專利名稱：微帶天線上抑制其交叉極化的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種微帶天線上抑制其交叉極化(cross-polarization)的 方法及裝置，特別是一種在微帶天線上制作槽孔，破壞其對稱性，抑制其交叉 極化的方法及裝置。
背景技術(shù)：
隨著無線通訊科技的發(fā)展，各式的通訊產(chǎn)品與技術(shù)也不斷的推陳出新。隨 著技術(shù)的進(jìn)步，使得產(chǎn)品的體積也傾向輕薄短小。同樣的在通訊產(chǎn)品中用來接 受或發(fā)射訊號的天線，其體積大小也就關(guān)系著產(chǎn)品是否能達(dá)到輕薄短小。各項(xiàng) 技術(shù)中，微帶天線(microstrip antenna)的技術(shù)己經(jīng)成為天線領(lǐng)域中發(fā)展最快 速的一門。微帶天線具有體積小、重量輕、可彎曲、可結(jié)合其它元件與電路等 優(yōu)點(diǎn)。
一般常見的微帶天線設(shè)計(jì)，功率被耦合進(jìn)入天線輻射單元的方式可概略分 為直接饋入與間接饋入兩種。典型的直接饋入使用同軸線或微帶線連接訊號傳 輸線與天線輻射元件，因此天線的基本特性與饋入點(diǎn)的位置有很大的關(guān)系。而 間接饋入的方式，在不破壞天線輻射元件結(jié)構(gòu)的前提下，能夠提供較大空間以 結(jié)合饋入網(wǎng)絡(luò)與相關(guān)微波電路。而天線輻射元件上的天線輻射單元增加，固然 使主極化(co-polarization)增加，但是其交叉極化(cross-polarization)的 影響也隨之增加。
因此，如何能提供一種抑制交叉極化的微帶天線，成為研究人員待解決的
問題之一。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上的問題，本發(fā)明提供一種微帶天線上抑制其交叉極化的方法及裝 置。透過在微帶天線上制作槽孔，破壞其對稱性，抑制其交叉極化的方法。 為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的而提供的一種微帶天線上抑制其交叉極化的方法。主
4要是在設(shè)計(jì)及制作微帶天線時(shí)，先對制成的微帶天線進(jìn)行檢測，這是因?yàn)樘炀€ 中每一輻射單元對輻射頻率的交叉極化影響皆不一致。因此先行提供一微帶天 線進(jìn)行檢測，得到在一輻射頻率波段內(nèi)的交叉極化的強(qiáng)弱分布，用以得到該天 線輻射單元的面積與所對應(yīng)的輻射頻率之間的關(guān)系；然后破壞該微帶天線上任 一天線輻射單元的對稱性，以測得該輻射頻率波段中，交叉極化會隨著破壞該 天線輻射單元對稱性而受到抑制的一輻射頻率區(qū)段，決定欲抑制其交叉極化的 一幅射頻率區(qū)段對該天線輻射單元上制作槽孔破壞其對稱性。
其中該天線輻射單元的面積可以與所對應(yīng)的輻射頻率成反比。 其中制作槽孔的方式可以是以微影制程的方式。 其中該多個(gè)天線輻射單元可以是以數(shù)組分布于微帶天線上。 為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的還提供一種微帶天線上抑制其交叉極化的方法，包含
有
使用一模擬軟件建立預(yù)制成的一微帶天線模型，該微帶天線具有多個(gè)天線 輻射單元；
在該模擬軟件中輸入一饋入訊號的頻率、-一饋入網(wǎng)絡(luò)的阻抗值等相關(guān)參
數(shù)；
使用該模擬軟件模擬出一微帶天線的輻射場型，得出該微帶天線在一輻射 頻率波段的交叉極化強(qiáng)弱分布，用以得到該天線輻射單元的面積與所對應(yīng)的輻 射頻率之間的關(guān)系；
使用該模擬軟件測試該微帶天線上破壞該微帶天線上任一天線輻射單元 的對稱性，以測得該輻射頻率波段中，交叉極化會隨著破壞該天線輻射單元對 稱性而受到抑制的一輻射頻率區(qū)段；
決定欲抑制其交叉極化的一幅射頻率區(qū)段；
在該模擬軟件中對相對應(yīng)該幅射頻率區(qū)段的該天線輻射單元上形成槽孔； 使用該模擬軟件模擬出該微帶天線的輻射場型，對照是否有抑制該天線輻 射單元所對應(yīng)輻射頻率的交叉極化。
其中該天線輻射單元的面積可以與所對應(yīng)的輻射頻率成反比。 其中該多個(gè)天線輻射單元可以是以數(shù)組分布于微帶天線上。 為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的還提供一種微帶天線，用以抑制其交叉極化，包含有 一基板；
5多個(gè)天線輻射單元，位于該基板上，用以共振收發(fā)一無線訊號；
一金屬線路，位于該基板上，連接該多個(gè)天線輻射單元；
一訊號饋入部，位于該金屬線路上，用以饋入一訊號電流至該金屬線路并
接收該金屬線路饋出的一訊號電流；
一槽 L，形成于該多個(gè)天線輻射單元其中之一，用以抑制該天線輻射單元
所對應(yīng)輻射頻率的交叉極化。
其中該多個(gè)天線輻射單元是以數(shù)組分布于該基板上。
本發(fā)明在不影響該天線輻射單元所對應(yīng)輻射頻率得主極化的條件下，有效 抑制其交叉極化。
有關(guān)本發(fā)明的特征與實(shí)施，茲配合圖示作最佳實(shí)施例詳細(xì)說明如下。 以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對本發(fā)明的 限定。


圖l是本發(fā)明的微帶天線上抑制其交叉極化制作流程圖； 圖2是本發(fā)明的微帶天線上抑制其交叉極化另一制作流程圖； 圖3是本發(fā)明的未抑制交叉極化的微帶天線示意圖； 圖4是本發(fā)明的抑制交叉極化的微帶天線示意圖5A是以頻率3.7GHz在未抑制交叉極化的微帶天線檢測所得的水平交 叉極化增益圖5B是以頻率3.8GHz在未抑制交叉極化的微帶天線檢測所得的水平交 叉極化增益圖5C是以頻率3.7GHz在本發(fā)明的抑制交叉極化的微帶天線檢測所得的 水平交叉極化增益圖5D是以頻率3.8GHz在本發(fā)明的抑制交叉極化的微帶天線檢測所得的 水平交叉極化增益圖。 其中，附圖標(biāo)記
10...........…..基板
20.............".饋入網(wǎng)絡(luò)
30................天線輻射單元40................訊號饋入端
101...............第一表面
102...............第二表面
110...............基板
111第一表面
112...............第二表面
120...............饋入網(wǎng)絡(luò)
130...............天線輻射單元
140".............訊號饋入端
150...............槽孔
具體實(shí)施例方式
有關(guān)本發(fā)明的特征與實(shí)施，茲配合圖式詳細(xì)說明如下。 根據(jù)本發(fā)明所揭露的微帶天線，包括但不局限于實(shí)施例中所示的微帶天線
形狀、數(shù)量與排列位置等，所附圖式僅提供參考與說明用，并非用以限制本發(fā)明。
請參照圖1，是本發(fā)明的微帶天線上抑制其交叉極化制作流程圖，包含有 提供一微帶天線進(jìn)行檢測，該微帶天線具有多個(gè)天線輻射單元(步驟Sll)。偵 測該微帶天線在一輻射頻率波段的交叉極化強(qiáng)弱分布，用以得到該天線輻射
單元的面積與所對應(yīng)的輻射頻率之間的關(guān)系(步驟S12)。這步驟是要先行知道
是因?yàn)槟膫€(gè)頻率區(qū)段所受到交叉極化影響較嚴(yán)重。然后破壞該微帶天線上任一 天線輻射單元的對稱性，以測得該輻射頻率波段中，交叉極化會隨著破壞該天
線輻射單元對稱性而受到抑制的一輻射頻率區(qū)段(步驟S13)。這樣可以得到微 帶天線上任一天線輻射單元所對應(yīng)的該頻率輻射波段的輻射頻率區(qū)段。這步驟 是因?yàn)閷γ恳活l率區(qū)段而言，每個(gè)天線輻射單元貢獻(xiàn)的訊號強(qiáng)度都不一樣，因 此天線中任一輻射單元30對交叉極化的影響皆不一樣。所以要改善某輻射頻 率區(qū)段所受到交叉極化影響，就要先行找出相對應(yīng)該頻率區(qū)段的天線輻射單 元。接著決定欲抑制其交叉極化的幅射頻率區(qū)段(步驟S14)。在相對應(yīng)該幅射 頻率區(qū)段的該天線輻射單元上形成槽孔(步驟S15)。因?yàn)楫?dāng)我們在天線輻射單 元上制作槽孔時(shí)，會破壞其天線輻射單元內(nèi)電流流動的對稱性，抑制其在相對應(yīng)的輻射頻率區(qū)段的交叉極化。制作槽孔的方式是以微影制程的方法。其中所 得到的天線輻射單元的面積與所對應(yīng)的輻射頻率之間是呈反比關(guān)系，且天線 輻射單元在以數(shù)組分布于該微帶天線。
在設(shè)計(jì)及制作微帶天線上抑制其交叉極化的方法時(shí)，要對微帶天線進(jìn)行檢
測，而檢測的方式是利用一電波暗室(Anechoic Chamber)，是以金屬制成的 墻面用以隔離外在信號的干擾，在暗室內(nèi)則以電磁吸波材料黏貼于墻上用以降 低室內(nèi)的反射能量，當(dāng)進(jìn)行量測時(shí)，待測天線(Antenna Under Test, AUT) 所輻射出的電磁波參數(shù)(如振幅與相位)在近場空間中的分布會被一接收掃描 探頭(Scanning Probe)所偵測(本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行量測時(shí)的待測天線與接 收掃描探頭間的距離為4公尺)，其掃描方式可為平面、柱面或球面。這些射 頻(或微波)信號以電的形式經(jīng)由一同軸傳輸線(Coaxial Cable)傳送至向量 網(wǎng)絡(luò)分析儀(Vector Network Analyzer, VNA)，以取得相關(guān)的數(shù)據(jù)，而這些 數(shù)據(jù)在后端進(jìn)行探頭輻射場型校正與傅利葉數(shù)值轉(zhuǎn)換等處理后，即可得到所需 的待測天線輻射(遠(yuǎn)場)場型。
請參照圖2，是本發(fā)明的微帶天線上抑制其交叉極化另一制作流程圖，包 含有首先在設(shè)計(jì)及制作微帶天線上抑制其交叉極化的方法時(shí)，先行利用模擬 軟件建立預(yù)制成的微帶天線模型(步驟S21)。接著在模擬軟件中輸入饋入訊號 的頻率、饋入網(wǎng)絡(luò)的阻抗值等相關(guān)參數(shù)(步驟S22)。使用該模擬軟件模擬出一 微帶天線的輻射場型，得出該微帶天線在一輻射頻率波段的交叉極化強(qiáng)弱分布， 用以得到該天線輻射單元的面積與所對應(yīng)的輻射頻率之間的關(guān)系(步驟S23)。 使用該模擬軟件測試該微帶天線上破壞該微帶天線上任一天線輻射單元的對 稱性，以測得該輻射頻率波段中，交叉極化會隨著破壞該天線輻射單元對稱性 而受到抑制的一輻射頻率區(qū)段(步驟S24)。接著決定欲抑制其交叉極化的一幅 射頻率區(qū)段(步驟S25)。在該模擬軟件中對相對應(yīng)該幅射頻率區(qū)段的該天線輻 射單元上形成槽孔(步驟S26)。使用該模擬軟件模擬出該微帶天線的輻射場 型，對照是否有抑制該天線輻射單元所對應(yīng)輻射頻率的交叉極化(步驟S27)。 其中所得到的該天線輻射單元的面積與所對應(yīng)的輻射頻率之間是呈反比關(guān)系， 且其中該多個(gè)天線輻射單元可以數(shù)組分布于微帶天線上。
將模擬結(jié)果做出成品，并進(jìn)行檢測。檢測的方式是利用一電波暗室 (Anechoic Chamber)，以金屬制成的墻面用以隔離外在信號的干擾，在暗室內(nèi)則以電磁吸波材料黏貼于墻上用以降低室內(nèi)的反射能量，當(dāng)進(jìn)行量測時(shí)，待
測天線(Antenna Under Test, AUT)所輻射出的電磁波參數(shù)(如振幅與相位) 在近場空間中的分布會被一接收掃描探頭(Scanning Probe)所偵測(本發(fā)明 的實(shí)施例進(jìn)行量測時(shí)的待測天線與接收掃描探頭間的距離為4公尺)，其掃描 方式可為平面、柱面或球面。這些射頻(或微波)信號以電的形式經(jīng)由一同軸傳 輸線(Coaxial Cable)傳送至向量網(wǎng)絡(luò)分析儀(Vector Network Analyzer, VNA)，以取得相關(guān)的數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)在后端進(jìn)行探頭輻射場型校正與傅利 葉數(shù)值轉(zhuǎn)換等處理后，即可得到所需的待測天線輻射(遠(yuǎn)場)場型。。
請參照圖3，是本發(fā)明的未抑制交叉極化的微帶天線示意圖，其包含有基 板10、金屬線路20、多個(gè)天線幅射單元30、訊號饋入部40?；?0具有相 對的第一表面101與第二表面102，金屬線路20是形成于第一表面101上。 多個(gè)天線幅射單元形成于第一表面101上，并以數(shù)組分布。金屬線路20，位 于該第一表面101上，連接該多個(gè)天線輻射單元30。
基板IO通常為一印刷電路板，當(dāng)然，亦可以采用其它種類的基板，而且 基板10可以是硬板或可撓式軟板。其中硬板的材質(zhì)為玻璃纖維或電木等其它 材質(zhì)；可撓式軟板的材質(zhì)為聚酰亞胺(PI)或是聚對苯二甲酸乙二酯(PET)等其 它材質(zhì)。
金屬線路20，用以接收來自訊號饋入部40的饋入訊號，將饋入訊號傳遞 至相對應(yīng)的多個(gè)天線幅射單元30。
多個(gè)天線輻射單元30，用以將來自金屬線路20傳遞的饋入訊號，轉(zhuǎn)換成
一輻射訊號。
請參照圖4，是本發(fā)明的抑制交叉極化的微帶天線示意圖，其包含有基板 110、金屬線路120、多個(gè)天線幅射單元130、訊號饋入部140與槽孔150?；?板110具有相對的第一表面111與第二表面112，金屬線路120是形成于第一 表面111上。多個(gè)天線幅射單元則形成于第一表面上111上，并以數(shù)組分布， 用以收發(fā)一無線訊號。金屬線路120，位于該第一表面lll上，連接該多個(gè)天 線輻射單元130。
基板110通常為一印刷電路板，當(dāng)然，亦可以采用其它種類的基板，而且 基板110可以是硬板或可撓式軟板。其中硬板的材質(zhì)為玻璃纖維或電木等其它 材質(zhì)；可撓式軟板的材質(zhì)為聚酰亞胺(PI)或是聚對苯二甲酸乙二酯(PET)等其
9它材質(zhì)。
金屬線路120，用以接收來自訊號饋入部140的饋入訊號，將饋入訊號傳 遞至相對應(yīng)的多個(gè)天線幅射單元130。
多個(gè)天線輻射單元130，用以接收來自金屬線路120傳遞的饋入訊號，并 將該饋入訊號轉(zhuǎn)換成一無線訊號。
槽孔150，形成于第一表面lll上，用以破壞天線輻射單元130內(nèi)電流流 動的對稱性，抑制其交叉極化。槽孔150的形狀可以是但不僅限于是矩形、方 形、圓形。形成槽孔150的方式是以微影制程的方法。
參照圖5A、圖5B、圖5C和圖5D。圖5A和圖5B是以頻率3. 7GHz和 3.8GHz在未抑制交叉極化的微帶天線檢測所得的水平交叉極化增益圖。圖5C 和圖5D是以頻率3. 7GHz和3. 8GHz在本發(fā)明的抑制交叉極化的微帶天線檢測 所得的水平交叉極化增益圖。由圖中可以看出，當(dāng)在天線輻射單元上形成槽孔 時(shí)，在頻率3. 7GHz與3. 8GHz時(shí)，水平交叉極化增益值會明顯平均下掉4 6dB。
當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的 情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形， 但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1. 一種微帶天線上抑制其交叉極化的方法，其特征在于，包含有提供一微帶天線進(jìn)行檢測，該微帶天線具有多個(gè)天線輻射單元；偵測該微帶天線在一輻射頻率波段的交叉極化強(qiáng)弱分布，用以得到該天線輻射單元的面積與所對應(yīng)的輻射頻率之間的關(guān)系；破壞該微帶天線上任一天線輻射單元的對稱性，以測得該輻射頻率波段中，交叉極化會隨著破壞該天線輻射單元對稱性而受到抑制的一輻射頻率區(qū)段；決定欲抑制其交叉極化的一幅射頻率區(qū)段；在相對應(yīng)該幅射頻率區(qū)段的該天線輻射單元上形成一槽孔。
2. 如權(quán)利要求1所述的微帶天線上抑制其交叉極化的方法，其特征在于， 其中該天線輻射單元的面積與所對應(yīng)的輻射頻率是呈反比關(guān)系。
3. 如權(quán)利要求1所述的微帶天線上抑制其交叉極化的方法，其特征在于， 其中制作槽孔的方式是以微影制程的方式。
4. 如權(quán)利要求1所述的微帶天線上抑制其交叉極化的方法，其特征在于， 其中該多個(gè)天線輻射單元是以數(shù)組分布于該微帶天線上。
5. —種微帶天線上抑制其交叉極化的方法，其特征在于，包含有 使用一模擬軟件建立預(yù)制成的一微帶天線模型，該微帶天線具有多個(gè)天線輻射單元；在該模擬軟件中輸入一饋入訊號的頻率、 一饋入網(wǎng)絡(luò)的阻抗值等相關(guān)參數(shù)；使用該模擬軟件模擬出一微帶天線的輻射場型，得出該微帶天線在一輻射 頻率波段的交叉極化強(qiáng)弱分布，用以得到該天線輻射單元的面積與所對應(yīng)的輻 射頻率之間的關(guān)系；使用該模擬軟件測試該微帶天線上破壞該微帶天線上任一天線輻射單元 的對稱性，以測得該輻射頻率波段中，交叉極化會隨著破壞該天線輻射單元對 稱性而受到抑制的一輻射頻率區(qū)段；決定欲抑制其交叉極化的一幅射頻率區(qū)段；在該模擬軟件中對相對應(yīng)該幅射頻率區(qū)段的該天線輻射單元上形成槽孔；使用該模擬軟件模擬出該微帶天線的輻射場型，對照是否有抑制該天線輻 射單元所對應(yīng)輻射頻率的交叉極化。
6. 如權(quán)利要求5所述的微帶天線上抑制其交叉極化的方法，其特征在于， 其中該天線輻射單元的面積與所對應(yīng)的輻射頻率是呈反比關(guān)系。
7. —種微帶天線，用以抑制其交叉極化，其特征在于，包含有 一基板；多個(gè)天線輻射單元，位于該基板上，用以共振收發(fā)一無線訊號；一金屬線路，位于該基板上，連接該多個(gè)天線輻射單元；一訊號饋入部，位于該金屬線路上，用以饋入一訊號電流至該金屬線路并接收該金屬線路饋出的一訊號電流；一槽 L，形成于該多個(gè)天線輻射單元其中之一，用以抑制該天線輻射單元所對應(yīng)輻射頻率的交叉極化。
8. 如權(quán)利要求7所述的微帶天線，其特征在于，其中該多個(gè)天線輻射單元 是以數(shù)組分布于該基板上。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種微帶天線上抑制其交叉極化(cross-polarization)的方法及裝置。微帶天線數(shù)組的增加，固然使主極化(co-polarization)增加，但是交叉極化也隨之增加。本發(fā)明主要是在設(shè)計(jì)及制作微帶天線時(shí)，先對制成的微帶天線進(jìn)行檢測。先行檢測出在一輻射頻率波段內(nèi)交叉極化的強(qiáng)弱分布，并且找出該頻率波段內(nèi)，破壞天線輻射單元，交叉極化會相對應(yīng)變化的輻射頻率。在相對應(yīng)的天線輻射單元上制作槽孔破壞其對稱性。目的在不影響該天線輻射單元所對應(yīng)輻射頻率的主極化的條件下，有效抑制其交叉極化。
文檔編號H01Q1/38GK101425620SQ20071016513
公開日2009年5月6日 申請日期2007年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月29日
發(fā)明者鄭智仁 申請人:寰波科技股份有限公司