TWI645611B - 嵌入式饋入天線結構 - Google Patents

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Abstract

一種嵌入式饋入天線結構其包括一基板、一圖案化導電層結構設置於基板上表面以及一接地層設置於基板下表面。圖案導電層結構包括一導電走線及多個輻射單元，其中每一輻射單元包括一導電片，其具有一缺口形成於導電片週緣；以及一饋線連接導電走線與導電片的缺口，其中饋線為具四分之一波長的饋線。此設計不僅可以使輻射單元距離拉近，控制垂直方向旁波瓣，亦可使每個輻射單元阻抗增大，使饋入更多個輻射單元。

Description

嵌入式饋入天線結構
本發明係關於一種天線結構，特別是有關一種使用四分之一波長饋入結構的嵌入式饋入天線結構。
一般來說，微帶天線為平面結構、具有可大量生產及方便整合在主動元件或電路板...等優點，因而被大量的應用在各種可攜式電子產品，例如智慧型手機、平板電腦、筆記型電腦、全球定位系統GPS(Global Positioning System)或無線射頻辨識(RFID)。此外為了進一步提高微帶天線的增益，以增加無線訊號之傳輸距離，往往會進一步以矩陣方式排列的輻射單元，並形成一陣列天線。
習知一種慣用陣列天線之構造包括一中介基板、一接地片、複數個輻射單元及至少一饋入網路，其中輻射單元設置在中介基板上方、接地板設置於中介基板下方，而接地板與無線通訊產品的射頻電路之接地連接。而傳統陣列微帶天線大部分都是1×2、2×2、2×4或4×4等2N個元件所構成的天線設計，且一般此種陣列天線都是由並聯式微帶線邊緣饋入網路所激發，因饋入點的位置決定天線結構的基本特性，從而饋入網路的設計就尤其重要，但一般的解決方案過於複雜。因此，如何設計出結構簡單且同時增加阻抗匹配效果的天線結構，是急需解決的議題。
本發明提供一種嵌入式饋入天線結構，利用四分之一波長饋入結構，不僅可以使輻射單元距離拉近，控制垂直方向旁波瓣，亦可使每個輻射單元阻抗增大，使饋入更多個輻射單元。
本發明一實施例之一種嵌入式饋入天線結構包含一基板、一圖案化導電層結構設置於基板上表面以及一接地層設置於基板下表面。圖案導電層結構包括一導電走線及多個輻射單元，其中每一輻射單元包括一導電片，其具有一缺口形成於導電片週緣；以及一饋線連接導電走線與導電片的缺口，其中饋線為具四分之一波長的饋線。
以下藉由具體實施例配合所附的圖示詳加說明，當更容易了解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。
1‧‧‧嵌入式饋入天線結構
10‧‧‧基板
102‧‧‧上表面
104‧‧‧下表面
12‧‧‧圖案化導電層結構
122‧‧‧導電走線
124‧‧‧輻射單元
1242‧‧‧導電片
12422‧‧‧缺口
1244‧‧‧饋線
1246‧‧‧第一連接段
1248‧‧‧第二連接段
14‧‧‧接地層
L1、L2、L3‧‧‧週邊
A‧‧‧轉折角度
B‧‧‧夾角
圖1為本發明一實施例之嵌入式饋入天線結構的俯視圖。
圖2為圖1所示AA線段的剖視圖。
圖3為圖1的局部放大示意圖。
本發明主要提供一種嵌入式饋入天線結構，利用四分之一波長饋入結構嵌入式饋入到每個微帶天線結構，不僅可以使輻射單元距離拉近，控 制垂直方向旁波瓣，亦可使每個輻射單元阻抗增大，使饋入更多個輻射單元。以下將詳述本案的各實施例，並配合圖式作為例示。除了這些詳細描述之外，本發明還可以廣泛地施行在其他的實施例中，任何所述實施例的輕易替代、修改、等效變化都包含在本案的範圍內，並以之後的專利範圍為準。在說明書的描述中，為了使讀者對本發明有較完整的瞭解，提供了許多特定細節；然而，本發明可能在省略部分或全部這些特定細節的前提下，仍可實施。此外，眾所周知的步驟或元件並未描述於細節中，以避免造成本發明不必要之限制。圖式中相同或類似之元件將以相同或類似符號來表示。特別注意的是，圖式僅為示意之用，並非代表元件實際的尺寸或數量，不相關的細節未完全繪出，以求圖式的簡潔。
請先參考圖1及圖2，圖1為本發明一實施例之嵌入式饋入天線結構的俯視圖；圖2為圖1所示AA線段的剖視圖。如圖所示，本發明一實施例之嵌入式饋入天線結構1包含一基板10、一圖案化導電層結構12設置於基板10的上表面102以及一接地層14設置於基板10的下表面104。而圖案化導電層結構12包括一導電走線122及多個輻射單元124，其中每一輻射單元124設置於導電走線122的兩側，其包括一導電片1242，其具有一缺口12422形成於導電片1242的週緣；以及一饋線1244連接導電走線122與導電片1242的缺口12422，其中，饋線1244為具四分之一波長的饋線，饋線1244具有一第一連接段1246及一第二連結段1248，第一連接段1246之兩端與缺口12422及第二連接段1248連結，第二連接段1248之兩端與導電走線122及第一連接段1246連結，第一連接段1246與第二連接段1248間具有一轉折角度A；再者，第二連接段1248與導電走線122具有一夾角B，夾角B不等於90度。
於一實施例中，輻射單元124係串列式陣列設置於導電走線122的兩側。本發明提出的天線陣列結構，其每個輻射單元124都是由一段四分之一波長傳輸線嵌入式饋入到每個微帶天線，根據天線理論，微帶天線阻抗邊緣最大，到中心點會越來越小，天線饋入接近中心點，阻抗較小，再經由四分之一波長傳輸線，其阻抗由小轉到阻抗大，此設計可有效控制垂直方向旁波瓣。
承上，請繼續參考圖1及圖3，圖3為圖1的局部放大示意圖，描述單一輻射單元124的放大結構。於一實施例中，其中導電片1242的缺口12422具有一第一週邊L1、一第二週邊L2與一第三週邊L3，第一週邊L1與第三週邊L3相對，且饋線1244係與第二週邊L2連接。如圖2所示，第一週邊L1的長度等於第三週邊L3的長度，且第一週邊L1平行於第三週邊L3，於此實施例中，第一週邊L1、第三週邊L3的長度大於第二週邊L2，但可以理解的是，缺口12422的形狀包含但不限於一長方形。於一實施例中，以導電片1242的長度為3.3公釐(mm)；寬3.1mm為例，則第一週邊L1的長度為1.2mm；第二週邊L2的長度為0.6mm。
綜合上述，本發明之嵌入式饋入天線結構，利用四分之一波長饋入結構嵌入式饋入導電片的凹槽結構，不僅可以使陣列設置的輻射單元距離拉近約10%，有效控制垂直方向旁波瓣，亦可使每個輻射單元阻抗增大，使饋入更多個輻射單元。
以上所述之實施例僅是為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即大凡依本發明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明之專利範圍內。

Claims (9)

  1. 一種嵌入式饋入天線結構，其包含：一基板；一圖案化導電層結構，設置於該基板的一上表面，其中該圖案化導電層結構包含：一導電走線；及多個輻射單元，設置於該導電走線兩側，其中每一該輻射單元包含：一導電片，其具有一缺口形成於該導電片週緣；及一饋線，連接該導電走線與該導電片的該缺口，其中該饋線為具四分之一波長的饋線，該饋線具有一第一連接段及一第二連接段，該第一連接段之兩端與該缺口及該第二連接段連結，該第二連接段之兩端與該導電走線及該第一連接段連結，該第一連接段與該第二連接段間具有一轉折角度；以及一接地層，設置於該基板的一下表面。
  2. 如請求項1所述之嵌入式饋入天線結構，其中，該多個輻射單元係串列式陣列設置於該導電走線兩側。
  3. 如請求項1所述之嵌入式饋入天線結構，其中，該缺口具有一第一週邊、一第二週邊與一第三週邊，該第一週邊與該第三週邊相對，且該饋線係與該第二週邊連接。
  4. 如請求項3所述之嵌入式饋入天線結構，其中，該第一週邊的長 度等於該第三週邊的長度。
  5. 如請求項4所述之嵌入式饋入天線結構，其中，該第一週邊平行於該第三週邊。
  6. 如請求項4所述之嵌入式饋入天線結構，其中，該第一週邊的長度大於該第二週邊。
  7. 如請求項3所述之嵌入式饋入天線結構，其中，該導電片的長度為3.3mm；及該第一週邊的長度為1.2mm。
  8. 如請求項3所述之嵌入式饋入天線結構，其中，該導電片的寬度為3.1mm；及該第二週邊的長度為0.6mm。
  9. 如請求項1所述之嵌入式饋入天線結構，其中，該第二連接段與該導電走線具有一夾角，該夾角不等於90度。
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