專利名稱：雙層微帶反射面天線結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種雙層微帶反射面天線結(jié)構(gòu)，尤指一種適用于增加天線增益頻寬的雙層結(jié)構(gòu)，特別適用于一平面微帶反射面的天線結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
微帶反射面天線相較于拋物面天線而言，是一較新穎的技術(shù)，而拋物面天線的形狀為一曲面，微帶反射面天線則可為一平面，同時(shí)微帶反射面天線可藉由多種方法以達(dá)成集中波束于某一特定方向的目的。
然而，現(xiàn)有的微帶反射面天線無論以何種方式達(dá)成集中波束的目的，其共同缺點(diǎn)為增益頻寬過窄，而目前針對(duì)此缺點(diǎn)所發(fā)表的方法則可見于一般專業(yè)學(xué)術(shù)刊物當(dāng)中，但其所提出的主要結(jié)構(gòu)均維持在單一印刷電路板所形成的單層結(jié)構(gòu)(請(qǐng)參閱圖7)，以臺(tái)灣專利公告第242711號(hào)為例，其微帶反射面天線是設(shè)計(jì)為單層介電結(jié)構(gòu)，若要增加其頻寬，則僅能以增加其介質(zhì)層的厚度來達(dá)成，而其所達(dá)成的增益頻寬于3dbi范圍內(nèi)亦僅約為7.2％，同時(shí)以增加介質(zhì)層厚度的方式亦容易造成所謂表面波現(xiàn)象而降低天線效率，并因此造成延遲電路所產(chǎn)生的輻射難以降低等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是在提供一種雙層微帶反射面天線結(jié)構(gòu)，以便能藉由雙層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)以提高天線的增益頻寬、減小天線間的干擾、并降低相位延遲電路所造成的輻射。
為達(dá)成上述的目的，本發(fā)明是搭配一號(hào)角天線使用，且本發(fā)明為一雙層印刷電路板結(jié)構(gòu)，亦即由一第一介質(zhì)層與一第二介質(zhì)層相對(duì)鄰接而成。其中，第一介質(zhì)層與第二介質(zhì)層分別具有一厚度以及一介電常數(shù)，且于第一介質(zhì)層相對(duì)的二表面上分別形成有復(fù)數(shù)個(gè)天線單元以及復(fù)數(shù)個(gè)相位延遲電路單元，同時(shí)各個(gè)天線單元與相位延遲電路單元之間是彼此分別對(duì)應(yīng)且重疊有一距離。因此，本發(fā)明可藉由調(diào)整天線單元與相位延遲電路單元的重疊距離、天線單元的各邊邊長(zhǎng)、以及第一介質(zhì)層與第二介質(zhì)層的介電常數(shù)以及厚度而可得到一較佳的頻寬，而且現(xiàn)有因增加結(jié)構(gòu)層厚度所產(chǎn)生的表面波現(xiàn)象，于本發(fā)明中亦可藉由選取較低的介電常數(shù)而降低。另外，由于本發(fā)明是一種雙層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，因此可將第二介質(zhì)層盡量接近地層以產(chǎn)生良好接地效果，并藉以降低相位延遲電路單元所產(chǎn)生的輻射。
本發(fā)明的第二介質(zhì)層是鄰接于第一介質(zhì)層，因此可將相位延遲電路單元或者天線單元夾設(shè)于第一介質(zhì)層與第二介質(zhì)層之間。此外，本發(fā)明的第二介質(zhì)層亦可為空氣，利用空氣形成一介質(zhì)層并與第一介質(zhì)層鄰接，使得本發(fā)明亦可使用于與外界接觸的場(chǎng)所、例如車頂上等。
此外，本發(fā)明的天線單元可為菱形狀、正方形、矩形、不等邊長(zhǎng)菱形、圓形等、且相位延遲電路單元可為矩形狀并具有一寬度、或可為彎曲狀等，且天線單元與相位延遲電路單元可以蝕刻方式形成于第一介質(zhì)層的表面上。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施狀態(tài)示意圖；圖2(a)是本發(fā)明的天線單元結(jié)構(gòu)圖；圖2(b)是本發(fā)明的相位延遲電路單元結(jié)構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明雙層結(jié)構(gòu)的詳細(xì)結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明實(shí)驗(yàn)結(jié)果的增益頻寬與頻率關(guān)系曲線圖；圖5是本發(fā)明天線于頻率10.4GHZ實(shí)驗(yàn)下的天線場(chǎng)型固；圖6是本發(fā)明另一較佳實(shí)施例的雙層結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是現(xiàn)有單層天線結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
為能能更了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉二較佳具體實(shí)施例說明如下。
首先請(qǐng)參閱圖1，是本發(fā)明的實(shí)施狀態(tài)示意圖，其顯示有一圓形雙層結(jié)構(gòu)的雙層微帶反射面天線結(jié)構(gòu)1，其包括有彼此相互鄰接的一第一介質(zhì)層2與一第二介質(zhì)層3，且搭配一號(hào)角天線5使用。請(qǐng)參閱圖2(a)，于上述第一介質(zhì)層2的其中一表面上形成有復(fù)數(shù)個(gè)天線單元21，請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D2(b)，于上述第一介質(zhì)層2相對(duì)于天線單元21的另一表面上同時(shí)形成有復(fù)數(shù)個(gè)相位延遲電路單元31，此等相位延遲電路單元31是夾設(shè)于第一介質(zhì)層2與第二介質(zhì)層3之間，且各個(gè)天線單元21是分別對(duì)應(yīng)于上述相位延遲電路單元31。請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D3，是檢索部分的結(jié)構(gòu)以便于說明。其中，第一介質(zhì)層2是具有一厚度t1以及一介電常數(shù)ε1，且與第一介質(zhì)層2相對(duì)鄰接的第二介質(zhì)層3亦具有一厚度t2以及一介電常數(shù)ε2，于本實(shí)施例中，第一介質(zhì)層2上所形成的天線單元21是為一菱形狀并具有一邊長(zhǎng)L，同時(shí)第二介質(zhì)層3與第一介質(zhì)層2之間所夾設(shè)的相位延遲電路單元31是為一矩形狀且具有一寬度W，且相位延遲電路單元31與天線單元21相對(duì)疊合一距離D，同時(shí)于第二介質(zhì)層3上形成有一接地面4。于本實(shí)施例中，上述各個(gè)天線單元21與相位延遲電路單元31是以蝕刻方式形成于第一介質(zhì)層2的表面上。
因此，藉由調(diào)整上述第一介質(zhì)層2的天線單元21的每邊邊長(zhǎng)L以及第一介質(zhì)層2與第二介質(zhì)層3的介電常數(shù)ε1，ε2與厚度t1，t2而可得到一較佳的頻寬，而且現(xiàn)有因增加結(jié)構(gòu)層厚度所產(chǎn)生的表面波現(xiàn)象，于本發(fā)明中亦可藉由選取較低的第一介質(zhì)層2介電常數(shù)ε1而降低，另本發(fā)明是采第一介質(zhì)層2與第二介質(zhì)層3雙層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，因此可藉由將第二介質(zhì)層3的接地面4盡量接近地層以產(chǎn)生良好的接地效果，并藉以降低相位延遲電路單元31所產(chǎn)生的輻射。請(qǐng)參閱圖4，其為一實(shí)驗(yàn)結(jié)果的增益頻寬與頻率關(guān)系曲線圖，亦即于第一介質(zhì)層2厚度t1取0.4mm及介電常數(shù)ε1取4.6，第二介質(zhì)層3厚度t2取1.6mm及介電常數(shù)ε2取4.6，天線單元21為菱形狀且邊長(zhǎng)L取5mm，相位延遲電路單元31的寬度W取1.5mm及其與天線單元21相對(duì)疊合的距離D取2.5mm等條件下所實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，由圖4的曲線圖可發(fā)現(xiàn)，于上述最佳的參數(shù)設(shè)定下，最高的增益頻寬發(fā)生在頻率約11GHZ處，其增益為29dbi，同時(shí)圖4亦顯示出增益變化于3dbi范圍內(nèi)可違約22％，明顯較現(xiàn)有7.2％為佳，同時(shí)藉由選取較低的第一介質(zhì)層2介電常數(shù)ε1而可降低表面波現(xiàn)象，且第二介質(zhì)層3的接地面4以接近地層方式設(shè)計(jì)而可有效減少相位延遲電路單元31所產(chǎn)生的輻射。請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D5，是于上述條件下天線于頻率10.4GHZ的天線場(chǎng)型圖，其橫軸為角度，并以零度方向?yàn)椴ㄊ劢狗较?，縱軸為相對(duì)的增益值，由圖式中可知，本發(fā)明具有窄波束聚焦的能力，其3db波束寬在3度內(nèi)，旁波瓣可低于主波束約20db。
請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D6，是本發(fā)明另一較佳實(shí)施例的雙層結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖，其中第一介質(zhì)層2’與第二介質(zhì)層3’，是相對(duì)鄰接，其兩者之間亦夾設(shè)有相位延遲電路單元31’，差別在于第一介質(zhì)層2’上所形成的天線單元21’，是改為一矩形狀且具有邊長(zhǎng)L1及L2，以此設(shè)計(jì)方式亦可達(dá)成上例所述的各種功效，故本發(fā)明的天線單元21’并不局限于何種形狀，其可為菱形狀、正方形、矩形、不等邊長(zhǎng)菱形、圓形等。
此外，本發(fā)明的第二介質(zhì)層3亦可利用空氣而與第一介質(zhì)層2形成一雙層結(jié)構(gòu)，藉由空氣的介電常數(shù)亦可作為調(diào)整參數(shù)而可達(dá)到上述各例所述的功效，若以此方式設(shè)計(jì)，則可將本發(fā)明置于一般的車頂上使用以接收信號(hào)。
上述實(shí)施例僅是為了方便說明而舉例而已，本發(fā)明所主張的權(quán)利范圍自應(yīng)以權(quán)利要求所述為準(zhǔn)，而非僅限于上述實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種雙層微帶反射面天線結(jié)構(gòu)，是搭配一號(hào)角天線使用，其特征在于，主要包括有一第一介質(zhì)層，是具有一厚度及一介電常數(shù)，于該第一介質(zhì)層的其中一表面上形成有復(fù)數(shù)個(gè)天線單元、于相對(duì)的另一表面上則形成有復(fù)數(shù)個(gè)相位延遲電路單元，其中該等相位延遲電路單元是分別對(duì)應(yīng)于該等天線單元且彼此對(duì)應(yīng)重疊有一距離；以及一第二介質(zhì)層，是鄰接于該第一介質(zhì)層，且該第二介質(zhì)層具有一厚度及一介電常數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的雙層微帶反射面天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述該相位延遲電路單元是夾設(shè)于該第一介質(zhì)層與該第二介質(zhì)層之間。
3.如權(quán)利要求1所述的雙層微帶反射面天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述該等天線單元是為一菱形狀。
4.如權(quán)利要求1所述的雙層微帶反射面天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述該等相位延遲電路單元是為矩形狀。
5.如權(quán)利要求1所述的雙層微帶反射面天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述該天線單元是以蝕刻方式形成于該第一介質(zhì)層上。
6.如權(quán)利要求1所述的雙層微帶反射面天線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述該等相位延遲電路單元是以蝕刻方式形成于該第一介質(zhì)層上。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種雙層微帶反射面天線結(jié)構(gòu)，主要于一第一介質(zhì)層的相對(duì)二表面上分別形成有彼此對(duì)應(yīng)重疊一距離的天線單元與相位延遲電路單元，且一第二介質(zhì)層鄰接于第一介質(zhì)層。藉由調(diào)整上述重疊距離、天線單元邊長(zhǎng)、及二介質(zhì)層的介電常數(shù)與厚度而可得出一較佳的增益頻寬。此外，藉由選取較低的介電常數(shù)而可降低現(xiàn)有因增加結(jié)構(gòu)層厚度所產(chǎn)生的表面波現(xiàn)象，同時(shí)本發(fā)明可將第二介質(zhì)層盡量接近地層以產(chǎn)生良好的接地效果，并藉此降低相位延遲電路單元所產(chǎn)生的輻射。
文檔編號(hào)H01Q15/14GK1536712SQ0311010
公開日2004年10月13日 申請(qǐng)日期2003年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月10日
發(fā)明者張知難, 魏有成 申請(qǐng)人:大同股份有限公司