[發明專利]圓極化天線

有效

• 申請號: 201110418583.6
• 申請日: 2011-12-14
• 公開（公告）號: CN103165972A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 譚瑋;林長春;陳松琳;陳華明;許瑞展;陳建宏
• 申請（專利權）人: 中國鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 馬麗娜;盧江

技術領域

本發明是有關于一種天線，特別是指一種單饋入寬帶圓極化天線。

背景技術

隨著無線射頻技術（RFID）于物流應用的逐漸普及，收發貨物不再需要繁復的人力清點統計，并且以RFID技術盤點貨物以及統計庫存也得以更快速且正確，而大大的降低庫存過高或不足的控管風險，但此一優勢必須建立在良好無誤的射頻訊號收發及辨識基礎。在貨物盤點的應用上，圓極化天線相較于線性極化天線更能克服多重路徑差等非理想環境因素的干擾，所以更適合作為RFID技術的應用。

一般平面的圓極化天線設計可以分為單饋入及雙饋入兩種方式，該單饋入的方式如論文“Circularly?polarized?microstrip?antenna?with?a?tuning?stub,”Electron.?Lett.,?vol.?34,?pp.?831-832,?April?30,?1998.中所提及的于一單層介質基板設計的天線的輻射金屬片內挖槽縫或是另外加入單個金屬微擾片即可達成圓極化的設計，但該種設計方式卻有3dB軸比（axial?ratio）頻寬偏窄（小于線性輻射頻寬的三分之一）的缺點；并且，由于該種天線的金屬微擾片或槽縫的數目都僅為單個，且該種天線的頻寬偏窄，所以只要對該微擾片或槽縫微調都會造成圓極化輻射頻帶范圍的大幅變動，進而增加設計時的困難度以及降低量產時的穩定度及良率。

所以為了進一步解決上述的缺點，一種如中華民國專利第200926521公開號的雙饋入圓極化天線于是被提出，該種設計雖能解決圓極化頻寬不足的問題，且較大的頻寬特性對于天線結構上些微的變異所造成的頻帶偏移或頻寬變化的變動的百分比就較低，而增加實際應用的穩定度及量產的良率，但該種雙饋入圓極化天線卻會因其使用的威金森功率分配器（Wilkinson?power?divider）或支路耦合器（branch-line?coupler）等電路造成額外的功率損耗、設計的復雜度及量產成本。

發明內容

因此，本發明的目的是提供一種可以提供較大頻寬且無需額外電路的圓極化天線設計。

于是，本發明的圓極化天線，包含接地部、主輻射片、兩個微擾片及用以傳遞訊號的饋入單元。

該主輻射片間隔地重迭于該接地部之上。該等微擾片相間隔地從該主輻射片的周緣凸出且沿著將該主輻射片區分為兩實質地相對稱結構的第一直線排列。該饋入單元包括第一電位部及第二電位部，該第一電位部電連接于該接地部，該第二電位部電連接于該主輻射片。借助該等微擾片的配置，該輻射單元可共振出兩極化方向實質地垂直的共振模態，且再通過調整該等微擾片的長度使該等共振模態的相位實質地相差九十度，即可達到圓極化操作。

本發明的功效為提供一種寬帶且為單饋入式的圓極化天線，在不額外增加電路設計的情形下仍可具有寬帶及量產穩定度的特性。

附圖說明

圖1是本發明圓極化天線的較佳實施例的立體圖，說明主輻射片為圓形；

圖2是該較佳實施例的平面圖，說明該主輻射片為圓環形；

圖3是該較佳實施例的平面圖，說明該主輻射片為方形；

圖4是該較佳實施例的平面圖，說明該主輻射片為方環形；

圖5是該較佳實施例模擬的反射損失圖；

圖6是該較佳實施例模擬的史密斯圖；

圖7是該較佳實施例在頻帶內模擬的軸比值的變化圖；及

圖8是該較佳實施例在該頻帶內仿真的天線增益變化圖。

具體實施方式

有關本發明的前述及其它技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式的較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

參閱圖1至圖4，是本發明圓極化天線的較佳實施例，該實施例的圓極化天線應用在920?MHz的操作頻率，包含接地部1、主輻射片2、兩個微擾片3、第一匹配凸部4、第二匹配凸部5，及用以傳遞訊號的饋入單元6。

該接地部1為金屬材質并形成于第一基板7的表面71，該主輻射片2為金屬材質并形成于第二基板8的表面81，且該第二基板8間隔地重迭于該第一基板7之上。在本實施例中該第一基板7及該第二基板8是玻璃纖維板（FR4），但實際應用時也可以是別種可支撐該主輻射片2及該接地部1的其它非導體材質，或是并無該第一基板7及第二基板8而以其它方式固定該主輻射片2及該接地部1。該主輻射片2的形狀除了圖1所示的圓形，也可以是如圖2所示的圓環形、圖3所示的方形或圖4所示的方環形。

該等微擾片3相間隔地從該主輻射片2的周緣21凸出且沿著將該主輻射片2區分為兩實質地相對稱結構的第一直線L1排列。