專(zhuān)利名稱(chēng)：微帶反射數(shù)組天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種微帶反射數(shù)組天線，尤指一種具有較低的交叉極化位準(zhǔn)(cross polarization level， XPL)的微帶反射數(shù)組天線，以應(yīng)用于衛(wèi)星 通訊的領(lǐng)域中。
背景技術(shù)：
在目前所使用的衛(wèi)星通訊系統(tǒng)中(如衛(wèi)星電視)，由于大氣層吸收或其 它的原因，實(shí)際可應(yīng)用于信號(hào)傳輸?shù)念l率范圍相當(dāng)有限。但是，隨著所 需要傳輸?shù)男盘?hào)頻道的數(shù)目大幅增加(如目前數(shù)百臺(tái)的有線電視頻道)，傳 統(tǒng)利用不同頻率來(lái)分別傳輸不同頻道的方法(頻率多任務(wù))以不足以應(yīng)付此 一情況。為此，目前除了頻率多任務(wù)的方法以外，業(yè)界已使用一種利用 具有不同極化方向的數(shù)個(gè)信號(hào)(具有相同頻率)來(lái)分別傳輸不同頻道的節(jié)目 內(nèi)容(極化多任務(wù))。如此，衛(wèi)星通訊系統(tǒng)可傳輸?shù)墓?jié)目頻道便可大幅地增 加，而無(wú)需發(fā)射新的通訊衛(wèi)星上太空以擴(kuò)充頻道容量，節(jié)省下巨額的金 錢(qián)。但是，由于在同一個(gè)衛(wèi)星通訊頻率中，不同極化方向的信號(hào)分別代 表不同節(jié)目頻道的信號(hào)，所以如果衛(wèi)星接收天線無(wú)法明確地辨別出所欲 接收的信號(hào)的極化方向時(shí)，使用此一衛(wèi)星接收天線的接收系統(tǒng)便可能同 時(shí)接收到兩個(gè)不同節(jié)目頻道的信號(hào)(分別具有不同的極化方向)。如此，雖 然所欲接收節(jié)目頻道的信號(hào)強(qiáng)度較強(qiáng)，但另一節(jié)目頻道(利用另一極化方 向傳輸)的信號(hào)仍會(huì)造成如鬼影等的噪聲，不利于收視。 圖1A是現(xiàn)有的微帶反射數(shù)組天線的示意圖。如圖1A所示，現(xiàn)有的微 帶反射數(shù)組天線包括一接地板ll、 一反射板12、四個(gè)支撐單元13及一號(hào) 角天線14。其中，反射板12是通過(guò)由四個(gè)由絕緣材質(zhì)構(gòu)成的支撐單元13 的支撐，而與由銅板構(gòu)成的接地板ll保持一特定距離。此外，現(xiàn)有的微 帶反射數(shù)組天線在反射板12的上表面121布設(shè)有多數(shù)個(gè)微帶天線單元多數(shù) 個(gè)微帶天線單元15，每一個(gè)微帶天線單元15分別由一內(nèi)環(huán)151與一外環(huán)152 構(gòu)成。另一方面，每一個(gè)微帶天線單元15的尺寸(如外環(huán)152所具的第一直 徑的長(zhǎng)度)是與其位于反射板12的上表面121的位置有關(guān)。此外，這些微帶 天線單元15更具有下列特征1. 在同一個(gè)微帶天線單元15中，內(nèi)環(huán)151所具的第二直徑的長(zhǎng)度與外 環(huán)152所具的第一直徑的長(zhǎng)度之間存在有一特定比例關(guān)系。2. 在同一個(gè)微帶天線單元15中，外環(huán)152與內(nèi)環(huán)151均具有相同的寬度 (4 mm)o圖1B是現(xiàn)有微帶反射數(shù)組天線經(jīng)過(guò)正3D軟件仿真所得到的平面波散 射場(chǎng)的示意圖。從圖1B中可以看出，現(xiàn)有的微帶反射數(shù)組天線仍具有顯 著的交叉極化位準(zhǔn)。意即，當(dāng)所欲接受的信號(hào)為Y極化方向的信號(hào)時(shí)，現(xiàn) 有的微帶反射數(shù)組天線仍會(huì)較本發(fā)明的微帶反射數(shù)組天線相對(duì)而言接收 到較強(qiáng)的X極化方向(具有相同頻率)的信號(hào)，即前述的問(wèn)題。因此，業(yè)界亟需要一種只能接收到單一極化方向的高頻信號(hào)(如節(jié)目 頻道信號(hào))的微帶反射數(shù)組天線，即一種具有較低的交叉極化位準(zhǔn)的微帶 反射數(shù)組天線，以提升衛(wèi)星通訊系統(tǒng)的衛(wèi)星接收天線的接收品質(zhì)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的是提供一種微帶反射數(shù)組天線，是用以發(fā)射及接收一高 頻信號(hào)，其包括 一接地板； 一具有一上表面的反射板，此上表面布設(shè) 有多數(shù)個(gè)微帶天線單元，且每一此等微帶天線單元具有一內(nèi)環(huán)與一外環(huán)；
多數(shù)個(gè)支撐單元，此等支撐單元支撐此反射板于此接地板的上方，使此 反射板與此接地板之間維持一特定距離；以及一信號(hào)發(fā)射單元，是位于 反射板的上方，以發(fā)射及接收此高頻信號(hào)；其中，每一此等微帶天線單 元的外環(huán)的尺寸是依據(jù)此外環(huán)位于此反射板的上表面的位置而定；每一 此等微帶天線單元的外環(huán)具有一第一直徑，每一此等微帶天線單元的內(nèi) 環(huán)具有一第二直徑，且同一微帶天線單元的外環(huán)的第一直徑與內(nèi)環(huán)的第 二直徑之間存在有一第一比例關(guān)系；每一此等微帶天線單元的外環(huán)挖設(shè) 有至少一第一溝槽，每一此等微帶天線單元的內(nèi)環(huán)挖設(shè)有至少一第二溝 槽。因此，通過(guò)由在本發(fā)明的微帶反射數(shù)組天線的每一微帶天線單元的 外環(huán)及內(nèi)環(huán)挖設(shè)兩個(gè)第一溝槽及兩個(gè)第二溝槽(即兩個(gè)第一溝槽的聯(lián)機(jī)方 向平行于兩個(gè)第二溝槽的聯(lián)機(jī)方向)，當(dāng)本發(fā)明的微帶反射數(shù)組天線處于 其「接收狀態(tài)」時(shí)，本發(fā)明的微帶反射數(shù)組天線可利用這些溝槽有效地 隔絕其微帶天線單元因一極化方向垂直于兩個(gè)第一溝槽的聯(lián)機(jī)方向的高 頻信號(hào)而產(chǎn)生的感應(yīng)電流，使得本發(fā)明的微帶反射數(shù)組天線僅能接收一 極化方向平行于兩個(gè)第一溝槽的聯(lián)機(jī)方向的高頻信號(hào)，大幅減低本發(fā)明 的微帶反射數(shù)組天線接收到一極化方向垂直于兩個(gè)第一溝槽的聯(lián)機(jī)方向 的高頻信號(hào)的機(jī)會(huì)，有效地降低其交叉極化位準(zhǔn)。所以，通過(guò)由使用本 發(fā)明的微帶反射數(shù)組天線，衛(wèi)星通訊系統(tǒng)便可以利用同一個(gè)頻率同時(shí)傳 送兩種或兩種以上的信號(hào)(每一種信號(hào)均具有不同的極化方向)，大幅提升 衛(wèi)星通訊系統(tǒng)的容量及信號(hào)的接收品質(zhì)。本發(fā)明的微帶反射數(shù)組天線可使用任何種類(lèi)的信號(hào)發(fā)射單元，其較 佳為一號(hào)角天線。本發(fā)明的微帶反射數(shù)組天線可接收及發(fā)射任何頻率范圍的高頻信號(hào)，其頻率范圍較佳介于9GHz及12GHz之間。本發(fā)明的微帶 反射數(shù)組天線可具有任何材質(zhì)的接地板，其材質(zhì)較佳為銅、鋁或金。本 發(fā)明的微帶反射數(shù)組天線可具有任何材質(zhì)的反射板，其較佳為一FR-4材
質(zhì)的微波基板、一Duroid材質(zhì)的微波基板、一Teflon材質(zhì)的微波基板、一 Rohacell材質(zhì)的微波基板、一GaAs材質(zhì)的微波基板或一陶瓷材質(zhì)的微波基 板。本發(fā)明的微帶反射數(shù)組天線可具有任何材質(zhì)的支撐單元，其材質(zhì)較 佳為絕緣材質(zhì)。本發(fā)明的微帶反射數(shù)組天線的反射板與接地板之間可具 有任何長(zhǎng)度的距離，兩者之間的距離較佳介于4 mm及10 mm之間。本發(fā) 明的微帶反射數(shù)組天線的反射板可具有任何材質(zhì)的微帶天線單元，其材 質(zhì)較佳為銅、鋁或金。形成于本發(fā)明的微帶反射數(shù)組天線的反射板的微 帶天線單元可具有任何形狀的內(nèi)環(huán)，其形狀較佳為圓形、橢圓形、方形 或多邊形。形成于本發(fā)明的微帶反射數(shù)組天線的反射板的微帶天線單元 可具有任何形狀的外環(huán)，其形狀較佳為圓形、橢圓形、方形或多邊形。 形成于本發(fā)明的微帶反射數(shù)組天線的反射板的微帶天線單元所具的內(nèi)環(huán) 可具有任何長(zhǎng)度的第二直徑，其長(zhǎng)度較佳介于同一微帶天線單元的外環(huán) 的第一直徑的0.4倍及0.8倍之間。形成于本發(fā)明的微帶反射數(shù)組天線的反 射板的微帶天線單元所具的外環(huán)可挖設(shè)有任何數(shù)目的第一溝槽，其數(shù)目 較佳介于2至4。形成于本發(fā)明的微帶反射數(shù)組天線的反射板的微帶天線 單元所具的內(nèi)環(huán)可挖設(shè)有任何數(shù)目的第二溝槽，其數(shù)目較佳介于2至4。


圖1A是現(xiàn)有微帶反射數(shù)組天線的示意圖；圖1B是模擬所得的現(xiàn)有微帶反射數(shù)組天線的平面波散射場(chǎng)的示意圖；圖2A是本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的微帶反射數(shù)組天線的示意圖； 圖2B是本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的微帶反射數(shù)組天線的反射板的上表 面的示意圖；圖3A是模擬所得的本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的微帶反射數(shù)組天線的平 面波散射場(chǎng)的示意圖3B是圖1B及圖3A結(jié)合所得的現(xiàn)有微帶反射數(shù)組天線與本發(fā)明第一 較佳實(shí)施例的微帶反射數(shù)組天線的平面波散射場(chǎng)的示意圖；圖4是實(shí)際量測(cè)現(xiàn)有微帶反射數(shù)組天線與本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的微 帶反射數(shù)組天線在9 GHz至12 GHz的頻率范圍內(nèi)，兩者所具有的瞄準(zhǔn)在線 共極化增益與交叉極化增益的結(jié)果的示意圖；圖5是是實(shí)際量測(cè)現(xiàn)有微帶反射數(shù)組天線與本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的 微帶反射數(shù)組天線在10.4GHz的頻率下，兩者在磁場(chǎng)平面上所具有的共極 化輻射圖樣與交叉極化輻射圖樣的結(jié)果的示意圖；圖6是位于本發(fā)明第二較佳實(shí)施例的微帶反射數(shù)組天線的反射板上表 面的微帶天線單元的示意圖；圖7是位于本發(fā)明第三較佳實(shí)施例的微帶反射數(shù)組天線的反射板上表 面的微帶天線單元的示意圖。主要組件符號(hào)說(shuō)明11接地板12反射板121上表面13支撐單元14號(hào)角天線15微帶天線單元151內(nèi)環(huán)152外環(huán)21接地板22反射板221上表面23支撐單元24號(hào)角天線25微帶天線單元251內(nèi)環(huán)252外環(huán)253第一溝槽254第二溝槽61微帶天線單元62內(nèi)環(huán)63外環(huán)64第一溝槽65第二溝槽71微帶天線單元72內(nèi)環(huán)73外環(huán)74第一溝槽75第二溝槽
具體實(shí)施方式
圖2A是本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的微帶反射數(shù)組天線的示意圖，其中，本發(fā)明的微帶反射數(shù)組天線包括一接地板2K —反射板22、四個(gè)支撐單 元23及一號(hào)角天線24。其中，反射板22是通過(guò)由四個(gè)由絕緣材質(zhì)構(gòu)成的 支撐單元23的支撐而與由銅板構(gòu)成的接地板21保持一特定距離。在本發(fā) 明第一較佳實(shí)施例的微帶反射數(shù)組天線中，反射板22與接地板21之間的 距離約為6mm。但是，在不同的應(yīng)用場(chǎng)合中，反射板22亦可通過(guò)由調(diào)整 四個(gè)支撐單元23的長(zhǎng)度的方式而與接地板21保持另一不同長(zhǎng)度的距離。 此外，本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的微帶反射數(shù)組天線在反射板22的上表面 221布設(shè)有多數(shù)個(gè)微帶天線單元25，且每一個(gè)微帶天線單元25分別由一內(nèi) 環(huán)251與一外環(huán)252構(gòu)成，如圖2B所示。圖2B是本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的微帶反射數(shù)組天線的反射板的示意 圖，其中，每一個(gè)微帶天線單元25的尺寸(如外環(huán)252所具的第一直徑的長(zhǎng) 度)是與其位于反射板22的上表面221的位置有關(guān)，以便將號(hào)角天線24所發(fā) 射的高頻信號(hào)正確地反射至外界(當(dāng)本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的微帶反射數(shù) 組天線處于發(fā)射狀態(tài)時(shí))，或?qū)?lái)自外界的信號(hào)(如衛(wèi)星下傳的信號(hào))正確 地反射至號(hào)角天線24(當(dāng)本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的微帶反射數(shù)組天線處于接收狀態(tài)時(shí))。此外，在本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的微帶反射數(shù)組天線中，形成于反 射板22的上表面221的微帶天線單元25更具有下列幾項(xiàng)特征1.在同一個(gè)微帶天線單元25中，內(nèi)環(huán)251所具的第二直徑的長(zhǎng)度與外 環(huán)252所具的第一直徑的長(zhǎng)度之間存在有一特定比例關(guān)系，且此特定比例 關(guān)系會(huì)依據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的不同而改變。 一般而言，此一特定比例關(guān)系，即 內(nèi)環(huán)251所具的第二直徑除以外環(huán)252所具的第一直徑所得的比值介于0.4 至0.8之間。但是，在本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的微帶反射數(shù)組天線中，此 一直徑比值約為0.6。 2. 在同一個(gè)微帶天線單元25中，外環(huán)252與內(nèi)環(huán)251均沿著相同的方 向(如圖2B所示的Y方向)分別挖設(shè)兩個(gè)第一溝槽253及兩個(gè)第二溝槽 254，使得此一微帶天線單元25的外環(huán)252及內(nèi)環(huán)251均分為兩部分。3. 在同一個(gè)微帶天線單元25中，外環(huán)252與內(nèi)環(huán)251均具有相同的寬 度，在本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的微帶反射數(shù)組天線中，每一個(gè)微帶天線 單元25所具的外環(huán)252與內(nèi)環(huán)251的寬度均約為4mm。另一方面，以下將通過(guò)由實(shí)際量測(cè)并配合正3D軟件的仿真，證明本 發(fā)明第一較佳實(shí)施例的微帶反射數(shù)組天線(如圖2A所示)相較于現(xiàn)有的微 帶反射數(shù)組天線(如圖lA所示)確實(shí)具有較低的交叉極化位準(zhǔn)(cross polarization level, XPL)，以使衛(wèi)星通訊可使用的頻道數(shù)大量增加。在進(jìn)行實(shí)際量測(cè)及利用IE3D軟件仿真之前，量測(cè)及軟件仿真的設(shè)定 條件如下所述1. 由號(hào)角天線發(fā)射至反射板的平面波(plane wave)是為極化的信號(hào) (polarized signal),且其極化方向是平行于圖1A、圖2A及圖2B中所示的Y 方向。此外，此一信號(hào)在瞄準(zhǔn)線角(bore-sight angle)的交叉極化位準(zhǔn)(XPL) 約為30dBi。2. 反射板是由一FR-4材質(zhì)的微波基板構(gòu)成，且其長(zhǎng)寬分別為24cmX 24cm，而其厚度約為0.8mm。3. 反射板與接地板之間的距離約為6mm。4. 反射板的上表面是以1.5cm之間距布設(shè)有256個(gè)微帶天線單元，且 每一個(gè)微帶天線單元均具有一內(nèi)環(huán)及一外環(huán)，兩者的寬度，均約為0.4 mm。此外，每一個(gè)微帶天線單元所具的內(nèi)環(huán)的第二直徑是為同一微帶天 線單元所具的外環(huán)的第一直徑的0.6倍。5. 位于現(xiàn)有的微帶反射數(shù)組天線的反射板上表面的每一個(gè)微帶天線 單元所具的內(nèi)環(huán)與外環(huán)均未挖槽，且兩者之間存在一同心環(huán)的關(guān)系。 6.位于本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的微帶反射數(shù)組天線的反射板上表面 的每一個(gè)微帶天線單元所具的內(nèi)環(huán)與外環(huán)沿者相同的方向(如圖2B所示的Y方向)分別挖設(shè)第一溝槽及第二溝槽，且第一溝槽與第二溝槽的寬度均 為0.4 mm。經(jīng)過(guò)仿真之后，現(xiàn)有的微帶反射數(shù)組天線的平面波散射場(chǎng)(planewave scattering fidd)如圖lB所示，而本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的微帶反射數(shù)組天 線的平面波散射場(chǎng)則如圖3A所示。另外，為了比較方便兩者之間的差異， 圖3B是由圖1B與圖3A合并而成。如圖3B所示，從這兩個(gè)微帶反射數(shù)組天線(現(xiàn)有的微帶反射數(shù)組天線與本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的微帶反射數(shù)組天線)反射而出的高頻信號(hào)的具 有Y極化方向的部分在各個(gè)角度值(e )下的強(qiáng)度分布(即散射場(chǎng))大致相同，且代表兩個(gè)微帶反射數(shù)組天線的兩條曲線(分別以"O"及"一"表示)并 無(wú)顯著差異。由于號(hào)角天線發(fā)射至這兩個(gè)微帶反射數(shù)組天線的反射板的 信號(hào)是為具Y方向極化的高頻信號(hào)，所以此一現(xiàn)象顯示出這兩個(gè)微帶反射 數(shù)組天線不論在任何角度值(9 )下，兩者的共極化位準(zhǔn)(co-polarization level) 大致相同。但是，需注意的是，如圖3B下半部分所示，從這兩個(gè)微帶反射數(shù)組 天線(現(xiàn)有的微帶反射數(shù)組天線與本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的微帶反射數(shù)組天線)反射出的高頻信號(hào)的具有x極化方向的部分在各個(gè)角度值(e )下的強(qiáng)度分布(即散射場(chǎng))卻存在者顯著差異，兩條曲線不僅相差甚多，且本發(fā)明 第一較佳實(shí)施例的微帶反射數(shù)組天線的曲線(以"0 "表示)顯著低于現(xiàn)有微帶反射數(shù)組天線的曲線(以"*"表示)。此外，由于號(hào)角天線發(fā)射至這兩個(gè) 微帶反射數(shù)組天線的反射板的信號(hào)是為具Y方向極化的高頻信號(hào)，所以本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的微帶反射數(shù)組天線的交叉極化位準(zhǔn)不論在任何角 度值(e )下均顯著低于現(xiàn)有微帶反射數(shù)組天線的交叉極化位準(zhǔn)。
圖4是顯示實(shí)際量測(cè)此兩種天線(現(xiàn)有微帶反射數(shù)組天線與本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的微帶反射數(shù)組天線)在9 GHz至12 GHz的頻率范圍內(nèi)在瞄 準(zhǔn)在線輻射增益值，亦即比較兩者在瞄準(zhǔn)在線共極化增益(bore sight co-polarization gain)與交叉極化增益(cross-polarization gain)的結(jié)果，其中， 在此頻率范圍內(nèi)(9GHz至12GHz)，由于代表這兩個(gè)微帶反射數(shù)組天線(現(xiàn) 有的微帶反射數(shù)組天線與本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的微帶反射數(shù)組天線)的 瞄準(zhǔn)在線共極化增益的兩條曲線(分別以"V"及"一"表示)在整個(gè)頻率范圍 內(nèi)(9GHz至12GHz)并無(wú)顯著差異，所以這兩個(gè)微帶反射數(shù)組天線瞄準(zhǔn)在 線共極化增益在整個(gè)頻率范圍內(nèi)(9GHz至12GHz)內(nèi)大致相同。
但是，如圖4下半部分所示，代表這兩個(gè)微帶反射數(shù)組天線(現(xiàn)有的微帶反射數(shù)組天線與本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的微帶反射數(shù)組天線)的交叉 極化增益的兩條曲線在在整個(gè)頻率范圍內(nèi)(9 GHz至12GHz)內(nèi)則存在者顯著差異，兩條曲線相差甚大，本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的微帶反射數(shù)組天 線的曲線(以"0 "表示)顯著低于現(xiàn)有微帶反射數(shù)組天線的曲線(以"* "表 示)。因此，在整個(gè)頻率范圍內(nèi)(9 GHz至12 GHz)內(nèi)，本發(fā)明第一較佳實(shí) 施例的微帶反射數(shù)組天線的交叉極化增益均顯著低于現(xiàn)有微帶反射數(shù)組 天線的交叉極化增益。
圖5是實(shí)際量測(cè)此兩種天線(現(xiàn)有微帶反射數(shù)組天線與本發(fā)明第一較 佳實(shí)施例的微帶反射數(shù)組天線)在10.4GHz的頻率下，兩者在磁場(chǎng)平面(H-plane)上所具有的共極化輻射圖樣(co-polarization radiation pattem)與交叉 極化輻射圖樣(cross-polarization radiation pattern)。如圖5所示，在此一頻 率下(10.4 GHz)，由于代表這兩個(gè)微帶反射數(shù)組天線(現(xiàn)有的微帶反射數(shù) 組天線與本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的微帶反射數(shù)組天線)的位于磁場(chǎng)平面的 共極化輻射圖樣的兩條曲線(分別以" 一"及"--"表示)在各個(gè)角度值(e )下并無(wú)顯著差異。所以，這兩個(gè)微帶反射數(shù)組天線的不論在任何角度值(e) 下，位于磁場(chǎng)平面的共極化輻射圖樣大致相同。
但是，如圖5下半部分所示，代表這兩個(gè)微帶反射數(shù)組天線(現(xiàn)有的 微帶反射數(shù)組天線與本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的微帶反射數(shù)組天線)的位于磁場(chǎng)平面的交叉極化輻射圖樣在各個(gè)角度值(e )下則存在差異，且本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的微帶反射數(shù)組天線的曲線(以"參"表示)低于現(xiàn)有微帶反射數(shù)組天線的曲線(以"O"表示)。因此，在此一頻率(10.4 GHz)，本發(fā) 明第一較佳實(shí)施例的微帶反射數(shù)組天線的位于磁場(chǎng)平面交叉極化輻射圖樣不論在任何角度值(e )下均顯著低于現(xiàn)有微帶反射數(shù)組天線的位于磁場(chǎng)平面交叉極化輻射圖樣。另一方面，除了使位于微帶反射數(shù)組天線的反射板上表面的每一個(gè) 微帶天線單元所具的內(nèi)環(huán)的第二直徑為同一微帶天線單元所具的外環(huán)的第一直徑的比值的0.6倍外，兩者之間的比值(第二直徑的長(zhǎng)度除以第一直 徑的長(zhǎng)度)亦可為0.4至0.8之間的任何數(shù)值。但是，當(dāng)此一比值改變的時(shí)候， 此微帶反射數(shù)組天線的交叉極化位準(zhǔn)也會(huì)隨的改變。以本發(fā)明第一較佳 實(shí)施例的微帶反射數(shù)組天線為例，其每一個(gè)微帶天線單元的第二直徑/第 一直徑比值為0.6，而其交叉極化位準(zhǔn)則約為36dB 。但是，若將每一微帶反射數(shù)組天線的反射板所具的每一微帶天線單元的第二直徑/第一直徑比 值改變?yōu)?.8，則此一微帶反射數(shù)組天線的交叉極化位準(zhǔn)便會(huì)衰退為20 dB，即此一微帶反射數(shù)組天線所接收到的噪聲(一具有另一極化方向的信 號(hào))較大。圖6是位于本發(fā)明第二較佳實(shí)施例的微帶反射數(shù)組天線的反射板上表面的微帶天線單元的示意圖。在本發(fā)明第二較佳實(shí)施例的微帶反射數(shù)組 天線中，位于微帶反射數(shù)組天線的反射板上表面的每一個(gè)微帶天線單元61 均具有一正方形的內(nèi)環(huán)62與一正方形的外環(huán)63，且內(nèi)環(huán)62的幾何中心點(diǎn)(圖 中未示)與外環(huán)63的幾何中心點(diǎn)(圖中未示)重合。此外，外環(huán)63與內(nèi)環(huán)62 分別挖設(shè)有兩個(gè)第一溝槽64及兩個(gè)第二溝槽65，使外環(huán)63與內(nèi)環(huán)62均分 隔成兩段。最后，位于本發(fā)明第二較佳實(shí)施例的微帶反射數(shù)組天線的反 射板上表面的每一個(gè)微帶天線單元的外環(huán)63的邊長(zhǎng)是依據(jù)其位于反射板 上表面的位置而定。圖7是位于本發(fā)明第三較佳實(shí)施例的微帶反射數(shù)組天線的反射板上表面的微帶天線單元的示意圖。在本發(fā)明第三較佳實(shí)施例的微帶反射數(shù)組天線中，位于微帶反射數(shù)組天線的反射板上表面的每一個(gè)微帶天線單元71 均具有一六角形的內(nèi)環(huán)72與一六角形的外環(huán)73，且內(nèi)環(huán)72的幾何中心點(diǎn)(圖 中未示)與外環(huán)73的幾何中心點(diǎn)(圖中未示)重合。此外，外環(huán)73與內(nèi)環(huán)72 分別挖設(shè)有兩個(gè)第一溝槽74及兩個(gè)第二溝槽75，使外環(huán)73與內(nèi)環(huán)72均分 隔成兩段。最后，位于本發(fā)明第三較佳實(shí)施例的微帶反射數(shù)組天線的反 射板上表面的每一個(gè)微帶天線單元的外環(huán)7微帶反射數(shù)組天線的3的邊長(zhǎng)是依據(jù)其位于反射板上表面的位置而定。因此，通過(guò)由在本發(fā)明的微帶反射數(shù)組天線的每一微帶天線單元的 外環(huán)及內(nèi)環(huán)挖設(shè)兩個(gè)第一溝槽及兩個(gè)第二溝槽(即兩個(gè)第一溝槽的聯(lián)機(jī)方 向平行于兩個(gè)第二溝槽的聯(lián)機(jī)方向)，當(dāng)本發(fā)明的微帶反射數(shù)組天線處于 其「接收狀態(tài)」時(shí)，本發(fā)明的微帶反射數(shù)組天線可利用這些溝槽有效地 隔絕其微帶天線單元因一極化方向垂直于兩個(gè)第一溝槽的聯(lián)機(jī)方向的高 頻信號(hào)而產(chǎn)生的感應(yīng)電流，使得本發(fā)明的微帶反射數(shù)組天線僅能接收一 極化方向平行于兩個(gè)第一溝槽的聯(lián)機(jī)方向的高頻信號(hào)，大幅減低本發(fā)明 的微帶反射數(shù)組天線接收到一極化方向垂直于兩個(gè)第一溝槽的聯(lián)機(jī)方向 的高頻信號(hào)的機(jī)會(huì)，有效地降低其交叉極化位準(zhǔn)。所以，通過(guò)由使用本 發(fā)明的微帶反射數(shù)組天線，衛(wèi)星通訊系統(tǒng)便可以利用同一個(gè)頻率同時(shí)傳 送兩種或兩種以上的信號(hào)(每一種信號(hào)均具有不同的極化方向)，大幅提升 衛(wèi)星通訊系統(tǒng)的容量及信號(hào)的接收品質(zhì)。上述實(shí)施例僅是為了方便說(shuō)明而舉例而已，本發(fā)明所主張的權(quán)利范 圍自應(yīng)以申請(qǐng)專(zhuān)利范圍所述為準(zhǔn)，而非僅限于上述實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種微帶反射數(shù)組天線，是用以發(fā)射及接收一高頻信號(hào)，其特征在于包括一接地板；一具有一上表面的反射板，該上表面布設(shè)有多數(shù)個(gè)微帶天線單元，且每一該微帶天線單元具有一內(nèi)環(huán)與一外環(huán)；多數(shù)個(gè)支撐單元，該支撐單元支撐該反射板于該接地板的上方，使該反射板與該接地板之間維持一特定距離；以及一信號(hào)發(fā)射單元，是位于反射板的上方，以發(fā)射及接收該高頻信號(hào)；其中，每一該微帶天線單元的外環(huán)的尺寸是依據(jù)該外環(huán)位于該反射板的上表面的位置而定；每一該微帶天線單元的外環(huán)具有一第一直徑，每一該微帶天線單元的內(nèi)環(huán)具有一第二直徑，且同一微帶天線單元的外環(huán)的第一直徑與內(nèi)環(huán)的第二直徑之間存在有一第一比例關(guān)系；每一該微帶天線單元的外環(huán)挖設(shè)有至少一第一溝槽，每一該微帶天線單元的內(nèi)環(huán)挖設(shè)有至少一第二溝槽。
2. 如權(quán)利要求l所述的微帶反射數(shù)組天線，其特征在于，所述該信 號(hào)發(fā)射單元是為一號(hào)角天線。
3. 如權(quán)利要求l所述的微帶反射數(shù)組天線，其特征在于，所述該高 頻信號(hào)的頻率范圍是介于9 GHz及12GHz之間。
4. 如權(quán)利要求l所述的微帶反射數(shù)組天線，其特征在于，所述該接 地板是為銅板。
5. 如權(quán)利要求l所述的微帶反射數(shù)組天線，其特征在于，所述該反 射板是為FR-4材質(zhì)的微波基板。
6. 如權(quán)利要求l所述的微帶反射數(shù)組天線，其特征在于，所述該支 撐單元是由絕緣材質(zhì)構(gòu)成。
7. 如權(quán)利要求l所述的微帶反射數(shù)組天線，其特征在于，所述該接 地板與該反射板之間的距離是介于4 mm及10 mm之間。
8. 如權(quán)利要求l所述的微帶反射數(shù)組天線，其特征在于，所述該接 地板與該反射板之間的距離是通過(guò)由改變?cè)撝螁卧拈L(zhǎng)度的方式而調(diào) 整。
9. 如權(quán)利要求l所述的微帶反射數(shù)組天線，其特征在于，所述每一 該微帶天線單元的內(nèi)環(huán)是為圓環(huán)。
10. 如權(quán)利要求l所述的微帶反射數(shù)組天線，其特征在于，所述每一 該微帶天線單元的外環(huán)是為圓環(huán)。
11. 如權(quán)利要求l所述的微帶反射數(shù)組天線，其特征在于，所述每一 該微帶天線單元的內(nèi)環(huán)與外環(huán)是為同心環(huán)。
12. 如權(quán)利要求l所述的微帶反射數(shù)組天線，其特征在于，所述每一 該微帶天線單元的內(nèi)環(huán)的第二直徑是介于同一微帶天線單元的外環(huán)的第 一直徑的0.4倍及0.8倍之間。
13. 如權(quán)利要求l所述的微帶反射數(shù)組天線，其特征在于，所述每一 該微帶天線單元的內(nèi)環(huán)的寬度是與同一微帶天線單元的外環(huán)的寬度相 同。
14. 如權(quán)利要求l所述的微帶反射數(shù)組天線，其特征在于，所述每一 該微帶天線單元的外環(huán)挖設(shè)有兩個(gè)第一溝槽。
15. 如權(quán)利要求14所述的微帶反射數(shù)組天線，其特征在于，所述該 兩個(gè)第一溝槽是形成于該外環(huán)的第一直徑的兩端點(diǎn)。
16. 如權(quán)利要求15所述的微帶反射數(shù)組天線，其特征在于，所述每 一該微帶天線單元的內(nèi)環(huán)挖設(shè)有兩個(gè)第二溝槽。
17. 如權(quán)利要求16所述的微帶反射數(shù)組天線，其特征在于，所述該 兩個(gè)第二溝槽是形成于該內(nèi)環(huán)的第二直徑的兩端點(diǎn)。
18.如權(quán)利要求17所述的微帶反射數(shù)組天線，其特征在于，所述該 外環(huán)的第一直徑是與該內(nèi)環(huán)的第二直徑重合。
全文摘要
本發(fā)明一種微帶反射數(shù)組天線，尤指一種具有較低的交叉極化位準(zhǔn)的微帶反射數(shù)組天線，其包括一接地板；一具有一上表面的反射板，此上表面布設(shè)有多數(shù)個(gè)微帶天線單元，且每一此等微帶天線單元具有一內(nèi)環(huán)與一外環(huán)；多數(shù)個(gè)支撐單元，使此反射板于此接地板的上方；以及一位于反射板的上方的信號(hào)發(fā)射單元。其中，每一此等微帶天線單元的外環(huán)的尺寸是依據(jù)此外環(huán)位于此反射板的上表面的位置而定，且每一此等微帶天線單元的外環(huán)的直徑與同一微帶天線單元的內(nèi)環(huán)的直徑之間存在有一比例關(guān)系，且外環(huán)及內(nèi)環(huán)均挖設(shè)有至少一溝槽。
文檔編號(hào)H01Q21/00GK101118986SQ20061010953
公開(kāi)日2008年2月6日 申請(qǐng)日期2006年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月4日
發(fā)明者張知難, 朱俊松 申請(qǐng)人:大同股份有限公司