TWM578884U - Array antenna (1) - Google Patents

Abstract

一種陣列天線，包含一介質基板、一接地金屬層、一天線輻射體以及一微帶饋線，其中：該接地金屬層與天線輻射體分別設置於該介質基板相對的兩個表面上，該天線輻射體具有依序串接的第一至第六天線元件，且第三天線元件與第四天線元件之間係透過倒U字狀的相位延遲線路相串接，該微帶饋線係設置於該天線輻射體一側，且該微帶饋線與該相位延遲線路相連接。藉此，本創作的天線即可大幅提高頻寬等特性，進而可大幅提高產品之實用性。

Description

陣列天線(一)

本創作係有關於一種天線結構。

按，隨著電子、通訊技術的快速發展，特別是如毫米波(mm Wave)等高頻無線通訊技術已在汽車防撞雷達、5G行動通訊等應用領域佔有重要地位，同時也使得相關天線技術的研究開發受到重視。

現有的毫米波天線大都是微帶貼片天線(Microstrip Patch Antenna)，此種型式的天線具有低剖面、容易製作、體積小及製作成本低等優點，惟其窄頻寬特性對設計者會有較大的挑戰，因此，有必要發展一種具有較佳頻寬特性的毫米波天線。

有鑑於現有毫米波天線的上述問題，因此本創作之目的在於發展一種可具有較佳頻寬特性的毫米波天線。

為達成上述目的，本創作係提供一種陣列天線，其包含：一介質基板，具有一第一表面以及一相對的第二表面；一接地金屬層，係設置於該介質基板的第二表面上；一天線輻射體，係設置於該介質基板的第一表面上，該天線輻射體包含有依序以呈直線狀延伸分布方式設置的一第一天線元件、一第二天線元件、一第三天線元件、一第四天線元件、一第 五天線元件以及一第六天線元件，該第一天線元件至第三天線元件之間係依序串接，該第四天線元件至第六天線元件之間也依序串接，該第三天線元件與第四天線元件之間則透過一相位延遲線路相連接，該相位延遲線路包含有依序連接的一第一端部、一中段部與一第二端部，該第一端部及第二端部乃分別與該第三天線元件及第四天線元件相連接，又該第一端部與第二端部均呈水平直線狀，該中段部則呈倒U字狀；一微帶饋線，係設置於該介質基板的第一表面上並位於該天線輻射體一側，該微帶饋線的一端係與該相位延遲線路相連接。

其中，各該天線元件皆為矩形。

其中，該微帶饋線包含有一水平分枝、一垂直分枝與一圓弧彎折部，該水平分枝的長度大於該垂直分枝的長度，該圓弧彎折部的兩端分別與該水平分枝的一端及垂直分枝的一端相連接，該垂直分枝的另一端則連接於該相位延遲線路之第一端部與中段部的銜接處，且該垂直分枝與該中段部分別位於該第一端部的不同側。

進一步說明，該水平分枝係位於該第四天線元件至第六天線元件的下方，且該水平分枝的另一端係突出於該第六天線元件之外。

藉此，本創作的天線即可大幅提高頻寬特性，進而可大幅提高產品之實用性。

1‧‧‧介質基板

11‧‧‧第一表面

2‧‧‧接地金屬層

3‧‧‧天線輻射體

31‧‧‧第一天線元件

32‧‧‧第二天線元件

33‧‧‧第三天線元件

34‧‧‧第四天線元件

35‧‧‧第五天線元件

36‧‧‧第六天線元件

37‧‧‧相位延遲線路

371‧‧‧第一端部

372‧‧‧第二端部

373‧‧‧中段部

4‧‧‧微帶饋線

41‧‧‧水平分枝

42‧‧‧垂直分枝

43‧‧‧圓弧彎折部

12‧‧‧第二表面

第一圖係本創作之一實施例的立體示意圖。

第二圖係本創作之一實施例的天線輻射體結構示意圖。

第三圖係本創作之一實施例的反射係數特性曲線圖。

以下對於本創作的具體實施例所做的說明中，諸如「上、下、左、右、前、後、一側、水平、垂直」等術語僅是用來表達本創作之各個組成元件或構件之間在特定圖式所呈現的特定視角中的相對位置或空間關係，而非指絕對的方向關係，因此，當圖式被翻轉時，則各元件之間的空間關係亦應相應地解釋及理解。

請參閱第一圖所示，其係本創作的陣列天線之一實施例的立體示意圖，該陣列天線包含：一介質基板1，該介質基板1具有一第一表面11以及一相對的第二表面12。

一接地金屬層2，該接地金屬層2係設置於該介質基板1的第二表面12上。

一天線輻射體3，該天線輻射體3係設置於該介質基板1的第一表面11上，該天線輻射體3包含有一第一天線元件31、一第二天線元件32、一第三天線元件33、一第四天線元件34、一第五天線元件35、以及一第六天線元件36，請再配合參閱第二圖所示該天線輻射體3的結構示意圖，其中，該第一天線元件31至第六天線元件36係依序以呈直線狀延伸分布的方式設置於該介質基板1的第一表面11上，在本實施例與第一圖、第二圖中，各該天線元件皆為矩形且彼此之間相隔有一定的間距，在此，各該天線元件的尺寸大小可以相同或不同，且不同的相鄰天線元件之間(例如該第一天線元件31與第二天線元件32之間以及該第二天線元件32與第三天線元件33之 間)的間距大小也可以相同或不同，又該第一天線元件31至第三天線元件33之間係依序串接，該第四天線元件34至第六天線元件36之間也依序串接，該第三天線元件33與第四天線元件34之間則透過一相位延遲線路37相連接，請繼續參閱第二圖所示，該相位延遲線路37包含有依序連接的一第一端部371、一中段部373與一第二端部372，且該第一端部371及第二端部372也分別與該第三天線元件33及第四天線元件34相連接，又該第一端部371與第二端部372均呈水平直線狀，該中段部373則呈倒U字狀。

一微帶饋線4，該微帶饋線4係設置於該介質基板1的第一表面11上並位於該天線輻射體3一側，請繼續參閱第二圖所示，該微帶饋線4包含有一水平分枝41、一垂直分枝42與一圓弧彎折部43，該水平分枝41的長度大於該垂直分枝42的長度，該圓弧彎折部43的兩端分別與該水平分枝41的一端及垂直分枝42的一端相連接，該垂直分枝42的另一端則連接於該相位延遲線路37之第一端部371與中段部373的銜接處，且該垂直分枝42與該中段部373分別位於該第一端部371的不同側，又該水平分枝41係位於該第四天線元件34至第六天線元件36的下方，且該水平分枝41的另一端係突出於該第六天線元件36之外。

藉由上述結構，本創作即可設計出一種具有中央饋入特徵的串列式微帶陣列貼片天線，請再參閱第三圖所示為本創作之一實施例的反射係數(Reflection Coefficient)特性曲線圖，由該反射係數特性曲線圖即可看出：本創作天線在毫米波頻段具有良好的阻抗匹配特性，可用頻寬達4GHz，從而可證明本創作的天線具備有不錯的頻寬特性。

Claims (4)

1. 一種陣列天線，其包含：一介質基板，具有一第一表面以及一相對的第二表面；一接地金屬層，係設置於該介質基板的第二表面上；一天線輻射體，係設置於該介質基板的第一表面上，該天線輻射體包含有依序以呈直線狀延伸分布的方式設置的一第一天線元件、一第二天線元件、一第三天線元件、一第四天線元件、一第五天線元件以及一第六天線元件，該第一天線元件至第三天線元件之間係依序串接，該第四天線元件至第六天線元件之間也依序串接，該第三天線元件與第四天線元件之間則透過一相位延遲線路相連接，該相位延遲線路包含有依序連接的一第一端部、一中段部與一第二端部，該第一端部及第二端部也分別與該第三天線元件及第四天線元件相連接，又該第一端部與第二端部均呈水平直線狀，該中段部則呈倒U字狀；一微帶饋線，係設置於該介質基板的第一表面上並位於該天線輻射體一側，該微帶饋線的一端係與該相位延遲線路相連接。
2. 如申請專利範圍第1項所述之陣列天線，其中各該天線元件皆為矩形。
3. 如申請專利範圍第1項所述之陣列天線，其中該微帶饋線包含有一水平分枝、一垂直分枝與一圓弧彎折部，該水平分枝的長度大於該垂直分枝的長度，該圓弧彎折部的兩端分別與該水平分枝的一端及垂直分枝的一端相連接，該垂直分枝的另一端則連接於該相位延遲線路其第一端部與中段部的銜接處，且該垂直分枝與該中段部分別位於該第一端部的不同側。
4. 如申請專利範圍第3項所述之陣列天線，其中該水平分枝係位於該第四天線元件至第六天線元件的下方，且該水平分枝的另一端係突出於該第六天線元件之外。