全频段天线的制作方法
【专利摘要】本实用新型实施例所提供的全频段天线包括基板、第一导电图案层、第二导电图案层及反射板。反射板位于基板之下。第一导电图案层设置于外表面上，第一导电图案层包括两个第一多边形辐射体、两个第二多边形辐射体、第一馈入点、第一分支路段及两个第二分支路段，其中第一馈入点位于第一分支路段上，第一分支路段具有两相对第一末端，第一末端分别与第一多边形辐射体电性连接，两个第二分支路段分别电性连接第一分支路段及两个第二多边形辐射体。第一导电图案层的图案与第二导电图案层的图案相同。本实用新型其具有双馈入点且第一导电图案层及第二导电图案层的图案为旋转对称设置。
【专利说明】全频段天线
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种天线，尤其涉及一种全频段天线。
【背景技术】
[0002]天线是可用来发射或接收无线电波。一般来说，天线所发射或接收无线电波的辐射是朝向各个方向。透过特定的结构，使得天线的辐射能够在某个特定方向上具有较大方向性，而其它方向的能量辐射则可以忽略。
[0003]在无线通讯系统中，例如是卫星、飞机和移动通讯手机等，通常透过是天线系统作为与外界传播信号的媒介。透过设计天线阵列图案、改变天线图案的长度、间距、配置和形状，可以制造出拥有既定特性的天线，以期天线能够达到高增益、小尺寸等。
【发明内容】
[0004]本实用新型其中一实施例所提供的一种全频段天线，其包括基板、第一导电图案层、第二导电图案层及反射板。反射板位于基板之下。第一导电图案层设置于所述外表面上，所述第一导电图案层包括两个第一多边形辐射体、两个第二多边形辐射体、第一馈入点、第一分支路段及两个第二分支路段，其中第一馈入点位于第一分支路段上，第一分支路段具有两相对第一末端，第一末端分别与第一多边形辐射体电性连接，两个第二分支路段分别电性连接第一分支路段及两个第二多边形辐射体。第二导电图案层设置于外表面上，第二导电图案层包括两个第三多边形辐射体、两个第四多边形辐射体、第二馈入点、第三分支路段及两个第四分支路段，其中第二馈入点位于第三分支路段上，第三分支路段具有两相对第三末端，第三末端分别与第三多边形辐射体电性连接，两个第四分支路段分别电性连接第一分支路段及两个第四多边形辐射体。第一分支路段的延伸方向与第三分支路段的延伸方向相异，流经第一分支路段的电流方向与流经第三分支路段的电流方向相异。
[0005]综上所述，本实施例所提供一种全频段天线，其具有双馈入点且第一导电图案层及第二导电图案层的图案为旋转对称设置。第一分支路段的延伸方向与第三分支路段的延伸方向相异，使得流经第一分支路段的电流方向与流经所述第三分支路段的电流方向相巳
[0006]在本实用新型的一实施例中，其中所述第一导电图案层的图案与所述第二导电图案层的图案相同。
[0007]在本实用新型的一实施例中，其中所述第二导电图案层相对于所述第一导电图案层旋转90度。
[0008]在本实用新型的一实施例中，其中所述基板相对于所述反射板的距离为I至3毫米。
[0009]在本实用新型的一实施例中，其中所述第一分支路段的延伸方向与所述第三分支路段的延伸方向正交。
[0010]在本实用新型的一实施例中，其中所述第一导电图案层包括四个第一连接单元，多个所述第一连接单元之中的两个分别电性连接所述第一末端及所述第一多边形辐射体，多个所述第一连接部之中的另外两个分别电性连接所述第二分支路段及所述第二多边形辐射体。
[0011]在本实用新型的一实施例中，其中所述第二导电图案层包括四个第二连接单元，多个所述第二连接单元之中的两个分别电性连接所述第三末端及所述第三多边形辐射体，多个所述其中之另外二第二连接单元之中的另外两个分别电性连接所述第四分支路段及所述第四多边形辐射体。
[0012]在本实用新型的一实施例中，其中所述第一多边形辐射体、所述第二多边形辐射体、所述第三多边形辐射体及所述第四多边形辐射体的形状都为六边形。
[0013]在本实用新型的一实施例中，其中所述第一分支路段具有两个分别电性连接所述第一末端的第一弯折部。
[0014]在本实用新型的一实施例中，其中所述第三分支路段具有两个分别电性连接所述第三末端的第二弯折部。
[0015]为使能更进一步了解本实用新型的特征及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，然而所附附图仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制者。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1A为本实用新型全频段天线的立体示意图。
[0017]图1B为本实用新型全频段天线的上视示意图。
[0018]图2A为本实用新型全频段天线的第一导电图案层在不同频率下所得到的反射损耗的曲线图。
[0019]图2B为本实用新型全频段天线的第二导电图案层在不同频率下所得到的反射损耗的曲线图。
[0020]图3A为本实用新型全频段天线的第一导电图案层在不同频率下所得到的天线增益的曲线图。
[0021]图3B为本实用新型全频段天线的第一导电图案层在不同频率下所得到的辐射效率的曲线图。
[0022]图4A为本实用新型全频段天线的第一导电图案层在不同频率下所得到的天线增益的曲线图。
[0023]图4B为本实用新型全频段天线的第一导电图案层在不同频率下所得到的辐射效率的曲线图。
[0024]图5A为本实用新型全频段天线的第一导电图案层操作于不同频率时在x-y平面的辐射场型示意图。
[0025]图5B为本实用新型全频段天线的第一导电图案层操作于不同频率时在x-z平面的辐射场型示意图。
[0026]图5C为本实用新型全频段天线的第一导电图案层操作于不同频率时在不同平面y-z平面的辐射场型示意图。
[0027]图6A为本实用新型全频段天线的第二导电图案层操作于不同频率时在x-y平面的辐射场型示意图。
[0028]图6B为本实用新型全频段天线的第二导电图案层操作于不同频率时在x-z平面的辐射场型示意图。
[0029]图6C为本实用新型全频段天线的第二导电图案层操作于不同频率时在不同平面y-z平面的辐射场型示意图。
[0030]图7为本实用新型全频段天线的第一导电图案与第二导电图案层两者的间在不同频率下所得到的隔离度的曲线图。
[0031]其中，附图标记说明如下:
[0032]100全频段天线
[0033]110第一导电图案层
[0034]112第一分支路段
[0035]112e第一末端
[0036]112w第一弯折部
[0037]113第二分支路段
[0038]114第一连接单元
[0039]120第二导电图案层
[0040]122第三分支路段
[0041]122e第三末端
[0042]122w第二弯折部
[0043]123第四分支路段
[0044]124第二连接单元
[0045]FAlll第一多边形辐射体
[0046]FBlll第二多边形辐射体
[0047]FA121第三多边形辐射体
[0048]FB121第四多边形辐射体
[0049]h距离
[0050]Il基板
[0051]Pl第一馈入点
[0052]P2第二馈入点
[0053]Rl反射板
[0054]SI外表面
【具体实施方式】
[0055]在随附附图中展示一些例示性实施例，而在下文将参阅随附附图以更充分地描述各种例示性实施例。值得说明的是，本实用新型概念可能以许多不同形式来体现，且不应解释为限于本文中所阐述的例示性实施例。确切而言，提供此等例示性实施例使得本实用新型将为详尽且完整，且将向本领域的技术人员充分传达本实用新型概念的范畴。在每一附图中，为了使得所绘示的各层及各区域能够清楚明确，而可夸示其相对大小的比例，而且类似数字始终指示类似元件。
[0056]图1A是本实用新型第一实施例的全频段天线的立体示意图。请参阅图1，于本实施例中，全频段天线100包括基板11、反射板Rl、第一导电图案层110以及第二导电图案层120。第一导电图案层110以及第二导电图案层120都形成于基板Il的外表面SI上,而反射板Rl则位于基板Il之下。
[0057]具体来说,基板Il为印刷电路板(Printed circuit board,PCB)或者是介质基板(Dielectric Substrate)。基板Il具有外表面SI,而第一导电图案层110以及第二导电图案层120配置于外表面SI。第一导电图案层110以及第二导电图案层120可视为两个天线单元。于实务上，第一导电图案层110以及第二导电图案层120两者的中心可以视不同的设计考量而在同一直线上呈现等距排列直线阵列，也可以是在同一直线上呈现不等距排列，或者第一导电图案层110以及第二导电图案层120两者的中心可以不排列在同一直线上。反射板Rl的为表面具有导电层的介质基板，此导电层可视为一反射面，基板Il相对于反射板Rl的距离h为I至3毫米。透过反射板Rl的导电层使得天线辐射场型具有较高的指向性(directivity),以达成高增益天线的设计。
[0058]详细而言，第一导电图案层110设置于外表面SI上,第一导电图案层110包括两个第一多边形辐射体FA111、两个第二多边形辐射体FB111、第一馈入点P1、四个第一连接单元114、第一分支路段112以及两个第二分支路段113。第一分支路段112的长度为2 λ且具有两相对第一末端112e,而第一末端112e分别与第一多边形福射体FAlll电性连接。其中，第一分支路段112具有两个分别电性连接第一末端112e的第一弯折部112w，而两个第一连接单元114分别位于第一末端112e及第一多边形辐射体FAlll之间。第二分支路段113的长度为λ且两个第二分支路段113分别电性连接第一分支路段112及两个第二多边形辐射体FBl 11，其中，另外两个第一连接单元114分别位于第二分支路段113及第二多边形辐射体FBlll之间。
[0059]值得说明的是，每个第一连接单元114皆可用来微调频段。第一多边形辐射体FAlll及第二多边形辐射体FBl 11的形状都为六边形且呈现对称。第一馈入点Pl位于第一分支路段112的中间约略λ长之处。
[0060]第二导电图案层120同样设置于外表面SI上,于本实施例中,第一导电图案层110的图案与第二导电图案层120的图案相同，而且第二导电图案层120相对于第一导电图案层110旋转90度。第二导电图案层120包括两个第三多边形辐射体FA121、两个第四多边形辐射体FB121、第二馈入点Ρ2、四个第二连接单元124、第三分支路段122及两个第四分支路段123。第三分支路段122的长度为2 λ且具有两相对第三末端122e，而第三末端122e分别与第三多边形辐射体FA121电性连接。其中，第三分支路段122具有两个分别电性连接第三末端122e的第二弯折部122w，而两个第二连接单元124分别位于第三末端122e及第三多边形辐射体FA121之间。第三分支路段122的延伸方向与第一分支路段112的延伸方向正交。两个第四分支路段123的长度为λ且分别电性连接第三分支路段122及两个第四多边形辐射体FB121。第二馈入点Ρ2位于第三分支路段122的中间约略λ长之处。
[0061]值得说明的是，每个第二连接单元124皆可用来微调频段。第三多边形辐射体FA121及第四多边形辐射体FB121的形状都为六边形且呈现对称。第二馈入点Ρ2位于第三分支路段122的中间约略λ长之处。第三分支路段122的延伸方向与第四分支路段123的延伸方向相异，从而流经第三分支路段122的电流方向与流经第四分支路段123的电流方向相异。
[0062]值得说明的是，由于第一导电图案层110与第二导电图案层120的图案相同，第三多边形辐射体FA121及第四多边形辐射体FB121的形状都为六边形。于其他实施例中，第一导电图案层110与第二导电图案层120的图案可以视不同的设计而有些略的微幅改变。此外，第二导电图案层120相对于第一导电图案层110的旋转角度也可以非90度，从而第三分支路段122的延伸方向与第一分支路段112的延伸方向之间的夹角非90度。
[0063]图2A为本实用新型全频段天线的第一导电图案层在不同频率下所得到的反射损耗(Return Loss)的曲线图。如图2A所示，显示第一导电图案层110的反射波与入射波的比值。透过第一导电图案层110在5G频段所表现的反射系数而得出第一导电图案层110在5G频段的损耗值是否符合一定的要求，表示天线确实可以运作于某一特定频段，反射损耗愈低表示天线反射愈小，显示其辐射功率愈大。对本实用新型实施例的全频段天线100所界定的结构来进行测试，而结果显示出第一导电图案层分别在5.15GHz,5.50GHz及5.85GHz三个频率点A、B、C的数据下所得到的反射损耗值，分别约是-8.54dB1、-7.69dB1、-10.715dBi。
[0064]图2B为本实用新型全频段天线的第二导电图案层在不同频率下所得到的反射损耗的曲线图。如图2B所示，显示第二导电图案层120的反射波与入射波的比值。透过第二导电图案层120在5G频段所表现的反射系数而得出第二导电图案层120在5G频段的损耗值是否符合一定的要求，表示天线确实可以运作于某一特定频段。对本实用新型实施例的全频段天线100所界定的结构来进行测试，而结果显示出第二导电图案层120分别在5.15GHz,5.50GHz及5.85GHz三个频率点A、B、C的数据下所得到的反射损耗值，分别约是-7.04dB1、-16.74dB1、-8.92dBi。
[0065]图3A为本实用新型全频段天线的第一导电图案层在不同频率下所得到的天线增益的曲线图。如图3A所示，对本实用新型实施例的全频段天线100所界定的结构来进行测试，而结果显示出第一导电图案层110所得到的天线增益值(antenna gain),在5.3GHz至5.4GHz频段的增益值达11.64 (dBi)。
[0066]图3B为本实用新型全频段天线的第一导电图案层在不同频率下所得到的辐射效率的曲线图。如图3B所示，对本实用新型实施例的全频段天线100所界定的结构来进行测试，而结果显示出第一导电图案层110所得到的辐射效率，在5.3GHz至5.4GHz频段之间出线最大的辐射效率，大约66%。
[0067]图4A为本实用新型全频段天线的第二导电图案层在不同频率下所得到的天线增益的曲线图。如图4A所示，对本实用新型实施例的全频段天线100所界定的结构来进行测试，而结果显示出第二导电图案层120所得到的天线增益值(antenna gain),在5.3GHz至5.4GHz频段的增益值达12.2 (dBi)。
[0068]图4B为本实用新型全频段天线的第二导电图案层在不同频率下所得到的辐射效率的曲线图。如图4B所示，对本实用新型实施例的全频段天线100所界定的结构来进行测试，而结果显示出第二导电图案层120所得到的辐射效率，在5.3GHz至5.4GHz频段之间出线最大的辐射效率，大约68%。
[0069]图5A为本实用新型全频段天线的第一导电图案层操作于不同频率时在x-y平面的辐射场型示意图。图5B为本实用新型全频段天线的第一导电图案层操作于不同频率时在X-Z平面的辐射场型示意图。图5C为本实用新型全频段天线的第一导电图案层操作于不同频率时在不同平面y-z平面的辐射场型示意图。请参阅图5A、图5B及图5C并配合图1A及图1B所示，依据图1A及图1B中所界定的坐标方向，图5A、图5B及图5C分别显示第一导电图案层110操作于5200MHz、5400MHz及5800MHz的辐射场型在不同平面的量测结果。图5(a)为第一导电图案层110在x-y平面的辐射场型，图5(b)为第一导电图案层在x-z平面的辐射场型，图5(c)为第一导电图案层在y-z平面的辐射场型。
[0070]图6A为本实用新型全频段天线的第二导电图案层操作于不同频率时在x-y平面的辐射场型示意图。图6B为本实用新型全频段天线的第二导电图案层操作于不同频率时在x-z平面的辐射场型示意图。图6C为本实用新型全频段天线的第二导电图案层操作于不同频率时在不同平面y-z平面的辐射场型示意图。请参阅图6A、图6B及图6C并配合图1A及图1B所示，依据图1A及图1B中所界定的坐标方向，图6A、图6B及图6C分别显示第二导电图案层120操作于5200MHz、5400MHz及5800MHz的辐射场型在不同平面的量测结果。图6 (a)为第二导电图案层120在x-y平面的辐射场型，图6(b)为第二导电图案层120在x-z平面的辐射场型，图6(c)为第二导电图案层120在y-z平面的辐射场型。
[0071]图7为本实用新型全频段天线的第一导电图案与第二导电图案层两者之间在不同频率下所得到的隔离度(isolat1n)的曲线图。由图7可知，对本实用新型实施例的全频段天线100所界定的结构来进行测试，而结果显示出在5GHz频段内的隔离度小于_30dB以下。全频段天线100在5.15GHz,5.50GHz及5.85GHz三个频率点A、B、C的数据下所得到的隔离度量测值，分别约是-37.28dB1、-41.20dB1、-36.29dBi。
[0072]应用以上所述，本实用新型可提供5G全频段天线的实施例。需强调的是，在不离本实用新型精神下，第一导电图案层及第二导电图案层的图案皆可视不同阵列天线条件而微幅调动。
[0073]综上所述，本实施例所提供一种全频段天线，其具有双馈入点且第一导电图案层及第二导电图案层的图案为旋转对称设置。第一分支路段112的延伸方向与第三分支路段122的延伸方向相异，使得流经第一分支路段112的电流方向与流经所述第三分支路段122的电流方向相异。
[0074]以上所述仅为本实用新型的较佳可行实施例，非因此局限本实用新型的专利范围，故举凡运用本实用新型说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.一种全频段天线，其特征在于所述全频段天线包括: 一基板，所述基板具有一外表面； 一第一导电图案层，所述第一导电图案层设置于所述外表面上，所述第一导电图案层包括两个第一多边形辐射体、两个第二多边形辐射体、一第一馈入点、一第一分支路段及两个第二分支路段，其中所述第一馈入点位于所述第一分支路段上，所述第一分支路段具有两相对第一末端，所述第一末端分别与所述第一多边形辐射体电性连接，所述两个第二分支路段分别电性连接所述第一分支路段及所述两个第二多边形辐射体； 一第二导电图案层，所述第二导电图案层设置于所述外表面上，所述第二导电图案层包括两个第三多边形辐射体、两个第四多边形辐射体、一第二馈入点、一第三分支路段及两个第四分支路段，其中所述第二馈入点位于所述第三分支路段上，所述第三分支路段具有两相对第三末端，所述第三末端分别与所述第三多边形辐射体电性连接，所述两个第四分支路段分别电注连接所述第三分支路段及所述两个第四多边形辐射体；以及 一反射板，所述反射板位于所述基板之下； 其中，所述第一分支路段的延伸方向与所述第三分支路段的延伸方向相异，流经所述第一分支路段的电流方向与流经所述第三分支路段的电流方向相异。
2.如权利要求1所述的全频段天线，其中所述第一导电图案层的图案与所述第二导电图案层的图案相同。
3.如权利要求2所述的全频段天线，其中所述第二导电图案层相对于所述第一导电图案层旋转90度。
4.如权利要求1所述的全频段天线，其中所述基板相对于所述反射板的距离为I至3毫米。
5.如权利要求1所述的全频段天线，其中所述第一分支路段的延伸方向与所述第三分支路段的延伸方向正交。
6.如权利要求1所述的全频段天线，其中所述第一导电图案层包括四个第一连接单元，多个所述第一连接单元之中的两个分别电性连接所述第一末端及所述第一多边形辐射体，多个所述第一连接部之中的另外两个分别电性连接所述第二分支路段及所述第二多边形辐射体。
7.如权利要求1所述的全频段天线，其中所述第二导电图案层包括四个第二连接单元，多个所述第二连接单元之中的两个分别电性连接所述第三末端及所述第三多边形辐射体，多个所述其中之另外二第二连接单元之中的另外两个分别电性连接所述第四分支路段及所述第四多边形辐射体。
8.如权利要求1所述的全频段天线，其中所述第一多边形辐射体、所述第二多边形辐射体、所述第三多边形辐射体及所述第四多边形辐射体的形状都为六边形。
9.如权利要求1所述的全频段天线，其中所述第一分支路段具有两个分别电性连接所述第一末端的第一弯折部。
10.如权利要求1所述的全频段天线，其中所述第三分支路段具有两个分别电性连接所述第三末端的第二弯折部。
【文档编号】H01Q1/38GK204156088SQ201420590538
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年10月13日 优先权日:2014年10月13日
【发明者】李明达, 林树良, 李世璋, 陈铭耀 申请人:美磊科技股份有限公司