[发明专利]圆极化平板天线

说明书

技术领域

本发明是有关于一种圆极化平板天线，特别是有关于一种缩小化的圆极化平板天线。

背景技术

随着无线射频辨识系统技术(RFID)应用的逐渐普及，使得对象辨识更快速也更安全。且为方便使用者携带或使用，轻薄短小成为电子产品的主要设计趋势，因此当圆极化平板天线应用在这些电子产品上时，天线的尺寸大小成为设计天线时的重要考虑之一。

一般圆极化平面天线的设计可分为单馈入与双馈入两种方式。单馈入的圆极化平板天线可利用截角、挖槽孔或植入窄槽缝等微扰方式，使原本正交的模态激发出两个等振幅且相位差90度的相邻垂直模态，如论文(″Circularlypolarized microstrip antenna with a tuning stub，″Electron.Lett.，vol.34，pp.831-832，April 30，1998.)所提及。但这种天线虽然只需单层基板即可，但其缺点是操作频宽非常狭窄，通常不超过其线性极化辐射频宽的三分之一，且设计限制条件较多，不容易调整天线圆极化特性及阻抗匹配，所以设计困难。至于双馈入的圆极化平板天线则通常是使用Wilkinson功率分配器或支路耦合器(branch-line coupler)来提供振幅相等且相位相差90度的激发电流，如中国台湾专利第096145886申请号，且两个馈入点需分别位于互相垂直的方向。这种天线具有较单馈入的天线频宽大且天线圆极化特性良好等优点，但由于需要使用两层以上的基板，以致天线体积变得过于庞大。

发明内容

本发明的一目的是在提供一种圆极化平板天线，借以在不影响天线辐射效能情况下有效缩小天线尺寸的圆极化平板天线，特别是以线路蜿蜒与电容耦合达成电流路径延长与90度相位差的天线设计机制。

因此，在一实施例中，此圆极化平板天线包括介质基板、第一辐射组件、第二辐射组件、及馈入单元。介质基板具有相对的第一表面及第二表面。第一辐射组件设于介质基板的第一表面，并包括位于第一表面的第一线段及第二线段，此二线段的一端与相邻近线段垂直，另包含一第一耦合金属片。第二辐射组件设于介质基板的第二表面，并包括位于一第二表面的第三线段及第四线段，此二线段的一端与相邻近线段垂直，另包含一第二耦合金属片。

在又一实施例中，馈入单元的另一端还设有一贯穿介质基板的第一表面和第二表面的通孔，以供一无线区域网络用的天线接头(SMA、MCX)连接或直接以一同轴电缆线连接第一表面和第二表面的通孔而馈入信号，以使天线接头(SMA、MCX)的中心馈入线与馈入单元电性相连接，并使天线接头(SMA、MCX)的一接地端与设于介质基板的第二表面的接地面电性连接。

在又一实施例中，馈入单元可以是一矩形、菱形、三角形、圆形、椭圆形的金属片，其连接第一表面的第一线段及第二线段相邻近的一端，用以分配馈入信号功率，来使信号功率平均馈入第一线段及第二线段。

在又一实施例中，第一或第二耦合金属片可以是一矩形、菱形、三角形、圆形、椭圆形的金属片。

在又一实施例中，位于第一表面及第二表面的第一线段及第二线段可以是L形弯折、ㄇ字型或圆弧形的蜿蜒金属线段，且第一线段及第二线段呈垂直地以其相远离的另一端各别延伸成为天线的辐射部。

在又一实施例中，第一线段与第二线段的长度相近。

在又一实施例中，第三线段与第四线段的长度相近。

在又一实施例中，接地面可以是一矩形、菱形、三角形、圆形、椭圆形的金属带或与介质基板近似形状的金属平面。

在又一实施例中，位于第二表面的接地面的馈入线段可以是长条形、L形或ㄇ字型的金属线段。

在又一实施例中，介质基板可以是玻璃纤维基板或陶瓷基板。

在又一实施例中，介质基板可以是矩形或圆盘形。

综上所述，本发明的实施例的圆极化平板天线具有结构简单、尺寸短小、圆极化轴比频宽集中、收发角度广且增益高等优点，因此十分适合应用于无线通讯系统的天线设计上，尤其适合轻薄短小的电子通讯产品，具有极高的产业价值。

附图说明

为让本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的详细说明如下：

图1A至图1C为根据本发明的一实施例的圆极化平板天线的示意图，其中图1A为正面图，图1B为背面图，图1C为侧面图；

图2为本实施例的圆极化平板天线的反射损失实测数据图；

图3为本实施例的圆极化平板天线的实验结果史密斯图；

图4为本实施例的圆极化平板天线在X-Z平面的辐射场型实验结果；