專利名稱：圓極化天線及具有圓極化天線的電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圓極化天線，特別是一種可以微調(diào)共振中心及模擬軸比中心的圓
極化天線。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)公開一種應(yīng)用于接收衛(wèi)星信號的圓極化(Circularly Polarized)天線。請參考圖1A關(guān)于現(xiàn)有技術(shù)的圓極化天線的示意圖?，F(xiàn)有技術(shù)的圓極化 天線90包括基板91、接地層92、介電本體93、輻射金屬層94、饋入線95、及信號饋入點96 及螺絲97。接地層92設(shè)置于基板91上。接地層92上再設(shè)置介電本體93，介電本體93上 則貼附輻射金屬層94。藉由輻射金屬層94及接地層92的相互配合，即可產(chǎn)生天線輻射電 磁場。饋入線95用以傳遞電性信號，且經(jīng)由信號饋入點96，將饋入線95傳遞的能量饋入 天線90。螺絲97則用以鎖固上述的基板91及接地層92。而其中接地層92與輻射金屬層 94之間傾斜一特定角度。 —般而言，對于有限大小的介電本體93，天線場型的方向會受介電本體93的方位 影響而傾斜一邊。為了要讓圓極化天線90所表現(xiàn)出的場形對所有方向能夠?qū)ΨQ，則會旋轉(zhuǎn) 介電本體93來讓圓極化天線90的輻射場型具有對稱特性。而旋轉(zhuǎn)之后，接地層92與介電 本體93，亦即與輻射金屬層94之間傾斜一特定角度。另一方面，為了避免螺絲97的干涉作 用，也可能會旋轉(zhuǎn)介電本體93，以避開螺絲97。或者當(dāng)接地層92為一長方形的形狀，在長 方形的兩共振方向的共振長度會有所不同。上述的情形皆會使得圓極化天線90的共振中 心與模擬軸比(Axial Ratio)中心兩者對頻率有分離的情形發(fā)生。 其圖形即分別如圖1B及圖1C所示。請一并參考圖1B及圖1C關(guān)于現(xiàn)有技術(shù)的圓 極化天線的相關(guān)特性圖形。其中圖1B為現(xiàn)有技術(shù)的圓極化天線的輸入阻抗圖，圖1C為現(xiàn) 有技術(shù)的圓極化天線的史密斯圖。 圖1B為饋入線95饋入信號到圓極化天線90之后，再反射出來的輸入阻抗圖。當(dāng) 反射系數(shù)為最小值，即圖1B中最小值的頻率時，定義為圓極化天線90的共振中心。此時圓 極化天線90的傳輸能量最大。另一方面，圖1C的史密斯圖(Smith Chart)代表圓極化天線 90在極坐標(biāo)的輸入阻抗值，即為一類似心形的圖形。其類似心形的圖形中心點即定義為圓 極化天線90的模擬軸比中心。模擬軸比中心代表圓極化天線90的圓極化特性最好時的頻 率。此時模擬軸比很接近l或OdB，并且天線有最純的極化特性。其中極化(Polarization) 是天線電磁場對空間和時間的變化關(guān)系。 一般天線有水平或垂直極化，兩者互為獨立。或 者有左旋和右旋的電磁場方向，兩者也互為獨立。相同極化的天線互傳時能量接收是最大 的。因此，若極化特性不良會造成圓極化天線90無法有效地傳輸無線信號。
若共振中心及模擬軸比中心在相同的頻率點時，代表圓極化天線90的傳輸能量 最大，天線極化純度最高。換言之，此時圓極化天線90具有最佳的特性。而在現(xiàn)有技術(shù)中， 圓極化天線90的共振中心約為2. 329GHz，模擬軸比中心約為2. 345GHz，兩者的偏移量約 16腿z。如此一來，圓極化天線90就無法達到最佳的特性。
若是要配合特定的接地層92的形狀來設(shè)計介電本體93，則會花費掉相當(dāng)多的制 造成本及時間。 因此，需要發(fā)明一種新的圓極化天線來解決現(xiàn)有技術(shù)所發(fā)生的缺失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供圓極化天線，其具有可以微調(diào)共振中心及模擬軸比中 心的效果。 本發(fā)明的另一主要目的在于提供一種電子裝置，其具有一圓極化天線。
為達到上述的目的，本發(fā)明的電子裝置包括無線信號模塊與圓極化天線。圓極化 天線與無線信號模塊電性連接。圓極化天線包括基板、接地層、介電本體及輻射金屬層。接 地層設(shè)置于基板上。介電本體設(shè)置于接地層上。輻射金屬層設(shè)置于介電本體上。其中輻射
金屬層包括第一槽孔及第二槽 L。第一槽孔及第二槽孔分別設(shè)置于輻射金屬層上相對的側(cè)
邊，并且實質(zhì)上位于通過接地層的中心點的第一延伸線上，第一延伸線與接地層的側(cè)邊實 質(zhì)上互相平行。 根據(jù)本發(fā)明的圓極化天線具有可以微調(diào)共振中心及模擬軸比中心的效果。


圖1A為現(xiàn)有技術(shù)的圓極化天線的示意圖。
圖1B為現(xiàn)有技術(shù)的圓極化天線的輸入阻抗圖。
圖ic為現(xiàn)有技術(shù)的圓極化天線的史密斯圖。
圖2A為本發(fā)明的圓極化天線的第一實施例的示意圖。
圖2B為本發(fā)明的圓極化天線的第一實施例的輸入阻抗圖。
圖2C為本發(fā)明的圓極化天線的第一實施例的史密斯圖。
圖3A為本發(fā)明的圓極化天線的第二實施例的示意圖。
圖3B為本發(fā)明的圓極化天線的第二實施例的輸入阻抗圖。
圖3C為本發(fā)明的圓極化天線的第二實施例的史密斯圖。
圖4A為本發(fā)明的圓極化天線的第三實施例的示意圖。
圖4B為本發(fā)明的圓極化天線的第三實施例的輸入阻抗圖。
圖4C為本發(fā)明的圓極化天線的第三實施例的史密斯圖。
圖5為本發(fā)明的電子裝置的系統(tǒng)方框圖。主要組件符號說明現(xiàn)有技術(shù)介電本體13圓極化天線90輻射金屬層14基板91饋入線15接地層92信號饋入點16介電本體93螺絲17輻射金屬層94第一槽孔21a、21a'饋入線95第二槽孔21b、21b'信號饋入點96第三槽孔21c
5
螺絲97
第四槽孔21d
具有圓極化天線的電子裝置30 本發(fā)明 圓極化天線10a、10b、10c
基板ll
無線信號模塊31 第一延伸線L1 第二延伸線L2 接地層12
具體實施例方式
為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉出本發(fā)明的 具體實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。 請先參考圖2A，圖2為本發(fā)明的圓極化天線的第一實施例的示意圖。
本發(fā)明的第一實施例中，圓極化天線10a包括基板11、接地層(Grounding Layer)12、介電本體(Dielectric Body)13、輻射金屬層(Radiating Patch Metal Layer) 14、饋入線15、信號饋入點16及螺絲17?；?1為一種鋁制的金屬壓鑄件或馬口 鐵的板金件，但本發(fā)明并不以此為限。接地層12為一種PCB電路板導(dǎo)電面制成的導(dǎo)電層， 并藉由螺絲17或焊錫等方式設(shè)置于基板11上。接地層12上再設(shè)置介電本體13。介電本 體13由陶瓷等介電材料所制成。介電本體13上則設(shè)置輻射金屬層14。輻射金屬層14為 銅、銀或金等金屬材料所制成。藉由輻射金屬層14及接地層12的相互配合，即可產(chǎn)生天線 輻射電磁場，使得圓極化天線10a可傳輸無線信號。饋入線15與接地層12電性連接，用以 饋入一電性信號，且經(jīng)由信號饋入點16，將饋入線15傳遞的能量饋入天線10。饋入線15 可為如RF電纜(RFCable)等電纜，但本發(fā)明并不以此為限。螺絲17用以鎖固上述的基板 ll及接地層12。 為了要讓圓極化天線10a所表現(xiàn)出的場形對所有方向能夠?qū)ΨQ，或者是要配合接 地層12與介電本體13的形狀，接地層12與介電本體13，亦即與輻射金屬層14之間傾斜一 特定角度。 輻射金屬層14上具有第一槽孔21a及第二槽孔21b。第一槽孔21a及第二槽孔 21b分別設(shè)置于輻射金屬層14上相對的側(cè)邊，并且實質(zhì)上位于第一延伸線Ll上，與第一延 伸線Ll實質(zhì)上互相平行。其中第一延伸線Ll為通過接地層12的中心點并且與接地層12 的側(cè)邊實質(zhì)上互相平行的虛擬線。圓極化天線10a藉由第一槽孔21a及第二槽孔21b來微 調(diào)其共振頻率。第一槽孔21a及第二槽孔21b可使共振頻率中心和模擬軸比中心兩者互相 接近。 接著同時請參考圖2B及圖2C關(guān)于本發(fā)明的圓極化天線的第一實施例的相關(guān)特性 圖形。其中圖2B為本發(fā)明的圓極化天線的第一實施例的輸入阻抗圖，圖2C為本發(fā)明的圓 極化天線的第一實施例的史密斯圖。 由圖2B及圖2C可知，在微調(diào)前，亦即不具有第一槽孔21a及第二槽孔21b的圓 極化天線10a的共振中心約為2. 329GHz，而模擬軸比中心約為2. 345GHz，兩者的偏移量約 16MHz。而在利用第一槽孔21a及第二槽孔21b微調(diào)后，圓極化天線10a的共振中心及模擬 軸比中心皆在2. 3325GHz左右。因此微調(diào)后的圓極化天線10a具有較佳的特性。
需注意的是，可利用本發(fā)明第一槽孔21a及第二槽孔21b進行微調(diào)的情況并不限定于上述的接地層12及輻射金屬層14的關(guān)系。若接地層12為一長方形或是其他不對稱 的形狀，使得圓極化天線10a在互為垂直的兩方向的共振長度不相同時，圓極化天線10a也 會具有共振中心及模擬軸比中心分離的情形發(fā)生。在此情況下，圓極化天線10a也可以利 用第一槽孔21a及第二槽孔21b來進行微調(diào)。 本發(fā)明的槽孔并不以第一實施例為限。接著請參考圖3A關(guān)于本發(fā)明的圓極化天 線的第二實施例的示意圖。 相比較于圓極化天線10a，在本發(fā)明的第二實施例中圓極化天線10b的第一槽孔 21a'及第二槽孔21b'的位置同樣實質(zhì)上位于第一延伸線LI上，但第一槽孔21a'及第二槽 孔21b'與輻射金屬層14的側(cè)邊實質(zhì)上互相垂直。 在此情形之下，圓極化天線10b相關(guān)特性圖形即如圖3B及圖3C所示。其中圖3B 為本發(fā)明的圓極化天線的第二實施例的輸入阻抗圖，圖3C為本發(fā)明的圓極化天線的第二 實施例的史密斯圖。 由圖3B及圖3C可知，微調(diào)前圓極化天線10b的共振中心約為2. 329GHz，而模擬 軸比中心約為2. 33875GHz，兩者的偏移量約9. 75MHz。而在利用第一槽孔21a'及第二槽孔 21b'進行微調(diào)后，圓極化天線10b的共振中心及模擬軸比中心皆在2. 3325GHz左右。因此 微調(diào)后的圓極化天線10b具有較佳的特性。 接著請參考圖4A關(guān)于本發(fā)明的圓極化天線的第三實施例的示意圖。 在本發(fā)明的第三實施例中，當(dāng)圓極化天線10c的第一槽孔21a'及第二槽孔21b'
的范圍過深，會使得圓極化天線10c原來的共振中心和模擬軸比中心兩者重合之后又再分
離。如此一來，即需利用第三槽孔21c及第四槽孔21d進行補償修正。第三槽孔21c及第
四槽孔21d同樣分別位于輻射金屬層14上相對的側(cè)邊，并且實質(zhì)上位于第二延伸線L2上。
第二延伸線L2為通過接地層12的中心點并且與第一延伸線Ll實質(zhì)上互相垂直的虛擬線。
同樣地，第三槽孔21c及第四槽孔21d與輻射金屬層14的側(cè)邊互相垂直。 在此情形之下，圓極化天線10c相關(guān)特性圖形即如圖4B及圖4C所示。其中圖4B
為本發(fā)明的圓極化天線的第三實施例的輸入阻抗圖，圖4C為本發(fā)明的圓極化天線的第三
實施例的史密斯圖。 由圖4B及圖4C可知，微調(diào)前圓極化天線10c的共振中心約為2. 323GHz，而模擬軸 比中心約為2. 3325GHz，兩者的偏移量約9. 5MHz。而在利用第一槽孔21a'及第二槽孔21b' 調(diào)整后，會使得圓極化天線10c的共振中心和模擬軸比中心互相接近。但在進行調(diào)整的過 程時，共振中心和模擬軸比中心又再度分離，因此再藉由第三槽孔21c及第四槽孔21d進行 微調(diào)補償，將圓極化天線10c的共振中心及模擬軸比中心皆微調(diào)回到2. 3325GHz左右。如 此一來，微調(diào)后的圓極化天線10c具有較佳的特性。以上的實施方式可說明出利用槽孔調(diào) 整天線的靈活方式。 最后，請參考圖5關(guān)于本發(fā)明的電子裝置的系統(tǒng)方框圖。 在本發(fā)明的一實施例中，電子裝置30可為全球定位系統(tǒng)等移動裝置，但本發(fā)明并 不以此為限。如圖5所示，本發(fā)明的電子裝置30包括圓極化天線10a及無線信號模塊31。 電子裝置30可利用RF電纜等饋入線15，饋入到圓極化天線10a，并與無線信號模塊31電 性連接，以藉由無線信號模塊31來處理圓極化天線10a的信號，例如發(fā)射或接收信號。如 此一來，電子裝置30即可以藉由圓極化天線10a接收或者傳送無線信號到其他的裝置(圖
7未示)，以達到無線通信的目的。 此處需注意的是，電子裝置30并不以具有圓極化天線10a為限。本發(fā)明亦可依照 需求，以本發(fā)明的圓極化天線10b或圓極化天線10c其中任一種天線取代圓極化天線10a， 以達到調(diào)整到效能的目的。 綜上所陳，本發(fā)明無論就目的、手段及功效，處處均顯示其迥異于公知技術(shù)的特 征，懇請審查員明察，早日賜準(zhǔn)專利，使嘉惠社會，實感德便。惟應(yīng)注意的是，上述諸多實施 例僅是為了便于說明而舉例而已，本發(fā)明所要求保護的權(quán)利范圍自然應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求書范 圍所述為準(zhǔn)，而非僅限于上述實施例。
權(quán)利要求
一種圓極化天線，包括一基板；一接地層，設(shè)置于所述基板上；一介電本體，設(shè)置于所述接地層上；以及一輻射金屬層，設(shè)置于所述介電本體上，所述輻射金屬層包括一第一槽孔及一第二槽孔，所述第一槽孔及所述第二槽孔分別設(shè)置于所述輻射金屬層上相對的一側(cè)邊，并且實質(zhì)上位于通過所述接地層的一中心點的一第一延伸線上，其中所述第一延伸線與所述接地層的一側(cè)邊實質(zhì)上互相平行。
2. 如權(quán)利要求1所述的圓極化天線，其中所述第一槽孔及所述第二槽孔實質(zhì)上與所述 第一延伸線互相平行。
3. 如權(quán)利要求1所述的圓極化天線，其中所述第一槽孔及所述第二槽孔實質(zhì)上與所述 輻射金屬層的所述側(cè)邊互相垂直。
4. 如權(quán)利要求3所述的圓極化天線，其中所述輻射金屬層還包括一第三槽孔及一第四 槽孔，所述第三槽孔及所述第四槽孔分別設(shè)置于所述輻射金屬層的相對側(cè)邊，并且實質(zhì)上 位于通過所述接地層的所述中心點的一第二延伸線上，其中所述第二延伸線與所述第一延 伸線實質(zhì)上互相垂直。
5. 如權(quán)利要求4所述的圓極化天線，其中所述第三槽孔及所述第四槽孔與所述輻射金 屬層的所述側(cè)邊實質(zhì)上互相垂直。
6. 如權(quán)利要求1所述的圓極化天線，其中所述輻射金屬層與所述接地層之間傾斜一特 定角度。
7. 如權(quán)利要求1所述的圓極化天線，其中所述接地層為一長方形。
8. 如權(quán)利要求1所述的圓極化天線，其中所述介電本體由一陶瓷材質(zhì)所制成。
9. 如權(quán)利要求1所述的圓極化天線，所述圓極化天線還包括一螺絲，用以鎖固所述基 板及所述接地層。
10. —種具有圓極化天線的電子裝置，具有一無線傳輸?shù)墓δ?，所述具有圓極化天線的 電子裝置包括一無線信號模塊；以及 一圓極化天線，所述圓極化天線包括 一基板；一接地層，設(shè)置于所述基板上； 一介電本體，設(shè)置于所述接地層上；以及一輻射金屬層，設(shè)置于所述介電本體上，所述輻射金屬層包括一第一槽孔及一第二槽 孔，所述第一槽孔及所述第二槽孔分別設(shè)置于所述輻射金屬層上相對的一側(cè)邊，并且實質(zhì) 上位于通過所述接地層的一中心點的一第一延伸線上，其中所述第一延伸線與所述接地層 的一側(cè)邊實質(zhì)上互相平行。
11. 如權(quán)利要求io所述的具有圓極化天線的電子裝置，其中所述第一槽孔及所述第二槽孔實質(zhì)上與所述第一延伸線互相平行。
12. 如權(quán)利要求IO所述的具有圓極化天線的電子裝置，其中所述第一槽孔及所述第二 槽孔實質(zhì)上與所述輻射金屬層的側(cè)邊互相垂直。
13. 如權(quán)利要求12所述的具有圓極化天線的電子裝置，其中所述輻射金屬層還包括一 第三槽孔及一第四槽孔，所述第三槽孔及所述第四槽孔分別設(shè)置于所述輻射金屬層的相對 側(cè)邊，并且實質(zhì)上位于通過所述接地層的所述中心點的一第二延伸線上，其中所述第二延 伸線與所述第一延伸線實質(zhì)上互相垂直。
14. 如權(quán)利要求13所述的具有圓極化天線的電子裝置，其中所述第三槽孔及所述第四 槽孔與所述輻射金屬層的側(cè)邊實質(zhì)上互相垂直。
15. 如權(quán)利要求IO所述的具有圓極化天線的電子裝置，其中所述輻射金屬層與所述接 地層之間傾斜一特定角度。
16. 如權(quán)利要求10所述的具有圓極化天線的電子裝置，其中所述接地層為一長方形。
17. 如權(quán)利要求IO所述的具有圓極化天線的電子裝置，其中所述介電本體由一陶瓷材 質(zhì)所制成
18. 如權(quán)利要求IO所述的具有圓極化天線的電子裝置，其中所述圓極化天線還包括一 螺絲，用以鎖固所述基板及所述接地層。
全文摘要
本發(fā)明涉及圓極化天線及具有圓極化天線的電子裝置。特別地，本發(fā)明為一種圓極化天線，用于一電子裝置以傳遞無線信號。圓極化天線包括基板、接地層、介電本體及輻射金屬層。接地層設(shè)置于基板上。介電本體設(shè)置于接地層上。輻射金屬層設(shè)置于介電本體上。其中輻射金屬層包括第一槽孔及第二槽孔。第一槽孔及第二槽孔分別設(shè)置于輻射金屬層上相對的側(cè)邊，并且實質(zhì)上位于通過接地層的中心點的第一延伸線上。其中第一延伸線與接地層的側(cè)邊實質(zhì)上互相平行。根據(jù)本發(fā)明的圓極化天線具有可以微調(diào)共振中心及模擬軸比中心的效果。
文檔編號H01Q13/08GK101740860SQ200810180039
公開日2010年6月16日 申請日期2008年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月20日
發(fā)明者徐杰圣, 黃章修 申請人:啟碁科技股份有限公司