[發明專利]雙指向性多輸入多輸出天線單元及其陣列

有效

• 申請號: 201410211271.1
• 申請日: 2014-05-19
• 公開（公告）號: CN104009298B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 廖昌倫;沈俊銘
• 申請（專利權）人: 中華電信股份有限公司
• 主分類號: H01Q21/00
• 分類號: H01Q21/00;H01Q1/38;H01Q1/52
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司44224
• 代理人: 黃曉慶

技術領域

本發明涉及關于一種雙指向性天線單元及其陣列，特別是涉及一種雙指向性多輸入多輸出天線單元及其陣列。

背景技術

近年來，公眾無線局域網絡(Public?Wireless?Local?Area?Network,PWLAN)蓬勃發展，建置區域與規模亦越發浩大，并越來越重視能夠區域完整涵蓋之熱區(Hot?Zone)建置，于設備采用上，亦已從早期的802.11a/b/g設備走向支持多輸入多輸出(Multiple?Input?Multiple?Output，簡稱：MIMO)技術的802.11n設備；如何提供適地需求的建置規劃方案，以完整涵蓋為前提的情況提供適當容量規劃，同時兼顧降低建置與維運成本等，是PWLAN網絡建置規劃的重要課題，其中天線工程的設計與優化扮演關鍵角色。

現有的全向性(Omni-directional)天線其涵蓋角度為360°，對于需帶狀涵蓋的街道或走廊來說，除浪費兩側垂直的設備能量外，亦可能與鄰近設備因涵蓋區隔不足，造成重疊涵蓋的相互干擾問題，不利于高密度/高容量涵蓋的建置規劃；至于現有的單指向性(Uni-directional)天線，雖有利于良好涵蓋區隔的規劃，但針對部分容量需求不高的帶狀街道或走廊，仍需同時建置兩組天線及功率組合器整合，甚至兩部無線網絡設備來進行完整涵蓋，建置復雜度與建置成本將大幅提高；于是，現有技術發展出具雙指向性天線裝置，例如：臺灣專利第1262624號所揭露的「雙向天線裝置，定向特性調整方法」描述一種利用多層基板將兩組具單指向性天線架構組合，用于道路或鐵路等細長動作路徑的電波涵蓋，然而，此天線裝置需利用多層基板壓合技術，因此，設計復雜度高，且訊號饋入端連接不易；而臺灣專利第201328015號所揭露的「具雙輻射場型之天線裝置」描述一種利用一基板，其上有漸進式槽孔天線或八木天線的第一天線單元與貼片天線的第二天線單元所組合而成具雙幅射場型的天線裝置，但因兩種天線單元采不同的天線架構，若特性上有性能均一性需求時，設計困難度高，且此設計需特別利用盲埋孔的加工制作，因此，制作成本高；臺灣專利第201134004號所揭露的「平面雙向輻射天線」描述一種利用第一反射件、第二反射件、第三反射件于垂直投影面上包圍天線本體的方式，致使平面雙向輻射天線產生兩波束，達到雙向輻射的效果，但因需透過外加反射體的設計達到此功效，因此，天線體積仍然過大，較無法達到微型化的設計目的，以上所提及的現有技術目前仍只有單一訊號輸出端口，若應用在MIMO天線系統上，仍存在設計不易及制作成本高的缺憾。

發明內容

本案發明人鑒于上述習用方式所衍生的各項缺點，乃亟思加以改良創新，并經多年苦心孤詣潛心研究后，終于成功研發完成一種雙指向性MIMO天線單元及其陣列。

為解決現有技術遇到的問題，本發明的目的為提供一種雙指向性多輸入多輸出天線，其利用兩組極化槽孔耦合饋入方式作為訊號激發源，產生具雙指向性的輻射場型，以設置雙指向性的通訊涵蓋范圍。

為達上述目的，本發明提供一種雙指向性多輸入多輸出天線單元，其包含設有第一輻射單元的第一天線基板、設有第二輻射單元的第二天線基板、以及設在二天線基板之間的功率分波器基板。功率分波器基板并與各天線基板相距一間隔，以透過間隔距離來調整天線結構的輻射特性。而功率分波器基板的二面分別設有第一槽孔層以及第二槽孔層，而第一槽孔層開槽設置了用來耦合第一輻射單元的上表面槽孔組，第二槽孔層則是開槽設置了用來耦合第二輻射單元的下表面槽孔組，且功率分波器基板內更設置了用來耦合上、下表面槽孔組的饋入網絡單元組，當饋入網絡單元組接收輸入訊號后，訊號透過饋入網絡單元組、槽孔、輻射單元間所耦合形成的路徑進行傳輸，并激勵二個輻射單元產生二個方向的輻射波束。