双极阵列天线的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种双极阵列天线，包括沿着第一方向延伸的第一馈线路径、第二馈线路径、两第一共用辐射体及两第二共用辐射体。第一馈线路径包括第一馈入点及对称的两支路。第一馈线路径的两支路分别连接至两第一共用辐射体。第二馈线路径包括第二馈入点、第一支路及第二支路。第一支路具有沿着第二方向延伸的第一延伸臂，第二支路具有沿着第二方向延伸的第二延伸臂。第一支路还具有倒U形结构。第一支路经由第一延伸臂连接至其中一第一共用辐射体及其中一第二共用辐射体。第二支路经由第二延伸臂连接至其中一第一共用辐射体及其中一第二共用辐射体。本实用新型能有效缩小整体阵列天线面积，同时具有高增益辐射场型的特性。
【专利说明】双极阵列天线
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种天线，尤其涉及一种具有高增益辐射特性的双极阵列天线。
【背景技术】
[0002]天线为无线通讯领域中不可缺少的元件。倘若用于接收或发射信号的天线其增益(Gain)不足，则很容易造成通讯品质下降。因此，如何设计出高增益的天线元件，对天线设计者而言是一项重要课题。
[0003]在现有的技术中，常以固定尺寸的金属元件作为天线主体，而所述金属元件的长度须等于所需频带对应的二分之一波长(λ /2)或四分之一波长(λ /4)。然而，由于产生低频频带的金属元件需要较长的共振路径，其往往难以设计于电子装置的有限内部空间中。
【发明内容】
[0004]本实用新型提供一种双极阵列天线，其利用共用辐射体及非对称的馈线路径的设计，可减少天线所需的配置空间，并具有高增益辐射场型的特性。
[0005]本实用新型提供一种双极阵列天线，设置于一介质基底的一表面上。所述双极阵列天线包括一第一馈线路径、一第二馈线路径、两个第一共用辐射体以及两个第二共用辐射体。第一馈线路径沿着一第一方向延伸，并且第一馈线路径包括一第一馈入点及相互对称的两个支路。第一馈线路径的两个支路的连接位置形成第一馈入点。第一馈线路径的两个支路分别连接至两个第一共用辐射体。
[0006]第二馈线路径包括一第二馈入点、一第一支路及一第二支路。第一支路与第二支路的连接位置形成第二馈入点。第一支路具有一第一延伸臂，第二支路具有一第二延伸臂。第一延伸臂的一主要区段及第二延伸臂的一主要区段都沿着一第二方向延伸，所述第一方向与所述第二方向大致垂直。第二馈线路径的第一支路还具有一倒U形结构，使第一支路形成一开口。所述开口沿着第二方向往第一馈线路径延伸。
[0007]两个第二共用辐射体分别连接至两个第一共用辐射体。第二馈线路径的第一支路经由第一延伸臂的两端分别连接至其中一所述第一共用辐射体及其中一所述第二共用辐射体。第二馈线路径的第二支路经由第二延伸臂的两端分别连接至其中一所述第一共用辐射体及其中一所述第二共用辐射体。
[0008]在本实用新型的一实施例中，还进一步包括:一接地元件，所述接地元件包括一主接地面，所述主接地面与所述介质基底的所述表面大致平行。
[0009]在本实用新型的一实施例中，其中两个所述第一共用辐射体沿着所述第一方向排列，两个所述第二共用辐射体沿着所述第一方向排列，且两个所述第一共用辐射体及两个所述第二共用辐射体都位于所述第一馈线路径的同一侧。
[0010]在本实用新型的一实施例中，其中两个所述第一共用辐射体及两个所述第二共用辐射体呈矩阵排列，且所述第二馈线路径位于两个所述第一共用辐射体与两个所述第二共用辐射体之间。
[0011]在本实用新型的一实施例中，其中所述第二馈线路径的所述第一延伸臂和所述第二延伸臂相互对称。
[0012]在本实用新型的一实施例中，其中所述第一延伸臂的所述两端分别具有一弯折区段，两个所述弯折区段分别沿着所述第一方向往对应的所述第一共用辐射体及对应的所述第二共用辐射体延伸，所述第一延伸臂的所述两端分别经由两个所述弯折区段连接至对应的所述第一共用辐射体及对应的所述第二共用辐射体，且每一个所述弯折区段的线宽大于所述第一延伸臂的所述主要区段的线宽。
[0013]在本实用新型的一实施例中，其中每一个所述第一共用辐射体与对应的所述第二共用辐射体之间经由一连接臂相互连接，所述连接臂沿着所述第二方向延伸。
[0014]在本实用新型的一实施例中，其中两个所述第一共用辐射体相互对称，且两个所述第二共用辐射体相互对称。
[0015]在本实用新型的一实施例中，其中所述第一馈线路径的每一个所述支路具有一第一区段及一第二区段，所述第二区段连接于对应的所述第一共用辐射体与所述第一区段之间，且所述第一区段的线宽小于所述第二区段的线宽。
[0016]在本实用新型的一实施例中，其中两个所述第一共用辐射体的形状及两个所述第二共用辐射体的形状都为多边形。
[0017]为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1A为本实用新型双极阵列天线的立体示意图。
[0019]图1B为本实用新型双极阵列天线的侧视示意图。
[0020]图2A为本实用新型双极阵列天线的第一馈线路径操作于不同频率时在x-z平面的辐射场型示意图。
[0021]图2B为本实用新型双极阵列天线的第一馈线路径操作于不同频率时在y_z平面的辐射场型示意图。
[0022]图2C为本实用新型双极阵列天线的第一馈线路径操作于不同频率时在x_y平面的辐射场型示意图。
[0023]图3A为本实用新型双极阵列天线的第二馈线路径操作于不同频率时在x-z平面的辐射场型示意图。
[0024]图3B为本实用新型双极阵列天线的第二馈线路径操作于不同频率时在y_z平面的辐射场型示意图。
[0025]图3C为本实用新型双极阵列天线的第二馈线路径操作于不同频率时在χ-y平面的辐射场型示意图。
[0026]图4A为本实用新型双极阵列天线的第一馈线路径在不同频率下所得到的反射损耗(Return Loss)的曲线图。
[0027]图4B为本实用新型双极阵列天线的第二馈线路径在不同频率下所得到的反射损耗的曲线图。
[0028]图5A为本实用新型双极阵列天线的第一馈线路径在不同频率下所得到的辐射效率(radiat1n efficiency)的曲线图。
[0029]图5B为本实用新型双极阵列天线的第二馈线路径在不同频率下所得到的辐射效率的曲线图。
[0030]图6A为本实用新型双极阵列天线的第一馈线路径在不同频率下所得到的天线增益(antenna gain)的曲线图。
[0031]图6B为本实用新型双极阵列天线的第二馈线路径在不同频率下所得到的天线增益的曲线图。
[0032]附图标记说明如下:
[0033]双极阵列天线 Ml
[0034]第一馈线路径 I
[0035]第一馈入点 11
[0036]支路12、13
[0037]第一区段121、131
[0038]第二区段122、132
[0039]本体122a、132a
[0040]接脚lMbUMb
[0041]第二馈线路径 2
[0042]第二馈入点 21
[0043]第一支路22
[0044]第一延伸臂 221
[0045]主要区段221a
[0046]弯折区段221b
[0047]接脚221c
[0048]本体结构222
[0049]倒U形结构223
[0050]第二支路23
[0051]第二延伸臂 231
[0052]主要区段231a
[0053]弯折区段231b
[0054]接脚231c
[0055]本体结构232
[0056]第一共用辐射体31、32
[0057]第二共用辐射体41、42
[0058]连接臂51、52
[0059]接地元件6
[0060]主接地面61
[0061]介质基底7
[0062]表面71
[0063]开口01
[0064]线宽Rl ?R9
[0065]高度H
[0066]轴X、Y、Z
[0067]标记点Pl?P6
【具体实施方式】
[0068]请参阅图1A及图1B所示，图1A为本实用新型双极阵列天线的立体示意图，图1B为本实用新型双极阵列天线的侧视示意图。本实施例提供一种双极阵列天线M1，其可设置于一介质基底7的表面71上。所述双极阵列天线Ml包括第一馈线路径1、第二馈线路径2、两个第一共用辐射体31、32及两个第二共用辐射体41、42。
[0069]第一馈线路径I是沿着一第一方向延伸。第一馈线路径I包括第一馈入点11及相互对称的两个支路12、13，第一馈线路径I的两个支路12、13的连接位置形成所述第一馈入点11。第一馈线路径I的两个支路12、13分别连接至两个第一共用辐射体31、32。
[0070]第二馈线路径2包括第二馈入点21、第一支路22及第二支路23，第一支路22与第二支路23的连接位置形成所述第二馈入点21。第一支路22具有第一延伸臂221，第二支路23具有第二延伸臂231。第一延伸臂221的主要区段221a及第二延伸臂231的主要区段231a都沿着一第二方向延伸,其中第一方向与第二方向大致垂直。
[0071]两个第二共用辐射体41、42分别连接至两个第一共用辐射体31、32。第一支路22及第二支路23分别连接至两个第一共用辐射体31、32，且第一支路22及第二支路23分别连接至两个第二共用辐射体41、42。详细而言，第一支路22经由第一延伸臂221的两端分别连接至其中一个第一共用辐射体31及其中一个第二共用辐射体41。第二支路23经由第二延伸臂231的两端分别连接至其中一个第一共用辐射体32及其中一个第二共用辐射体42。
[0072]此外，第二馈线路径2的第一支路22具有倒U形结构223，使第一支路22形成开口 01，开口 01沿着第二方向往第一馈线路径I延伸。因此，第二馈线路径2在结构上为非对称。
[0073]以本实用新型附图中所举的实施例而言，介质基底7例如为印刷电路板(printedcircuit board),第一馈线路径1、第二馈线路径2、第一共用福射体31、32及第二共用福射体41、42可由镀覆于介质基底7的表面71上的导电层所形成。也就是说，第一馈线路径1、第二馈线路径2、每一个第一共用辐射体31、32与每一个第二共用辐射体41、42在同一平面上。
[0074]第一方向例如为图1A及图1B中所示的X轴方向，第二方向例如为图1A及图1B中所示的Y轴方向。如图1A所示，两个第一共用辐射体31、32是沿着第一方向排列，两个第二共用辐射体41、42是沿着第一方向排列，且两个第一共用辐射体31、32及两个第二共用辐射体41、42都位于第一馈线路径I的同一侧。进一步而言，两个第一共用辐射体31、32及两个第二共用辐射体41、42可呈矩阵排列，而第二馈线路径2是位于两个第一共用辐射体31、32与两个第二共用辐射体41、42之间。
[0075]另外，本实施例双极阵列天线Ml更进一步包括:接地元件6,并且接地元件6包括主接地面61，接地元件6的主接地面61与介质基底7的表面71大致平行。接地元件6可为正多边形导电板体、圆形导电板体(图未示)、或任何外观形状的导电板体。接地元件6可做为一反射板，用以反射双极阵列天线Ml的辐射，增加双极阵列天线Ml的辐射指向性。
[0076]再者，每一个第一共用辐射体31、32沿着第一方向测量得到的尺寸是大于第一馈线路径I的线宽R1、R2、R3，而每一个第一共用辐射体31、32沿着第二方向测量得到的尺寸是大于第二馈线路径2的线宽R4、R5、R6、R7、R8、R9。每一个第二共用辐射体41、42沿着第一方向测量得到的尺寸是大于第一馈线路径I的线宽R1、R2、R3，而每一个第二共用辐射体
41、42沿着第二方向测量得到的尺寸是大于第二馈线路径2的线宽R4、R5、R6、R7、R8、R9。
[0077]在本实施例中，第一馈线路径I的路径长度和第二馈线路径2的路径长度是对应于2GHz频带的波长，故双极阵列天线Ml是操作于2GHz频带。基于上述这些特征，本实施例的双极阵列天线Ml在2.5GHz至2.7GHz的频段可符合高增益天线的应用需求。
[0078]请配合图1A及图2A至图2C所示。图2A为本实用新型双极阵列天线的第一馈线路径操作于不同频率时在X-Z平面的辐射场型示意图。图2B为本实用新型双极阵列天线的第一馈线路径操作于不同频率时在y_z平面的辐射场型示意图。图2C为本实用新型双极阵列天线的第一馈线路径操作于不同频率时在χ-y平面的辐射场型示意图。
[0079]依据图1A中所界定的坐标方向，图2A、图2B及图2C显示本实施例双极阵列天线Ml所界定的结构分别操作于2.5GHz,2.6GHz及2.7GHz的频率下，第一馈线路径I的辐射场型在不同平面(x-z平面、y-z平面、x-y平面)的量测结果。如图2A所示,在2.5GHz频率下，第一馈线路径I在x-z平面所得到的最大增益值、最小增益值及平均增益值，分别约为3.89dB1、-19.54dBi及-4.40dBi。在2.6GHz频率下，第一馈线路径I在χ-z平面所得到的最大增益值、最小增益值及平均增益值，分别约为1.24dB1、-14.58dBi及-5.56dBi。在2.7GHz频率下，第一馈线路径I在x-z平面所得到的最大增益值、最小增益值及平均增益值，分别约为 1.54dB1、-14.89dBi 及-5.26dBi。
[0080]如图2B所示，在2.5GHz频率下，第一馈线路径I在y_z平面所得到的最大增益值、最小增益值及平均增益值，分别约为10.18dB1、-21.96dBi及3.71dBi。在2.6GHz频率下，第一馈线路径I在y-z平面所得到的最大增益值、最小增益值及平均增益值，分别约为10.37dB1、-17.93dBi及3.55dBi。在2.7GHz频率下，第一馈线路径I在y-z平面所得到的最大增益值、最小增益值及平均增益值，分别约为9.74dB1、-21.18dBi及1.85dBi。
[0081]如图2C所示，在2.5GHz频率下，第一馈线路径I在χ-y平面所得到的最大增益值、最小增益值及平均增益值，分别约为-0.51dB1、-14.60dBi及-5.95dBi。在2.6GHz频率下，第一馈线路径I在x-y平面所得到的最大增益值、最小增益值及平均增益值，分别约为-2.18dB1、-17.80dBi及-6.63dBi。在2.7GHz频率下，第一馈线路径I在χ-y平面所得到的最大增益值、最小增益值及平均增益值，分别约为-1.50dB1、-22.55dBi及-7.40dBi。
[0082]另外，请配合图1A及图3A至图3C所示。图3A为本实用新型双极阵列天线的第二馈线路径操作于不同频率时在X-Z平面的辐射场型示意图。图3B为本实用新型双极阵列天线的第二馈线路径操作于不同频率时在y-z平面的辐射场型示意图。图3C为本实用新型双极阵列天线的第二馈线路径操作于不同频率时在x-y平面的辐射场型示意图。
[0083]依据图1A中所界定的坐标方向，图3A、图3B及图3C显示本实施例双极阵列天线Ml所界定的结构分别操作于2.5GHz,2.6GHz及2.7GHz的频率下，第二馈线路径2的辐射场型在不同平面(x-z平面、y-z平面、x-y平面)的量测结果。如图3A所示,在2.5GHz频率下，第二馈线路径2在x-z平面所得到的最大增益值、最小增益值及平均增益值，分别约为10.12dB1、-29.97dBi及1.0OdBi。在2.6GHz频率下，第二馈线路径2在χ-z平面所得到的最大增益值、最小增益值及平均增益值，分别约为10.93dB1、-21.41dBi及1.88dBi。在2.7GHz频率下，第二馈线路径2在x-z平面所得到的最大增益值、最小增益值及平均增益值，分别约为 9.37dB1、-25.98dBi 及 1.02dBi。
[0084]如图3B所示，在2.5GHz频率下，第二馈线路径2在y-ζ平面所得到的最大增益值、最小增益值及平均增益值，分别约为9.22dB1、-27.22dBi及0.67dBi。在2.6GHz频率下，第二馈线路径2在y-z平面所得到的最大增益值、最小增益值及平均增益值，分别约为10.04dB1、-22.41dBi及1.37dBi。在2.7GHz频率下，第二馈线路径2在y-z平面所得到的最大增益值、最小增益值及平均增益值，分别约为7.29dB1、-21.97dBi及-1.25dBi。
[0085]如图3C所示，在2.5GHz频率下，第二馈线路径2在χ-y平面所得到的最大增益值、最小增益值及平均增益值，分别约为-7.49dB1、-25.57dBi及-12.17dBi。在2.6GHz频率下，第二馈线路径2在x-y平面所得到的最大增益值、最小增益值及平均增益值，分别约为-6.02dB1、-14.96dBi及-10.64dBi。在2.7GHz频率下，第二馈线路径2在χ-y平面所得到的最大增益值、最小增益值及平均增益值，分别约为-9.76dB1、-21.50dBi及-12.84dBi。
[0086]再者，依据不同的设计需求，第一馈线路径1、第二馈线路径2、两个第一共用辐射体31、32及两个第二共用辐射体41、42具有下列不同的设计态样:
[0087]一、第一馈线路径I的两个支路12、13的形状呈相互镜像对称，且第一馈线路径I的两个支路12、13都沿着第一方向(X轴方向)延伸。第一馈线路径I的支路12具有第一区段121及第二区段122，其中第二区段122连接于对应的第一共用辐射体31与第一区段121之间。第一馈线路径I的支路13具有第一区段131及第二区段132，其中第二区段132连接于对应的第一共用辐射体32与第一区段131之间。第一区段121、131的线宽Rl小于第二区段122、132的线宽R2，并且第一区段121、131的路径长度小于或等于第二区段122、132的路径长度。
[0088]二、第一馈线路径I的每一个支路12、13的第二区段122、132的形状为大致L形，并且第二区段122、132包括本体122a、132a及接脚122b、132b，其中接脚122b、132b沿着第二方向(Y轴方向)往对应的第一共用辐射体31、32延伸。第一馈线路径I的每一个支路
12、13的第二区段122、132经由其接脚122b、132b、连接于对应的第一共用辐射体31、32。此外，接脚122b、132b、的线宽R3是大于本体122a、132a的线宽R2。
[0089]三、第二馈线路径2的第一支路22包括本体结构222、倒U形结构223及第一延伸臂221，其中本体结构222连接于倒U形结构223与第一延伸臂221之间。第二馈线路径2的第二支路23包括相互连接的本体结构232及第二延伸臂231。第一支路22的本体结构222及第二支路23的本体结构232都沿着第一方向(X轴方向)延伸。第一支路22的倒U形结构223与第二支路23的本体结构232两者的连接位置，形成第二馈线路径2的第二馈入点21。
[0090]四、以本实用新型附图中所举的实施例而言，第二馈线路径2的倒U形结构223的弯折角的数量为两个。倒U形结构223的弯折角度通常为直角，但不一定要直角。然而，上述“倒U形结构223的弯折角的数量”及“倒U形结构223的弯折角度”皆是用来举例而已，而并非用以限定本实用新型。举例而言，倒U形结构223的弯折角的数量可大于两个，且倒U形结构223的弯折角度可大于90度。或者，于本实用新型另一未绘示的实施例中，倒U形结构223的形状为大致弧形。
[0091]五、第二馈线路径2的第一支路22经由第一延伸臂221连接于对应的第一共用辐射体31和第二共用辐射体41。第二馈线路径2的第二支路23经由第二延伸臂231连接于对应的第一共用辐射体32和第二共用辐射体42。第一延伸臂221和第二延伸臂231两者相互对称。此外，第一延伸臂221的形状可呈镜像对称，第二延伸臂231的形状也可呈镜像对称。
[0092]六、第一延伸臂221的两端分别具有弯折区段221b，弯折区段221b分别沿着第一方向(X轴方向)往对应的第一共用辐射体31及对应的第二共用辐射体41延伸。第一延伸臂221的两端分别经由弯折区段221b连接至对应的第一共用辐射体31及对应的第二共用辐射体41。第二延伸臂231的两端分别具有弯折区段231b，弯折区段231b分别沿着第一方向(X轴方向)往对应的第一共用辐射体32及对应的第二共用辐射体42延伸。第二延伸臂231的两端分别经由弯折区段231b连接至对应的第一共用辐射体32及对应的第二共用辐射体42。第一延伸臂221的弯折区段221b的线宽R5大于第一延伸臂221的主要区段221a的线宽R4。第二延伸臂231的弯折区段231b的线宽R8大于第二延伸臂231的主要区段231a的线宽R7。
[0093]七、以本实用新型附图中所举的实施例而言，第一延伸臂221的弯折区段221b的弯折角度或者第二延伸臂231的弯折区段231b的弯折角度，通常为直角但不一定要直角。上述“弯折区段221b的弯折角度”及“弯折区段231b的弯折角度”皆是用来举例而已，而并非用以限定本实用新型。
[0094]八、第一延伸臂221的弯折区段221b与第一馈线路径I彼此相隔一预定距离，并且第二延伸臂231的弯折区段231b与第一馈线路径I彼此相隔一预定距离。此外，第一延伸臂221的主要区段221a与第一共用辐射体31、第二共用辐射体41彼此相隔一预定距离；第二延伸臂231的主要区段231a与第一共用辐射体32、第二共用辐射体42彼此相隔一预定距离，以达良好的匹配。依据不同的设计需求，设计者可透过调整此等预定距离，以平衡双极化路径的增益。
[0095]九、第一延伸臂221的每一个弯折区段221b的形状为大致L形，并且每一个弯折区段221b的尾端具有接脚221c。第一延伸臂221的两个弯折区段221b分别经由接脚221c连接于对应的第一共用辐射体31及对应的第二共用辐射体41。此外，接脚221c的线宽R6是大于弯折区段221b的线宽R5。类似地，第二延伸臂231的每一个弯折区段231b的形状为大致L形，并且每一个弯折区段231b的尾端具有接脚231c。第二延伸臂231两个的弯折区段231b分别经由接脚231c连接于对应的第一共用辐射体32及对应的第二共用辐射体
42。此外，接脚231c的线宽R9是大于弯折区段231b的线宽R8。
[0096]十、两个第二共用辐射体41、42可位于两个第一共用辐射体31、32的-Y方向。每一个第一共用辐射体31、32与对应的第二共用辐射体41、42之间经由连接臂51、52相互连接，其中连接臂51、52是沿着第二方向(Y轴方向)延伸。也就是说，第一共用辐射体31与第二共用辐射体41之间经由连接臂51相互连接，第一共用辐射体32与第二共用辐射体42之间经由连接臂52相互连接。连接臂51可位于第一共用辐射体31与第二共用辐射体41之间，连接臂52可位于第一共用辐射体32与第二共用辐射体42之间。
[0097]十一、两个第一共用辐射体31、32的形状都为多边形，例如都为正十六边形。两个第一共用辐射体31、32相互对称，且两个第二共用辐射体41、42相互对称。此外，两个连接臂51、52也可相互对称。
[0098]十二、第一馈线路径I的每一个支路12、13可位于对应的第一共用辐射体31、32的+Y方向。第二馈线路径2的第一延伸臂221的设置位置可对应于第一共用辐射体31、第二共用辐射体41的设置位置。第二馈线路径2的第二延伸臂231的设置位置可对应于第一共用辐射体32、第二共用辐射体42的设置位置。详细而言，第一延伸臂221的两个弯折区段221b可分别位于第一共用辐射体31及第二共用辐射体41的+X方向。第二延伸臂231的两个弯折区段231b可分别位于第一共用辐射体32及第二共用辐射体42的-X方向。
[0099]十三、介电基底7 (例如PCB板)相对于接地元件6的主接地面61的高度H介于3_至6_之间。此外，依据不同的设计需求，设计者可透过调整“该等第一馈线路径1、第二馈线路径2、两个第一共用辐射体31、32及两个第二共用辐射体41、42相对于主接地面61的高度”，以改变天线的操作频率、阻抗匹配与辐射场型最大方向。
[0100]请参阅图4A所示，图4A为本实用新型双极阵列天线的第一馈线路径在不同频率下所得到的反射损耗(Return Loss)的曲线图。反射损耗显示前进波功率与反射波功率的比值，反射损耗愈低表示天线反射愈小，天线辐射功率愈大。对于本实施例双极阵列天线Ml所界定的结构来进行测试，而结果显示出第一馈线路径I在不同频率(GHz)下所得到的反射损耗(dB)。如图4A所示，第一馈线路径I在2G的频段所表现的反射损耗符合一定的需求，显示本实施例的双极阵列天线Ml可于2G的频段操作。进一步而言，于包含2.5GHz至2.7GHz的频段内，第一馈线路径I的反射损耗皆小于一特定数值，达到天线辐射效能的基本需求，其中如图4A中的各个标记点(标记点P1、P2、P3)所示,第一馈线路径I在2.5GHz、2.6GHz及2.7GHz三个特定频率下所得到的反射损耗值，分别约是_16.936dB、-10.222dB及-9.5853dB。
[0101]另外，请参阅图4B所示，图4B为本实用新型双极阵列天线的第二馈线路径在不同频率下所得到的反射损耗的曲线图。对于本实施例双极阵列天线Ml所界定的结构来进行测试，而结果显示出第二馈线路径2在不同频率(GHz)下所得到的反射损耗(dB)。如图4B所示，第二馈线路径2在2G的频段所表现的反射损耗符合一定的需求，显示本实施例的双极阵列天线Ml可于2G的频段操作。进一步而言，于包含2.5GHz至2.7GHz的频段内，第二馈线路径2的反射损耗值皆小于一特定数值，达到天线辐射效能的基本需求，其中如图4B中的各个标记点(标记点P4、P5、P6)所示，第二馈线路径2在2.5GHz,2.6GHz及2.7GHz三个特定频率下所得到的反射损耗值，分别约是-9.8499dB、-ll.414dB及-8.2381dB。
[0102]请参阅图5A所示，图5A为本实用新型双极阵列天线的第一馈线路径在不同频率下所得到的福射效率(radiat1n efficiency)的曲线图。对于本实施例双极阵列天线Ml所界定的结构来进行测试，而结果显示出第一馈线路径I在不同频率(GHz)下所得到的辐射效率(％ )。如图5A所示，本实用新型实施例的双极阵列天线Ml的第一馈线路径I在2.5GHz至2.7GHz频段内的最大的辐射效率出现在2.5IGHz的频率，大约为78.0%。
[0103]另外，请参阅图5B所示，图5B为本实用新型双极阵列天线的第二馈线路径在不同频率下所得到的辐射效率的曲线图。对于本实施例双极阵列天线Ml所界定的结构来进行测试，而结果显示出第二馈线路径2在不同频率(GHz)下所得到的辐射效率)。如图5B所示，本实用新型实施例的双极阵列天线Ml的第二馈线路径2在2.5GHz至2.7GHz频段的最大的辐射效率出现在2.58GHz的频率，大约为73.2%。
[0104]请参阅图6A所示，图6A为本实用新型双极阵列天线的第一馈线路径在不同频率下所得到的天线增益(antenna gain)的曲线图。对于本实施例双极阵列天线Ml所界定的结构来进行测试，而结果显示出第一馈线路径I在不同频率(GHz)下所得到的天线增益(dBi)。如图6A所示，第一馈线路径I所得到的天线增益值在2.5GHz至2.7GHz频段的增益的最大值可达10.50dBi。
[0105]另外，请参阅图6B所示，图6B为本实用新型双极阵列天线的第二馈线路径在不同频率下所得到的天线增益的曲线图。对于本实施例双极阵列天线Ml所界定的结构来进行测试，而结果显示出第二馈线路径2在不同频率(GHz)下所得到的天线增益(dBi)。如图6B所示，第二馈线路径2所得到的天线增益值在2.5GHz至2.7GHz频段的增益的最大值可达 11.51dBi。
[0106]综上所述,在本实用新型所举的例子中，具有不同极化方向(polarizat1n)第一馈线路径I和第二馈线路径2是共用两个第一共用辐射体31、32及两个第二共用辐射体41、42。藉此，双极阵列天线Ml所需的配置空间得以减少，并且双极阵列天线Ml可有效地操作于宽频段。此外，第二馈线路径2可藉由第一延伸臂221及第二延伸臂231的设计，改善双极化路径间的增益平衡。详细而言，第一延伸臂221及第二延伸臂231都具有沿着第二方向延伸的主要区段221a、231a及沿着第一方向延伸的弯折区段221b、231b，透过主要区段221a、231a及弯折区段221b、231b在路径长度上的设计，或者基于主要区段221a、231a及弯折区段221b、231b相对位置关系，本实施例的双极阵列天线Ml能有效缩小整体阵列天线面积，同时具有高增益辐射场型的特性。
[0107]再者，第二馈线路径2具有非对称的设计，进一步而言，第二馈线路径2利用其第一支路22的倒U形结构223，实现往第一馈线路径I内凹的构形。因此，整体阵列天线面积能有效缩小。另外，第一馈线路径11的第一区段121、131的线宽Rl和第二区段122、132的线宽R2、R3可彼此不同，第二馈线路径12的第一延伸臂221和第二延伸臂231可呈相互对称，使得双极阵列天线Ml可获得在2GHz频带内良好的阻抗匹配。
[0108]以上所述仅为本实用新型的实施例，其并非用以限定本实用新型的专利保护范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神与范围内，所作的更动及润饰的等效替换，仍在本实用新型的专利保护范围内。
【权利要求】
1.一种双极阵列天线，设置于一介质基底的一表面上，其特征在于，所述双极阵列天线包括: 一第一馈线路径，沿着一第一方向延伸，所述第一馈线路径包括一第一馈入点及相互对称的两个支路，所述第一馈线路径的两个所述支路的连接位置形成所述第一馈入点； 一第二馈线路径，所述第二馈线路径包括一第二馈入点、一第一支路及一第二支路，所述第一支路与所述第二支路的连接位置形成所述第二馈入点，所述第一支路具有一第一延伸臂，所述第二支路具有一第二延伸臂，所述第一延伸臂的一主要区段及所述第二延伸臂的一主要区段都沿着一第二方向延伸，所述第一方向与所述第二方向大致垂直； 两个第一共用辐射体，所述第一馈线路径的两个所述支路分别连接至两个所述第一共用辐射体；以及 两个第二共用辐射体，分别连接至两个所述第一共用辐射体，所述第一支路经由所述第一延伸臂的两端分别连接至其中一所述第一共用辐射体及其中一所述第二共用辐射体，所述第二支路经由所述第二延伸臂的两端分别连接至其中一所述第一共用辐射体及其中一所述第二共用辐射体； 其中，所述第二馈线路径的所述第一支路具有一倒U形结构，使所述第一支路形成一开口，所述开口沿着所述第二方向往所述第一馈线路径延伸。
2.如权利要求1所述的双极阵列天线，还进一步包括:一接地元件，所述接地元件包括一主接地面，所述主接地面与所述介质基底的所述表面大致平行。
3.如权利要求1所述的双极阵列天线，其中两个所述第一共用辐射体沿着所述第一方向排列，两个所述第二共用辐射体沿着所述第一方向排列，且两个所述第一共用辐射体及两个所述第二共用辐射体都位于所述第一馈线路径的同一侧。
4.如权利要求3所述的双极阵列天线，其中两个所述第一共用辐射体及两个所述第二共用辐射体呈矩阵排列，且所述第二馈线路径位于两个所述第一共用辐射体与两个所述第二共用辐射体之间。
5.如权利要求1所述的双极阵列天线，其中所述第二馈线路径的所述第一延伸臂和所述第二延伸臂相互对称。
6.如权利要求5所述的双极阵列天线，其中所述第一延伸臂的所述两端分别具有一弯折区段，两个所述弯折区段分别沿着所述第一方向往对应的所述第一共用辐射体及对应的所述第二共用辐射体延伸，所述第一延伸臂的所述两端分别经由两个所述弯折区段连接至对应的所述第一共用辐射体及对应的所述第二共用辐射体，且每一个所述弯折区段的线宽大于所述第一延伸臂的所述主要区段的线宽。
7.如权利要求1所述的双极阵列天线，其中每一个所述第一共用辐射体与对应的所述第二共用辐射体之间经由一连接臂相互连接，所述连接臂沿着所述第二方向延伸。
8.如权利要求1所述的双极阵列天线，其中两个所述第一共用辐射体相互对称，且两个所述第二共用辐射体相互对称。
9.如权利要求1所述的双极阵列天线，其中所述第一馈线路径的每一个所述支路具有一第一区段及一第二区段，所述第二区段连接于对应的所述第一共用辐射体与所述第一区段之间，且所述第一区段的线宽小于所述第二区段的线宽。
10.如权利要求1所述的双极阵列天线，其中两个所述第一共用辐射体的形状及两个所述第二共用辐射体的形状都为多边形。
【文档编号】H01Q1/48GK204156087SQ201420590473
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年10月13日 优先权日:2014年10月13日
【发明者】李明达, 施友程, 李世璋, 陈铭耀 申请人:美磊科技股份有限公司