专利名称：百叶式平板天线的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种平板天线，尤其涉及一种百叶式平板天线。
背景技术：
目前一般为收看卫星电视节目所安装的卫星天线，其外型呈碟盘状(俗称小耳 朵)，使用上以外挂墙上或放置于屋顶、院子等无遮敝空间为主，材质有镀锌钢板 冲压成型及碳纤一体成型两种，而该类碟盘状天线可能容易存在有以下许多缺点
一、 体积庞大，重量重，使得运送及高楼作业上具有一定难度及危险性。
二、 碳纤一体成型虽可减轻重量，然其体积依然庞大。
三、 安装方式困难， 一般消费者无法自行安装。
四、 安装于房屋外墙或屋顶上时，必须藉由钻孔并打入膨胀螺丝或一般螺丝固 定，不仅破坏建筑物外墙结构、影响建筑物外观，且造成小区原有景观的不协调。
五、 安装于屋外，容易日晒、雨淋、狂风等气候因素影响而损坏。 而近年来澳洲、美国、中国、加拿大等国家也陆续规范大楼管理法，除公有接
收器外，不允许外墙设置额外天线破坏小区景观。
针对专利而言，请参阅图1所示中国实用新型专利申请号第89218824.3号天线 百叶窗帘装置，该案揭露一种由天线4和金属百叶活动窗帘组合而成的电视机用天 线百叶窗帘装置，其百叶窗帘的叶片1由间距可调且兼作反射振子的金属片构成， 天线4的有源振子2与上述金属叶片1相隔一定距离S配置于该百叶窗帘的外侧， 有源振子2再藉由系统线5与室内电视机6相连，藉由叶片l作反射振子，当叶片 l接收电视讯号时，先通过调节有源阵子2的方向，使其接收到最佳讯号，再调节 该叶片1的倾角或有源振子2与叶片1的距离S，使杂波与有用波相位错开，以达 到增强有用讯号的能量；
该案是针对一般家用无线接收电视，无法应用于高频率的卫星电视节目接收， 且天线必须依附设置于该百叶窗帘一侧。
此外，请参阅图2所示中国台湾专利申请案号第93212591号吸附式天线结构，
其是将变位臂20连接于天线50上，该变位臂20再枢接于一吸盘10，藉由该吸盘 10可将该天线50定位于平滑表面70上，调整该变位臂20旋转时，可一并牵动该 天线50而调整讯号接收角度；
该案是针对一般计算机的无线讯号传输，不适用于高频率的卫星电视节目接 收，且必须吸附于平滑表面。
发明内容
本发明的目的是提供一种百叶式平板天线，于天线基板上设计适合接收卫星信 号的天线阵列，调控水平分向的频宽与方位，并将其组配为百叶窗帘形式，达到便 于安装、调整的目的。
本发明提出一种百叶式平板天线，其包含-
至少一叶片，其上是设有微带天线；
一控制装置，是用以控制该叶片的角度。 较佳的是，该叶片是复数相互平行排列设置，且设有微带天线的一面均朝向同 一方向。
较佳的是，该控制装置是控制部分或全部叶片的角度。
较佳的是，该控制装置是可控制部分叶片的角度，而该部份的叶片为设置有微 带天线的叶片。
较佳的是，该复数叶片是以挠性或刚性组件相互串连。
较佳韵是，该复数叶片是设置于一框架内或一基座上，该框架或基座是可作任 意角度旋转。
较佳的是，该复数叶片是枢设于该框架内或基座上，且该复数叶片可以其枢设 位置为轴心枢转。
较佳的是，该微带天线是阵列设置于该叶片上。
较佳的是，该微带天线是分别负责接收、发射等其中的一或其组合。
较佳的是，该分别负责接收、发射的微带天线是分别设置于不同的叶片上。
较佳的是，该微带天线是与低噪声功能块(LNB， Low Noise Block)、功率放 大器(PowerAmplifier)等射频调变模块电性连接。 较佳的是，该射频调变模块是设置于一固定架内。
较佳的是，该叶片是与该微带天线一体成型。
较佳的是，该叶片与该微带天线之间设有连结结构，用以使该微带天线与该叶 片相互结合。
较佳的是，该连结结构为背胶、黏胶、卡钩与卡槽、凸轨与凹槽等其中之一或 其组合。
较佳的是，该控制装置为手动或电动控制其中之一或其组合。 较佳的是，该控制装置为有线或无线电性连接控制该叶片。 较佳的是，该叶片的材质是透明或不透明的金属、塑料其中之一或其组合 综上所述，本发明所提供的百叶式平板天线，其可以是具有以下许多优点
一、 于天线基板上设计适合接收卫星信号的天线阵列，调控水平分向的频宽与 方位，并将其组配为百叶窗帘形式，达到便于安装、调整的目的。
二、 安装不必破坏房屋结构。
三、 可选择安装于屋内，不致因气候影响而损坏。
四、 可为兼具有卫星天线与窗帘双重功能。
五、 可为体积轻巧、占空间少，利于移动及运输。
六、 造型可与室内装潢配合，外型美观。
七、 接收范围于安装时作设定，信号质量稳定。
八、 可维持小区原有景观，并达到美化家庭及提高生活质量的要求。 为使对于本发明的结构目的和功效有更进一步的了解与认同，兹配合附图详细
说明如后。
图1是习知天线百叶窗帘装置的结构示意图。 图2是习知吸附式天线结构的结构示意图。 图3是本发明较佳实施例的立体结构示意图。
图4是本发明较佳实施例接收讯号的侧视状态示意图。
图5A及图5B是本发明不同较佳实施例的测试结构示意图。
图6是一维天线阵列因子示意图。
图7是一维阵列天线设计结构示意图。
图8是一维阵列天线于磁场面(H平面，H-Plane)的阵列因子仿真图。
图9是一维阵列天线于电场面(E平面，E-Plane)的阵列因子仿真图。
图10是一维阵列天线于磁场面(H平面，H-Plane)的增益场型图。
图ll是一维阵列天线于电场面(E平面，E-Plane)的增益场型图。
图12是根据一维阵列天线设计原则所设计的阵列天线几何图。
图13是二维阵列天线于磁场面(H平面，H-Plane)的增益场型图。
图14是二维阵列天线于电场面(E平面，E-Plane)的增益场型图。
图15是阵列微带天线于磁场面(H平面，H-Plane)上相位平移60度及天线转
向60度时的增益场型图。
图16是阵列微带天线于电场面(E平面，E-Plane)上相位平移60度及天线转
向60度时的增益场型图。
图17是接收讯号在水平面上时磁场面(H平面，H-Plane)的天线增益场型图。 图18是接收讯号在水平面上时电场面(E平面，E-Plane)的天线增益场型图。 附图标号如下l-百叶式平板天线；2-叶片；21-具挠性的线材；22-枢设轴；3-
微带天线；4-固定架；4a-框架；4b-基座；41-调整杆；42-拉绳；43-低噪声功能块(LNB，
Low Noise Block) ; 44-功率放大器(Power Amplifier) ; 5-卫星；51-讯号；d-叶片
的间距；dw-每列微带天线的宽度；e、 ei-角度。
具体实施例方式
以下将参照随附的附图来描述本发明为达成目的所使用的技术手段与功效，而 以下附图所列举的实施例仅为辅助说明，以利了解，但本发明的技术手段并不限于 所列举附图。
请参阅图3所示，本发明提供的百叶式平板天线1，其包含复数叶片2，于部
份该叶片2上阵列设置有复数的微带天线3，该复数叶片2是相互平行排列设置， 且设有微带天线3的一面均朝向同一方向，图示该复数叶片是以具挠性的线材21 相互串连，且将该复数叶片2悬吊于一固定架4底部，于该固定架4的一侧设有一 调整杆41以及一拉绳42，藉由该调整杆41可控制该复数叶片2的俯仰角度，该拉 绳42可控制将该复数叶片2上升收合起或下降展开，其控制方式如一般手动控制
升降的软性百叶窗帘一般，如该技术领域人士所熟知，除上述手动方式外，亦可将 该复数叶片2电性连接传动马达、链条或皮带，以电动方式控制该复数叶片2的俯 仰角度或升降，且可配合无线或有线电性连接方式，换言之，无论手动或电动不同 态样的控制装置，只要能达到可控制该复数叶片2活动的目的即可。
关于该阵列设置的微带天线3，在此简要说明，该类微带天线是近年发展而出
的一种新型天线，由于具有尺寸小、成本低、结构牢固和工艺简单等优点，同时可 方便地实现线极化或圆极化以及双频工作，因而被广泛应用于通信、广播和航空航
天等领域，本发明利用该类微带天线轻薄迷你的优点，将微带天线3结合于叶片2 上，其是可与该叶片2 —体成型，亦可将该微带天线3与该叶片2分别独自成型后， 再藉由背胶、黏胶、卡钩与卡槽、凸轨与凹槽等连结方式或连结结构，使该微带天 线3与该叶片2相互连结，而该叶片2的材质不限，可采用透明或不透明的金属、 塑料其中之一或其组合；视使用状态及环境不同，可将该微带天线3分为接收与发 射两部份，并设置于不同的叶片2上，且该微带天线3是与低噪声功能块(LNB， Low Noise Block) 43、功率放大器(Power Amplifier) 44等射频调变模块电性连接， 如图所示，可将该低噪声功能块(LNB， Low Noise Block) 43、功率放大器(Power Amplifier) 44设置于该固定架4内，以保持整体外观的美观。
请参阅图4所示，本发明的主要目的在于利用该叶片2的俯仰角度可调整的特 性，用以接收卫星5所发射的讯号51，可于该叶片2上阵列设计适合接收该卫星讯 号51的微带天线3，以调控水平分向的频宽与方位，消费者可依实际所需，设置不 同尺寸或具有不同阵列微带天线3的叶片2，选择该百叶式平板天线1的悬吊高度、 位置及其朝向，并调整该叶片2的俯仰角度，即可解决接收卫星信号角度的差异， 此外，依设置环境不同，可将该百叶式平板天线1设计为居家或车用型，并配合适 当的防水、防火或耐酸碱材质；再者，该设置有该微带天线3的叶片2的数量可适 当增减，如图3所示，其是于其中四片该叶片2上设有微带天线3，以适应该讯号 51的发射范围，若将该叶片2设置为可抽换式，则可调整该微带天线3的位置，亦 可将所有叶片2均设置具有该微带天线3，以增加接收面积，如前所述，本发明的 特点在于调整该叶片2的俯仰角度以接收卫星5所发射的讯号51，因此，可将该百 叶式平板天线1设计为部份或所有的叶片2可调整的结构，而该部份可调整的叶片 2上设置有微带天线3。
此外，由于每个使用者的位置所面对的卫星讯号角度方位均不同，因此，如图
5A及图5B所示，可将该复数叶片2枢设于一刚性的框架4a内或一盘状或板状的 基座4b上，使该复数叶片2可以其枢设轴22枢转调整角度e之外，该框架4a或基 座4b亦可作任意角度ei或方位转动，或可平放于屋顶、阳台、草地等平面上，以 取得最佳讯号接收角度。
关于前述该微带天线3的设计原理，可由以下公式及说明获得验证；请参阅图 6所示一维天线阵列因子示意图，假设每一天线为单一等向性天线排成一列，此时 一维阵列因子可表示成
其中，
<formula>formula see original document page 9</formula><formula>formula see original document page 9</formula>a为两天线馈入点相位差，e。为偏离天顶角度，d为两天线间距；为计算方便， 该一维阵列因子也可表示成<formula>formula see original document page 9</formula>
根据上述公式设计具体阵列微带天线，如图7所示一维阵列天线设计结构示意 图，该一维阵列天线具有16个矩形微带天线/，且两矩形微带天线间距d与两矩形 微带天线馈入点相位差a之比 t//a=0.85
请参阅图8及图9所示，其为图7该一维阵列天线于磁场面(H平面，H-Plane) 及电场面(E平面，E-Plane)的阵列因子仿真图，分别再乘上矩形微带天线的辐射 场型，即成为图10及图11所显示的该一维阵列天线于磁场面及电场面的增益场型 图。
根据上述一维阵列天线设计原理，可衍生二维阵列天线设计公式如下 其中，
，"^t^ sin 6 cos ^
f r，丁—S f 乂 a
=2Ae for艸O
^ —
a
-
^及A分别表示阵列天线因子于x轴及y轴上的电流分布，如图12所示根据
上述公式具体设计的阵列天线几何图，其中，^，w = —: ^《， / ,n =』My : M》。
同样地，假设该二维阵列天线具有16个矩形微带天线/，排列成五行，其中
两矩形微带天线间距A与两矩形微带天线馈入点相位差a之比为血/a-0.85;
两行矩形微带天线间距办与两矩形微带天线馈入点相位差a之比为c/ya=0.85;
如此，可得出如图13及图14所示该二维阵列天线于磁场面(H平面，H-Plane) 及电场面(E平面，E-Plane)的增益场型图，由该仿真结果可知，阵列天线最大增 益为42dB及在磁场面上接收波宽为4度均符合直播卫星接收规范。
根据上述一维及二维阵列天线d/a=0.85的设计原理，请参阅图5B，将两叶片2 (亦即两阵列天线)之间距d设为20.4mm，每列微带天线的宽度dw为10.2mm， 将数据带入三角计算公式
10.2xcose+10.2xsin6xtan6=20.4
可计算出叶片2 (亦即天线)的倾斜角度e为60度，设置有阵列微带天线(图 中未示出)的叶片2置于基座24上，随着接收角度不同而切换至不同角度，同时 藉由调整每一列阵列微带天线的相位变化以获得较佳的接收角度，如此设计不仅可 获得较佳的接收讯号更可减少旁波干扰，请参阅图15及图16，分别显示阵列微带 天线于磁场面(H平面，H-Plane)及电场面(E平面，E-Plane)上相位平移60度 及天线转向60度时的增益场型图。
再请参阅图17及图18，其分别显示接收讯号在水平面上时磁场面(H平面，
H-Plane)及电场面(E平面，E-Plane)的天线增益场型图，由模拟结果可知，即使 在水平的接收增益仍可达到41dB，据此可知，本发明所提供的百叶式平板天线结构, 可藉由调整一维阵列天线的倾斜角度、天线框架或基座的旋转角度，以及相位平移 的方式达到稳定接收高增益讯号的目的。
以上所述，仅为本发明的最佳实施例而已，不能以之限定本发明所实施的范围。 即凡依本发明权利要求所作的均等变化与修饰，皆应仍属于本发明专利涵盖的范围 内。
权利要求
1.一种百叶式平板天线，其特征在于，其包含至少一叶片，其上设有微带天线；及一控制装置，是用以控制该叶片的角度。
2. 如权利要求1所述的百叶式平板天线，其特征在于，该叶片是复数相互平行 排列设置，且设有微带天线的一面均朝向同一方向。
3. 如权利要求2所述的百叶式平板天线，其特征在于，该控制装置是控制部分 或全部叶片的角度。
4. 如权利要求2所述的百叶式平板天线，其特征在于，该复数叶片是以挠性或 刚性组件相互串连。
5. 如权利要求2所述的百叶式平板天线，其特征在于，该复数叶片是设置于一 框架内或一基座上，该框架或基座是可作任意角度旋转。
6. 如权利要求5所述的百叶式平板天线，其特征在于，该复数叶片是枢设于该 框架内或基座上，且该复数叶片可以其枢设位置为轴心枢转。
7. 如权利要求1所述的百叶式平板天线，其特征在于，该微带天线是阵列设置 于该叶片上，分别负责接收、发射。
8. 如权利要求9所述的百叶式平板天线，其特征在于，该分别负责接收、发射 的微带天线是分别设置于不同的叶片上。
9. 如权利要求1所述的百叶式平板天线，其特征在于，该微带天线是与低噪声 功能块射频调变模块电性连接。
10. 如权利要求9所述的百叶式平板天线，其特征在于，该射频调变模块是设置 于一固定架内的低噪声功能块、功率放大器。
11. 如权利要求l所述的百叶式平板天线，其特征在于，该叶片是与该微带天线 一体成型。
12. 如权利要求1所述的百叶式平板天线，其特征在于，该叶片与该微带天线之 间设有连结结构，用以使该微带天线与该叶片相互结合。
13. 如权利要求12所述的百叶式平板天线，其特征在于，该连结结构为背胶、 黏胶、卡钩与卡槽、凸轨与凹槽等其中之一或其组合。
14. 如权利要求1所述的百叶式平板天线，其特征在于，该控制装置为手动或电 动控制其中之一或其组合。
15. 如权利要求14所述的百叶式平板天线，其特征在于，该控制装置为有线或 无线电性连接控制该叶片。
16. 如权利要求1所述的百叶式平板天线，其特征在于，该叶片的材质是透明或不透明的金属、塑料其中之一或其组合。
全文摘要
本发明涉及一种百叶式平板天线，其包含至少一叶片以及一控制装置，于该叶片上设有微带天线，藉由该控制装置可控制调整该叶片的角度，使设置于其上的微带天线朝向最佳的卫星讯号接收角度，藉此达到便于安装、调整的目的，不必破坏房屋结构，可维持景观的美观，且其体积轻巧、占空间少，利于移动及运输。
文档编号H01Q3/02GK101192706SQ20061014561
公开日2008年6月4日 申请日期2006年11月22日 优先权日2006年11月22日
发明者张立光, 陈丽蕙 申请人:财团法人工业技术研究院