专利名称：槽孔耦合式微带天线的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种微带天线，特别是一种槽孔耦合式微带天线。
技术背景随着无线通讯科技的发展，微带天线(microstrip antenna)的技术已经成为 天线领域中发展最快速的技术。微带天线具有体积小、质量轻等优点，同时也 具有低频宽、低增益的特性。在一般常见的微带天线设计中，功率被耦合进入天线辐射器件的方式可概 略分为直接馈入与间接馈入两种。直接馈入方式使用同轴线或微带线连接信号 传输线与天线辐射器件；而间接馈入的方式应用电磁耦合原理以转移信号馈入 线与天线辐射器件间的功率传输。 一般而言，间接馈入方式在不破坏天线结构 器件前提下，能够提供较大空间以结合馈入网络和相关的微波电路。此外，介 于天线辐射器件与馈入网络之间的杂散辐射与杂散耦合现象亦将大幅减少。槽孔耦合式微带天线，为常见的微带天线间接馈入装置。槽孔耦合式微带 天线将微带天线与接地金属间的空气当作介质，其具有宽频与高增益特性，而 且微带天线与馈入线间的影响几乎是没有。但由于槽孔结构的设计，往往造成 天线辐射上，对其交叉极化(cross polarization)与前后比(front to back ratio)有不 良的影响。实用新型内容鉴于以上的问题，本实用新型提供一种槽孔耦合式微带天线。透过支撑座 形状的设计，除了可以有效提高前后比(fronttobackratio)，也能有效的抑制主 极化与交叉极化(cross polarization)位准。根据本实用新型所揭露的槽孔耦合式微带天线，其包含有第一基板、第二 基板和支撑座。第一基板具有相对的第一表面与第二表面，其中第一表面上形 成有接地金属面，且接地面上形成有多个槽孔，该第二表面上形成有馈入网络。第二基板位于第一表面上方，并形成有多个微带天线，且微带天线对应于槽孔。 支撑座位于第二表面的下方，该支撑座的两侧具有两凹槽，用以将两凹槽的边 缘紧邻于第一基板的两边缘。其中槽孔的形状可以是长形、方形、圆形等几何 形状。支撑座之两侧延伸出的两凹槽，可以是L型、弧形等几何形状。通过这种槽孔耦合式微带天线，透过支撑座延伸出的两凹槽紧邻于第一基 板两边缘，一来可以将由槽孔产生的天线背向辐射反射集中在天线前向辐射的角度与范围内，并去除掉旁瓣(sidelobe)波数的影响，提高前后比(front to back ratio);另一方面，也可以降低其交叉极化(crosspolarization)位准。为使能更进一步了解本实用新型的特征及技术内容，请参阅以下有关本实 用新型的详细说明与附图，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本 实用新型加以限制。
图1为本实用新型的第一实施例的示意图； 图2为本实用新型的第一实施例的分解图； 图3为本实用新型的第一实施例的侧视图； 图4为本实用新型的第二实施例的示意图；图5A为以频率3.3GHz利用先前技术测试所得的水平主极化量测图形； 图5B为以频率3.5GHz利用先前技术测试所得的水平主极化量测图形； 图5C为以频率3.3GHz利用本实用新型的槽孔耦合式微带天线测试所得的水平主极化量测图形；图5D为以频率3.5GHz利用本实用新型的槽孔耦合式微带天线测试所得的水平主极化量测图形；图6A为以频率3.3GHz利用先前技术测试所得的垂直主极化量测图形； 图6B为以频率3.5GHz利用先前技术测试所得的垂直主极化量测图形； 图6C为以频率3.3GHz利用本实用新型的槽孔耦合式微带天线测试所得的垂直主极化量测图形；图6D为以频率3.5GHz利用本实用新型的槽孔耦合式微带天线测试所得的垂直主极化量测图形；图7A为以频率3.3GHz利用先前技术测试所得的水平交叉极化量测图形;图7B为以频率3.5GHz利用先前技术测试所得的水平交叉极化量测图形；图7C为以频率3.3GHz利用本实用新型的槽孔耦合式微带天线测试所得 的水平交叉极化量测图形；图7D为以频率3.5GHz利用本实用新型的槽孔耦合式微带天线测试所得 的水平交叉极化量测图形；图8A为以频率3.3GHz利用先前技术测试所得的垂直交叉极化量测图形；图8B为以频率3.5GHz利用先前技术测试所得之垂直交叉极化量测图形；图8C为以频率3.3GHz利用本实用新型的槽孔耦合式微带天线测试所得 的垂直交叉极化量测图形；以及图8D为以频率3.5GHz利用本实用新型的槽孔耦合式微带天线测试所得 的垂直交叉极化量测图形。其中，附图标记信号馈入部la辐射单元lb馈入网络10槽孔10a接地金属面20第一基板100第一表面101第二表面102第二基板200微带天线200a支撑座300凹槽301边缘30具体实施方式
请参照图l，其为本实用新型第一实施例的示意图。为了方便说明，请参 照图2，其为本实用新型第一实施例的爆炸图。槽孔耦合式微带天线包含有第 一基板100、第二基板200及支撑座300。第一基板100具有相对的第一表面101与第二表面102，接地金属面20 形成于第一表面101上，馈入网络10形成于第二表面102上。槽孔10a，形 成于接地金属面20上，槽孔10a的一实施例可为H型，当然也可以是长形、 方形、圆形等几何形状。微带天线200a，形成于第二基板200背对第一基板 IOO的平面上。第一基板100通常为一印刷电路板，当然，亦可以采用其他种 类的基板，而且第一基板100可以是硬板或可挠式软板。其中硬板的材质为玻 璃纤维或电木等其他材质；可挠式软板的材质为聚酰亚胺(PI)或是聚对苯二甲 酸乙二酯(PET)等其他材质。第二基板200位于第一基板的第一表面101上方；第二基板200形成有多 个微带天线200a。支撑座300位于第一基板100的第二表面102下方，支撑 座300的两侧延伸出两凹槽301。支撑座300两侧的凹槽301用以容置第一基 板100的边缘。第一基板100与第二基板200中间可选择性地以螺丝结合螺帽 将第一基板100与第二基板200固定支撑，或是以其他非金属物支撑。支撑座 300可以是L型、弧形等几何形状，且支撑座300的材质选自由铁、铝、不锈 钢、以及铝镁合金所组成群组中其中之一。当馈入信号从信号馈入部la馈入时，经过微带线路的馈入网络10，将馈 入信号传递至相应的辐射单元lb。为了产生宽频与高增益的操作特性，我们 利用空气当作介电质。接地金属面20上的槽孔10a相对应于第二表面102上 的辐射单元lb位置来说是不连续面，利用空气当作介电质将馈入信号的前向 辐射传输耦合到第二基板200上相对应于槽孔10a位置的微带天线200a，将 馈入信号由微带天线辐射200a辐射出去。但是在槽孔位置10a同时产生的不 只有天线前向辐射，还有天线后向辐射。此时利用金属材质制作的支撑座300 将天线后向辐射反射集中在天线前向辐射的角度与范围内，以提高前后比 (front to back ratio);同时因第一基板100的第一表面101的边缘紧邻于支撑座 300两凹槽301的边缘302，能有效的抑制交叉极化(cross polarization)位准。请参照图3，其为本实用新型第一实施例的侧视图。支撑座300两凹槽301 的边缘302紧邻第一基板100的第一表面101的边缘。使第一基板100的第一 表面101的边缘紧贴固定在边缘302的方式可以用螺丝与螺帽或其他方式。请参照图4，其为本实用新型第二实施例的侧视图。本实用新型主要的变 化在第一基板不是被包覆紧贴在支撑座300的两凹槽301中，而是将第一基板100置于支撑座300两凹槽301夕卜，且第一基板100的第二表面102边缘紧邻 于支撑座300两侧的两凹槽301外侧。使第一基板100的第二表面102的边缘 紧贴固定在支撑座300两凹槽301的外侧的方式可以用螺丝或其他方式。参照图5A、图5B、图5C和图5D。图5A和图5B为以频率3.3GHz和 3.5GHz利用先前技术测试所得的水平主极化量测图形。图5C和图5D为以频 率3.3GHz和3.5GHz利用本实用新型的槽孔耦合式微带天线测试所得的水平 主极化量测图形。可以看出利用先前技术在频率3.3GHz和3.5GHz时，其旁 瓣(sidelobe)波数在-30dB以上，而本实用新型的槽孔耦合式微带天线在频率 3.3GHz和3.5GHz时，其旁瓣(sidelobe)波数在-30dB以下，因此本实用新型的 槽孔耦合式微带天线能提升前后比(front to back ratio)。参照图6A、图6B、图6C和图6D。图6A和图6B为以频率3.3GHz和 3.5GHz利用先前技术测试所得的垂直主极化量测图形。图6C和图6D为以频 率3.3GHz和3.5GHz利用本实用新型的槽孔耦合式微带天线测试所得的垂直 主极化量测图形。可以看出利用先前技术在频率3.3GHz和3.5GHz时，其旁 瓣(sidelobe)波数在-30dB以上，而本实用新型的槽孔耦合式微带天线在频率 3.3GHz和3.5GHz时，其旁瓣(sidelobe)波数在-30dB以下，因此本实用新型的 槽孔耦合式微带天线能提升前后比(front to back ratio)。参照图7A、图7B、图7C和图7D。图7A和图7B为以频率3.3GHz和 3.5GHz利用先前技术测试所得的水平交叉极化量测图形。图7C和图7D为以 频率3.3GHz和3.5GHz利用本实用新型的槽孔耦合式微带天线测试所得的水 平交叉极化量测图形。可以看出利用先前技术在频率3.3GHz和3.5GHz时， 其交叉极化增益会超过欧洲电信标准机构ETSI (European Telecommunication Standards Institute)所定义出的智能型网络标准CS2，而本实用新型的槽孔耦 合式微带天线在频率3.3GHz和3.5GHz时，其交叉极化增益远低于ETSI所定 义的CS2，因此本实用新型的槽孔耦合式微带天线能有效抑制交叉极化的位 准。参照图8A、图8B、图8C和图8D。图8A和图8B为以频率3.3GHz和 3.5GHz利用先前技术测试所得的垂直交叉极化量测图形。图8C和图8D为以 频率3.3GHz和3.5GHz利用本实用新型的槽孔耦合式微带天线测试所得的垂 直交叉极化量测图形。可以看出本实用新型的槽孔耦合式微带天线在频率3.3GHz和3.5GHz时，其交叉极化增益明显低于先前技术在频率3.3GHz和 3.5GHz时的交叉极化增益，因此本实用新型的槽孔耦合式微带天线能有效抑 制交叉极化的位准。当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其 实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型做出各种相应的改 变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保 护范围。
权利要求1.一种槽孔耦合式微带天线，其特征在于，包括有一第一基板，具有一第一表面与一第二表面，其中该第一表面上形成有一接地金属面，该接地面上形成有多个槽孔，该第二表面上形成有一馈入网络；一第二基板，位于该第一表面上方，形成有多个微带天线，该微带天线对应于该槽孔，用以辐射由该槽孔所耦合的馈入信号；以及一支撑座，位于该第二表面的下方，该支撑座的两侧具有两凹槽，用以将两凹槽的边缘紧邻于第一基板的两边缘。
2. 根据权利要求1所述的槽孔耦合式微带天线，其中该支撑座的材质选自 由铁、铝、不锈钢、以及铝镁合金所组成群组中其中之一。
3. 根据权利要求1所述的槽孔耦合式微带天线，其中该第一基板与该第二 基板以多个支撑件支撑。
4. 根据权利要求3所述的槽孔耦合式微带天线，其中该支撑件是利用螺丝 结合螺帽固定支撑。
5. 根据权利要求1所述的槽孔耦合式微带天线，其中该第一基板的边缘容 纳设置于该凹槽。
6. 根据权利要求1所述的槽孔耦合式微带天线，其中该第一基板的边缘紧 邻于该凹槽的外侧。
7. 根据权利要求6所述的槽孔耦合式微带天线，其中该第一基板的边缘透 过一螺丝结合螺帽固定于该凹槽的外侧。
专利摘要本实用新型涉及一种槽孔耦合式微带天线，包含有第一基板、第二基板和支撑座。第一基板具有第一表面与第二表面，其中第一表面上形成有接地金属面，且接地面上形成有多个槽孔，该第二表面上形成有馈入网络。第二基板位于第一表面上方，并形成有多个微带天线，且微带天线对应于槽孔。支撑座位于第二表面的下方，该支撑座的两侧具有两凹槽，用以将两凹槽的边缘紧邻于第一基板的两边缘。本实用新型的槽孔耦合式微带天线的利用具有两凹槽的支撑座能有效抑制因槽孔而产生的交叉极化的影响并且提升前后比。
文档编号H01Q13/08GK201112561SQ20072017677
公开日2008年9月10日 申请日期2007年10月18日 优先权日2007年10月18日
发明者郑智仁 申请人:寰波科技股份有限公司