寬帶雙極化天線的制作方法
【專利摘要】一種寬帶雙極化天線。該寬帶雙極化天線用來收發(fā)無線電信號(hào)，該寬帶雙極化天線包括：一第一金屬反射板，該第一金屬反射板用來反射無線電信號(hào)，以增加該寬帶雙極化天線的增益值；一第一輻射金屬部，該第一輻射金屬部位于該第一金屬反射板之上，與該第一金屬反射板間形成有一第一間隙；一第二輻射金屬部，該第二輻射金屬部位于該第一輻射金屬部之上，與該第一輻射金屬部間形成有一第二間隙；以及一支撐件，該支撐件用來支撐該第一金屬反射板、該第一輻射金屬部及該第二輻射金屬部，使該第一金屬反射板、該第一輻射金屬部及該第二輻射金屬部間不互相電性連結(jié)。本發(fā)明可改善天線場(chǎng)型、隔離度及工作帶寬。
【專利說明】寬帶雙極化天線
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種寬帶雙極化天線，尤指一種可改善天線場(chǎng)型、隔離度及工作帶寬的寬帶雙極化天線。
【背景技術(shù)】
[0002]具有無線通信功能的電子產(chǎn)品通過天線來發(fā)射或接收無線電波，以傳遞或交換無線電信號(hào)，進(jìn)而訪問無線網(wǎng)絡(luò)。因此，為了讓使用者能更方便地訪問無線通信網(wǎng)絡(luò)，理想天線的帶寬應(yīng)在許可范圍內(nèi)盡可能地增加，而尺寸則應(yīng)盡量減小，以配合電子產(chǎn)品體積縮小的趨勢(shì)。除此之外，隨著無線通信技術(shù)不斷演進(jìn)，電子產(chǎn)品所配置的天線數(shù)量可能增力口。舉例來說，長(zhǎng)期演進(jìn)(Long Term Evolution, LTE)無線通信系統(tǒng)支持多輸入多輸出(Mult1-1nputMult1-output,MIMO)通信技術(shù),亦即相關(guān)電子產(chǎn)品可通過多重(或多組)天線同步收發(fā)無線信號(hào)，以在不增加帶寬或總發(fā)射功率耗損(Transmit Power Expenditure)的情況下，大幅地增加系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐量(Throughput)及傳送距離，進(jìn)而有效提升無線通信系統(tǒng)的頻譜效率及傳輸速率，改善通信質(zhì)量。另一方面，長(zhǎng)期演進(jìn)無線通信系統(tǒng)所采用的工作頻帶更為寬廣，增加許多天線設(shè)計(jì)上的難度。
[0003]詳細(xì)來說，長(zhǎng)期演進(jìn)無線通信系統(tǒng)共采用44個(gè)頻段，涵蓋的頻率從最低的698MHz，到最高的3800MHz。由于頻段的分散和雜亂，即使在同一國(guó)家或地區(qū)，系統(tǒng)業(yè)者仍可能同時(shí)使用多個(gè)頻段。在此情形下，公知的雙極化天線的架構(gòu)尚無法同時(shí)包含這些頻段，使長(zhǎng)期演進(jìn)無線通信系統(tǒng)的收發(fā)機(jī)難以收發(fā)多種頻段的信號(hào)。
[0004]由上述可知，在長(zhǎng)期演進(jìn)無線通信系統(tǒng)中，雙極化天線的帶寬需要盡可能的增加，使收發(fā)機(jī)能處理多種頻段的無線電信號(hào)。有鑒于此，公知技術(shù)實(shí)有改進(jìn)的必要。
[0005]因此，需要提供一種寬帶雙極化天線來解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此，本發(fā)明主要提供一種寬帶雙極化天線，其可彎折并具有金屬反射板以改善天線場(chǎng)型、隔離度及工作帶寬。
[0007]本發(fā)明公開一種寬帶雙極化天線，該寬帶雙極化天線用來收發(fā)無線電信號(hào)，該寬帶雙極化天線包含:一第一金屬反射板，該第一金屬反射板用來反射無線電信號(hào)，以增加該寬帶雙極化天線的增益值；一第一輻射金屬部，該第一輻射金屬部位于該第一金屬反射板之上，與該第一金屬反射板間形成有一第一間隙；一第二福射金屬部，該第二福射金屬部位于該第一福射金屬部之上，與該第一福射金屬部間形成有一第二間隙；以及一支撐件，該支撐件用來支撐該第一金屬反射板、該第一輻射金屬部及該第二輻射金屬部，使該第一金屬反射板、該第一輻射金屬部及該第二輻射金屬部間不互相電性連結(jié)。
[0008]本發(fā)明結(jié)合分離第一輻射金屬部及第二輻射金屬部、彎折第一輻射金屬部及第二輻射金屬部、增加第一金屬反射板及第二金屬反射板的特性，以改善天線場(chǎng)型、隔離度及工作帶寬?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0009]圖1A為本發(fā)明實(shí)施例的一寬帶雙極化天線的示意圖。
[0010]圖1B為圖1A中的寬帶雙極化天線的側(cè)視圖。
[0011]圖2為圖1A中的寬帶雙極化天線的天線共振及隔離度測(cè)試結(jié)果圖。
[0012]圖3A為本發(fā)明實(shí)施例的一寬帶雙極化天線的示意圖。
[0013]圖3B為圖3A中的寬帶雙極化天線的側(cè)視圖。
[0014]圖4為圖3A中的寬帶雙極化天線的天線共振及隔離度測(cè)試結(jié)果圖。
[0015]圖5A為本發(fā)明實(shí)施例的一寬帶雙極化天線的示意圖。
[0016]圖5B為圖5A中的寬帶雙極化天線的側(cè)視圖。
[0017]圖6A為本發(fā)明實(shí)施例的一寬帶雙極化天線的示意圖。
[0018]圖6B為圖6A中的寬帶雙極化天線的側(cè)視圖。
[0019]圖7A為本發(fā)明實(shí)施例的一寬帶雙極化天線的示意圖。
[0020]圖7B為圖7A中的寬帶雙極化天線的側(cè)視圖。
[0021]圖8為本發(fā)明實(shí)施例的一寬帶雙極化天線的示意圖。
[0022]圖9為圖8中的寬帶雙極化天線的天線共振及隔離度測(cè)試結(jié)果圖。
[0023]圖10為本發(fā)明實(shí)施例的寬帶雙極化天線的示意圖。
[0024]主要組件符號(hào)說明:
[0025]10、20、30、40、50、60、70寬帶雙極化天線
[0026]100、200、400、500、600第一金屬反射板
[0027]640、740第二金屬反射板
[0028]102、202、302、502、602、702第一輻射金屬部
[0029]104、204、304、404、504、604、704 第二輻射金屬部
[0030]106、206、306、506第一三角形金屬片
[0031]108、208、308、508第二三角形金屬片
[0032]110,210,410第三三角形金屬片
[0033]112、212、412第四三角形金屬片
[0034]114、214支撐件
[0035]Ml第一中線
[0036]M2第二中線
[0037]Gl第一間隙
[0038]G2第二間隙
[0039]B1、B2、B3 、B4底邊
[0040]P1、P2、P3、P4對(duì)角頂點(diǎn)
[0041]PLl第一平面
[0042]PL2第二平面
[0043]PL3第三平面
[0044]PL4第四平面【具體實(shí)施方式】
[0045]請(qǐng)同時(shí)參考圖1A及圖1B，圖1A為本發(fā)明實(shí)施例的一寬帶雙極化天線10的示意圖，圖1B為圖1A中的寬帶雙極化天線10的側(cè)視圖。寬帶雙極化天線10包含有一第一金屬反射板100、一第一福射金屬部102、一第二福射金屬部104以及一支撐件114。第一金屬反射板100的形狀大致為正方形，也可為其他的對(duì)稱形狀，如正圓形，正八面形，正十六面形等，用來反射無線電信號(hào)，以增加寬帶雙極化天線10的增益值。第一輻射金屬部102位于第一金屬反射板100之上,并與第一金屬反射板100間相距一第一間隙Gl,第一福射金屬部102包含有一第一三角形金屬片106及一第二三角形金屬片108。第一三角形金屬片106的底邊及第二三角形金屬片108的底邊互相平行，使第一輻射金屬部102 —菱形。第二輻射金屬部104位于第一福射金屬部102之上,并與第一福射金屬部102相距一第二間隙G2,第二福射金屬部104包含有一第三三角形金屬片110及一第四三角形金屬片112,第三三角形金屬片110的底邊及第四三角形金屬片112的底邊互相平行，使第二輻射金屬部104呈一菱形。在本實(shí)施例中，第一、第二、第三以及第四三角形金屬片106、108、110以及112為等腰三角形金屬片，但不以此為限。其中，第一輻射金屬部102的一第一中線Ml與第二輻射金屬部104的一第二中線M2大致90度(deg)。支撐件114與第一金屬反射板100大致垂直，用來支撐第一金屬反射板100、第一輻射金屬部102及第二輻射金屬部104，使第一金屬反射板100、第一福射金屬部102及第二福射金屬部104間不互相電性連結(jié)。
[0046]簡(jiǎn)言之，本發(fā)明通過第一輻射金屬部102及第二輻射金屬部104進(jìn)行無線信號(hào)收發(fā)，且極化方向被傾斜45度來使用。因此，第一中線Ml及第二中線M2在第一金屬反射板100的投影大致與第一金屬反射板100的對(duì)角線重合，即第一輻射金屬部102極化變成45度傾斜，而第二輻射金屬部104變成135度傾斜。
[0047]需注意的是，寬帶雙極化天線10為本發(fā)明的一實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可根據(jù)不同應(yīng)用，而適度調(diào)整。舉例來說，第一金屬反射板100的邊長(zhǎng)可根據(jù)系統(tǒng)所需而調(diào)整，非一定值。另一方面，第一間隙Gl相關(guān)于寬帶雙極化天線10所工作的頻率。一般來說，在第一間隙Gl大約等于無線電信號(hào)的約1/4波長(zhǎng)時(shí)，寬帶雙極化天線10能達(dá)到最高的增益值。因此，若寬帶雙極化天線10用于收發(fā)長(zhǎng)期演進(jìn)無線通信系統(tǒng)中Band38/40/42的無線電信號(hào)，則第一間隙Gl可大致等于20公厘(毫米);然而，不限于此，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)可以根據(jù)不同天線的工作頻段，調(diào)整第一間隙Gl的大小。此外，第二間隙G2可用來提高第一輻射金屬部102與第二輻射金屬部104的隔離度，避免傾斜45度與傾斜135度的天線互相影響；舉例來說，第二間隙G2可大致等于5公厘，但不限于此。當(dāng)然，為了得到更高的隔離度，可適度增加第二間隙G2 (即第一輻射金屬部102與第二輻射金屬部104的距離)，但增加第二間隙G2可能造成寬帶雙極化天線的其他特性(如增益值、場(chǎng)型等)產(chǎn)生變化，故本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同應(yīng)用需求，適當(dāng)調(diào)整第二間隙G2的大小。最后，支撐件114由一絕緣材料所制造，如木頭、玻璃、橡膠等，且不限于此，只要使第一金屬反射板100、第一輻射金屬部102及第二輻射金屬部104間不互相電性連結(jié)即可。
[0048]為說明本發(fā)明的功效，更進(jìn)一步地，可經(jīng)模擬分析而得寬帶雙極化天線10的天線特性測(cè)試結(jié)果。請(qǐng)參考圖2，圖2為寬帶雙極化天線10的天線共振及隔離度測(cè)試結(jié)果圖，其中橫軸表示頻率，縱軸表示散射參數(shù)。圖2的測(cè)試條件如下:第一間隙Gl等于20公厘，第二間隙G2等于5公厘，第一金屬反射板100的邊長(zhǎng)等于160公厘。此外，圖2上方的虛線與實(shí)線分別為第一輻射金屬部102及第二輻射金屬部104的共振曲線，而下方的點(diǎn)線為第一輻射金屬部102及第二輻射金屬部104間的隔離度曲線。由圖2可知，以-1OdB為標(biāo)準(zhǔn)，寬帶雙極化天線10的共振帶寬可同時(shí)包括Band38/40/42，且有很好的隔離度(至少可達(dá)-6IdB)。另一方面,請(qǐng)同時(shí)參考表一、表二、表三以及表四，表一與表二分別為第一福射金屬部102在水平面及垂直面的場(chǎng)型測(cè)試統(tǒng)計(jì)表，表三與表四分別為第二輻射金屬部104在水平面及垂直面的場(chǎng)型測(cè)試統(tǒng)計(jì)表。由表一及表二可知，第一輻射金屬部102的最大增益值在8.50dBi至9.40dBi間，在高頻與低頻間并無太大變化。相反地，由表三及表四可知，第二輻射金屬部104的最大增益值在低頻(2300MHz)時(shí)為9.38dBi，在高頻(3600MHz)時(shí)為
7.82dBi。上述現(xiàn)象由于第一間隙Gl是為配合長(zhǎng)期演進(jìn)無線通信系統(tǒng)Band38/40/42所設(shè)計(jì)，使反射后的無線電信號(hào)與原無線電信號(hào)能具有相同相位，使得天線具有較大的增益值。在本發(fā)明實(shí)施例的寬帶雙極化天線10中，為了讓寬帶雙極化天線10有寬帶的共振特性，必須減小第一輻射金屬部102與第二輻射金屬部104之間的互相影響而將第一輻射金屬部102與第二輻射金屬部104之間的距離加大，第一金屬反射板100與第二輻射金屬部104的距離增加了約5公厘，無線電信號(hào)的反射路徑變長(zhǎng)，在低頻增加距離的效應(yīng)較不明顯，但在高頻頻段，增加距離的效應(yīng)較明顯，故第二輻射金屬部104的最大增益值在高頻時(shí)掉落較多，因此第一輻射金屬部102比第二輻射金屬部104具有較高的最大增益值，且有良好的隔離度。
[0049]表一
[0050]
【權(quán)利要求】
1.一種寬帶雙極化天線，該寬帶雙極化天線用來收發(fā)無線電信號(hào)，該寬帶雙極化天線包括: 一第一金屬反射板，該第一金屬反射板用來反射無線電信號(hào)，以增加該寬帶雙極化天線的增益值； 一第一福射金屬部，該第一福射金屬部位于該第一金屬反射板之上，與該第一金屬反射板間形成有一第一間隙； 一第二福射金屬部，該第二福射金屬部位于該第一福射金屬部之上，與該第一福射金屬部間形成有一第二間隙；以及 一支撐件，該支撐件用來支撐該第一金屬反射板、該第一輻射金屬部及該第二輻射金屬部，使該第一金屬反射板、該第一輻射金屬部及該第二輻射金屬部間不互相電性連結(jié)。
2.如權(quán)利要求1所述的寬帶雙極化天線，其中該第一輻射金屬部的一第一中線與該第二輻射金屬部的一第二中線呈一角度。
3.如權(quán)利要求2所述的寬帶雙極化天線，其中該角度大致為90度。
4.如權(quán)利要求1所述的寬帶雙極化天線，其中該第二間隙大于等于5毫米。
5.如權(quán)利要求1所述的寬帶雙極化天線，其中該第一輻射金屬部包括: 一第一三角形金屬片；以及 一第二三角形金屬片。
6.如權(quán)利要求5所述的寬帶雙極化天線，其中該第一三角形金屬片與該第二三角形金屬片的形狀是等腰三角形。
7.如權(quán)利要求5所述的寬帶雙極化天線，其中該第一三角形金屬片的一第一底邊與該第二三角形金屬片的一第二底邊位于一第一平面，該第一底邊所對(duì)應(yīng)的該第一三角形金屬片的一第一對(duì)角頂點(diǎn)與該第二底邊所對(duì)應(yīng)的該第二三角形金屬片的一第二對(duì)角頂點(diǎn)位于一第二平面，而該第一平面與該第二平面非相同平面。
8.如權(quán)利要求5所述的寬帶雙極化天線，其中該第一三角形金屬片包括一第一弧形彎折而該第二三角形金屬片包括一第二弧形彎折。
9.如權(quán)利要求8所述的寬帶雙極化天線，其中該寬帶雙極化天線的天線場(chǎng)型、隔離度及工作帶寬相關(guān)于該第一弧形彎折及該第二弧形彎折的弧度。
10.如權(quán)利要求1所述的寬帶雙極化天線，其中該第二輻射金屬部包括: 一第三三角形金屬片；以及 一第四三角形金屬片。
11.如權(quán)利要求10所述的寬帶雙極化天線，其中該第三三角形金屬片與該第四三角形金屬片的形狀是等腰三角形。
12.如權(quán)利要求10所述的寬帶雙極化天線，其中該第三三角形金屬片的一第三底邊與該第四三角形金屬片的一第四底邊位于一第三平面，該第三底邊所對(duì)應(yīng)的該第三三角形金屬片的一第三對(duì)角頂點(diǎn)與該第四底邊所對(duì)應(yīng)的該第四三角形金屬片的一第四對(duì)角頂點(diǎn)位于一第四平面，而該第三平面與該第四平面非相同平面。
13.如權(quán)利要求10所述的寬帶雙極化天線，其中該第三三角形金屬片包括一第三弧形彎折而該第四三角形金屬片包括一第四弧形彎折。
14.如權(quán)利要求13所述的寬帶雙極化天線，其中該寬帶雙極化天線的天線場(chǎng)型、隔離度及工作帶寬相關(guān)于該第三弧形彎折及該第四弧形彎折的弧度。
15.如權(quán)利要求1所述的寬帶雙極化天線，該寬帶雙極化天線還包括一第二金屬反射板，該第二金屬反射板位于該第二福射金屬部之上，與該第二福射金屬部間形成有一第三間隙，用來反射無線電信號(hào)，增加該寬帶雙極化天線的增益值。
16.如權(quán)利要求15所述的寬帶雙極化天線，其中該寬帶雙極化天線的天線場(chǎng)型、隔離度及工作帶寬相關(guān)于該第一間隙、該第二間隙及該第三間隙。
【文檔編號(hào)】H01Q1/52GK103915677SQ201310008051
【公開日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2013年1月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月9日
【發(fā)明者】徐杰圣, 黃章修 申請(qǐng)人:啟碁科技股份有限公司