天线阵列制造技术

一种天线阵列，包括：一介质基板、一接地金属面、一第一天线单元、一第二天线单元、一第三天线单元，以及一第四天线单元。第一天线单元包括一第一金属环圈和一第一馈入金属部，其中第一馈入金属部邻近于第一金属环圈。第二天线单元包括一第二金属环圈和一第二馈入金属部，其中第二馈入金属部邻近于第二金属环圈。第三天线单元包括一第三金属环圈和一第三馈入金属部，其中第三馈入金属部邻近于第三金属环圈。第四天线单元包括一第四金属环圈和一第四馈入金属部，其中第四馈入金属部邻近于第四金属环圈，具有较大总波束宽、多极化方向、小尺寸、宽频带，以及低制造成本等优势。

【技术实现步骤摘要】
天线阵列
本专利技术关于一种天线阵列(AntennaArray)，特别关于一种可提供较大波束宽(BeamWidth)的天线阵列。
技术介绍
随着移动通信技术的发达，移动装置在近年日益普遍，常见的例如：手提式电脑、移动电话、多媒体播放器以及其他混合功能的携带型电子装置。为了满足人们的需求，移动装置通常具有无线通信的功能。有些涵盖长距离的无线通信范围，例如：移动电话使用2G、3G、LTE(LongTermEvolution)系统及其所使用700MHz、850MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz、2100MHz、2300MHz以及2500MHz的频带进行通信，而有些则涵盖短距离的无线通信范围，例如：Wi-Fi、Bluetooth系统使用2.4GHz、5.2GHz和5.8GHz的频带进行通信。天线阵列(AntennaArray)因本身具备高指向性(HighDirectivity)、高增益(HighGain)等特性，故大量为军事科技、雷达探测、生命探测、健康侦测等领域所采用。如何设计一种具有大波束宽度(BeamWidth)的天线阵列以提高通信性能，已成为现今设计者的一大挑战。
技术实现思路
在较佳实施例中，本专利技术提出一种天线阵列，包括：一介质基板，具有相对的一第一表面和一第二表面；一接地金属面，设置于该介质基板的该第二表面上；一第一天线单元，包括一第一金属环圈和一第一馈入金属部，其中该第一馈入金属部耦接至一第一信号源并邻近于该第一金属环圈；一第二天线单元，包括一第二金属环圈和一第二馈入金属部，其中该第二馈入金属部耦接至一第二信号源并邻近于该第二金属环圈；一第三天线单元，包括一第三金属环圈和一第三馈入金属部，其中该第三馈入金属部耦接至一第三信号源并邻近于该第三金属环圈；以及一第四天线单元，包括一第四金属环圈和一第四馈入金属部，其中该第四馈入金属部耦接至一第四信号源并邻近于该第四金属环圈；其中该第一金属环圈、该第二金属环圈、该第三金属环圈，以及该第四金属环圈皆设置于该介质基板的该第一表面上。在一些实施例中，该第一天线单元、该第二天线单元、该第三天线单元，以及该第四天线单元皆涵盖毫米波操作的一第一频带和一第二频带。在一些实施例中，该第一频带约位于28GHz处，而该第二频带约位于39GHz处。在一些实施例中，该第一金属环圈、该第二金属环圈、该第三金属环圈，以及该第四金属环圈的每一者各自呈现一较大正方形。在一些实施例中，该第一金属环圈具有一第一挖空部分，该第二金属环圈具有一第二挖空部分，该第三金属环圈具有一第三挖空部分，该第四金属环圈具有一第四挖空部分，而该第一挖空部分、该第二挖空部分、该第三挖空部分，以及该第四挖空部分的每一者各自呈现一较小正方形。在一些实施例中，该第一挖空部分、该第二挖空部分、该第三挖空部分，以及该第四挖空部分的每一者的长度皆大致等于该第一频带的0.25倍波长。在一些实施例中，该第一金属环圈、该第二金属环圈、该第三金属环圈，以及该第四金属环圈于该介质基板的该第二表面上的垂直投影皆完全位于该接地金属面之内。在一些实施例中，该第一金属环圈、该第二金属环圈、该第三金属环圈，以及该第四金属环圈皆大致排列于同一直线上。在一些实施例中，该第一金属环圈、该第二金属环圈、该第三金属环圈，以及该第四金属环圈的任相邻二者的中心对中心间距皆介于该第一频带的0.4倍至1倍波长之间。在一些实施例中，该第一金属环圈、该第二金属环圈、该第三金属环圈，以及该第四金属环圈彼此互相耦接。在一些实施例中，该第一馈入金属部、该第二馈入金属部、该第三馈入金属部，以及该第四馈入金属部皆内嵌于该介质基板的该第一表面和该第二表面之间。在一些实施例中，该第一馈入金属部、该第二馈入金属部、该第三馈入金属部，以及该第四馈入金属部的每一者各自呈现一L字形。在一些实施例中，该第一馈入金属部、该第二馈入金属部、该第三馈入金属部，以及该第四馈入金属部的每一者与该第一金属环圈、该第二金属环圈、该第三金属环圈，以及该第四金属环圈的对应一者至少部分垂直且至少部分平行。在一些实施例中，该第一馈入金属部、该第二馈入金属部、该第三馈入金属部，以及该第四馈入金属部的每一者与该第一金属环圈、该第二金属环圈、该第三金属环圈，以及该第四金属环圈的对应一者既不互相垂直亦不互相平行。在一些实施例中，该第一馈入金属部、该第二馈入金属部、该第三馈入金属部，以及该第四馈入金属部的每一者的长度皆大致等于该第二频带的0.25倍波长。在一些实施例中，一第一馈入点和一第二馈入点分别位于该第一馈入金属部的二末端处，一第三馈入点和一第四馈入点分别位于该第二馈入金属部的二末端处，一第五馈入点和一第六馈入点分别位于该第三馈入金属部的二末端处，而一第七馈入点和一第八馈入点分别位于该第四馈入金属部的二末端处。在一些实施例中，该第一信号源耦接至该第一馈入点或该第二馈入点以激发该第一天线单元，该第二信号源耦接至该第三馈入点或该第四馈入点以激发该第二天线单元，该第三信号源耦接至该第五馈入点或该第六馈入点以激发该第三天线单元，而该第四信号源耦接至该第七馈入点或该第八馈入点以激发该第四天线单元。在一些实施例中，若该第一信号源耦接至该第一馈入点、该第二信号源耦接至该第三馈入点、该第三信号源耦接至该第五馈入点，且该第四信号源耦接至该第七馈入点，则该天线阵列的一辐射场型将提供一第一极化方向。在一些实施例中，若该第一信号源耦接至该第二馈入点、该第二信号源耦接至该第四馈入点、该第三信号源耦接至该第六馈入点，且该第四信号源耦接至该第八馈入点，则该天线阵列的该辐射场型将提供与该第一极化方向大致互相垂直的一第二极化方向。在一些实施例中，该天线阵列的主波束方向通过改变该第一信号源、该第二信号源、该第三信号源，以及该第四信号源之间的馈入相位差来进行调整。附图说明图1A显示根据本专利技术一实施例所述的天线阵列的俯视图。图1B显示根据本专利技术一实施例所述的天线阵列的侧视图。图2显示根据本专利技术一实施例所述的天线阵列的返回损失图。图3A显示根据本专利技术一实施例所述的天线阵列于第一频带中的辐射增益图。图3B显示根据本专利技术一实施例所述的天线阵列于第二频带中的辐射增益图。图4显示根据本专利技术另一实施例所述的天线阵列的俯视图。图5显示根据本专利技术另一实施例所述的天线阵列的俯视图。附图标号：100、400、500～天线阵列；110～介质基板；120～接地金属面；130、430、530～第一天线单元；131、431～第一金属环圈；132、532～第一馈入金属部；135、435～第一金属环圈的第一挖空部分；140、440、540～第二天线单元；141、441～第二金属环圈；142、542～第二馈入金属部；145、445～第二金属环圈的第二挖空部分；150、45本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天线阵列，其特征在于，包括：/n一介质基板，具有相对的一第一表面和一第二表面；/n一接地金属面，设置于所述介质基板的所述第二表面上；/n一第一天线单元，包括一第一金属环圈和一第一馈入金属部，其中所述第一馈入金属部耦接至一第一信号源并邻近于所述第一金属环圈；/n一第二天线单元，包括一第二金属环圈和一第二馈入金属部，其中所述第二馈入金属部耦接至一第二信号源并邻近于所述第二金属环圈；/n一第三天线单元，包括一第三金属环圈和一第三馈入金属部，其中所述第三馈入金属部耦接至一第三信号源并邻近于所述第三金属环圈；以及/n一第四天线单元，包括一第四金属环圈和一第四馈入金属部，其中所述第四馈入金属部耦接至一第四信号源并邻近于所述第四金属环圈；/n其中所述第一金属环圈、所述第二金属环圈、所述第三金属环圈，以及所述第四金属环圈皆设置于所述介质基板的所述第一表面上。/n

【技术特征摘要】
20191030 TW 1081391671.一种天线阵列，其特征在于，包括：
一介质基板，具有相对的一第一表面和一第二表面；
一接地金属面，设置于所述介质基板的所述第二表面上；
一第一天线单元，包括一第一金属环圈和一第一馈入金属部，其中所述第一馈入金属部耦接至一第一信号源并邻近于所述第一金属环圈；
一第二天线单元，包括一第二金属环圈和一第二馈入金属部，其中所述第二馈入金属部耦接至一第二信号源并邻近于所述第二金属环圈；
一第三天线单元，包括一第三金属环圈和一第三馈入金属部，其中所述第三馈入金属部耦接至一第三信号源并邻近于所述第三金属环圈；以及
一第四天线单元，包括一第四金属环圈和一第四馈入金属部，其中所述第四馈入金属部耦接至一第四信号源并邻近于所述第四金属环圈；
其中所述第一金属环圈、所述第二金属环圈、所述第三金属环圈，以及所述第四金属环圈皆设置于所述介质基板的所述第一表面上。


2.根据权利要求1所述的天线阵列，其特征在于，所述第一天线单元、所述第二天线单元、所述第三天线单元，以及所述第四天线单元皆涵盖毫米波操作的一第一频带和一第二频带。


3.根据权利要求2所述的天线阵列，其特征在于，所述第一频带约位于28GHz处，而所述第二频带约位于39GHz处。


4.根据权利要求1所述的天线阵列，其特征在于，所述第一金属环圈、所述第二金属环圈、所述第三金属环圈，以及所述第四金属环圈的每一者各自呈现一较大正方形。


5.根据权利要求2所述的天线阵列，其特征在于，所述第一金属环圈具有一第一挖空部分，所述第二金属环圈具有一第二挖空部分，所述第三金属环圈具有一第三挖空部分，所述第四金属环圈具有一第四挖空部分，而所述第一挖空部分、所述第二挖空部分、所述第三挖空部分，以及所述第四挖空部分的每一者各自呈现一较小正方形。


6.根据权利要求5所述的天线阵列，其特征在于，所述第一挖空部分、所述第二挖空部分、所述第三挖空部分，以及所述第四挖空部分的每一者之长度皆大致等于所述第一频带的0.25倍波长。


7.根据权利要求1所述的天线阵列，其特征在于，所述第一金属环圈、所述第二金属环圈、所述第三金属环圈，以及所述第四金属环圈于所述介质基板的所述第二表面上的垂直投影皆完全位于所述接地金属面之内。


8.根据权利要求1所述的天线阵列，其特征在于，所述第一金属环圈、所述第二金属环圈、所述第三金属环圈，以及所述第四金属环圈皆大致排列于同一直线上。


9.根据权利要求2所述的天线阵列，其特征在于，所述第一金属环圈、所述第二金属环圈、所述第三金属环圈，以及所述第四金属环圈的任相邻二者的中心对中心间距皆介于所述第一频带的0.4倍至1倍波长之间。


10.根据权利要求1所述的天线阵列，其特征在于，所述第一金属环圈、所述第二金属环圈、所述第三金属环圈，以及所述第四金属环圈彼...

【专利技术属性】
技术研发人员：林柏苍，方颖昇，
申请(专利权)人：纬创资通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71