專利名稱：：寬頻共面波導饋入圓形極化天線的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明是關于一種寬頻共面波導饋入圓形極化天線，此寬頻共面波導饋入圓形極化天線可在無背覆金屬導體(接地板)的情況下做為一"雙向輻射單元使用，其亦可在具有背覆金屬導體的情況下作為一單向輻射單元"使用。而當本發(fā)明的寬頻共面波導饋入圓形極化天線作為一"單向輻射單元"使用時，背覆金屬導體(接地板)與其天線本體之間之間隔可縮短至其所發(fā)射或接收的信號的波長的八分之~^■，而此距離遠小于已知天線的背覆金屬導體與天線本體間之間的間隔(約為信號的波長的四分之一)。由于有此一特性，當本發(fā)明的寬頻共面波導饋入圓形極化天線做為單向輻射使用且運用于毫米波頻段時，其尺寸可進一步縮小而可與一信號處理單元一同被封裝于印刷電路板中。
背景技術：
：圖1A是已知寬頻孔洞天線-的立體示意圖，其包括基板11、一導電板l2及一接地板13。其中，導電板12位于基板11的一側并與基板11相距特定距離，接地板13則位于基板11的相對于導電板12的另一側并與基板ll結合。此外，導電板12挖設有一孔洞121，且一饋送線14將一信號饋送至位于孔洞121的周緣的導電板12的上表面122。而如圖1B所示，其是沿著圖1A的II，聯(lián)線所得的已知寬頻孔洞天線的剖面示意圖。其中，基板11于其上表面l1l設置有多數(shù)個導電部112，而.、刖述的接地板13則與基板11的下表面113相結合此外，每一前述的導電部l12均與一導通部114電性連接，再經由導通部l14而與接地板13電性連接另一方面，如圖1B所示，導電板12與基板11之間相距一特定距離D。雖然此特定距離D可小于已知寬頻孔洞天線所發(fā)射或接收的信號波長的四分之一，但達成此目的，己知寬頻孔洞天線卻需要增加結構復雜的多數(shù)個導電部l12及相對應的多數(shù)個導通部114。而且，除了圖1A所示的矩形孔洞121以外，已知寬頻孔洞天線的導電板亦可具有其它形狀的孔洞，如圖2A至圖2F所示。在圖2A至圖!2F中5導電板21可具有各種形狀的孔洞22，如紡錘形或啞鈴形等但是，不論其導電板挖設有何種形狀的孔洞，亦僅能發(fā)射或接收一線性極化的信號。如此，作為單向幅射使用的上述寬頻孔洞天線的厚度便無法進步縮減，造成已知寬頻孔洞天線的應用領域受到限制。況且，在無線通訊的領域中，般均使用圓形極化的信號來傳輸信息，以避免因天線擺放的方式而影響到天線接收或發(fā)射一信號的效率因此，、'目'J述的僅能發(fā)射或接收的線性極化信號的己知寬頻孔洞天線并無法輕易地應用在無線通訊的領域中，造成其應用領域受到更進一步的限制。因此業(yè)界需要一種可縮減其本身的厚度并可與信號處理單元同被封裝于一印刷電路板中的寬頻共面波導饋入圓形極化天線。
發(fā)明內容本發(fā)明的主要目的是在提供一種寬頻共面波導饋入圓形極化天線，可做為雙向輻射單元及單向輻射單元使用當作為單向輻射單元使用時，其僅需要增加接地板，且此接地板與天線本體之間的距離可較其所發(fā)射或接收的咼頻信號的四分之一波長為短，本發(fā)明的另目的是在提供一種寬頻共面波導饋入圓形極化天線，以使得寬頻共面波導饋入圓形極化天中線可與信號處理單元同被封裝于—印刷電路板為達成上述巨的，本發(fā)明的寬頻共面波導饋入圓形極化天線，包括:一基板員有一表面信號饋送單元，設置于此表面并包含一饋送條、匹配部、一第延伸部及第—延伸部第接地單元，設置于此表面并包含—第接地條以及一第接地單元，設置于此表面并包含第一接地條其中，此第一延伸部及此第—延伸部分別白此匹配部延伸而出，且此匹配部電性連接至此饋送條、此第一延伸部及此第延伸部此饋送條則位于此第接地條與此第接地條之間因此當本發(fā)明的寬頻共面波導饋入圓形極化天線作為單向輻射單元使用時，即被應用于單方向發(fā)射或接收信號的,卜主l冃況時，其基板天線本體與接地板背覆金屬導體之間的距離可以縮減至其所接收及發(fā)射的圓形極化高頻信號的中心頻率信號波長的十分之倍小于已知的寬頻共面波導饋入圓形極化天線的四分之倍因此，于毫米波頻段的應用中，本發(fā)明的寬頻共面波導饋入圓形極化天線的厚度便可約略等于一信號處理單元的厚度使得本發(fā)明的寬頻±t/、面波導饋入圓形極化天線可與一信號處理單元一同被封裝于一印刷電路板中。此外，本發(fā)明的寬頻共面波導饋入圓形極化天線經過適度調整便可分別在兩個頻段范圍內接收及發(fā)射一圓形極化的高頻信號，而此兩個頻段范圍分別介于5.2GHz及5.8GHz之間(即現(xiàn)今的無線通訊頻段)，以及介于59GHz及64GHz之間C即未來的無線通訊頻段)。也就是說本發(fā)明的寬頻it八面波導饋入圓形極化天線無需大幅改變天線結構，便可分別在現(xiàn)今的無線通訊頻段以及未來的無線通訊頻段(毫米波頻段)中操作-本發(fā)明的寬頻共面波導饋入圓形極化天線可還包括一圍繞信號饋送單元、第一接地單元及第一接地單元于其內側的環(huán)狀部，此環(huán)狀部可具有任何型式，其較佳為員有一開口的矩形環(huán)、一具有開□的正方形環(huán)或一員有一開口的多邊形環(huán)。本發(fā)明的寬頻共面波導饋入圓形極化天線的第一延伸部及第延伸部可分別為垂直延伸部及一水平延伸部，中此垂直延伸部的形狀較佳為矩形或正方形，此水平延伸部的形狀則較佳為矩形或正方形。本發(fā)明的寬頻共面波導饋入圓形極化天線的第一延伸部及第二延伸部亦可分別均為一垂直或均為一水平延伸部，其中此垂直或水平延伸部的形狀較佳為矩形或正方形。本發(fā)明的寬頻ity、面波導饋入圓形極化天線可具有任何材質的基板，其較佳為一FR-4材質的微波基板、一Duroid材質的微波基板、一Teflon材質的微波基板、一Rohacell材質的微波基板、一GaAs材質的微波基板、一陶瓷材質的微波基板或一硅基板。本發(fā)明的寬頻共面波導饋入圓形極化天線的信號饋送單元、第一接地單元及第二接地單元的材質可為任何種類的金屬，其較佳為銅、鋁或金。本發(fā)明的寬頻共面波導饋入圓形極化天線的接地板的材質可為任何種類的金屬，其較佳為銅、鋁或金。本發(fā)明的寬頻共面波導饋入圓形極化天線可于一第一頻段范圍接收及發(fā)射一高頻信號，此第一頻段范圍較佳介于5.2GHz及5.8GHz之間。本發(fā)明的寬頻共面波導饋入圓形極化天線可于一第二頻段范圍接收及發(fā)射一高頻信號，此第二頻段范圍較佳介于59GHz及64GHz之間。本發(fā)明的寬頻共面波導饋入圓形極化天線的接地板與基板可相距任何距離，兩者之間的距離較佳可小于其操作頻段范圍內中心頻率波長的四分之一。為了詳細說明本發(fā)明的具體結構、特征及功效所在，以下結合較佳實施例并配合附圖詳細說明如后，圖1A是已知寬頻孔天線地立體示意圖。圖1B是沿著圖1A的II'聯(lián)線所得的已知寬頻孔洞天線的剖面示意圖。圖2A至圖2F是己知寬頻孔洞天線的導電板的上視示意圖。圖3A是本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線的立體示意圖。圖3B是顯示圖3A的寬頻共面波導饋入圓形極化天線與一接地板的結合方式的示意圖。圖4A是本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線的上視示意圖。圖4B是本發(fā)明第二實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線的上視示意圖。圖5A是顯示本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線與本發(fā)明第二實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線在主波束方向上的返回損耗與天線操作頻率之間關系的示意圖。圖5B是顯示本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線與本發(fā)明第二實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線在主波束方向上的軸化比率與天線操作頻率之間關系的示意圖。圖5C是顯示本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線與本發(fā)明第二實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線在主波束方向上的增益與天線操作頻率之間關系的示意圖。圖5D是顯示本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線(具有環(huán)狀部)與本發(fā)明第三實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線(未具有環(huán)狀部)的增益與天線操作頻率之間關系的示意圖。圖6A是顯示本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線的返回損耗與天線操作頻率之間關系的示意圖。圖6B是顯示本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線在主波束方向上的軸化比率與天線操作頻率之間關系的示意圖。圖6C是顯示本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線在主波束方向上的增益與天線操作頻率之間關系的示意圖。圖6D是實際量測本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線而得的圓形極化圖案的示意圖。圖7是本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線與一信號處理單元一同被封裝于印刷電路板的示意圖。圖8A是本發(fā)明第四實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線的上視示意圖。圖8B是本發(fā)明第五實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線的上視示意圖。圖8C是顯示本發(fā)明第一實施例的寬.頻共面波導饋入圓形極化天線、本發(fā)明第四實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線與本發(fā)明第五實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線在主波束方向上的軸化比率與天線操作頻率之間關系的示意圖圖9A是本發(fā)明第六實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線的立體示意圖。圖9B是顯示圖9A的寬頻共面波導々蟲T貝入圓形極化天線與~■接地板的結合方式的示意圖圖9C是顯示本發(fā)明第六實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線的返回損耗與天線操作頻率之間關系的示思圖。圖9D是顯示本發(fā)明第六實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線在主波束方向上的軸化比率與天線操作頻率之間關系的示意圖。圖9E是顯示本發(fā)明第六實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線在主波束方向上-的增益與天線操作頻率之間關系的示意圖。具體實施例方式如圖3A所示，本發(fā)明第--實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線，包括一基板31、一信號饋送單元32、一第一接地單元33以及一第二接地單元34。其中，基板31具有一表面311，信號饋送單元32、第一接地單元33以及第二接地單元34則分別設置于表面311上。在本發(fā)明第一實施例中，基板31為一FR-4材質的微波基板，其介質常數(shù)(dielectricconstant,e)為4.4，其厚度為1.6mm。但在不同的應用情況中，基板31亦可為一Duroid材質的微波基板、一Teflon材質的微波基板、一Rohacell材質的微波基板、一GaAs材質的微波基板、一陶瓷材質的微波基板或一硅基板。此外，信號饋送單元32包含一饋送條321、一匹配部322、一第一延伸部323及一第二延伸部324，且第一延伸部323與第二延伸部324并分別自匹配部322延伸而出。其中，匹配部322電性連接至饋送條321、第一延伸部323及第二延伸部324，饋送條321則再與一信號處理單元(圖中未示)電性連接。另一方面，第一延伸-部323為垂直延伸部，第二延伸部324則為一水平延伸部。雖然在本發(fā)明第一實施例中，第一延伸部323與第—延伸部324的形狀均為矩形，但在不同的應用小主l冃況中，它們亦可具有不同的形狀，如多邊形或正方形再如圖3A所示，前述的第一接地單元33包含一第一接地條331，第一接地條331的一4山頓還延伸出一第一接地延伸部332，且第接地延伸部332是鄰近第一延伸部323而設置于表面311。刖述的第接地單元34則包含一第一接地條341，第二接地條341的一山一順還延伸出第二接地延伸部342，且第二接地延伸部342與第一接地延伸部332的形狀相同。此外，在本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線中饋送條321是位于第一接地條331與第二接地條341之間，形成所謂的"共面饋入"結構。至于匹配部322、第一延伸部323及第二延伸部324，則位于第一接地延伸部332與第二接地延伸部342之間也就是說，信號饋送單元32被夾置于第接地單元33與第二接地單元34之間。需注意的是，雖然在本發(fā)明第一實施例中，信號饋送單元32、第一接地單元33及第一接地單元34的材質為銅，但在不同的應用+主l冃況中，信號饋送單元32、第一接地單元33及第接地單元34的材質亦可為鋁或金。最后，本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線還包括一環(huán)狀部35，且環(huán)狀部35將、'目'J述的信號饋送單元32、第一接地單元33及第二接地單元34圍繞于其內側。雖然在本發(fā)明第一實施例中，環(huán)狀部35為一具有一開口的矩形環(huán)，但在不同的應用小主l冃況中，環(huán)狀部35亦可為一具有一開口的正方形環(huán)或一具有一開口的多邊形環(huán)。除了圖3A所示的結構外，本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線可還包括一接地板36，而使得前述的信號饋送單元32、第一接地單元33及第二接地單元34被夾置于基板31與接地板36之間，如圖3B所；R。如此，原本可作為"雙向短射單元的本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線便僅能作為"單向輻射單元"，即僅能單方向地發(fā)射或接收信號。此外，雖然本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線于毫米波頻段操作下，基板31與接地板36之間的距離為0.5mm，即約略為本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線所能接收及發(fā)射的一高頻信號(其中心頻率約為60GHz)的波長(5mm)的0.1倍。但需注思的是，在不同的應用情況中，基板31與接地板36亦可相距不同的距離，如前述的位于毫米波范圍內的咼頻信號的波長的0.05倍至0.2倍之間的距離。最后，雖然在本發(fā)明第一實施例中，接地板36的材質為銅，但在不同的應用情況中，接地板36的材質亦可為鋁或金。圖4A是本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線的上視示意圖，圖4B則為本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線的上視示思圖。其中，圖4A中用于顯示本發(fā)明第一實施例的寬頻it八面波導饋入圓形極化天線的尺寸的各項標號的數(shù)值，分別如下表1所示表1<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>此外，圖4A中用于顯示本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線的形狀的各項標號的位置坐標分別如下表2所表2<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>另一方面，由于圖4B所示的本發(fā)明第二實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線是由將圖4A所示的本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線的第一接地單元33、第二接地單元34與環(huán)狀部35之間的空隙填滿的方式形成，所以，圖4B所示的本發(fā)明第二實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線的信號饋送單元42與互相對應的本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線的信號饋送單元32同。圖5A是顯示本發(fā)明第一實施例的寬頻it/、面波導入圓形極化天線與本發(fā)明第二實施例的寬頻共面波饋入圓形極化天線的返回損耗(returnloss與天線操作步員率operationfrequency)之間關系的示思圖。其中，圖5A是利用IE3D仿真軟件仿真而出，而圖5A中的曲線A是顯示本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線的返回損耗(returnloss隨著天線操作頻率而變化的曲線，曲線B則顯不本發(fā)明第二實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線的返回損耗隨著天線操作頻率而變化的曲線<、圖5A中可看出，本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線的返回損耗的10_dB頻寬較本發(fā)明第二實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線的返回損耗的10-dB頻寬為寬。圖5B是顯示本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線與本發(fā)明第二實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線在主波束方向上的軸化比率(axialratio)與天線操作頻率之間關系的示意圖。其中，圖5B是利用IE3D仿真軟件仿真而出，而圖5B中的曲線C是顯示本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線的軸化比率隨著天線操作頻率而變化的曲線，曲線D則顯示本發(fā)明第二實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線的軸化比率隨著天線操作頻率而變化的曲線從圖5B中可看出，本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線的軸化比率的3-dB頻寬亦寬于本發(fā)明第二實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線的軸化比率的3-dB頻寬。也就是說，相較于本發(fā)明第實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線，本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線可在較寬的頻段范圍內發(fā)射一圓形極化高頻信號。圖5C是顯示本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線與本發(fā)明第二實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線在主波束方向上的增益(gain)與天線操作頻率之間關系的示意圖。其中，圖5C是利用IE3D仿真軟件仿真而出，而圖5C中的曲線E是顯示本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線的增益隨著天線操作頻率而變化的曲線，曲線F則顯示本發(fā)明第二實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線的增益隨著天線操作頻率而變化的曲線。從圖5C中可看出，本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線的增益較本發(fā)明第二實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線的增益為高，尤其在4GHz至5.5GHz的范圍內。也就是說，在4GHz至5.5GHz的頻段范圍內，本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線發(fā)射高頻信號的效能較本發(fā)明第二實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線為佳。從上述圖5A、圖5B及圖5C可看出，本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線確實可于一介于5.2GHz及5.8GHz之間的頻段范圍內接收及發(fā)射一圓形極化的高頻信號。況且，經過進一步運算后，本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線的天線效率antennaefficiency)為73%，高于本發(fā)明■—實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線的天線效率65%)。即便如此，本發(fā)明第二實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線的表現(xiàn)仍顯著優(yōu)于己知的僅能發(fā)射或接收一線性極化的信號的寬頻共面波導饋入圓形極化天線。圖5D是顯示本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線(具有環(huán)狀部)與本發(fā)明第三實施例的寬頻z人面波導饋入圓形極化天線(未具有環(huán)狀1形)的增與天線操作頻率之間關系的示意圖。其中，本發(fā)明第二實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線除了未員有環(huán)狀部以外，其余各部分(如信號饋送單元、第接地單元及第二接地單元)的形狀及尺寸，均與對應的本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線的信號饋送單元、第一接地單元及第二接地單元相同此外圖51D是利用IE3D仿真軟件仿真而出，而圖5D中的曲線G是顯示本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線的增益隨著天線操作頻率而變化的曲線，曲線H則顯示本發(fā)明第三實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線的增益隨著天線操作頻率而變化的曲線。從圖5D中可以看出，由于具有環(huán)狀部，本發(fā)明第-實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線的增較本發(fā)明第二實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線的增益為高，顯示出本發(fā)明第一實施例的寬頻八面波導饋入圓形極化天線發(fā)射高頻信號的效能較本'發(fā)明第二實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線為佳即便如此，本發(fā)明第三實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線的表現(xiàn)仍顯著優(yōu)于已知的僅能發(fā)射或接收線性極化的信號的寬頻共面波導饋入圓形極化天線圖6A是顯示本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線的返回損耗與天線操作頻率之間關系的示思圖其中，曲線I是由IE3D仿真軟件仿真而得的曲線曲線了貝1—1為i實際量:測本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線而得的曲線。從圖6A中可看出，本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線約略在4.6GHz至6GHz之間的頻段范圍內，其返回損耗均低于-10-dB。也就是說，本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線的返回損耗的10-dB頻寬約略為1.4GHz。圖6B是顯示本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線在主波束方向上的軸化比率與天線操作頻率之間關系的示意圖，其中，曲線K是由IE3D仿真軟件仿真而得的曲線，曲線L則為實際i湖ij*發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線而得的曲線。從圖6B中可看出，本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線約略在4.8GHz至5.7GHz之間的頻段范圍內，其主波束方向上的軸化比率均低于3-dB。也就是說，本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線的軸化比率的3-dB頻寬約略為0.9GHz。圖6C是顯示本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線在主波束方向上的增益與天線操作頻率之間關系的示意圖，其中，曲線M是由IE3D仿真軟件仿真而得的曲線，曲線N則為實際量測本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線而得的曲線。從圖6C中可看出，本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線約略在4.5GHz至6GHz之間的頻段范圍內具有大于2dB的增益。圖6D是實際量測本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線而得的圓形極化圖案(CPpattern)的示意圖，此圖案是在操作頻率為5.2GHz時量測所得。從圖6D中可以看出，本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線確實可以接收及發(fā)射一圓形極化的高頻信號。圖7是本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線與一信號處理單元一同被封裝于一印刷電路板的示意圖。其中，為了簡化圖式，原本應覆蓋于本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線7l與一信號處理單元72上及兩者所位于的印刷電路板73的表面的封裝材料，如封裝膠層，在此省略而未繪出。如圖8A所示，本發(fā)明第四實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線的結構與圖3A所示的本發(fā)明一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線大致相同，其亦包括一基板81、一信號饋送單元82、一第一接地單元83以及一第二接地單元84。其中，基板Sl具有一表面811，信號饋送單元82、第一接地單元83以及第二接地單元84則分別設置于表面811上。在本發(fā)明第四實施例中，基板81為一FR-4微波基板，其介質常數(shù)(dielectricconstant,e)為4.4，其厚度為1.6mm。但在不同的應用情況中，基板81亦可為一Duroid微波基板、一Teflon微波基板、一Rohacell微波基板、一GaAs微波基板、一陶瓷微波基板或一硅基板。此外，信號饋送單元82包含一饋送條821、一匹配部822、一第一延伸部823及一第二延伸部824，且第一延伸部823與l二延伸部824并分別白匹配部822延伸而出。其中，匹配部822電性連接至饋送條821、第一延伸部823及第二延伸部824,槽頃送條821則再與信號處理單元(圖中未不)電性連接。另方面，第延伸部823為一垂直延伸部，第一延伸部824為水平延伸部。雖然在本發(fā)明第四實施例中，第一延伸部823與第延伸部824的形狀均為矩形，但在不同的應用情況中，它們亦可具有不同的形狀，如多邊形或正方形。再如圖8A所示，前述的第接地單元83包含一第一接地條831，第—接地單元84則包含第二接地條841，第一接地條841的一i山乂而還延伸出一第二接地延伸部842，且第一接地延伸部842鄰近第二延伸部824而設置于表面811此外，在本發(fā)明第四實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線中，饋送條821是位于第接地條831與第二接地條841之間，形成所謂的共面饋入"結構。也就是說，信號饋送單元82被夾置于第—接地單元83與第接地單元84之間。需注意的是，雖然在本發(fā)明第四實施例中信號饋送單元82、第一接地單元83及第一接地單元84的材質為銅，但在不同的應用,卜主l冃況中，信號饋送單元82、第一接地單元l3及第接地單元84的材質亦可為鋁或金c最后本發(fā)明第四實施例的寬頻共面波導槽頃入圓形極化天線還包括一環(huán)狀部85，且環(huán)狀部85將.、/刖述的信號饋送單元82、第一接地單元83及第接地單元84圍繞于其內側。雖然在本發(fā)明第四實施例中，環(huán)狀部85為一具有一開口的矩形環(huán)，但在不同的應用+主l冃況中，環(huán)狀部85亦可為一具有開□的正方形環(huán)或一具有開口的多邊形環(huán)。如圖8B所示，本發(fā)明第五實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線的結構與圖8A所示的本發(fā)明第四實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線大致相同，兩者之間的差別僅在于第一接地單元83及第接地單元84的形狀。相較于圖8A所示的本發(fā)明第四實施例的寬頻itz人面波導饋入圓形極化天線，本發(fā)明第五實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線的第接地單元83的第一接地條831的一端還延伸出一第—接地延伸部832，而其第二接地單元84則僅包含第—接地條841。此外，第一接地延伸部832鄰近第延伸部823而設置于表面811,圖8C是顯示本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線(如圖3A所示)、本發(fā)明第四實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線(如圖8A所示)與本發(fā)明第五實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線(如圖8B所示)在主波束方向上的軸化比率與天線操作頻率之間關系的示意圖。其中，圖8C是利用IE3D仿真軟件仿真而出，而圖8C中的曲線0是顯示本發(fā)明第一實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線如圖3A所示)的軸化比率隨著天線操作頻率而變化的曲線，曲線P是顯示本發(fā)明第四實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線(如圖8A所示)的軸化比率隨著天線操作頻率而變化的曲線，曲線Q則顯示本發(fā)明第五實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線c如圖8B所不的軸化比率隨著天線操作頻率而變化的曲線從圖8C中可看出，雖然這三種寬頻共面波導饋入圓形極化天線分別具有相同形狀及尺寸的信號饋送單元，雖然它們具有不同型式的第一接地單元及第一接地單元，但由于它們均具有相同形狀及尺寸的信號饋送單元，所以此三種寬頻共面波導饋入圓形極化天線在主波束方向上的軸化比率的3-dB頻寬僅略有不相同。也就是說，本發(fā)明的寬頻共面波導饋入圓形極化天線僅需稍微調整其結構，便能應用于不同類型的需求。就原理而言，本發(fā)明的寬頻共面波導饋入圓形極化天線的軸化比率與夭-線操作頻率之間的關系主要是由調整信號饋送單元的"第一延伸部"及"第二延伸部"的形狀及尺寸的方式達成。如圖9A所示，本發(fā)明第六實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線，包括一基板91、一信號饋送單元92、一第一接地單元93以及一第二接地單元94。其中，基板9l具有一表面911，信號饋送單元92、第一接地單元93以及第二接地單元94則分別設置于表面911上。在本發(fā)明第六實施例中，基板9l為一硅基板，其介質常數(shù)(dielectricconstant,e)為3.8，其厚度為O.O25mm。但在不同的應用情況中，基板91亦可為一FR-4微波基板、一Duroid微波基板、一Teflon微波基板、一Rohacell微波基板、一GaAs微波基板或一陶瓷微波基板。此外，信號饋送單元92包含一饋送條921、一匹配部922、一第一延伸部923及一第二延伸部924，且第一延伸部923與第二延伸部924并分別自匹配部922延伸而出。其中，匹配部922電性連接至饋送條921、第一延伸部923及第二延伸部924，饋送條921則再與一信號處理單元(圖中未示)電性連接。另一方面，第一延伸部923為一垂直延伸部，第二延伸部92-4亦為一垂直延伸部。雖然在本發(fā)明第六實施例中，第一延伸部923與第二延伸部924的形狀均為矩形，但在不同的應用情況中，它們亦可具有不同的形狀，如多邊形或正方形。另一方面，如圖9A所示，前述的第一接地單元93包含一第一接地條931，第一接地條93l的一端還延伸出一第一接地延伸部932，且第一接地延伸部932是鄰近第一延伸部923而設置于表面911。前述的第二接地單元94則包含一第二接地條941，第二接地條941的一端還延伸出一第二接地延伸部942。其中，第二接地延伸部942具有三種不同大小的寬度，如圖9A中的標號"k"、"y"及"1"所示。此外，在本發(fā)明第六實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線中，饋送條92l是位于第一接地條931與第二接地條941之間，形成所謂的"共面饋入"結構。至于匹配部922、第一延伸部923及第二延伸部924，則位于第一接地延伸部932與第二接地延伸部942之間。也就是說，信號饋送單元92被夾置于第一接地單元93與第二接地單元94之間。需注意的是，雖然在本發(fā)明第六實施例中，信號饋送單元92、第一接地單元93及第二接地單元94的材質為銅，但在不同的應用情況中，信號饋送單元92、第一接地單元93及第二接地單元94的材質亦可為鋁或金。此外，圖9A中用于顯示本發(fā)明第六實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線的尺寸的各項標號的數(shù)值，分別如下表3所示表3<table>tableseeoriginaldocumentpage32</column></row><table>最后，除了圖9A所示的結構外，本發(fā)明第六實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線可還包括一接地板95，使得前述的信號饋送單元92、第一接地單元93及第二接地單元94被夾置于基板9l與接地板95之間，如圖9B所示。如此，原本可作為"雙向輻射單元的本發(fā)明第六實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線便僅能作為，即僅能單方向地發(fā)射或接收信號此外雖然在本發(fā)明第六實施例中，基板91與接地板95之間的距離為0.5mm，即約略為本發(fā)明第六實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線所能接收及發(fā)射的位于毫米波范圍內的高頻信號(其中心頻率約為60GHz)的波長(5mm)的0.1倍。但需注思的是，在不同的應用情況中，基板91與接地板95亦可相距不同的距離，如前述的位于毫米波范圍內的高頻信號的波長的0.05倍至0..2倍之間的距離最后，雖然在本發(fā)明第六實施例中，接地板95的材質為銅。但在不同的應用情況中，接地板95的材質亦可為鋁或金。圖9c是顯示當本發(fā)明第六實施例的寬頻共面波導槽頃入圓形極化天線運作時，如圖9B所示的情況，其在主波束方向上的返回損耗與天線操作頻率之間關系的示思圖，其中，曲線R是由IE3D仿真.軟件仿真而得的曲線。從圖9C中可看出，本發(fā)明第六實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線約略在57Gflz至65.5GHz:之間的頻段范圍內，其返回損耗均低于-1o-dB的頻寬。也就是說，本i明-第六實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線的返回損耗的10-dB頻寬約略為8.5GHz。圖9D是顯示本發(fā)明第六實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線在主波束方向上的軸化比率與天線操作頻率之間關系的示意圖，其中，曲線S是由IE3D仿真軟件仿真而得的曲線。從圖9D中可看出，本發(fā)明第六實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線約略在57.5GHz至64.5GHz之間的頻段范圍內，其主波束方向上的軸化比率均低于3-dB的頻寬。也就是說，本發(fā)明第六實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線的軸化比率的3-dB頻寬約略為7GHz。圖9E是顯示本發(fā)明第六實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線在主波束方向上的增益與天線操作頻率之間關系的示意圖，其中，曲線T是由IE3D仿真軟件仿真而得的曲線。從圖9E中可看出，本發(fā)明第六實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線約略在57GHz至68GHz之間的頻段范圍內具有大于2dB的增從上述圖9C、圖9D及圖9E可看出，本發(fā)明第六實施例的寬頻共面波導饋入圓形極化天線確實可于一介于59GHz及64GHz之間的頻段范圍內接收及發(fā)射-.圓形極化的高頻信號。綜上所述，當本發(fā)明的寬頻共面波導饋入圓形極化天線作為一"單向輻射單元"使用時，即被應用于單方向發(fā)射或接收信號的情況時，其基板(天線本體)與其接地板(背覆金屬導體)之間的距離可以縮其所接收及發(fā)射的圓形極化高頻信號的中心頻率波長的十分之一倍，小于己知的寬頻共面波導饋形極化天線的四分之一倍。因此，于毫米波頻段用中，本發(fā)明的寬頻共面波導饋入圓形極化天線度便可約略等于一信號處理單元的厚度，使得本的寬頻共面波導饋入圓形極化天線可與一信號處元一同被封裝于一印刷電路板中。此外，本發(fā)明頻共面波導饋入圓形極化天線經過適度調整便可在兩個頻段范圍內接收及發(fā)射一圓形極化的高號，而此兩個頻段范圍分別介于5.2GHz及5.8GHz之間(即現(xiàn)今的無線通訊頻段)，以及介于59GHz及64GHz之間(即未來的無線通訊頻段)。也就是說，本發(fā)明的寬頻共面波導饋入圓形極化天線無需大幅改變其天線結構，便可分別在現(xiàn)今的無線通訊頻段以及未來的無線通訊頻段(毫米波頻段)中操作。上述實施例僅是為了方便說明而舉例而已，本發(fā)明所主張的權利范圍自應以申請專利范圍所述為準，減至信號入圓的應的厚發(fā)明理單的寬分另lj頻信而非僅限于上述實施權利要求1、一種寬頻共面波導饋入圓形極化天線，其特征在于，包括一基板，具有一表面；一信號饋送單元，設置于該表面并包含一饋送條、一匹配部、一第一延伸部及一第二延伸部；一第一接地單元，設置于該表面并包含一第一接地條；以及一第二接地單元，設置于該表面并包含一第二接地條；其中，該第一延伸部及該第二延伸部分別自該匹配部延伸而出，且該匹配部電性連接至該饋送條、該第一延伸部及該第二延伸部，該饋送條則位于該第一接地條與該第二接地條之間。全文摘要本發(fā)明是關于一種寬頻共面波導饋入圓形極化天線，尤指一種可縮減其本身的厚度并可一信號處理單元一同被封裝于一印刷電路板中的寬頻共面波導饋入圓形極化天線。此天線包括一具有一表面的基板；一設置于此表面并包含一饋送條、一匹配部、一第一延伸部及一第二延伸部的信號饋送單元；一設置于此表面并包含一第一接地條的第一接地單元；以及一設置于此表面并包含一第二接地條的第二接地單元。其中，第一延伸部及第二延伸部是分別自匹配部延伸而出并與匹配部電性連接，饋送條則與匹配部電性連接，且位于第一接地條與第二接地條之間。文檔編號H01Q13/10GK101394018SQ200710153759公開日2009年3月25日申請日期2007年9月20日優(yōu)先權日2007年9月20日發(fā)明者張知難申請人:大同大學;大同股份有限公司