CN212366219U - 指向性天线 - Google Patents
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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
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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