TWM584025U - 陣列天線（三） - Google Patents

Abstract

一種陣列天線，其包含一基板；複數第一輻射體，係成形設於該基板上，各該第一輻射體依序排列；複數第一中心導線，係成形設於該基板上，各該第一中心導線分別與各該第一輻射體貫穿連接排列成一直線；複數第二輻射體，係成形設於該基板上，各該第二輻射體依序排列；複數第二中心導線，係成形設於該基板上，各該第二中心導線分別與各該第二輻射體貫穿連接排列成一直線；一彎折部，係成形設於該基板上，該彎折部兩端分別連接於各該第一中心導線其一與各該第二中心導線其一；一饋入線，係成形設於該基板上，該饋入線分別連接於該彎折部與最內側該其中一第二中心導線上。因此，本創作藉由採用三層板，開出槽孔的設計來解決頻寬、效率的難題，俾可使本創作形成串列式中央饋入的微帶陣列天線，以達成改善頻寬、提升效率、保持輻射場形置中不偏移，來提升天線的收發性能。

Description

陣列天線(三)

本創作係一種天線，尤指一種串列饋入式的陣列天線。

常見微帶陣列天線，如中華民國專利公告第M504362號揭露了一種「陣列微帶天線」，其中結構主要包含饋入點、第一導電線(含彎折)、連接點及對稱的輻射板(體)，而構成一組微帶陣列天線。

此一技術方案中，該陣列天線無法適用於毫米波雷達天線，其中由於輻射板(體)的配置數量僅為一對一以及其形狀均為方形，造成了該陣列天線使用頻寬窄、增益無法有效提升以及無法適用等問題。

有鑑於習用所述，因此本創作在於解決及改善習用所存在之問題與缺失為目的。

為了達成以上之目的，本創作提供一種陣列天線，其包含：一基板；複數第一輻射體，係成形設於該基板上，各該第一輻射體依序排列；複數第一中心導線，係成形設於該基板上，各該第一中心導線分別與各該第一輻射體貫穿連接排列成一直線；複數第二輻射體，係成形設於該基板上，各該第二輻射體依序排列；複數第二中心導線，係成形設於該基板上，各該第二中心導線分別與各該第二輻射體貫穿連接排列成一直線； 一彎折部，係成形設於該基板上，該彎折部兩端分別連接於各該第一中心導線其一與各該第二中心導線其一；一饋入線，係成形設於該基板上，該饋入線分別連接於該彎折部與最內側該其中一第二中心導線上。

其中較佳的，該基板係由一第一金屬層、一第一基板層、一第二金屬層、一第二基板層和一第三金屬層依序疊設構成，該第一金屬層成形設有複數第一槽孔和複數第二槽孔，各該第一槽孔個別成形於各該第一輻射體周圍，該等第一輻射體由該第一金屬層成形構成，且各該第二槽孔個別成形於各該第二輻射體周圍，該等第二輻射體由該第一金屬層成形構成，該第二金屬層成形設有複數第三槽孔和複數第四槽孔，各該第三槽孔個別設置於各該第一輻射體周圍相對位置處，各該第四槽孔個別設置於各該第二輻射體周圍相對位置處，該彎折部與饋入線由該第一金屬層成形構成。

較佳的，該第一金屬層成形設有複數第一中心導線槽孔、複數第二中心導線槽孔、一彎折部槽孔和一饋入線槽孔，各該第一中心導線槽孔個別成形於各該第一中心導線周圍，該等第一中心導線由該第一金屬層成形構成，且各該第二中心導線槽孔個別成形於各該第二中心導線周圍，該等第二中心導線由該第一金屬層成形構成，該彎折部槽孔成形於該彎折部周圍，該彎折部由該第一金屬層成形構成，且該饋入線槽孔成形於該饋入線周圍，該饋入線由該第一金屬層成形構成。

較佳的，各該第一輻射體和各該第二輻射體為矩形。

較佳的，該饋入線上設有一第二彎折部。

較佳的，進一步設有複數貫孔，係成形設於該基板上，且該 等貫孔分別分佈設置於各該第一槽孔、各該第二槽孔、各該第三槽孔、各該第四槽孔、各該第一中心導線槽孔、各該第二中心導線槽孔、彎折部槽孔及饋入線槽孔的周圍相對位置。

因此，本創作藉由採用三層板，開出槽孔的設計來解決頻寬、效率的難題，俾可使本創作形成串列式中央饋入的微帶陣列天線，以達成改善頻寬、提升效率、保持輻射場形置中不偏移，來提升天線的收發性能。

〔本創作〕

1‧‧‧基板

11‧‧‧第一金屬層

12‧‧‧第一基板層

13‧‧‧第二金屬層

14‧‧‧第二基板層

15‧‧‧第三金屬層

2‧‧‧第一輻射體

21‧‧‧第一槽孔

22‧‧‧第三槽孔

3‧‧‧第一中心導線

31‧‧‧第一中心導線槽孔

4‧‧‧第二輻射體

41‧‧‧第二槽孔

42‧‧‧第四槽孔

5‧‧‧第二中心導線

51‧‧‧第二中心導線槽孔

6‧‧‧彎折部

61‧‧‧彎折部槽孔

7‧‧‧饋入線

71‧‧‧饋入線槽孔

8‧‧‧第二彎折部

9‧‧‧貫孔

W0~W9‧‧‧寬度

第一圖係本創作較佳實施例之結構示意圖。

第二圖係本創作較佳實施例之第一圖部分裁面之立體結構示意圖。

第三圖係本創作較佳實施例之單一陣列天線操作於75~85GHz頻段之反射係數(Reflection Coefficient)。

為了能更清楚了解本創作之內容，係以下列實施例搭配圖式及符號加以說明。

請參閱第一圖所示，本創作提供一種陣列天線，其包含：一基板1、複數第一輻射體2、複數第一中心導線3、複數第二輻射體4、複數第二中心導線5、一彎折部6和一饋入線7。

其中，該等第一輻射體2成形設於該基板1上，各該第一輻射體2的寬度W0~W4之大小每一個均不同並且依序排列設置。該等第一中心導線3成形設於該基板1上，各該第一中心導線3分別與各該第一輻射體2貫穿連 接排列成一直線。該等第二輻射體4成形設於該基板1上，各該第二輻射體4的寬度W5~W9之大小每一個均不同並且依序排列設置。該等第二中心導線5成形設於該基板1上，各該第二中心導線5分別與各該第二輻射體4貫穿連接排列成一直線。該彎折部6成形設於該基板1上，該彎折部6兩端分別連接於各該第一中心導線3最內側其一與各該第二中心導線5最內側其一。該饋入線7成形設於該基板1上，該饋入線7分別連接於該彎折部6與最內側該其中一第二中心導線5上。本實施例中，前述所提成形，係為雷射雕刻成形或蝕刻成形等攸關天線成形的方式。較佳的，各該第一輻射體2與各該第二輻射體4形狀大小為對稱設置。

因此本創作中，藉串列式及中央饋入，使用多個微帶天線(各該第一輻射體2與各該第二輻射體4)直接串聯而成，且其中，為了讓本創作擁有高增益效果，將各每兩個第一輻射體2之間和各每兩個第二輻射體4之間設置相隔二分之一真空波長(1/2 λ)，並適度調整各該第一輻射體2和各該第二輻射體4使之饋入相位皆為相同，即可得所有天線單元之輻射場形建設性相加。除此之外，為了在寬頻設計中保持輻射場形置中不偏移，藉饋入線7在天線的中央饋入，並在一邊加入二分之一波長相位延遲之傳輸線(彎折部6)，使其兩邊串列的天線陣列能夠同向激發。

進一步的，為了配合使用於毫米波雷達4GHz的操作頻寬，故請再參閱第二圖所示，其中該基板1係由一第一金屬層11、一第一基板層12、一第二金屬層13、一第二基板層14和一第三金屬層15依序疊設構成，該第一金屬層11成形設有複數第一槽孔21和複數第二槽孔41，各該第一槽孔21個別成形於各該第一輻射體2周圍，該等第一輻射體2由該第一金屬層11成形 構成，且各該第二槽孔41個別成形於各該第二輻射體4周圍，該等第二輻射體4由該第一金屬層11成形構成，該第二金屬層13成形設有複數第三槽孔22和複數第四槽孔42，各該第三槽孔22個別設置於各該第一輻射體2周圍相對位置處(即每一第一輻射體2具有分別相對應的第三槽孔22)，各該第四槽孔42個別設置於各該第二輻射體4周圍相對位置處(即每一第二輻射體4具有分別相對應的第四槽孔42)，該彎折部6與饋入線7由該第一金屬層11成形構成。

以及，該第一金屬層11成形設有複數第一中心導線槽孔31、複數第二中心導線槽孔51、一彎折部槽孔61和一饋入線槽孔71，各該第一中心導線槽孔31個別成形於各該第一中心導線3周圍，該等第一中心導線3由該第一金屬層11成形構成，且各該第二中心導線槽孔51個別成形於各該第二中心導線5周圍，該等第二中心導線5由該第一金屬層11成形構成，該彎折部槽孔61成形於該彎折部6周圍，該彎折部6由該第一金屬層11成形構成，且該饋入線槽孔71成形於該饋入線7周圍，該饋入線7由該第一金屬層11成形構成。

較佳的，各該第一輻射體2和各該第二輻射體4為矩形，其中，藉由內而外調整(縮減)各該第一輻射體2和各該第二輻射體4寬度W0~W9之配置，來取得良好阻抗匹配與天線場形特性。又該饋入線7上設有一第二彎折部8，不僅讓基板1設置面積縮小，亦可增加路徑長，調整匹配。此外，並藉進一步設有複數貫孔9成形設於該基板1上，且該等貫孔9分別分佈設置於各該第一槽孔21、各該第二槽孔41、各該第三槽孔22、各該第四槽孔42、各該第一中心導線槽孔31、各該第二中心導線槽孔51、彎折部槽孔61及饋入線槽孔71的周圍相對位置。

因此，本創作進一步藉由採用三層板(如第二圖)，在第一金 屬層11、第二金屬層13以天線各該第一輻射體2和各該第二輻射體4周圍劃開形成矩形槽孔(主要為各該第一槽孔21和各該第二槽孔41)，上下的槽孔尺寸相同，槽孔的邊緣(以打金屬柱的方式)圍成立體方形共振腔，讓本創作天線共振限制於方形共振腔完成，如此一來即可解決因基板1板材厚度所造成場的發散，且能維持寬頻的設計。故開出槽孔的設計來解決頻寬、效率的問題，俾可使本創作形成串列式中央饋入的微帶陣列天線，達成改善頻寬、提升效率，整體提升天線的收發性能。可進一步如第三圖所示，以反射係數模擬之圖例說明，其阻抗匹配特性佳，藉以改善天線收發效果。

以上所論述者，僅為本創作較佳實施例，並非用以限定本創作實施之範圍；故在不脫離本創作之精神與範疇內所作之等效的形狀、構造或組合之變換，皆應涵蓋於本創作之申請專利範圍內。

Claims (6)

1. 一種陣列天線，其包含：一基板；複數第一輻射體，係成形設於該基板上，各該第一輻射體依序排列；複數第一中心導線，係成形設於該基板上，各該第一中心導線分別與各該第一輻射體貫穿連接排列成一直線；複數第二輻射體，係成形設於該基板上，各該第二輻射體依序排列；複數第二中心導線，係成形設於該基板上，各該第二中心導線分別與各該第二輻射體貫穿連接排列成一直線；一彎折部，係成形設於該基板上，該彎折部兩端分別連接於各該第一中心導線其一與各該第二中心導線其一；一饋入線，係成形設於該基板上，該饋入線分別連接於該彎折部與最內側該其中一第二中心導線上。
2. 如申請專利範圍第1項所述之陣列天線，其中該基板係由一第一金屬層、一第一基板層、一第二金屬層、一第二基板層和一第三金屬層依序疊設構成，該第一金屬層成形設有複數第一槽孔和複數第二槽孔，各該第一槽孔個別成形於各該第一輻射體周圍，該等第一輻射體由該第一金屬層成形構成，且各該第二槽孔個別成形於各該第二輻射體周圍，該等第二輻射體由該第一金屬層成形構成，該第二金屬層成形設有複數第三槽孔和複數第四槽孔，各該第三槽孔個別設置於各該第一輻射體周圍相對位置處，各該第四槽孔個別設置於各該第二輻射體周圍相對位置處，該彎折部與饋入線由該第一金屬層成形構成。
3. 如申請專利範圍第2項所述之陣列天線，其中該第一金屬層成形設有複數第一中心導線槽孔、複數第二中心導線槽孔、一彎折部槽孔和一饋入線 槽孔，各該第一中心導線槽孔個別成形於各該第一中心導線周圍，該等第一中心導線由該第一金屬層成形構成，且各該第二中心導線槽孔個別成形於各該第二中心導線周圍，該等第二中心導線由該第一金屬層成形構成，該彎折部槽孔成形於該彎折部周圍，該彎折部由該第一金屬層成形構成，且該饋入線槽孔成形於該饋入線周圍，該饋入線由該第一金屬層成形構成。
4. 如申請專利範圍第1或2或3項所述之陣列天線，其中各該第一輻射體和各該第二輻射體為矩形。
5. 如申請專利範圍第1或2或3項所述之陣列天線，其中該饋入線上設有一第二彎折部。
6. 如申請專利範圍第3項所述之陣列天線，其中進一步設有複數貫孔，係成形設於該基板上，且該等貫孔分別分佈設置於各該第一槽孔、各該第二槽孔、各該第三槽孔、各該第四槽孔、各該第一中心導線槽孔、各該第二中心導線槽孔、彎折部槽孔及饋入線槽孔的周圍相對位置。