[發明專利]利用PIFA天線制造圓形極化波的天線系統

有效

• 申請號: 200810025830.4
• 申請日: 2008-01-12
• 公開（公告）號: CN101483279A
• 公開（公告）日: 2009-07-15
• 發明（設計）人: 陳彥銘;胡政吉
• 申請（專利權）人: 旭麗電子（廣州）有限公司;光寶科技股份有限公司
• 主分類號: H01Q21/24
• 分類號: H01Q21/24;H01Q3/34;H01P5/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明揭露一種天線系統，尤指一種可以運用線性極化天線 PIFA制造圓形極化波的天線系統。

背景技術

當今社會的科技一日千里，信息蓬勃發達，大量充斥的信息 的傳遞，均靠當今通訊技術的進步。而簡單地來說，通訊系統可 以分成三個部分，即是信息的傳送端、接收端，以及其間信息傳 遞的路徑。而信息傳遞的路徑要透過何種媒介來擔任呢？以現今 最流行的無線通訊而言，傳遞信息的媒介是電磁波，而負責接收 及傳遞電磁波的重要裝置就是天線。天線的好壞，直接影響數據 傳輸及接收的質量，因此在設計時不可不慎。在手持的通訊裝置 的設計愈趨輕薄短小的今天，天線的機構也進一步的縮小，目前 天線在手持的通訊裝置中有幾個常見的做法：

1.印刷式微帶(微型)天線：可利用PCB的制程來生產，因 此可以和系統機構更進一步的整合，或可稱為”印刷式天線”。

2.額外附加的微型天線：如平板式天線(Patch?Antenna)、平 面倒F型天線(Planner?Inverted?F?Antenna，PIFA)天線、表面黏著 天線(Surface?Mountable?Antenna)等等，其中較引人注目的PIFA天 線，具有一短路結構，可使天線的諧振長度由λ/2變成λ/4，使天 線的尺寸進一步縮小。

3.芯片型天線：如由陶瓷材料所制成的積層陶瓷芯片型天 線(Multi-layer?Ceramic?Base?Chip)、平板型金屬芯片天線(Planar? Metal-plate?Chip)等等，其中陶瓷材料因其介電常數較大，介電損 失較小，適合高頻通訊，而且天線本體體積亦較小。

若依據天線所傳輸或接收的波類型劃分，則天線可分為線性 極化天線以及圓形極化天線、橢圓形極化天線等等。線性極化天 線顧名思義，其傳輸或接收的電磁波為線性極化波，如上述PIFA 天線即為一線性極化天線，而圓形極化天線顧名思義，其傳輸或 接收的電磁波為圓形極化波，如上述Patch天線即為一圓形極化 天線。橢圓形極化天線顧名思義，其傳輸或接收的電磁波為橢圓 形極化波。一般而言，手持裝置若其訊號的發射是透過平面基地 臺，則大都使用線性極化波，如GSM等，因為平面之間訊號傳輸 的障礙較多，若采用圓形極化波傳輸，遇到障礙物時，很容易造 成訊號的衰減；但GPS的訊號傳遞中繼站為衛星系統，由衛星所 傳輸的訊號與地面接收器之間障礙少，故可采用圓形極化波。請 參照圖1，圖1為傳統技術的圓形極化天線的Patch天線的輻射場 型的示意圖。

線性極化天線的電路設計較簡單，天線費用低，指向性高， 但缺點也是因為指向性高，使得天線在接收數據時，需朝一特定 方向接收線性極化波，因此定位所需的時間較長，定位較緩慢。 圓形計劃天線的電路設計較復雜，天線的費用較高，但指向性較 低，因此定位所需的時間很短，定位迅速，定位誤差較少，而且 可以對抗多重路徑(multipath)。比較起來，線性極化天線對抗多重 路徑的能力弱，在高樓林立的環境下，多重路徑干擾嚴重的環境 下，所接收到訊號噪聲就很多。此兩者各有其優缺點，如何將此 二天線的優點結合，以制造一更完美的天線，實為當今天線設計 的一大課題。

發明內容

本發明目的在于提供一種將線性極化天線與圓形極化天線優 點結合的天線系統，即利用平面倒F型天線(其英文縮寫為PIFA， 英文全稱為Planner?Inverted?F?Antenna)制造圓形極化波的天線系 統，其包含一第一PIFA天線，一第二PIFA天線，一功率分配器， 一相位轉換器，以及一阻抗匹配網絡。

該第一PIFA天線包含一第一饋入點，該第二PIFA天線包含 一第二饋入點，該第二PIFA天線與該第一PIFA天線實質上互相 垂直，該第一PIFA天線的該第一饋入點與該第二PIFA天線的該 第二饋入點相對，并且兩天線的末端彼此互相連接。該功率分配 器耦接于該第一PIFA天線的第一饋入點及該第二PIFA天線的第 二饋入點，用來平均分配饋入該第一PIFA天線及該第二PIFA天 線的電場的功率。該相位轉換器耦接于該第二PIFA天線及該功率 分配器之間，用來使該二PIFA天線的相位相差90度。該阻抗匹 配網絡耦接于該功率分配器，用來校正該第一PIFA天線及該第二 PIFA天線的中心頻率偏移。