TWM575196U - 平面天線模組 - Google Patents

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TWM575196U TW107212792U TW107212792U TWM575196U TW M575196 U TWM575196 U TW M575196U TW 107212792 U TW107212792 U TW 107212792U TW 107212792 U TW107212792 U TW 107212792U TW M575196 U TWM575196 U TW M575196U
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Abstract

一種平面天線模組，其包括有：複數平面天線；一第一傳輸線，電性連接於這些平面天線；以及一增益提升結構，形成於第一傳輸線，各增益提升結構分別具有複數個間隔排列的齒部。透過上述增益提升結構的設計，可有助於提升平面天線模組的增益。

Description

平面天線模組
本創作係與天線結構有關；特別是指一種高增益的平面天線模組。
隨著無線通訊的蓬勃發展，例如無線區域網路或是行動通訊產品等，均需要利用無線通訊進行訊號傳輸，因此，對於無線訊號的頻寬、數據傳輸率的需求也與日俱增，因此，如何提供高增益、高無線訊號傳輸率的平面天線模組，是努力研發創新的方向之一。
有鑑於此，本創作之目的在於提供一種高增益的平面天線模組。
緣以達成上述目的，本創作提供的一種平面天線模組包括有：複數平面天線；一第一傳輸線，電性連接平面天線；以及一增益提升結構，形成於第一傳輸線的至少一側緣上，各增益提升結構分別具有複數個間隔排列的齒部。
其中，第一傳輸線具有多個第一子段以及一第一母段，各第一子段的一端分別連接各平面天線，另一端連接第一母段。
其中，有二增益提升結構分別形成於第一母段的兩相對側緣。
其中，有增益提升結構係形成於第一子段的側緣上。
其中，有二增益提升結構形成於二第一子段的側緣上，且具有二增益提升結構的二第一子段係連接於該第一母段的同一端。
其中，齒部的長度與寬度的比值介於0.15至12之間；齒部的長度介於0.3mm至3mm，齒部的寬度介於0.25mm至3mm之間。
緣以達成上述目的，本創作提供的一種平面天線模組包括有：複數平面天線，具有鄰接的一第一側以及一第二側；一第一傳輸線，電性連接於平面天線的第一側；一第二傳輸線，電性連接於平面天線的第二側；一增益提升結構，形成於第一傳輸線以及第二傳輸線的其中至少一者的至少一側緣上，增益提升結構分別具有複數個間隔排列的齒部。
其中，第一傳輸線具有多個第一子段以及一第一母段，各第一子段的一端分別連接各平面天線的第一側，另一端連接第一母段，第二傳輸線具有多個第二子段以及一第二母段，各第二子段的一端分別連接各平面天線的第二側，另一端連接第二母段。
其中，增益提升結構形成於第一母段的側緣上。
其中，包括有二增益提升結構形成於其中二第一子段的側緣上。
其中，增益提升結構係形成於第二母段的側緣上。
其中，包括有二增益提升結構形成於其中二第二子段的側緣上。
其中，齒部的長度與寬度的比值介於0.15至12之間；齒部的長度介於0.3mm至3mm，齒部的寬度介於0.25mm至3mm之間。
本創作之效果在於，透過上述增益提升結構的設計，可有效提升平面天線模組的增益。
為能更清楚地說明本創作，茲舉一些實施例並配合圖式詳細說明如後。請參圖１所示，為本創作一第一實施例之平面天線模組a，其包括有複數平面天線10、一第一傳輸線20以及至少二增益提升結構30。
於本實施例中，所述平面天線10的數量為四個，平面天線10係設置或印製於一電路板（圖未示）上，而電路板的下方係進一步連接有一反射板R1，反射板R1係與電路板相距有一預定間距，且可供作為接地使用，但本創作的平面天線數量與電路結構不以此為限。
第一傳輸線20係電性連接這些平面天線10，以供各平面天線10的增益進行累增。於本實施例中，第一傳輸線20包括有多個第一子段22以及一第一母段24，各第一子段22的一端分別連接各平面天線10，另一端則連接第一母段24；於本實施例中，第一母段24的兩端分別連接有二第一子段22，且第一母段24具有一饋入點26，用以饋入訊號。更進一步，第一子段22均分別連接在各平面天線10的同一側，如圖１所示方向中，各平面天線10朝下的一側。
至少二增益提升結構30係形成於第一傳輸線20上，且各增益提升結構30分別具有複數個相間隔排列的齒部30a。於本實施例中，所述增益提升結構30的數目為二，且二增益提升結構30係分別形成在第一傳輸線20的相背對的二側緣上，更進一步地說，二增益提升結構30係分別形成於第一母段24的兩相對側緣24a,24b。
請配合圖２所示，為本創作一第二實施例的平面天線模組b，其結構與第一實施例的平面天線模組a大致相同，不同的是，其增益提升結構30係形成於其中二第一子段22上，更進一步地，具有二增益提升結構30的二第一子段22係連接於第一母段24的同一端，且二增益提升結構30之齒部30a分別位於該二第一子段22的下側緣22a,22b。另外，在同一第一子段22可進一步設置有其他增益提升結構32，舉例而言，於一實施例中，在前述二第一子段22的上側緣22c,22d可進一步設置有齒部32a，而使得上方二第一子段22的兩相對上下側緣分別均設有增益提升結構。另外，於一實施例中，在其他第一子段22可進一步設置有其他增益提升結構34，例如，於一實施例中，在下方的二第一子段22的下側緣22e,22f可分別設有齒部34a，設置的內容可以如前述實施例，可以是兩第一子段22的下緣、上緣，也可以是上下兩側緣均設置增益提升結構34的齒部34a，本創作不以此為限；值得說明的是，為求較佳的增益提升效果，增益提升結構在對應的兩第一子段上以對稱的設置為較佳，例如連接到第一母段24同一端的兩第一子段22，其增益提升結構均同設於下緣22c、22d或上緣22a、22b。
請配合圖３所示，為本創作一第三實施例的平面天線模組c，其係為雙極化貼片天線，並且包括有複數平面天線40、一第一傳輸線50、一第二傳輸線60以及至少二增益提升結構70。
於本實施例中，所述平面天線40的數量為四個，平面天線40係設置或印製於一電路板（圖未示）上，而電路板的下方係進一步連接有一反射板R2，反射板R2係與電路板相距有一預定間距，且可供作為接地使用，但本創作平面天線數量與電路結構不以此為限。平面天線40分別具有鄰接的一第一側42以及一第二側44，於本實施例中，以圖３所示的方向來看，平面天線40係由上而下兩兩並列設置，其中，所有平面天線40的第一側42係朝向同一方向，例如同樣朝圖３下方，而左右的兩平面天線40的第二側44係朝向相反的方向，例如左側的平板天線40的第二側42朝左，而右側的平板天線40的第二側朝右。
第一傳輸線50係電性連接平面天線40，以供各平面天線40的增益進行累增。於本實施例中，第一傳輸線50包括有多個第一子段52以及一第一母段54，各第一子段52的一端分別連接各平面天線40的第一側42，另一端則連接第一母段54；於本實施例中，第一母段54的兩端分別連接有二第一子段52，且第一母段54具有一第一饋入點56，用以饋入訊號，於本實施例中，所述第一饋入點56係以穿孔為例。較佳者，第一饋入點56係位於第一母段54的中央位置處。另外，進一步地，在第一子段52的轉折處係可設計有導角52a，藉以可有助於提升天線增益值。
第二傳輸線60係電性連接平面天線40，以供平面天線40的增益進行累增。於本實施例中，第二傳輸線60包括有多個第二子段62以及一第二母段64，各第二子段62的一端分別連接各平面天線40的第二側44，另一端則連接第二母段64；於本實施例中，第二母段64的兩端分別連接有二第二子段62，且第二母段64具有一第二饋入點66，用以饋入訊號，於本實施例中，所述第二饋入點66係以穿孔為例。特別的是，第二傳輸線60係圍繞其中二平面天線40，而使得二平面天線40位於第二傳輸線60之第二母段64之間，例如如圖３所示，所述第二母段64係包圍位於上方的二平面天線40左右兩側。另外，較佳者，所述第二饋入點66的位置設計係偏離平面天線模組c的中心線或中心點，例如所述第二饋入點66可設計為較靠近其中一平面天線40，但遠離另一平面天線40，例如，如圖３所示，第二饋入點66係相對靠近左側的平面天線40，且相對遠離右側的平面天線40，藉由上述饋入位置的設計，可有助於改善天線隔離度(isolation)...等。另外，進一步地，在第二子段62的轉折處係可設計有導角62a，藉以可有助於提升天線增益值。
至少二增益提升結構70係形成於第一傳輸線50以及第二傳輸線60的其中至少一者，且各增益提升結構70分別具有複數個相間隔排列的齒部70a（如圖５所示）。於本實施例中，所述增益提升結構70的數量為二，二增益提升結構70係形成於第二傳輸線60的第二母段64的兩相對側緣，其中，所述側緣可為第二母段64中相背對的兩側緣或者相面對的兩側緣，而於本實施例中，二增益提升結構70係分別形成於第二母段64的側緣64a與側緣64b上，且側緣64a與側緣64b係相背對，並分別位於一平面天線40的左側與另一平面天線40的右側，且二增益提升結構70的齒部70a係分別朝著相反的方向凸出。其中，請配合圖５所示，本實施例之增益提升結構70的齒部70a概呈片狀矩形結構，另外，於其他實際應用上，齒部70a的形狀並不以上述矩形結構為限，亦可設計為鋸齒型、角形、凸弧形、半圓形、凹弧形等其他形態的結構。
請一併配合圖３、圖４以及下表一所示，記載有本實施例的平面天線模組c的尺寸設計，其中，A1為反射板R2的長度，B1為反射板R2的寬度，A2~A5依序為各平面天線40的長度，B2~B5依序為各平面天線40的寬度，C1為第二饋入點66的孔徑，C4為第一饋入點56的孔徑，C2、C3、C5、C6為反射板R2上之穿孔的孔徑。須說明的是，於其他應用上，上述尺寸並非唯一，亦可根據不同的應用改變平面天線模組c的尺寸設計。 表一 <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 平面天線模組的尺寸設計 </td><td> Unit : mm </td></tr><tr><td> A1= 220 </td><td> A2= 45.95 </td><td> A3= 45.95 </td><td> A4= 45.95 </td><td> A5= 45.95 </td><td></td></tr><tr><td> B1= 220 </td><td> B2= 46.36 </td><td> B3= 46.36 </td><td> B4= 46.36 </td><td> B5= 46.36 </td><td> </td></tr><tr><td> C1=φ1.3 </td><td> C2= φ4 </td><td> C3=φ4 </td><td> C4=φ1.3 </td><td> C5=φ4 </td><td> C6=φ4 </td></tr></TBODY></TABLE>
另請配合圖５所示，D1為增益提升結構70之齒部70a的長度，E1為增益提升結構70之齒部70的間距，E2為增益提升結構70之齒部70a的寬度，E3為具有增益提升結構70之側緣64b的長度。其中，較佳者，齒部70a的長度與與寬度的比值介於0.15至12之間；或者，齒部的長度介於0.3mm至3mm，齒部的寬度介於0.25mm至3mm之間。另外，較佳者，各增益提升結構70的齒部70a的數量係介於4至32個，而於本實施例中，所述齒部70a的數量係以16個為例。另外，請配合下表二所示，為本實施例之平面天線模組c的增益提升結構70以及側緣64b的尺寸設計表，另外，本實施例之側緣64a與側緣64b為對稱結構設計，側緣64a與側緣64b的尺寸相同。須說明的是，於其他應用上，上述尺寸並非唯一，亦可根據不同的應用改變增益提升結構70的尺寸設計。 表二 <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 增益提升結構70的尺寸設計 </td><td> Unit : mm </td></tr><tr><td> D1= 0.69 </td><td> E1= 2.69 </td><td> E2= 0.25 </td><td> E3= 49.69 </td><td> 齒部數量=16個 </td></tr><tr height="0"><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr></TBODY></TABLE>
請配合圖６所示，為利用向量分析儀對上述平面天線模組c進行垂直與水平駐波比測試的測試結果，其中，由圖６的測試圖表可見，本創作的平面天線模組c在2.4GHz至2.5GHz之間及其附近頻率的返回損失（Return Loss）相當小，由此可見，上述的第五實施例的平面天線模組c可被有效的應用在2.4GHz至2.5GHz之間的頻寬中。
請配合圖７及圖８所示，為上述平面天線模組c分別操作在2.4GHz、2.45GHz、2.47GHz以及2.5GHz之垂直極化與水平極化的輻射場形圖。由圖式的輻射場形分布可見，上述平面天線模組c具有良好的覆蓋率。
另外，請配合下表三所示，實驗組為上述平面天線模組c，而對照組為具有與上述平面天線模組c相同結構天線模組但去除二增益提升結構70。自表三所示可見，藉由本創作之平面天線模組的增益提升結構70的設計，可有效地提升天線的增益。 表三 <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> Horizontal Polarization </td></tr><tr><td> Frequency (GHz) </td><td> 2.4 </td><td> 2.45 </td><td> 2.47 </td><td> 2.5 </td></tr><tr><td> 實驗組-平面天線模組c的最大增益 (dB) </td><td> 14.14 </td><td> 14.61 </td><td> 15.08 </td><td> 14.83 </td></tr><tr><td> 對照組-天線模組(不具有增益提升結構70)的最大增益 (dB) </td><td> 13.9 </td><td> 14.18 </td><td> 14.41 </td><td> 14.39 </td></tr></TBODY></TABLE>
請配合圖９所示，為本創作一第四實施例的平面天線模組d，其結構與第三實施例的平面天線模組c大致相同，特別的是，其進一步包括有另外兩個增益提升結構71形成於第一傳輸線50上，更進一步地，增益提升結構71係分別形成於第一傳輸線50之第一母段54的兩相對側緣。
請配合圖10所示，為本創作一第五實施例的平面天線模組e，其結構與第三實施例的平面天線模組c大致相同，不同的地方在於，平面天線模組e的二增益提升結構72係分別形成於二第二子段62的側緣62b,62c。另外，於一實施例中，增益提升結構73可形成於連接下方的兩個平面天線40的二第二子段62的側緣62d,62e上。另外，於一實施例中，可將對應的二增益提升結構73設置為相面對，舉例而言，在第二子段62的側緣62f,62g上分別設有一增益提升結構74，使二增益提升結構74相面對，其中增益提升結構設置的內容可以是第二子段62較接近平面天線40的側緣，也可以是較遠離平面天線40的側緣，本創作不以此為限；值得說明的是，為求較佳的增益提升效果，增益提升結構在對應的兩第一子段或是對應的兩第二子段的設置上以對稱的設置為較佳，較佳的對稱設置關係包含兩第一子段之間的對稱、兩第二子段之間的對稱、兩第一子段的側緣之間的對稱、兩第二子段的側緣之間的對稱。
請配合圖11所示，為本創作一第六實施例的平面天線模組f，其結構與第三實施例的平面天線模組c大致相同，特別的是，平面天線模組f更包含有二增益提升結構75，形成於二第二母段64的側緣64c,64d上，其中二增益提升結構75相面對，且與增益提升結構70相背對。另外，平面天線模組f可進一步包括有二增益提升結構76，形成於二第一子段52上，增益提升結構設置的位置可以是第二母段64較接近平面天線40的側緣，也可以是較遠離平面天線40的側緣，本創作不以此為限；值得說明的是，為求較佳的增益提升效果，增益提升結構在第二母段的設置上以對稱的設置為較佳，較佳的對稱設置關係包含第二母段的側緣之間的對稱。
本創作的平面天線模組透過上述增益提升結構的設計，可進一步增加平面天線的累加增益，增加整體平面天線模組的增益值，可有助於提升平面天線模組的訊號傳輸率。
補充一提的是，以上所述的平面天線、第一傳輸線、第二傳輸線以及增益提升結構係可由金屬材質製程，例如：金、銀、銅等，另外，較佳者，所述增益提升結構係與第一傳輸線或第二傳輸線為一體成形的結構，較佳者，所述平面天線、第一傳輸線、第二傳輸線以及增益提升結構為一體成形的結構。
以上所述僅為本創作可行實施例而已，舉凡應用本創作說明書及申請專利範圍所為之等效變化，理應包含在本創作之專利範圍內。
［本創作］
a~f‧‧‧平面天線模組
10‧‧‧平面天線
20‧‧‧第一傳輸線
22‧‧‧第一子段
22a,22b,22e,22f‧‧‧下側緣
22c,22d‧‧‧上側緣
24‧‧‧第一母段
24a,24b‧‧‧側緣
26‧‧‧饋入點
30‧‧‧增益提升結構
30a‧‧‧齒部
32‧‧‧增益提升結構
32a‧‧‧齒部
34‧‧‧增益提升結構
34a‧‧‧齒部
40‧‧‧平面天線
42‧‧‧第一側
44‧‧‧第二側
50‧‧‧第一傳輸線
52‧‧‧第一子段
52a‧‧‧導角
54‧‧‧第一母段
56‧‧‧第一饋入點
60‧‧‧第二傳輸線
62‧‧‧第二子段
62a‧‧‧導角
62b,62c,62d‧‧‧側緣
62e,62f,62g‧‧‧側緣
64‧‧‧第二母段
64a,64b,64c,64d‧‧‧側緣
66‧‧‧第二饋入點
70~76‧‧‧增益提升結構
70a‧‧‧齒部
R1,R2‧‧‧反射板
圖１為本創作一第一實施例之平面天線模組的示意圖。 圖２為本創作一第二實施例之平面天線模組的示意圖。 圖３為本創作一第三實施例之平面天線模組的示意圖。 圖４為本創作上述第三實施例之平面天線模組的示意圖。 圖５為本創作上述第三實施例之平面天線模組的局部放大圖。 圖６為利用向量分析儀對本創作上述第三實施例之平面天線模組進行垂直駐波比測試與水平駐波比測試的測試結果。 圖７為本創作上述第三實施例之平面天線模組操作在2.4GHz以及2.45GHz的垂直極化與水平極化方向的輻射場形圖。 圖８為本創作上述第三實施例之平面天線模組操作在2.47GHz以及2.5GHz的垂直極化與水平極化的輻射場形圖。 圖９為本創作上述第四實施例之平面天線模組的示意圖。 圖10為本創作上述第五實施例之平面天線模組的示意圖。 圖11為本創作上述第六實施例之平面天線模組的示意圖。

Claims (13)

  1. 一種平面天線模組，其包括有： 複數平面天線； 一第一傳輸線，電性連接該些平面天線；以及 一增益提升結構，形成於該第一傳輸線的至少一側緣上，該增益提升結構分別具有複數個間隔排列的齒部。
  2. 如請求項1所述之平面天線模組，其中該第一傳輸線具有多個第一子段以及一第一母段，各該第一子段的一端分別連接各該平面天線，另一端連接該第一母段。
  3. 如請求項2所述之平面天線模組，其中包括有二該增益提升結構分別形成於該第一母段的兩相對側緣。
  4. 如請求項2所述之平面天線模組，該增益提升結構係對應形成於該第一子段的該側緣上。
  5. 如請求項2所述之平面天線模組，其中包括有二該增益提升結構形成於二該第一子段上，且具有該二增益提升結構的該二第一子段係連接於該第一母段的同一端。
  6. 如請求項1所述之平面天線模組，其中該些齒部的長度與寬度的比值介於0.15至12之間；該些齒部的長度介於0.3mm至3mm，該些齒部的寬度介於0.25mm至3mm之間。
  7. 一種平面天線模組，其包括有： 複數平面天線，具有鄰接的一第一側以及一第二側； 一第一傳輸線，電性連接於該些平面天線的該第一側； 一第二傳輸線，電性連接於該些平面天線的該第二側； 一增益提升結構，形成於該第一傳輸線以及該第二傳輸線的其中至少一者的至少一側緣上，該增益提升結構分別具有複數個間隔排列的齒部。
  8. 如請求項7所述之平面天線模組，其中該第一傳輸線具有多個第一子段以及一第一母段，各該第一子段的一端分別連接各該平面天線的該第一側，另一端連接該第一母段；該第二傳輸線具有多個第二子段以及一第二母段，各該第二子段的一端分別連接各該平面天線的該第二側，另一端連接該第二母段。
  9. 如請求項8所述之平面天線模組，其中該增益提升結構形成於該第一母段的該側緣上。
  10. 如請求項8所述之平面天線模組，其中包括有至少二該增益提升結構對應形成於其中至少二該第一子段的該側緣上。
  11. 如請求項8或9所述之平面天線模組，其中該增益提升結構更對應形成於該第二母段的該側緣上。
  12. 如請求項8或10所述之平面天線模組，其中更包括有至少二該增益提升結構對應形成於其中至少二該第二子段的該側緣上。
  13. 如請求項10所述之平面天線模組，其中該些齒部的長度與寬度的比值介於0.15至12之間；該些齒部的長度介於0.3mm至3mm，該些齒部的寬度介於0.25mm至3mm之間。
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