TWI608656B - Slot antenna with complementary split ring - Google Patents

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具有互補式***環的槽孔天線
本發明係為一種具有互補式***環的槽孔天線，利用互補式***共振環結構特性，達成天線微小化之互補式***共振環結構。
天線身為無線傳輸系統中的終端元件，資訊的發射與接收必須藉由天線來完成，故天線扮演相當重要的角色，成為無線通訊產品中不可或缺的元件，其特性好壞能直接地影響傳輸效率的優劣，有鑒於未來能與商業化整合的長遠目標，無線通訊設備的尺寸儼然成為不可忽視的重要議題。如何將傳統的天線結構加以更新改良，縮小面積以達成輕、薄、短、小的目標，則為近幾年來天線設計的重點。
一般半波長偶極天線(Half-wavelength dipole antenna)為終端開路雙線傳輸線結構，其共振結構由兩條分隔之四分之一波長線彎折組成，因此種結構簡單，具全向性輻射場型，經常被採用在各種無線通訊系統中。
中華民國專利公告第555169 號，揭露一種半波長偶極天線之改良，其係包含一同軸電纜線及至少二組含有二支金屬導管之不同長度的金屬導管組，將最長之金屬導管組之金屬導管分別包圍在該同軸電纜線兩側，一支導管作為訊號幅射用，另一支導管則作為接地端；另一較短之金屬導管則裝設在長金屬導管組外圍；一絕緣體包覆在二側金屬導管之間所露出之同軸電纜線上，以緊密連接二側金屬導管之端緣部。本創作將一支天線設計為可達到接收兩種以上之頻段之功效，並廣泛的應用於各種無線通訊上。
中華民國專利公告第461596號，揭露一種結領式半波偶極天線，此天線係佈局在一印刷電路板上，且呈結領型式的兩半波長幅射器所構成，各輻射器係呈扇形配置，長度約等於四分之一波長，其內縮之內端經一饋入部位連結接地平面；兩天線之間所形成扼流部位深入接地平面，此深入接地平面之部為呈扇形展開，匹配傳輸線從天線之一極饋入，至端點後成90度轉彎，此一設計可使扼流器的尺寸縮小，從而縮小整個天線的尺寸。又本天線可使用在PCMCIA卡中。
中華民國專利公告第457741號，揭露一種平面印刷式偶極天線裝置，包括一層基板及上下兩層金屬層印刷其上。上層金屬包括信號饋入微帶線(microstirp line)之導體帶(conductives trip)與其延長四分之一波長之導體帶輻射部份;下層金屬包括微帶線之接地面與其延伸之兩段四分之一波長導體帶輻射部份。信號源由微帶線饋入，藉由上層延伸之四分之一波長導體帶與下層由接地導體所延伸之兩段四分之一波長導體帶共同形成一組半波長振盪結構之偶極(dipole)，達成天線輻射之目的。
由於現今通訊電路均要求輕薄短小，雙線型天線較不易於平面電路之整合。
因此，如何設計出一不但滿足輕薄短小需求，更易於平面電路整合之天線結構，即成為相關設備廠商以及研發人員所共同期待的目標。
本發明人有鑑於習知技術之天線結構無法同時滿足輕薄短小需求，以及平面電路整合之缺失，乃積極著手進行開發，以期可以改進上述既有之缺點，經過不斷地試驗及努力，終於開發出本發明。
本發明之目的，係提供一種同時滿足輕薄短小需求，以及平面電路整合之具有互補式***環的槽孔天線。
為了達成上述之目的，本發明之具有互補式***環的槽孔天線係包括一介質基板、一接地平面層、一第一互補式***環形共振單元、一第二互補式***環形共振單元以及一訊號饋送單元。
該介質基板係呈矩形。該接地平面層係設置於該介質基板之上，該接地平面層具有一第一側邊、一第二側邊、一第三側邊以及一第四側邊，該第二側邊之兩端係各自與該第一側邊之一端以及該第三側邊之一端連接，該第三側邊之另一端係與該第四側邊之一端連接，該第四側邊之另一端係與該第一側邊之另一端連接，該第一側邊、該第二側邊、該第三側邊以及該第四側邊係圍成一矩形。
該第一互補式***環形共振單元係從該接地面之中間部分蝕刻而產生，係為環形結構，並具有一第一開口，該第一開口之位置係對應該接地平面層之該第一側邊，該第一互補式***環形共振單元係具有輻射功能。
該第二互補式***環形共振單元係從該接地面之中間部分蝕刻而產生，係為環形結構，並具有一第二開口，該第二開口之位置係對應該接地平面層之該第三側邊，該第二開口之位置係對應該第一開口，該第二互補式***環形共振單元係包圍且不接觸該第一互補式***環形共振單元，且該第二互補式***環形共振單元係具有輻射功能。該第一互補式***環與該第二互補式***環係相互靠近，以產生耦合效應。
該訊號饋送單元，係饋入能量，並包括一第一垂直結構、一水平結構、一第二垂直結構以及一第三垂直結構。
該第一垂直結構係呈長條狀，該第一垂直結構之一端係與該第二側邊之中間部分連接，該第一垂直結構之另一端係設置於該接地平面層之中間部分之上。
該水平結構係呈長條狀，該水平結構之中間部份係與該第一垂直結構之另一端連接並呈T字形，該水平結構之位置係對應該第一開口以及該第二開口。
該第二垂直結構，係呈長條狀，該第二垂直結構之一端係與該水平結構之一端連結，該第二垂直結構之另一端係朝向該接地平面層之該第四側邊。
該第三垂直結構係呈長條狀，該第三垂直結構之一端係與該水平結構之另一端連結，該水平結構、該第二垂直結構以及該第三垂直結構係呈U字形。
其中，該第一互補式***環形共振單元以及該第二互補式***環形共振單元係產生耦合效應，並利用將***環彎折成環狀，以達成天線微小化。
傳統互補式***環係作為超穎材料使用，在微波電路或天線設計中的應用，它們不是作為被激勵的主體，而是作為一種干擾結構。
而在本發明中，互補式***環是作為被激勵的主體，當做一種輻射結構。藉由魚叉型微帶線設計，使微帶兩個分支的電流方向相同，適當設計微帶分支與互補式***共振環開口對應之方向，可激勵互補式***共振環使其產生輻射。並進而利用互補式***共振環結構之耦合效應，及將互補式***環彎折為環形，以達成天線微小化。
為使熟悉該項技藝人士瞭解本發明之目的，兹配合圖式將本發明之較佳實施例詳細說明如下。
請參考圖1所示，本發明之具有互補式***環的槽孔天線(1)係包括一介質基板(10)、一接地平面層(11)、一第一互補式***環形共振單元(12)、一第二互補式***環形共振單元(13)以及一訊號饋送單元(14)。
該介質基板(10)係呈矩形。該接地平面層(11)係設置於該介質基板(10)之上，該接地平面層(11)具有一第一側邊(110)、一第二側邊(111)、一第三側邊(112)以及一第四側邊(113)，該第二側邊(111)之兩端係各自與該第一側邊(110)之一端以及該第三側邊(112)之一端連接，該第三側邊(112)之另一端係與該第四側邊(113)之一端連接，該第四側邊(113)之另一端係與該第一側邊(110)之另一端連接，該第一側邊(110)、該第二側邊(111)、該第三側邊(112)以及該第四側邊(113)係圍成一矩形。
該第一互補式***環形共振單元(12)係從該接地平面層(11)之中間部分蝕刻而產生，係為環形結構，並具有一第一開口(120)，該第一開口(120)位置係對應該接地平面層(11)之該第一側邊(110)，該第一互補式***環形共振單元(12)係具有輻射功能。
該第二互補式***環形共振單元(13)係從該接地平面層(11)之中間部分蝕刻而產生，係為環形結構，並具有一第二開口(130)，該第二開口(130)之位置係對應該接地平面層(11)之該第三側邊(112)，該第二開口(130)之位置係對應該第一開口(120)，該第二互補式***環形共振單元(13)係包圍且不接觸該第一互補式***環形共振單元(12)，且該第二互補式***環形共振單元(13)係具有輻射功能。
該訊號饋送單元(14)係饋入能量，並包括一第一垂直結構(140)、一水平結構(141)、一第二垂直結構(142)以及一第三垂直結構(143)。
該第一垂直結構(140)係呈長條狀，該第一垂直結構(140)之一端係與該第二側邊(111)之中間部分連接，該第一垂直結構(140)之另一端係設置於該接地平面層(11)之中間部分之上。
該水平結構(141)係呈長條狀，該水平結構(141)之中間部份係與該第一垂直結構(140)之另一端連接並呈T字形，該水平結構(141)之位置係對應該第一開口(120)以及該第二開口(130)。
該第二垂直結構(142)係呈長條狀，該第二垂直結構(142)之一端係與該水平結構(141)之一端連結，該第二垂直結構(142)之另一端係朝向該接地平面層(11)之該第四側邊。
該第三垂直結構(143)係呈長條狀，該第三垂直結構(143)之一端係與該水平結構(141)之另一端連結，該水平結構(141)、該第二垂直結構(142)以及該第三垂直結構(143)係呈U字形。
其中，該第一互補式***環形共振單元(12)以及該第二互補式***環形共振單元(13) 以產生耦合效應，並利用將***環彎折成環狀，以達成天線微小化。
在本發明之一較佳實施例中，該第二垂直結構(142)係設置於該第一互補式***環形共振單元(12)以及該第二互補式***環形共振單元(13)之上，該第三垂直結構(143)係設置於該第一互補式***環形共振單元(12)以及該第二互補式***環形共振單元(13)之上。
在本發明之另一較佳實施例中，該水平結構(141)之長度範圍係為7公釐至8公釐，在本發明之具體實施例中，該水平結構(141)之長度係為7.94公釐。
在本發明之再一較佳實施例中，該第二垂直結構(142)以及該第三垂直結構(143)之長度範圍係為7.5公釐至8.5公釐，在本發明之具體實施例中，該第二垂直結構(142)以及該第三垂直結構(143)之長度係為7.5公釐。
在本發明之又一較佳實施例中，其中該水平結構(141)、該第二垂直結構(142)以及該第三垂直結構(143)之線寬範圍係為0.3公釐至0.4公釐，在本發明之具體實施例中，該水平結構(141)、該第二垂直結構(142)以及該第三垂直結構(143)之線寬係為0.34公釐。
透過上述之結構，本發明互補式***共振環結構負責主要輻射，魚叉型微帶線則負責能量饋入，藉由魚叉型微帶線設計，使微帶兩個分支的電流方向相同，適當設計微帶分支與互補式***共振環開口對應之方向，可激勵互補式***共振環使其產生輻射。並進而利用互補式***共振環結構之耦合效應，及將互補式***環彎折為環形，可達成天線微小化。再者，其結構型態並非所屬技術領域中之人士所能輕易思及而達成者，實具有新穎性以及進步性無疑。
透過上述之詳細說明，即可充分顯示本發明之目的及功效上均具有實施之進步性，極具產業之利用性價值，且為目前市面上前所未見之新發明，完全符合發明專利要件，爰依法提出申請。唯以上所述著僅為本發明之較佳實施例而已，當不能用以限定本發明所實施之範圍。即凡依本發明專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應屬於本發明專利涵蓋之範圍內，謹請 貴審查委員明鑑，並祈惠准，是所至禱。
(1) 具有互補式***環的槽孔天線 (10) 介質基板 (11) 接地平面層 (110) 第一側邊 (111) 第二側邊 (112) 第三側邊 (113) 第四側邊 (12) 第一互補式***環形共振單元 (120) 第一開口 (13) 第二互補式***環形共振單元 (130) 第二開口 (14) 訊號饋送單元 (140) 第一垂直結構 (141) 水平結構 (142) 第二垂直結構 (143) 第三垂直結構
圖1係本發明之具有互補式***環的槽孔天線之示意圖。
(1) 具有互補式***環的槽孔天線 (10) 介質基板 (11) 接地平面層 (110) 第一側邊 (111) 第二側邊 (112) 第三側邊 (113) 第四側邊 (12) 第一互補式***環形共振單元 (120) 第一開口 (13) 第二互補式***環形共振單元 (130) 第二開口 (14) 訊號饋送單元 (140) 第一垂直結構 (141) 水平結構 (142) 第二垂直結構 (143) 第三垂直結構

Claims (10)

  1. 一種具有互補式***環的槽孔天線，係包括： 一介質基板，係呈矩形； 一接地平面層，係設置於該介質基板之上，該接地平面層具有一第一側邊、一第二側邊、一第三側邊以及一第四側邊，該第二側邊之兩端係各自與該第一側邊之一端以及該第三側邊之一端連接，該第三側邊之另一端係與該第四側邊之一端連接，該第四側邊之另一端係與該第一側邊之另一端連接，該第一側邊、該第二側邊、該第三側邊以及該第四側邊係圍成一矩形； 一第一互補式***環形共振單元，係從該接地平面層之中間部分蝕刻而產生，係為環形結構，並具有一第一開口，該第一開口之位置係對應該接地平面層之該第一側邊； 一第二互補式***環形共振單元，係從該接地平面層之中間部分蝕刻而產生，係為環形結構，並具有一第二開口，該第二開口之位置係對應該接地平面層之該第三側邊，該第二開口之位置係對應該第一開口，該第二互補式***環形共振單元係包圍且不接觸該第一互補式***環形共振單元；以及 一訊號饋送單元，係饋入能量，並包括： 一第一垂直結構，係呈長條狀，該第一垂直結構之一端係與該第二側邊之中間部分連接，該第一垂直結構之另一端係設置於該接地平面層之中間部分之上； 一水平結構，係呈長條狀，該水平結構之中間部份係與該第一垂直結構之另一端連接並呈T字形，該水平結構之位置係對應該第一開口以及該第二開口； 一第二垂直結構，係呈長條狀，該第二垂直結構之一端係與該水平結構之一端連結，該第二垂直結構之另一端係朝向該接地平面層之該第四側邊；以及 一第三垂直結構，係呈長條狀，該第三垂直結構之一端係與該水平結構之另一端連結，該水平結構、該第二垂直結構以及該第三垂直結構係呈U字形。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之具有互補式***環的槽孔天線，其中，該第一互補式***環形共振單元以及該第二互補式***環形共振單元係具有輻射功能。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之具有互補式***環的槽孔天線，其中該第二垂直結構係設置於該第一互補式***環形共振單元以及該第二互補式***環形共振單元之上，該第三垂直結構係設置於該第一互補式***環形共振單元以及該第二互補式***環形共振單元之上。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之具有互補式***環的槽孔天線，其中該第二垂直結構係設置於該第一互補式***環形共振單元以及該第二互補式***環形共振單元之上，該第三垂直結構係設置於該第一互補式***環形共振單元以及該第二互補式***環形共振單元之上。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項或第3項或第4項所述之具有互補式***環的槽孔天線，其中該水平結構之長度範圍係為7公釐至8公釐。
  6. 如申請專利範圍第1項或第2項或第3項或第4項所述之具有互補式***環的槽孔天線，其中該第二垂直結構以及該第三垂直結構之長度範圍係為7.5公釐至8.5公釐。
  7. 如申請專利範圍第1項或第2項或第3項或第4項所述之具有互補式***環的槽孔天線，其中該水平結構、該第二垂直結構以及該第三垂直結構之線寬範圍係為0.3公釐至0.4公釐。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之具有互補式***環的槽孔天線，其中該水平結構、該第二垂直結構以及該第三垂直結構之線寬範圍係為0.3公釐至0.4公釐。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之具有互補式***環的槽孔天線，其中該水平結構、該第二垂直結構以及該第三垂直結構之線寬範圍係為0.3公釐至0.4公釐。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之具有互補式***環的槽孔天線，其中該水平結構、該第二垂直結構以及該第三垂直結構之線寬範圍係為0.3公釐至0.4公釐。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109193136B (zh) * 2018-09-28 2020-05-05 深圳大学 一种具有宽带及滤波特性的高增益贴片天线

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013027029A1 (en) * 2011-08-24 2013-02-28 Antenova Limited Antenna isolation using metamaterial
US20140203993A1 (en) * 2011-08-24 2014-07-24 Nec Corporation Antenna and electronic device
CN104393407A (zh) * 2014-11-18 2015-03-04 浙江大学 基于超材料的小型化双频mimo天线

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013027029A1 (en) * 2011-08-24 2013-02-28 Antenova Limited Antenna isolation using metamaterial
US20140203993A1 (en) * 2011-08-24 2014-07-24 Nec Corporation Antenna and electronic device
CN104393407A (zh) * 2014-11-18 2015-03-04 浙江大学 基于超材料的小型化双频mimo天线

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Inkjet-printed cylindrical EBG for low-cost, omnidirectional antennas using split-ring resonators 」Proceedings of the 2012 IEEE International Symposium on Antennas and Propagation Year: 2012 Pages: 1 – 2 *
Microstrip-fed dual-frequency annular-slot antenna loaded by split-ring-slot 」IET Microwaves, Antennas & Propagation Year: 2009, Volume: 3, Issue: 5 Pages: 757 – 764 *

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