TWI763276B - Antenna module - Google Patents
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Abstract
Description
本發明是有關於一種模組,且特別是有關於一種天線模組。 The present invention relates to a module, and more particularly, to an antenna module.
衛星訊號傳輸需要可提供圓極化偏振無線訊號之天線模組。習知天線模組包含數個天線及數條饋入線。為了能激發出圓極化偏振無線訊號,天線及饋入線的結構及/或延伸方向可能導致相鄰二天線之間的間距過大,例如是大於一個空氣波長λ,此導致天線模組的輻射場型圖的主瓣(major lobe)與副瓣(side lobe)特性或位置接近而難以分辨,導致在應用上的困難。因此,提供一新的天線模組以增加天線模組的輻射場型圖的主瓣與副瓣的區別是本技術領域業者重要的議題。 Satellite signal transmission requires an antenna module that can provide circularly polarized wireless signals. The conventional antenna module includes several antennas and several feed lines. In order to excite the circularly polarized wireless signal, the structure and/or extension direction of the antenna and the feed line may cause the distance between the two adjacent antennas to be too large, for example, greater than one air wavelength λ, which leads to the radiation field of the antenna module. The main lobe (major lobe) and the side lobe (side lobe) of the shape map are close in characteristics or positions and are difficult to distinguish, which leads to difficulties in application. Therefore, providing a new antenna module to increase the difference between the main lobe and the side lobe of the radiation pattern of the antenna module is an important issue for those skilled in the art.
因此,本發明提出一種天線模組,可改善習知問題。 Therefore, the present invention provides an antenna module which can improve the conventional problems.
本發明一實施例提出一種天線模組。天線模組包括一第一天線、一第二天線及一饋入線。饋入線電性連接第一天線與第二天線。第一天線與第二天線之任一者包括一第一基板、一第一電極、一第二電極及一輔助電極。第一基板具有相對之一第一面與一第二面。 第一電極位於第一基板的第二面上且與饋入線重疊,其中第一電極為環形。第二電極具有一通孔,且通孔與第一電極重疊。輔助電極位於通孔內且與第一電極部分重疊。饋入線配置於第一基板的第一面上。 An embodiment of the present invention provides an antenna module. The antenna module includes a first antenna, a second antenna and a feeding line. The feed line electrically connects the first antenna and the second antenna. Either one of the first antenna and the second antenna includes a first substrate, a first electrode, a second electrode and an auxiliary electrode. The first substrate has a first surface and a second surface opposite to each other. The first electrode is located on the second surface of the first substrate and overlaps with the feeding line, wherein the first electrode is annular. The second electrode has a through hole, and the through hole overlaps with the first electrode. The auxiliary electrode is located in the through hole and partially overlaps the first electrode. The feeding line is disposed on the first surface of the first substrate.
本發明另一實施例提出一種天線模組。天線模組包括一第一天線、一第二天線及一饋入線。第二天線與第一天線垂直配置。饋入線串聯第一天線與第二天線。 Another embodiment of the present invention provides an antenna module. The antenna module includes a first antenna, a second antenna and a feeding line. The second antenna is arranged perpendicular to the first antenna. The feed line connects the first antenna and the second antenna in series.
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解,下文特舉實施例,並配合所附圖式詳細說明如下: In order to have a better understanding of the above-mentioned and other aspects of the present invention, the following specific examples are given and described in detail in conjunction with the accompanying drawings as follows:
10a:天線單元 10a: Antenna unit
100,100’,200,300,400:天線模組 100, 100’, 200, 300, 400: Antenna Module
110:第一天線 110: The first antenna
111:第一基板 111: The first substrate
112:第一電極 112: The first electrode
113:第二電極 113: Second electrode
113a:通孔 113a: Through hole
114:輔助電極 114: auxiliary electrode
115:第二基板 115: Second substrate
116:介質層 116: dielectric layer
120:第二天線 120: The second antenna
111b:第一面 111b: first side
111u:第二面 111u: second side
130,230,330,430:饋入線 130, 230, 330, 430: Feed line
131,231:單一直線段 131,231: Single straight line segment
131A,231A,334A:第一端 131A, 231A, 334A: first end
131B,231B,334B:第二端 131B, 231B, 334B: Second end
132:傳輸段 132: Transmission segment
331,431:第一直線段 331,431: First straight line segment
333,433:第二直線段 333,433: Second straight line segment
334:第三直線段 334: Third straight line segment
A1,A2:夾角 A1, A2: included angle
C11~C14,C21~C24,C31~C34:曲線 C11~C14, C21~C24, C31~C34: Curve
D1:第一方向 D1: first direction
D2:第二方向 D2: Second direction
D3:延伸方向 D3: extension direction
H1:距離 H1: Distance
LX,LY:長度 L X ,L Y : length
R1:區域 R1: Region
λ:空氣波長 λ: Air wavelength
第1A圖繪示依照本發明一實施例之天線模組的俯視圖。 FIG. 1A shows a top view of an antenna module according to an embodiment of the present invention.
第1B圖繪示第1A圖之天線模組之背視圖。 FIG. 1B shows a back view of the antenna module of FIG. 1A.
第1C圖繪示第1A圖之天線模組沿方向1B-1B’的剖面圖。 FIG. 1C is a cross-sectional view of the antenna module of FIG. 1A along the direction 1B-1B'.
第2圖圖繪示第1A圖之天線模組依據模擬結果之頻率與遠場輻射能量的關係以及頻率與軸比的關係。 FIG. 2 shows the relationship between the frequency and the far-field radiated energy and the relationship between the frequency and the axial ratio of the antenna module of FIG. 1A according to the simulation results.
第3圖繪示依照本發明一實施例之天線模組的俯視圖。 FIG. 3 is a top view of an antenna module according to an embodiment of the present invention.
第4A圖繪示依照本發明另一實施例之天線模組的俯視圖。 FIG. 4A shows a top view of an antenna module according to another embodiment of the present invention.
第4B圖繪示第4A圖之天線模組的背視圖。 FIG. 4B is a back view of the antenna module of FIG. 4A.
第5圖繪示依照本發明另一實施例之天線模組的背視圖。 FIG. 5 is a back view of an antenna module according to another embodiment of the present invention.
第6圖繪示依照本發明另一實施例之天線模組的背視圖。 FIG. 6 is a back view of an antenna module according to another embodiment of the present invention.
第7圖繪示依照本發明實施例之天線模組在不同夾角下之頻率與輻射能量的相關曲線圖。 FIG. 7 is a graph showing the correlation between the frequency and the radiated energy of the antenna module at different angles according to an embodiment of the present invention.
請參照第1A及1B圖,第1A圖繪示依照本發明一實施例之天線模組100的俯視圖,第1B圖繪示第1A圖之天線模組100之背視圖,而第1C圖繪示第1A圖之天線模組100沿方向1B-1B’的剖面圖。
Please refer to FIGS. 1A and 1B. FIG. 1A shows a top view of an
如第1A圖所示,天線模組100包括第一天線110、第二天線120及饋入線130。第一天線110與第二天線120垂直配置(例如,第一天線110與第二天線120之間的夾角A1大致上為90度)。如第1C圖所示,饋入線130串聯第一天線110與第二天線120。第一天線110與第二天線120分別激發出二彼此垂直之線偏振訊號,二彼此垂直配置之線偏振訊號相位差90度,可耦合成一圓極化偏振無線訊號。換言之,本發明實施例之天線模組100可做為圓極化偏振天線模組,適用於衛星訊號傳輸。
As shown in FIG. 1A , the
在實施例中,第一天線110與第二天線120例如是共面配置,例如,第一天線110與第二天線120沿XY平面延伸。第一天線110與第二天線120例如是在XY平面(同一平面)上垂直配置。
In the embodiment, the
第一天線110的結構與第二天線120的結構至少部分相同,以下以第一天線110為例說明。
The structure of the
如第1A圖所示,第一天線110及第二天線120沿直線方向延伸,因此可提供良好的線偏振極性訊號。如第1C圖所示,第一天線110包括第一基板111、第一電極112、第二電極113、輔助電極
114、第二基板115及介質層116。
As shown in FIG. 1A , the
如第1A及1C圖所示,第一基板111具有相對之第一面111b與第二面111u。第一電極112位於第一基板111的第二面111u上且與饋入線130重疊,其中第一電極112為環形。第二電極113具有一通孔113a,且通孔113a與第一電極112重疊。輔助電極114位於通孔113a內且與第一電極112部分重疊。饋入線130配置於第一基板111的第一面111b上。如此,第一天線110可激發出線性偏振訊號。
As shown in FIGS. 1A and 1C, the
如第1C圖所示,第一電極112與饋入線130例如是沿天線模組100的厚度方向(如,Z軸向)重疊,且輔助電極114與第一電極112沿天線模組100的厚度方向(如,Z軸向)部分重疊。
As shown in FIG. 1C , the
如第1C圖所示,第二基板115與第一基板111相對配置,第一電極112、第二電極113、輔助電極114及介質層116位於第二基板115與第一基板111之間。
As shown in FIG. 1C , the
如第1A圖所示,第一天線110之輔助電極114與第二天線120之輔助電極114之間的距離H1可讓第一天線110所激發出的線偏振訊號與第二天線120所激發出的線偏振訊號的相位差大致上為90度。如此,第一天線110所激發出的線偏振訊號與第二天線120所激發出的線偏振訊號可耦合成圓極化偏振無線訊號。本發明實施例不限定第一天線110之輔助電極114與第二天線120之輔助電極114之間的距離H1的數值,其可視第一天線110相對X軸向的夾角A2而定。
As shown in FIG. 1A , the distance H1 between the
如第1A圖所示,在本實施例中,第一天線110相對X
軸向的夾角A2例如是45度,距離H1最短可介於0.2λ~0.3λ之間,距離H1最長可介於0.7λ~0.8λ之間,其中λ為空氣波長。如此,可使第一天線110所激發出的線偏振訊號與第二天線120所激發出的線偏振訊號的相位差大致上為90度。然而,只要第一天線110之輔助電極114與第二天線120之輔助電極114之間的距離H1小於1個空氣波長λ即可,本發明實施例不限定距離H1的具體數值。
As shown in FIG. 1A , in this embodiment, the
如第1A圖所示,第一天線110與第二天線120可位於一區域R1內。區域R1例如是多邊形、圓形、橢圓形等,本實施例係以多邊形為例說明,如正方形。區域R1的邊長小於1個空氣波長λ。換言之,由於本發明實施例之線型(如,沿直線方向延伸)之天線結構設計,可允許第一天線110與第二天線120排列於一小面積的區域R1內。區域R1的一邊可平行於圖式的X軸向,而區域R1的相鄰邊可平行於Y軸向。第一天線110及/或第二天線120可位於區域R1內的任意位置,本發明實施例不加以限定。
As shown in FIG. 1A , the
如第1A圖所示,第一天線110與第二天線120沿X軸向之分布長度LX例如是小於0.15λ,而第一天線110與第二天線120沿Y軸向之分布長度LY例如是小於0.3λ,其中分布長度LX與LY視為天線模組的整體大小。本發明實施例不限定分布長度LX及LY的數值,只要分布長度LX及LY小於1個空氣波長λ(例如,位於區域R1內)即可,本發明實施例不限定分布長度LX及LY的具體數值。
As shown in FIG. 1A , the distribution length L X of the
在一模擬結果中,天線模組100之左圓極化偏振(LHCP)與右圓極化偏振(RHCP)之比例大致為1000:1(LHCP:RHCP=
1000:1),可見天線模組100可耦合出圓極化偏振無線訊號(LHCP與RHCP的比例愈大,圓極化偏振程度愈高)。
In a simulation result, the ratio of the left circular polarization (LHCP) to the right circular polarization (RHCP) of the
介質層116位於第一電極112與輔助電極114之間。在本實施例中,介質層116包括液晶。介質層116的介電常數會因為液晶導軸的指向改變而變化。換句話說,通過電場使介質層116中的液晶轉向,可以改變介質層116的介電係數。由於天線模組100的共振頻率會被介質層116的介電係數直接影響,進而改變天線模組100輻射強度。因此,可以通過介質層116來做為天線模組100的開關。在本實施中,第一電極112實際上會與其它導線(未繪出)及/或主動元件(未繪出)電性連接,因此,可以在第一電極112與輔助電極114之間形成電場,以控制介質層116中的液晶的轉向(或傾角)。在本實施例中,介質層116的厚度例如小於6微米。在本實施例中,可以用形成液晶顯示面板中的液晶層的工藝來形成天線模組100的介質層116,但本發明實施例不以此為限。
The
透過改變液晶傾角可改變天線模組100的共振頻率。如此,相較於習知無液晶的天線模組,本發明實施例之天線模組100不需要射頻切換器(RF switch)。
The resonant frequency of the
如第1B圖所示,在實施例中,天線模組100只需要一條饋入線130即可連接第一天線110與第二天線120。高頻電磁信號會於饋入線130與第二電極112之間的介電層116形成電場與磁場,以,傳輸天線模組100的信號。饋入線130包含單一直線段131及傳輸段132,單一直線段131之第一端131A與第一天線110之輔助電
極114重疊,而單一直線段131之第二端131B與第二天線120之輔助電極114重疊。傳輸段132連接於單一直線段131,傳輸段132與單一直線段131可共線,然亦可相交(即,不共線)。
As shown in FIG. 1B , in the embodiment, the
請參照第2圖,其圖繪示第1A圖之天線模組100依據模擬結果之頻率與遠場(Far Field)輻射能量的關係以及頻率與軸比(Axial Ratio)的關係。第2圖之曲線係依據往-Z軸向觀看天線模組100之輻射訊號所繪製。
Please refer to FIG. 2 , which shows the relationship between the frequency and the far field radiation energy and the relationship between the frequency and the Axial Ratio of the
如第2圖所示,在頻率與遠場輻射能量的關係中,曲線C11~C14分別表示介質層116中液晶的不同傾角。由曲線C11~C14可知,不同液晶傾角可改變天線模組100的頻率(頻偏控制),例如是共振頻率可控制在13.5GHz~14.2GHz之間,如此可實現多頻分工的技術效果。然,頻偏範圍可視實際天線模組100的結構而定,不受前述範圍所限定。在頻率與軸比的關係中,曲線C21~C24表示分別對應曲線C11~C14。由曲線C21~C24可知,天線模組100在頻偏範圍內的軸比(大致對應共振頻率之點)小於15dB(軸比愈小,表示圓極化偏振程度愈高),足見天線模組100可耦合出圓極化偏振無線訊號。
As shown in FIG. 2 , in the relationship between the frequency and the far-field radiation energy, the curves C11 to C14 respectively represent different tilt angles of the liquid crystal in the
請參照第3圖,其繪示依照本發明另一實施例之天線模組100’的俯視圖。天線模組100’包含數個第一天線110、數個第二天線120及至少一饋入線130(未繪示於第3圖)。一個第一天線110與一個第二天線120組成一天線單元10a,其位於長度LX與長度LY所組成之區域內。此區域例如是多邊形,如矩形或正方形。由於此區域的各邊長小於1個空氣波長λ,因此相鄰二天線單元10a的間距S1可
小於1個空氣波長λ,使天線模組100’的輻射場型圖的主瓣相較於副瓣更為明顯,在應用上更能分辨主瓣的特性及/或位置。此外,雖然未繪示,在本實施例中,一條饋入線130可串接所有天線單元10a之至少一些的第一天線110與第二天線120。
Please refer to FIG. 3 , which shows a top view of an
請參照第4A及4B圖,第4A圖繪示依照本發明另一實施例之天線模組200的俯視圖,而第4B圖繪示第4A圖之天線模組200的背視圖。
Please refer to FIGS. 4A and 4B. FIG. 4A shows a top view of the
天線模組200包括第一天線110、第二天線120及饋入線230。第一天線110與第二天線120垂直配置(例如,第一天線110與第二天線120之間的夾角A1大致上為90度)。饋入線230串聯第一天線110與第二天線120。第一天線110與第二天線120分別激發出二彼此垂直之線偏振訊號,二彼此垂直配置之線偏振訊號相位差90度,可耦合成圓極化偏振無線訊號。換言之,本發明實施例之天線模組200可做為圓極化偏振天線模組,適用於衛星訊號傳輸。
The
天線模組200具有與天線模組100相同或相似特徵,不同處在於,天線模組200之第一天線110平行或垂直於區域R1的一邊。饋入線230的延伸方式及/或結構可對應第一天線110與第二天線120的配置而設計。例如,在本實施例中,饋入線230包含第一直線段231及傳輸段132。單一直線段231之第一端231A與第一天線110之輔助電極114重疊,而單一直線段231之第二端231B與第二天線120之輔助電極114重疊。傳輸段132連接於與單一直線段231,傳輸段132與單一直線段231可共線,然亦可相交(即,不共線)。
The
在本實施例中,第一天線110的延伸方向例如是平行於區域R1的一邊。在另一實施例中,第一天線110的延伸方向與區域R1的一邊可夾一銳角。
In this embodiment, the extending direction of the
在本實施例中,第一天線110相對X軸向的夾角A2例如是90度,距離H1最短可介於0.2λ~0.3λ之間,距離H1最長可介於0.7λ~0.8λ之間。如此,可使第一天線110所激發出的線偏振訊號與第二天線120所激發出的線偏振訊號的相位差大致上為90度。然而,只要第一天線110之輔助電極114與第二天線120之輔助電極114之間的距離H1小於1個空氣波長λ即可,本發明實施例不限定距離H1的具體數值。
In this embodiment, the included angle A2 of the
如第4A圖所示,第一天線110與第二天線120可位於一區域R1內,區域R1的邊長小於1個空氣波長λ。換言之,由於本發明實施例之線型之天線結構設計,可允許第一天線110與第二天線120排列於一小面積的區域R1內。圖式的X軸向可平行於區域R1的一邊,而Y軸向可平行於區域R1的相鄰邊。第一天線110及/或第二天線120可位於區域R1內的任意位置,本發明實施例不加以限定。
As shown in FIG. 4A , the
如第4A圖所示,第一天線110與第二天線120沿X軸向之分布長度LX例如是小於0.45λ,而第一天線110與第二天線120沿Y軸向之分布長度LY例如是小於0.45λ,其中分布長度LX與LY視為天線模組的整體大小。本發明實施例不限定分布長度LX及LY的數值,只要分布長度LX及LY小於1個空氣波長λ(例如,位於區域R1內)即可,本發明實施例不限定分布長度LX及LY的具體數值。
As shown in FIG. 4A , the distribution length L X of the
在一模擬結果中,天線模組200之左圓極化偏振與右圓極化偏振之比例大致為200:1(LHCP:RHCP=1000:1),可見天線模組200可耦合出圓極化偏振無線訊號。依據模擬結果,天線模組200具有類似天線模組100之頻率與遠場輻射能量的關係、頻率與軸比的關係(如第2圖所示)以及其對應的技術功效,於此不再贅述。
In a simulation result, the ratio of the left circular polarization to the right circular polarization of the
請參照第5圖,其繪示依照本發明另一實施例之天線模組300的背視圖。
Please refer to FIG. 5 , which shows a rear view of an
天線模組300包括第一天線110、第二天線120及饋入線330。第一天線110與第二天線120垂直配置(例如,第一天線110與第二天線120之間的夾角A1大致上為90度)。饋入線330串聯第一天線110與第二天線120。第一天線110與第二天線120分別激發出二彼此垂直之線偏振訊號,二彼此垂直配置之線偏振訊號相位差90度,可耦合成一圓極化偏振無線訊號。換言之,本發明實施例之天線模組300可做為圓極化偏振天線模組,適用於衛星訊號傳輸。
The
天線模組300具有與天線模組200相同或相似特徵,不同處在於,天線模組300之饋入線330的結構與天線模組200之饋入線230的結構相異。例如,饋入線330包含第一直線段331、傳輸段132、第二直線段333及第三直線段334,第一直線段331從第一天線110沿第一方向D1延伸至第三直線段334之第一端334A,第二直線段333從第二天線120沿第二方向D2延伸至第三直線段334之第二端334B,第一方向D1與第二方向D2相異,且第三直線段334的延伸方向D3相異於第一方向D1及第二方向D2。
The
在本實施例中,第一方向D1例如是平行於X軸向,而第二方向D2例如是平行於Y軸向,第三直線段334的延伸方向D3例如是相交於第一方向D1及第二方向D2,然本發明實施例不以此為限。在另一實施例中,第一方向D1與X軸向可夾一不等於0或180度的角度,而第二方向D2與Y軸向可夾一不等於0或180度的角度。
In this embodiment, the first direction D1 is, for example, parallel to the X-axis, and the second direction D2 is, for example, parallel to the Y-axis, and the extending direction D3 of the third
如第5圖所示,第一天線110之輔助電極114與第二天線120之輔助電極114之間的距離H1可讓第一天線110所激發出的線偏振訊號與第二天線120所激發出的線偏振訊號的相位差大致上為90度。如此,第一天線110所激發出的線偏振訊號與第二天線120所激發出的線偏振訊號可耦合成圓極化偏振無線訊號。本發明實施例不限定第一天線110之輔助電極114與第二天線120之輔助電極114之間的距離H1的數值,其可視第一天線110相對X軸向的夾角A2而定。
As shown in FIG. 5 , the distance H1 between the
如第5圖所示,在本實施例中,第一天線110相對X軸向的夾角A2例如是90度,距離H1最短可介於0.2λ~0.3λ之間,距離H1最長可介於0.7λ~0.8λ之間,其中λ為空氣波長。如此,可使第一天線110所激發出的線偏振訊號與第二天線120所激發出的線偏振訊號的相位差大致上為90度。然而,只要第一天線110之輔助電極114與第二天線120之輔助電極114之間的距離H1小於1個空氣波長λ即可,本發明實施例不限定距離H1的具體數值。
As shown in FIG. 5, in this embodiment, the included angle A2 of the
如第5圖所示,第一天線110與第二天線120可位於一區域R1內,區域R1的邊長小於1個空氣波長λ。換言之,由於本發
明實施例之線型之天線結構設計,可允許第一天線110與第二天線120排列於一小面積的區域R1內。圖式的X軸向可平行於區域R1的一邊,而Y軸向可平行於區域R1的相鄰邊。第一天線110及/或第二天線120可位於區域R1內的任意位置,本發明實施例不加以限定。
As shown in FIG. 5 , the
如第5圖所示,第一天線110與第二天線120沿X軸向之分布長度LX例如是小於0.42λ,而第一天線110與第二天線120沿Y軸向之分布長度LY例如是小於0.42λ,其中分布長度LX與LY視為天線模組的整體大小。本發明實施例不限定分布長度LX及LY的數值,只要分布長度LX及LY小於1個空氣波長λ(例如,位於區域R1內)即可,本發明實施例不限定分布長度LX及LY的具體數值。
As shown in FIG. 5 , the distribution length L X of the
在一模擬結果中,天線模組100之左圓極化偏振(LHCP)與右圓極化偏振(RHCP)之比例大致為275:1(LHCP:RHCP=275:1),可見天線模組100可耦合出圓極化偏振無線訊號(LHCP與RHCP的比例愈大,圓極化偏振程度愈高)。依據模擬結果,天線模組300具有類似天線模組100之頻率與遠場輻射能量的關係、頻率與軸比的關係(如第2圖所示)以及其對應的技術功效,於此不再贅述。
In a simulation result, the ratio of left circular polarization (LHCP) to right circular polarization (RHCP) of the
請參照第6圖,其繪示依照本發明另一實施例之天線模組400的背視圖。
Please refer to FIG. 6 , which shows a rear view of an
天線模組400包括第一天線110、第二天線120及饋入線430。第一天線110與第二天線120垂直配置(例如,第一天線110與第二天線120之間的夾角A1大致上為90度)。饋入線430串聯第一天線110與第二天線120。第一天線110與第二天線120分別激發
出二彼此垂直之線偏振訊號,二彼此垂直配置之線偏振訊號相位差90度,可耦合成一圓極化偏振無線訊號。換言之,本發明實施例之天線模組400可做為圓極化偏振天線模組,適用於衛星訊號傳輸。
The
天線模組400具有與天線模組200相同或相似特徵,不同處在於,天線模組400之饋入線430的結構與天線模組200之饋入線230相異。例如,例如,饋入線430包含第一直線段431、傳輸段132及第二直線段433,第一直線段431從第一天線110沿第一方向D1至第二直線段433,第二直線段433從第二天線120沿第二方向D2延伸至第一直線段431,第一方向D1與第二方向D2相異。
The
如第6圖所示,第一天線110之輔助電極114與第二天線120之輔助電極114之間的距離H1可讓第一天線110所激發出的線偏振訊號與第二天線120所激發出的線偏振訊號的相位差大致上為90度。如此,第一天線110所激發出的線偏振訊號與第二天線120所激發出的線偏振訊號可耦合成圓極化偏振無線訊號。本發明實施例不限定第一天線110之輔助電極114與第二天線120之輔助電極114之間的距離H1的數值,其可視第一天線110相對X軸向的夾角A2而定。
As shown in FIG. 6 , the distance H1 between the
如第6圖所示,在本實施例中,第一天線110相對X軸向的夾角A2例如是90度,距離H1最短可介於0.2λ~0.3λ之間,距離H1最長可介於0.7λ~0.8λ之間,其中λ為空氣波長。如此,可使第一天線110所激發出的線偏振訊號與第二天線120所激發出的線偏振訊號的相位差大致上為90度。然而,只要第一天線110之輔助電
極114與第二天線120之輔助電極114之間的距離H1小於1個空氣波長λ即可,本發明實施例不限定距離H1的具體數值。
As shown in FIG. 6 , in this embodiment, the included angle A2 of the
如第6圖所示,第一天線110與第二天線120可位於一區域R1內,區域R1的邊長小於1個空氣波長λ。換言之,由於本發明實施例之線型之天線結構設計,可允許第一天線110與第二天線120排列於一小面積的區域R1內。圖式的X軸向可平行於區域R1的一邊,而Y軸向可平行於區域R1的相鄰邊。第一天線110及/或第二天線120可位於區域R1內的任意位置,本發明實施例不加以限定。
As shown in FIG. 6 , the
如第6圖所示,第一天線110與第二天線120沿X軸向之分布長度LX例如是小於0.4λ,而第一天線110與第二天線120沿Y軸向之分布長度LY例如是小於0.4λ,其中分布長度LX與LY視為天線模組的整體大小。本發明實施例不限定分布長度LX及LY的數值,只要分布長度LX及LY小於1個空氣波長λ(例如,位於區域R1內)即可,本發明實施例不限定分布長度LX及LY的具體數值。
As shown in FIG. 6 , the distribution length L X of the
在一模擬結果中,天線模組100之左圓極化偏振(LHCP)與右圓極化偏振(RHCP)之比例大致為10:1(LHCP:RHCP=10:1),可見天線模組100可耦合出圓極化偏振無線訊號(LHCP與RHCP的比例愈大,圓極化偏振程度愈高)。依據模擬結果,天線模組400具有類似天線模組100之頻率與遠場輻射能量的關係、頻率與軸比的關係(如第2圖所示)以及其對應的技術功效,於此不再贅述。
In a simulation result, the ratio of left circular polarization (LHCP) to right circular polarization (RHCP) of the
前述第3圖之天線模組100’的所有天線單元10a的至少一者可分別由前述天線模組200~400之至少一者的結構(分布長度
LX與LY區域內的結構)取代。天線模組100’之數個天線單元10a可由前述天線模組100~400之至少一者排列而成,即,天線模組100’可混用天線模組100~400之至少一者的結構。
At least one of all the
前述天線模組100~400不限定夾角A2的數值範圍。夾角A2可以是30度、45度(如,天線模組100)、60度或90度(如,天線模組200~400),或其它介於0~90度之間的任一實數。天線模組的輻射方向及其天線之線偏振方向可視夾角A2而變,但夾角A2之改變對天線模組的共振頻率的範圍影響不大,請參照以下說明。
The
請參照第7圖,其繪示依照本發明實施例之天線模組在不同夾角A2下之頻率與輻射能量的相關曲線圖。由圖可知,夾角A2的變化對於天線模組的頻寬範圍的影響不大。詳言之,對於夾角A2為0度的天線模組(曲線C31)、夾角A2為30度的天線模組(曲線C32)、夾角A2為45度的天線模組(曲線C33)及夾角A2為60度的天線模組(曲線C34)而言,其頻寬在13.6GHz~13.9GHz的小範圍內變動,可見夾角A2的變化對於天線模組的頻寬變動的影響不大(即,天線模組的頻寬對於夾角A2的變化並不敏感)。如此,即使配合實際狀況改變夾角A2的數值設計,也不會改變或不會過度改變天線模組之工作頻寬範圍。此特性使天線模組在不同夾角A2下仍保有頻寬穩定性,可增加天線模組的設計彈性。 Please refer to FIG. 7 , which is a graph showing the correlation between the frequency and the radiated energy of the antenna module under different included angles A2 according to an embodiment of the present invention. It can be seen from the figure that the change of the included angle A2 has little effect on the bandwidth range of the antenna module. In detail, for the antenna module (curve C31 ) whose included angle A2 is 0 degrees, the antenna module (curve C32 ) whose included angle A2 is 30 degrees, the antenna module whose included angle A2 is 45 degrees (curve C33 ), and the included angle A2 are: For the 60-degree antenna module (curve C34), its bandwidth varies within a small range of 13.6GHz to 13.9GHz. It can be seen that the change of the included angle A2 has little effect on the bandwidth variation of the antenna module (that is, the antenna mode The bandwidth of the group is not sensitive to changes in the included angle A2). In this way, even if the numerical design of the included angle A2 is changed according to the actual situation, it will not change or excessively change the working frequency bandwidth of the antenna module. This feature enables the antenna module to maintain bandwidth stability under different angles A2, which can increase the design flexibility of the antenna module.
綜上所述,雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作各種之更動與潤飾。因此,本發明之 保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 To sum up, although the present invention has been disclosed by the above embodiments, it is not intended to limit the present invention. Those skilled in the art to which the present invention pertains can make various changes and modifications without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, the present invention The scope of protection shall be determined by the scope of the appended patent application.
110:第一天線 110: The first antenna
112:第一電極 112: The first electrode
113a:通孔 113a: Through hole
114:輔助電極 114: auxiliary electrode
115:第二基板 115: Second substrate
120:第二天線 120: The second antenna
A1,A2:夾角 A1, A2: included angle
H1:距離 H1: Distance
LX,LY:長度 L X ,L Y : length
R1:區域 R1: Region
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