[发明专利]圆极化天线

说明书

技术领域

本发明是有关于一种天线，特别是指一种单馈入宽带圆极化天线。

背景技术

随着无线射频技术（RFID）于物流应用的逐渐普及，收发货物不再需要繁复的人力清点统计，并且以RFID技术盘点货物以及统计库存也得以更快速且正确，而大大的降低库存过高或不足的控管风险，但此一优势必须建立在良好无误的射频讯号收发及辨识基础。在货物盘点的应用上，圆极化天线相较于线性极化天线更能克服多重路径差等非理想环境因素的干扰，所以更适合作为RFID技术的应用。

一般平面的圆极化天线设计可以分为单馈入及双馈入两种方式，该单馈入的方式如论文“Circularly polarized microstrip antenna with a tuning stub,”Electron. Lett., vol. 34, pp. 831-832, April 30, 1998.中所提及的于一单层介质基板设计的天线的辐射金属片内挖槽缝或是另外加入单个金属微扰片即可达成圆极化的设计，但该种设计方式却有3dB轴比（axial ratio）频宽偏窄（小于线性辐射频宽的三分之一）的缺点；并且，由于该种天线的金属微扰片或槽缝的数目都仅为单个，且该种天线的频宽偏窄，所以只要对该微扰片或槽缝微调都会造成圆极化辐射频带范围的大幅变动，进而增加设计时的困难度以及降低量产时的稳定度及良率。

所以为了进一步解决上述的缺点，一种如中华民国专利第200926521公开号的双馈入圆极化天线于是被提出，该种设计虽能解决圆极化频宽不足的问题，且较大的频宽特性对于天线结构上些微的变异所造成的频带偏移或频宽变化的变动的百分比就较低，而增加实际应用的稳定度及量产的良率，但该种双馈入圆极化天线却会因其使用的威金森功率分配器（Wilkinson power divider）或支路耦合器（branch-line coupler）等电路造成额外的功率损耗、设计的复杂度及量产成本。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种可以提供较大频宽且无需额外电路的圆极化天线设计。

于是，本发明的圆极化天线，包含接地部、主辐射片、两个微扰片及用以传递讯号的馈入单元。

该主辐射片间隔地重迭于该接地部之上。该等微扰片相间隔地从该主辐射片的周缘凸出且沿着将该主辐射片区分为两实质地相对称结构的第一直线排列。该馈入单元包括第一电位部及第二电位部，该第一电位部电连接于该接地部，该第二电位部电连接于该主辐射片。借助该等微扰片的配置，该辐射单元可共振出两极化方向实质地垂直的共振模态，且再通过调整该等微扰片的长度使该等共振模态的相位实质地相差九十度，即可达到圆极化操作。

本发明的功效为提供一种宽带且为单馈入式的圆极化天线，在不额外增加电路设计的情形下仍可具有宽带及量产稳定度的特性。

附图说明

图1是本发明圆极化天线的较佳实施例的立体图，说明主辐射片为圆形；

图2是该较佳实施例的平面图，说明该主辐射片为圆环形；

图3是该较佳实施例的平面图，说明该主辐射片为方形；

图4是该较佳实施例的平面图，说明该主辐射片为方环形；

图5是该较佳实施例模拟的反射损失图；

图6是该较佳实施例模拟的史密斯图；

图7是该较佳实施例在频带内模拟的轴比值的变化图；及

图8是该较佳实施例在该频带内仿真的天线增益变化图。

具体实施方式

有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。

参阅图1至图4，是本发明圆极化天线的较佳实施例，该实施例的圆极化天线应用在920 MHz的操作频率，包含接地部1、主辐射片2、两个微扰片3、第一匹配凸部4、第二匹配凸部5，及用以传递讯号的馈入单元6。

该接地部1为金属材质并形成于第一基板7的表面71，该主辐射片2为金属材质并形成于第二基板8的表面81，且该第二基板8间隔地重迭于该第一基板7之上。在本实施例中该第一基板7及该第二基板8是玻璃纤维板（FR4），但实际应用时也可以是别种可支撑该主辐射片2及该接地部1的其它非导体材质，或是并无该第一基板7及第二基板8而以其它方式固定该主辐射片2及该接地部1。该主辐射片2的形状除了图1所示的圆形，也可以是如图2所示的圆环形、图3所示的方形或图4所示的方环形。

该等微扰片3相间隔地从该主辐射片2的周缘21凸出且沿着将该主辐射片2区分为两实质地相对称结构的第一直线L1排列。