专利名称：直接馈电型贴片天线的制作方法
技术领域：
本发明提供了 一种直接馈电型贴片天线(direct feeding type patch antenna),且更具体地i兌，4是供了 一种具有高增益、改良的轴比带宽(axial ratio bandwidth)和小体积的贴片天线。
背景技术：
贴片天线是通过在衬底上形成微带图形而制造的天线。贴片天线的体积 小且重量轻。且，所述贴片天线能够很容易地实现排列、集成和极化控制 (polarization-control)。
现在，将结合图1和图2在下文中对现有的贴片天线的结构进行描述。
图1是示出标准的贴片天线的透视图，且图2是示出用来实现圓极化 (circular-polarization)的贴片天线的顶一见图。
如图l所示，被广泛应用的线性贴片天线20通常被配置为缝隙(aperture) 形成在接地板(ground plate)21上。在所述线性贴片天线20中，馈电线22被 安置在槽23的中心且进一步从槽23中突出X/4的长度以来显示只产生线性极 化的特性。
这样的线性贴片天线20存在一个问题，即，由于它具有一个单一槽，因 此要不可避免地增加其大小来调整共振频率。
为了陈述和解决上述问题，具有图2所示的两个槽31和32的圓极化贴 片天线30被建议。所述圆极化贴片天线30由在一边上具有人/4的延迟线(delay line)33的馈电线34形成以用来实现圆极化。这样的圓极化贴片天线30具有 良好的传输特性且具有较少的多反射干扰(multiple reflection interference),其适 用于广播和通信。然而，由于用于双重馈电的圓极化贴片天线30要求双重延 迟(dual dday)馈电线33和两个缝隙例如槽31和32的设计，因此其存在一个 问题，即，在微波电路(microwave circuit)中被安装的时候，由于其复杂的结构，整个电路的小型化不能够被实现，且由于生产率的下降，制造成本会增 加。
发明内容
因此，本发明的目的被做出以来解决在现有技术中发生的上述问题，且 本发明的一个目的是为了提供一种具有高增益且能被小型化的贴片天线。
技术方案
为了达到本发明的上述目的，根据本发明的一个示例性实施例，提供了
一种直接馈电型贴片天线，其包括馈电元件，具有放射状地(radially)形成在 从馈电中心部分彼此相对垂直方向上的直接馈电点；四个直接馈电圆柱形支 柱(cylindricalpillars),在其一端与上述直接馈电点相电连接；辐射贴片，安置 在上述馈电元件对面且与上述直接馈电圆柱形支柱的另外一端相电连接，用 来允许电信号被直接馈电。
更好地，所述直接馈电型贴片天线进 一 步包括由陶乾材料(ceramic material)构成的耦合器(coupler)。
在这种情况下，更好地，所述耦合器是奇数级(oddnumber-stage)耦合器。 技术效果
如上所述，根据本发明，辐射贴片的直接馈电点和金属贴片的金属板通 过直接馈电圆柱形支柱互相直接地连接在一起，因此能实现可以被小型化的 贴片天线。
此外，根据本发明的贴片天线，金属板被用做金属贴片以降低由于介电 物质(dielectric substance)的辐射损失来提高天线的增益。
图1是示出标准的贴片天线的透视图2是示出用来实现圆极化的贴片天线的顶视图3是示出根据本发明的第 一个示例性实施例的贴片天线的分解透视图;
图4是示出图3的贴片天线的组装状态的侧视图；且
图5是示出根据本发明的第二个示例性实施例的贴片天线的分解透视图。
具体实施例方式
根据本发明的第一示例性实施例的直接馈电型贴片天线的结构将参考图 3和图4在下文进行说明。图3是示出根据本发明的第一个示例性实施例的贴 片天线的分解透视图，且图4是示出图3的贴片天线的组装状态的侧视图。
如图3和图4所示，才艮据本发明的第一个示例型实施例的直接馈电型贴 片天线(下文，简称"贴片天线")100包括馈电元件110，直接馈电圓柱形支柱 130和辐射贴片140。
馈电元件110包括用来接收外部无线信号和执行馈电梯:作的衬底112,和 安置在所述衬底112 —面上的图形区段114,图形区段114用微带图形 (micro-strip pattern)l 16来形成。图形区段114用使用威尔金森分配器 (Wilkinson divider)的四个直接馈电点！ 18来形成以增加轴比带宽。直接馈 电点118放射状地形成在从馈电中心部分120按照预定距离;f皮此相对垂直方 向上的位置处，因此各个馈电点118之间的相位可变为0度、90度、180度 和270度。直接馈电点118最好形成在从馈电中心部分120等同的距离上， 但并不局限于此。村底112和图形区段114可以以单一模块来形成。在直接 馈电点118上，形成多个用于电互相连接直接馈电点118和辐射贴片140的 多个圆柱形支柱130以直接将电信号馈电给辐射贴片140。
在普通耦合馈电的情况下，由于介电物质被用做为制造辐射贴片的材料， 由介电物质引起的损失不可避免地会发生，因而会造成辐射效率的下降。此 外，由于现有贴片天线利用传输线的馈电终端和被辐射的金属贴片之间的耦 合来执行馈电操作，因此存在一个问题，即，贴片天线的高度会增加。然而，本发明的直接馈电贴片天线经由圆柱形支柱130直接向辐射贴片 140馈电，因此贴片天线的高度能被减小以实现贴片天线IOO的小型化且增强 辐射效率。
本发明的直接馈电贴片天线的操作将在下文进行描述。
被馈电到馈电元件的电信号经由耦合器117通过分配器按给定的相位差 被分配。被分配的信号经由圆柱形支柱130被直接馈电给辐射贴片140,且由 于经由圆柱形支柱130祐j责电到辐射贴片140的信号的相位差，圓极化被辐 射到外部。在根据本发明的贴片天线的情况下，具有90度相位差的四个信号 经由四个直接馈电点118向辐射贴片馈电，因此轴比带宽的特性能被提高且 与耦合馈电相比，通过使用直接馈电可以进一步提高电力转换效果。并且， 金属板，而不是介电物质，被用做为贴片天线的上部贴片，以将由于介电物 质引起的辐射损失减小到最小从而来提高天线的增益。
当本发明被应用到用于RFID读写器的天线的时候，标签识别距离可以增 加且关于标签定向性(directionality)的特性能被提高。
现在，根据本发明的第二个示例性实施例的直接馈电型贴片天线的结构 将参考图5在下文进行描述。
图5是示出根据本发明的第二个示例性实施例的贴片天线的分解透视图。
如图5所示，根据第二个示例性实施例的贴片天线200的特征在于根据 第一个示例性实施例的贴片天线100的微带耦合器117用三级陶瓷耦合器217 来替代。
为了实现使用微带耦合器117的双重极化，其要求多级耦合器117应该 被联合以来提高隔离度(isolation)。然而，在这种情况下，存在一个问题，即， 天线的物理大小由于所述多级耦合器117被增大，且根据耦合器H7的配置， 线损失(lineloss)增加，导致天线的增益减小。
如上，当微带耦合器被三级陶乾耦合器替代的时候，与由微带线构成的 耦合器相比，其物理大小能被进一步减小，且天线的隔离度通过三级配置能 被提高。此外，才艮据第二示例性实施例的贴片天线200能明显地降低通过陶 瓷耦合器使用的线损失，以增强辐射效率。在第二个示例性实施例中，已经描述了陶资耦合器217使用三级配置， 但本发明的精神并不局限于此。当然，其能通过使用配置奇数级例如五级、 七级等的陶乾耦合器217来实现本发明的所述贴片天线。
尽管本发明已经结合特定的阐述性实施例进行了说明，但其不被所揭示 的示例性实施例所限制，而只被附加的权利要求所限制。本领域的技术人员 在不脱离由权利要求定义的本发明的精神和范围的情况下可以对其进行各种 4务改、添加和替4奐。
权利要求
1、一种直接馈电型贴片天线，其包括馈电元件，具有放射状地形成在从馈电中心部分彼此相对垂直方向上的直接馈电点；四个直接馈电圆柱形支柱，在其一端与上述直接馈电点相电连接；和辐射贴片，安置在上述馈电元件对面且与上述直接馈电圆柱形支柱的另外一端相电连接，用来允许电信号被直接馈电。
2、 一种直接馈电型贴片天线，其包括耦合器，由陶瓷材料构成且在其一端与馈电区段相电连接，以提高被馈 电的信号与所述馈电区段的隔离度；馈电元件，与上述耦合器的另外一端相电耦合，所述馈电元件具有放射 状地形成在从馈电中心部分彼此相对垂直方向上的直接馈电点；四个直接馈电圓柱形支柱，在其一端与上述直接馈电点相电连接；和 辐射贴片，安置在上述馈电元件对面且与上述直接馈电圆柱形支柱的另 外一端相电连接，用来允许电信号被直接馈电。
3、 如权利要求2所述的直接馈电型贴片天线，其中，所述耦合器是奇数级耦 合器。
4、 如权利要求1或2所述的直接馈电型贴片天线，其中，所述馈电元件包括 衬底和形成在所述衬底的一个表面上的图形区段，所述图形区段用微带图形 来形成。
5、 如权利要求1或2所述的直接馈电型贴片天线，其中，所述天线被应用到 射频识别RFID天线中。
全文摘要
本发明提供了一种直接馈电型贴片天线。根据本发明的所述直接馈电型贴片天线包括馈电元件110，具有放射状地形成在从馈电中心部分120彼此相对垂直方向上的直接馈电点118；四个直接馈电圆柱形支柱130，在其一端与上述直接馈电点118相电连接；和辐射贴片140，安置在上述馈电元件110对面且与上述直接馈电圆柱形支柱130的另外一端相电连接，用来允许电信号被直接馈电。所述直接馈电型贴片天线进一步包括由陶瓷材料构成的耦合器。根据本发明，其能实现一种具有高增益、改良的轴比带宽和小体积的贴片天线。
文档编号H01Q1/24GK101589508SQ200780043985
公开日2009年11月25日 申请日期2007年10月1日 优先权日2006年10月9日
发明者徐承嶪, 成元模, 李允馥, 柳秉勋 申请人:株式会社Emw天线