CN212366219U - 指向性天线 - Google Patents

Abstract

一种指向性天线，其包含：一基板、一第一天线、一第二天线及一隔离部。该基板为一多层板，该基板至少包含一第一层板及一第二层板：该第一天线设于该第一层板及该第二层板，该第一天线包含一第一反射器、一第一辐射器及多个第一导向器；该第二天线设于该第一层板及该第二层板，该第一天线包含一第二反射器、一第二辐射器及多个第二导向器；以及该隔离部设于该第一层板及该第二层板，且位于该第一天线及该第二天线之间。通过此结构以达成提升天线指向性的目的，且另通过该隔离部的设置，来降低两天线的相互干扰与提升两天线主波束方向的一致性。

Description

指向性天线

技术领域

本实用新型关于一种天线，尤指一种指向性天线。

背景技术

现行智能眼镜的天线结构，如中国台湾公告号第I589950「眼镜式通讯装置」，其天线是耦合式单极天线(coupling-type monopole antenna)，包括辐射部、寄生部以及匹配部。该天线是操作在2.4GHz频段与5GHz频段。

再如中国专利CN110635223「一种4G-MIMO智能眼镜天线」，其利用环天线与单极子天线的结构来覆盖4G的低频段824～960MHz与4G的高频段1710～2690MHz。

然而，随着5G时代的来临，许多电子设备皆配备了能够接收5G信号的天线结构。诚如前述提及现行智能眼镜的天线结构，仍未整合5G技术。再者，受限于智能眼镜的体积及重量需求，需发展一种体积小，适用于穿戴式电子设备且具有高带宽、高速率、低延迟特性的天线结构。

故，如何解决上述问题，是本案发明人所欲解决的技术困难点。

实用新型内容

有鉴于以上所述，因此本实用新型的目的在于解决现有技术所存在的问题。

为达成以上的目的，本实用新型提供一种指向性天线，其包含：一基板、一第一天线、一第二天线及一隔离部。该基板为一多层板，该基板至少包含一第一层板及一第二层板；该第一天线设于该第一层板及该第二层板，该第一天线包含一第一反射器、一第一辐射器及多个第一导向器；该第二天线设于该第一层板及该第二层板，该第一天线包含一第二反射器、一第二辐射器及多个第二导向器；以及该隔离部设于该第一层板及该第二层板，且位于该第一天线及该第二天线之间。

其中较佳的，该第一辐射器包含有一第一馈入部及一第二馈入部，该第一馈入部设于该第一层板，该第二馈入部设于该第二层板。

较佳的，该第二辐射器包含有一第三馈入部及一第四馈入部，该第三馈入部设于该第一层板，该第四馈入部设于该第二层板。

较佳的，该第一馈入部及该第二馈入部之间具有一第二间距且不相互重叠。

较佳的，该第三馈入部及该第四馈入部之间具有一第二间距且不相互重叠。

较佳的，该第一反射器、该第一辐射器及该多个第一导向器是印刷于该基板上的金属导体。

较佳的，该第二反射器、该第二辐射器及该多个第二导向器是印刷于该基板上的金属导体。

较佳的，该第一辐射器形成于该第一反射器及该多个第一导向器之间。

较佳的，该第二辐射器形成于该第二反射器及该多个第二导向器之间。

较佳的，该基板设有多个贯孔，该多个贯孔贯穿该基板。

本实用新型通过此结构以达成提升天线指向性的目的，且另通过该隔离部的设置，来降低两天线的相互干扰与提升两天线主波束方向的一致性。

附图说明

图1为本实用新型指向性天线的正面。

图2为本实用新型指向性天线的侧面。

图3为本实用新型指向性天线的分解图。

图3A为第二间距的示意图。

图4为本实用新型指向性天线的频率-反射系数关系图。

图5为本实用新型指向性天线的第二天线的辐射场型图。

图6为本实用新型指向性天线的第一天线的辐射场型图。

附图标记说明：1-基板；11-第一层板；12-第二层板；13-第三层板；14-第四层板；2-第一天线；21-第一反射器；22-第一辐射器；221-第一馈入部；222-第二馈入部；23-第一导向器；3-第二天线；31-第二反射器；32-第二辐射器；321-第三馈入部；322-第四馈入部；33-第二导向器；4a-隔离部；4b-隔离部；5-贯孔；S1-第一间距；S2-第二间距；S3-第三间距；S4-第四间距。

具体实施方式

请参阅图1及图2所示，本实用新型提供一种指向性天线，其包含：一基板1、一第一天线2、一第二天线3及一隔离部4a、4b。

该基板1为平面板状，该基板1可为印刷电路板(PCB)或金属结构板，可采用塑料、玻璃纤维、电木等绝缘材料制成，并可在其上涂布或电镀如银、铜等金属导体以形成天线结构。在本实施例中，该基板1为印刷电路板(PCB)，且该基板1为多层板，各层板由介电层(环氧树脂、玻璃纤维)与高纯度的导体层(铜箔)两者所构成，且介电层为镂空，然而由于印刷电路板的结构为现有技术，因此本实施中概不赘述。

请参阅图3所示，该基板1为多层板，该基板1至少包含一第一层板11及一第二层板12，该多层板可包含依序堆栈的第一至第N层板结构，N可为大于2的正整数。在本实施例中，该多层板的层数为四层，包含该第一层板11、该第二层板12、一第三层板13及一第四层板14。就功用来说，该第一层板11及该第二层板12为组件层，用于设置天线的走线及电子零组件，该第三层板13及该第四层板14分别为电源层及接地层。该基板1可选用RogersCorporation制造的RO4350B及RO4450F的高频电路板，但不以上述的电路板型号为限，可依实际需求选用适当型号的电路板，以上仅供实施例说明。

请继续参阅图1及图2所示(可配合参阅图3所示)，该第一天线2设于该第一层板11及该第二层板12，该第一天线2包含一第一反射器21、一第一辐射器22及多个第一导向器23。该第一天线2可为印刷式八木天线，该第一反射器21、该第一辐射器22及该多个第一导向器23是印刷于该基板1上的金属导体。

该第一反射器21设于该基板1上，该第一反射器21为金属导体，又该第一反射器21可为长条状。该第一辐射器22设于该基板1上，该第一辐射器22与该第一反射器21之间具有一第一间距S1，该第一辐射器22包含有一第一馈入部221及一第二馈入部222，该第一馈入部221设于该第一层板11，该第二馈入部222设于该第二层板12。该第一馈入部221及该第二馈入部222之间具有一第二间距S2且不相互重叠(如图3A所示)。该第一辐射器22可为印刷偶极天线，又该第一辐射器22的横向长度小于该第一反射器21的横向长度。

该多个第一导向器23位于该第一辐射器22一侧，该第一导向器23与该第一辐射器22之间具有一第三间距S3，且各该多个第一导向器23之间具有一第四间距S4，又该多个第一导向器23的横向长度小于该第一辐射器22的横向长度。该第一反射器21、该第一辐射器22及该多个第一导向器23是以同一方向依序设于该基板1上。并且，该第一辐射器22形成于该第一反射器21及该多个第一导向器23之间。

该第二天线3设于该第一层板11及该第二层板12，该第二天线3包含一第二反射器31、一第二辐射器32及多个第二导向器33。该第二天线3可为印刷式八木天线，该第二反射器31、该第二辐射器32及该多个第二导向器33是印刷于该基板1上的金属导体。

该第二反射器31设于该基板1上，该第二反射器31为金属导体，又该第二反射器31可为长条状。该第二辐射器32设于该基板1上，该第二辐射器32与该第二反射器31之间具有该第一间距S1，该第二辐射器32包含有一第三馈入部321及一第四馈入部322，该第三馈入部321设于该第一层板11，该第四馈入部322设于该第二层板12。该第三馈入部321及该第四馈入部322之间具有该第二间距S2且不相互重叠。该第二辐射器32可为印刷偶极天线，又该第二辐射器32的横向长度小于该第二反射器31的横向长度。

该多个第二导向器33位于该第二辐射器32一侧，该第二导向器33与该第二辐射器32之间具有该第三间距S3，且各该多个第二导向器33之间具有该第四间距S4，又该多个第二导向器33的横向长度小于该第二辐射器32的横向长度。该第二反射器31、该第二辐射器32及该多个第二导向器33是以同一方向依序设于该基板1上。并且，该第二辐射器32形成于该第二反射器31及该多个第二导向器33之间。

上述各间距包含该第一间距S1、该第二间距S2、该第三间距S3及该第四间距S4，可依实际需求而定。

该隔离部4a设于该第一层板11，该隔离部4b设于该第二层板12，且位于该第一天线2及该第二天线3之间。该隔离部4a及该隔离部4b为长条形，并以多个贯孔5(Via)相连，如所示圆孔，并且须注意的是该多个贯孔5的设置，要避免影响该第一天线2及该第二天线3的走线。由于该基板1为多层板，所以该基板1需设有该多个贯孔5，该多个贯孔5贯穿该多层板，通过该多个贯孔5阻挡该第一天线2及该第二天线3的天线波回弹至该基板1的接地层，如同栅栏般隔离回弹的天线波，也具有阻抗匹配(Iimpedance Matching)的功用。该隔离部4a、4b用以隔离该第一天线2与该第二天线3彼此间的相互干扰与提升两天线主波束方向的一致性。

值得一提的是，可依据实际需求调整该多个第一导向器23与该多个第二导向器33的数量，来调整该指向性天线的指向性。

请参阅图4所示，其显示该指向性天线的频率-反射系数(ReflectionCoefficient)关系图。由该频率-反射系数关系图可看出该指向性天线于57～64GHz频率的反射系数皆可达-10dB以下，从而可使该指向性天线适用于57～64GHz的ISM频带，ISM频带是指无需许可证或费用的工业科学和医学用频带(Industrial Scientific MedicalBand，简称ISM Band)。

请参阅图5及图6所示，其显示该指向性天线的辐射场型图，图5为第一天线的辐射场型图，图6为第二天线的辐射场型图，该指向性天线的最大实际增益(Realized Gain)约为6dBi，该指向性天线的半功率波束宽(Half Power Beam Width，简称HPBW)约为55度。

是以，该指向性天线将两组八木天线(即该第一天线2与该第二天线3)的结构设于该基板1上，使该指向性天线适用于智能眼镜等穿戴式电子设备上，其中八木天线的结构具有高指向性。同时该指向性天线还适用于57～64GHz的ISM频带，以因应5G通讯技术开创的新应用需求，达到高带宽、高速率、低延迟的特性。并且，该隔离部4a、4b可改善天线之间的干扰问题，避免该第一天线2与该第二天线3彼此间的相互影响与提升两天线主波束方向的一致性。

综上所述，该指向性天线具有下述优点：

1、体积小，适用于穿戴式电子设备。

2、适用于57～64GHz的ISM频带。

3、高带宽、高速率、低延迟。

4、改善两天线间干扰问题与提升两天线主波束方向一致性。

5、高指向性。

以上所论述，仅为本实用新型较佳实施例而已，并非用以限定本实用新型实施的范围；故在不脱离本实用新型的精神与范畴内所作的等效形状、构造或组合的变换，皆应涵盖于本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种指向性天线，其特征在于，包含：

一基板，为一多层板，该基板至少包含一第一层板及一第二层板；

一第一天线，设于该第一层板及该第二层板，该第一天线包含一第一反射器、一第一辐射器及多个第一导向器；

一第二天线，设于该第一层板及该第二层板，该第二天线包含一第二反射器、一第二辐射器及多个第二导向器；以及

一隔离部，设于该第一层板及该第二层板，且位于该第一天线及该第二天线之间。

2.如权利要求1所述的指向性天线，其特征在于，该第一辐射器包含有一第一馈入部及一第二馈入部，该第一馈入部设于该第一层板，该第二馈入部设于该第二层板。

3.如权利要求1所述的指向性天线，其特征在于，该第二辐射器包含有一第三馈入部及一第四馈入部，该第三馈入部设于该第一层板，该第四馈入部设于该第二层板。

4.如权利要求2所述的指向性天线，其特征在于，该第一馈入部及该第二馈入部之间具有一第二间距且不相互重叠。

5.如权利要求3所述的指向性天线，其特征在于，该第三馈入部及该第四馈入部之间具有一第二间距且不相互重叠。

6.如权利要求1所述的指向性天线，其特征在于，该第一反射器、该第一辐射器及该多个第一导向器是印刷于该基板上的金属导体。

7.如权利要求1所述的指向性天线，其特征在于，该第二反射器、该第二辐射器及该多个第二导向器是印刷于该基板上的金属导体。

8.如权利要求1所述的指向性天线，其特征在于，该第一辐射器形成于该第一反射器及该多个第一导向器之间。

9.如权利要求1所述的指向性天线，其特征在于，该第二辐射器形成于该第二反射器及该多个第二导向器之间。

10.如权利要求1所述的指向性天线，其特征在于，该基板设有多个贯孔，该多个贯孔贯穿该基板。

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