TWM578883U - Array antenna (2) - Google Patents

Abstract

一種陣列天線，其包含基板；複數第一輻射體，成形設於基板上，各第一輻射體依序排列；第一中心導線，成形設於基板上，第一中心導線分設為第一導線、第二導線和第三導線，第一導線和第二導線與其中一第一輻射體貫穿連接排列成一直線，第三導線與其中另一第一輻射體連接並與第一導線和第二導線排列成一直線；兩貼片輻射體，兩貼片輻射體個別連接於第二導線和第三導線，每一貼片輻射體均設有延伸部；複數第二輻射體，成形設於基板上，各第二輻射體依序排列；第二中心導線，成形設於基板上，第二中心導線分設為第四導線、第五導線和第六導線，第四導線和第五導線與其中一第二輻射體貫穿連接排列成一直線，第六導線與其中另一第二輻射體連接並與第四導線和第五導線排列成一直線；兩第二貼片輻射體，兩第二貼片輻射體個別連接於第五導線和第六導線，每一第二貼片輻射體均設有第二延伸部；彎折部，成形設於基板上，彎折部兩端分別連接於第一導線與第四導線；饋入線，成形設於基板上，饋入線一端分別連接於彎折部一端與第四導線上。因此，本創作藉由採用耦合饋入方式，來形成串列耦合式饋入的微帶陣列天線，以達成改善頻寬、提升效率、保持輻射場形置中不偏移，來提升天線的收發性能。

Description

陣列天線(二)

本創作係一種天線，尤指一種串列耦合式饋入的陣列天線。

常見微帶陣列天線，如中華民國專利公告第M504262號揭露了一種「陣列微帶天線」，其中結構主要包含饋入點、第一導電線(含彎折)、連接點及對稱的輻射板(體)，而構成一組微帶陣列天線。

此一技術方案中，該陣列天線無法適用於毫米波雷達天線，其中由於輻射板(體)的配置數量僅為一對一以及其形狀為方形，造成了該陣列天線使用頻寬窄、增益無法有效提升等問題。

有鑑於習用所述，因此本創作在於解決及改善習用所存在之問題與缺失為目的。

為了達成以上之目的，本創作提供一種陣列天線，其包含：一基板；複數第一輻射體，係成形設於該基板上，各該第一輻射體依序排列；一第一中心導線，係成形設於該基板上，該第一中心導線分設為一第一導線、一第二導線和一第三導線，該第一導線和該第二導線與該其中一第一輻射體貫穿連接排列成一直線，該第三導線與該其中另一第一輻射體連接並與該第一導線和第二導線排列成一直線；兩貼片輻射體，該兩貼片 輻射體個別連接於該第二導線和第三導線，且該每一貼片輻射體均設有一延伸部；複數第二輻射體，係成形設於該基板上，各該第二輻射體依序排列；一第二中心導線，係成形設於該基板上，該第二中心導線分設為一第四導線、一第五導線和一第六導線，該第四導線和該第五導線與該其中一第二輻射體貫穿連接排列成一直線，該第六導線與該其中另一第二輻射體連接並與該第四導線和第五導線排列成一直線；兩第二貼片輻射體，該兩第二貼片輻射體個別連接於該第五導線和第六導線，且該每一第二貼片輻射體均設有一第二延伸部；一彎折部，係成形設於該基板上，該彎折部兩端分別連接於該第一導線與該第四導線；一饋入線，係成形設於該基板上，該饋入線一端分別連接於該彎折部一端與該第四導線上。

其中較佳的，該基板係由一第一金屬層、一基板層、一第二金屬層依序疊設構成，該等第一輻射體、該等第二輻射體、該第一中心導線、該第二中心導線、該兩貼片輻射體、該兩第二貼片輻射體、各該延伸部、各該第二延伸部、該彎折部和該饋入線均由該第一金屬層成形構成。

較佳的，該饋入線上設有一第二彎折部。

較佳的，該其中一第一輻射體設有兩第一槽孔，該其中一第二輻射體設有兩第二槽孔。

因此，本創作藉由採用二層板，來解決頻寬、效率的難題，俾可使本創作形成串列耦合式饋入的微帶陣列天線，以達成改善頻寬、提升效率、保持輻射場形置中不偏移，來提升天線的收發性能。

〔本創作〕

1‧‧‧基板

11‧‧‧第一輻射體

110‧‧‧第一槽孔

12‧‧‧第二輻射體

13‧‧‧第一金屬層

14‧‧‧基板層

15‧‧‧第二金屬層

120‧‧‧第二槽孔

2‧‧‧第一中心導線

21‧‧‧第一導線

22‧‧‧第二導線

23‧‧‧第三導線

3‧‧‧第二中心導線

31‧‧‧第四導線

32‧‧‧第五導線

33‧‧‧第六導線

4‧‧‧彎折部

5‧‧‧饋入線

51‧‧‧第二彎折部

6‧‧‧第二貼片輻射體

61‧‧‧第二延伸部

7‧‧‧貼片輻射體

71‧‧‧延伸部

W0‧‧‧寬度

W1‧‧‧寬度

W2‧‧‧寬度

W3‧‧‧寬度

W4‧‧‧寬度

W5‧‧‧寬度

第一圖係本創作較佳實施例之結構示意圖。

第二圖係本創作較佳實施例之第一圖之立體結構示意圖。

第三圖係本創作較佳實施例之操作於70~85GHz頻段之反射係數(Reflection Coefficient)。

第四圖之數據係本創作較佳實施例之操作於77~81GHz頻段之天線增益及旁波瓣位準(Side Lobe Level，SLL)。

為了能更清楚了解本創作之內容，係以下列實施例搭配圖式及符號加以說明。

請參閱第一圖所示，本創作提供一種陣列天線，其包含：一基板1、複數第一輻射體11、一第一中心導線2、兩貼片輻射體7、複數第二輻射體12、一第二中心導線3、兩第二貼片輻射體6、一彎折部4和一饋入線5。

其中，該等第一輻射體11成形設於該基板1上，各該第一輻射體11的寬度W0、W1、W2大小為相同並且依序排列。該第一中心導線2成形設於該基板1上，該第一中心導線2分設為一第一導線21、一第二導線22和一第三導線23，該第一導線21和該第二導線22與該其中最內側一第一輻射體11貫穿連接排列成一直線，該第三導線23與該其中中間側另一第一輻射體11連接並與該第一導線21和第二導線22排列成一直線。該兩貼片輻射體7個別連接於該第二導線22和第三導線23，且該每一貼片輻射體7均設有一延伸部71，使延長路徑改善匹配。該等第二輻射體12成形設於該基板1上，各該第二輻射體12的寬度W3、W4、W5大小為相同並且依序排列。該第二中心導線3成形設於該基板1上，該第二中心導線3分設為一第四導線31、一第五 導線32和一第六導線33，該第四導線31和該第五導線32與該其中最內側一第二輻射體12貫穿連接排列成一直線，該第六導線33與該其中中間側另一第二輻射體12連接並與該第四導線31和第五導線32排列成一直線。該兩第二貼片輻射體6個別連接於該第五導線32和第六導線33，且該每一第二貼片輻射體6均設有一第二延伸部61，亦使延長路徑改善匹配。

此外，該彎折部4成形設於該基板1上，該彎折部4兩端分別連接於該第一導線21與該第四導線31。該饋入線5成形設於該基板1上，該饋入線5一端分別連接於該彎折部4一端與該第四導線31上。本實施例中，前述所提成形，係為雷射雕刻成形或蝕刻成形等攸關天線成形的方式。較佳的，各該第一輻射體11與各該第二輻射體12形狀大小及數量為對稱設置。

因此本創作中，藉串列式及中央饋入，使用多個微帶天線(各該第一輻射體11與各該第二輻射體12)直接串聯並彼此耦合而成，且其中，為了讓本創作擁有高增益效果，各該第一輻射體11和各該第二輻射體12為矩形，其中，藉由整體調整(增加或縮減)各該第一輻射體11和各該第二輻射體12寬度W0~W5之配置及彼此間距，取得良好阻抗匹配，即可得所有天線單元之輻射場形建設性相加。除此之外，為了在寬頻設計中保持輻射場形置中不偏移，藉饋入線5在天線的中央饋入，並在一邊加入二分之一波長相位延遲之傳輸線(彎折部4)，使其兩邊串列的天線陣列能夠同向激發。

進一步的，為了配合使用於毫米波雷達4GHz的操作頻寬，故請再參閱第二圖所示，其中該基板1係由一第一金屬層13、一基板層14、一第二金屬層15依序疊設構成，該等第一輻射體11、該等第二輻射體12、該第一中心導線2、該第二中心導線3、該兩貼片輻射體7、該兩第二貼片輻射 體6、各該延伸部71、各該第二延伸部61、該彎折部4和該饋入線5均由該第一金屬層13成形構成。

較佳的，該饋入線5上設有一第二彎折部51，不僅讓基板1設置面積縮小，亦可增加路徑長，調整匹配。此外，該其中一最內側第一輻射體11設有兩第一槽孔110，該其中一最內側第二輻射體12設有兩第二槽孔120，進而改善匹配，調整頻寬。

因此，本創作藉由採用二層板(如第二圖)，來解決頻寬、效率的難題。俾可使本創作形成串列耦合式饋入的微帶陣列天線，達成改善頻寬、提升效率，整體提升天線的收發性能。可進一步如第三圖所示，以反射係數模擬之圖例說明，其阻抗匹配特性佳，藉以改善天線收發效果。此外，第四圖，顯示增益提升及天線主波束可集中的效果，使達成功效。

以上所論述者，僅為本創作較佳實施例，並非用以限定本創作實施之範圍；故在不脫離本創作之精神與範疇內所作之等效的形狀、構造或組合之變換，皆應涵蓋於本創作之申請專利範圍內。

Claims (4)

1. 一種陣列天線，其包含：一基板；複數第一輻射體，係成形設於該基板上，各該第一輻射體依序排列；一第一中心導線，係成形設於該基板上，該第一中心導線分設為一第一導線、一第二導線和一第三導線，該第一導線和該第二導線與該其中一第一輻射體貫穿連接排列成一直線，該第三導線與該其中另一第一輻射體連接並與該第一導線和第二導線排列成一直線；兩貼片輻射體，該兩貼片輻射體個別連接於該第二導線和第三導線，且該每一貼片輻射體均設有一延伸部；複數第二輻射體，係成形設於該基板上，各該第二輻射體依序排列；一第二中心導線，係成形設於該基板上，該第二中心導線分設為一第四導線、一第五導線和一第六導線，該第四導線和該第五導線與該其中一第二輻射體貫穿連接排列成一直線，該第六導線與該其中另一第二輻射體連接並與該第四導線和第五導線排列成一直線；兩第二貼片輻射體，該兩第二貼片輻射體個別連接於該第五導線和第六導線，且該每一第二貼片輻射體均設有一第二延伸部；一彎折部，係成形設於該基板上，該彎折部兩端分別連接於該第一導線與該第四導線；一饋入線，係成形設於該基板上，該饋入線一端分別連接於該彎折部一端與該第四導線上。
2. 如申請專利範圍第1項所述之陣列天線，其中該基板係由一第一金屬層、一基板層、一第二金屬層依序疊設構成，該等第一輻射體、該等第二輻射體、該第一中心導線、該第二中心導線、該兩貼片輻射體、該兩第二 貼片輻射體、各該延伸部、各該第二延伸部、該彎折部和該饋入線均由該第一金屬層成形構成。
3. 如申請專利範圍第1項所述之陣列天線，其中該饋入線上設有一第二彎折部。
4. 如申請專利範圍第1項所述之陣列天線，其中該其中一第一輻射體設有兩第一槽孔，該其中一第二輻射體設有兩第二槽孔。