專利名稱：直接饋電型貼片天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供了 一種直接饋電型貼片天線(direct feeding type patch antenna),且更具體地i兌，4是供了 一種具有高增益、改良的軸比帶寬(axial ratio bandwidth)和小體積的貼片天線。
背景技術(shù)：
貼片天線是通過在襯底上形成微帶圖形而制造的天線。貼片天線的體積 小且重量輕。且，所述貼片天線能夠很容易地實現(xiàn)排列、集成和極化控制 (polarization-control)。
現(xiàn)在，將結(jié)合圖1和圖2在下文中對現(xiàn)有的貼片天線的結(jié)構(gòu)進行描述。
圖1是示出標準的貼片天線的透視圖，且圖2是示出用來實現(xiàn)圓極化 (circular-polarization)的貼片天線的頂一見圖。
如圖l所示，被廣泛應用的線性貼片天線20通常被配置為縫隙(aperture) 形成在接地板(ground plate)21上。在所述線性貼片天線20中，饋電線22被 安置在槽23的中心且進一步從槽23中突出X/4的長度以來顯示只產(chǎn)生線性極 化的特性。
這樣的線性貼片天線20存在一個問題，即，由于它具有一個單一槽，因 此要不可避免地增加其大小來調(diào)整共振頻率。
為了陳述和解決上述問題，具有圖2所示的兩個槽31和32的圓極化貼 片天線30被建議。所述圓極化貼片天線30由在一邊上具有人/4的延遲線(delay line)33的饋電線34形成以用來實現(xiàn)圓極化。這樣的圓極化貼片天線30具有 良好的傳輸特性且具有較少的多反射干擾(multiple reflection interference),其適 用于廣播和通信。然而，由于用于雙重饋電的圓極化貼片天線30要求雙重延 遲(dual dday)饋電線33和兩個縫隙例如槽31和32的設計，因此其存在一個 問題，即，在微波電路(microwave circuit)中被安裝的時候，由于其復雜的結(jié)構(gòu)，整個電路的小型化不能夠被實現(xiàn)，且由于生產(chǎn)率的下降，制造成本會增 加。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的被做出以來解決在現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)生的上述問題，且 本發(fā)明的一個目的是為了提供一種具有高增益且能被小型化的貼片天線。
技術(shù)方案
為了達到本發(fā)明的上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例，提供了
一種直接饋電型貼片天線，其包括饋電元件，具有放射狀地(radially)形成在 從饋電中心部分彼此相對垂直方向上的直接饋電點；四個直接饋電圓柱形支 柱(cylindricalpillars),在其一端與上述直接饋電點相電連接；輻射貼片，安置 在上述饋電元件對面且與上述直接饋電圓柱形支柱的另外一端相電連接，用 來允許電信號被直接饋電。
更好地，所述直接饋電型貼片天線進 一 步包括由陶乾材料(ceramic material)構(gòu)成的耦合器(coupler)。
在這種情況下，更好地，所述耦合器是奇數(shù)級(oddnumber-stage)耦合器。 技術(shù)效果
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，輻射貼片的直接饋電點和金屬貼片的金屬板通 過直接饋電圓柱形支柱互相直接地連接在一起，因此能實現(xiàn)可以被小型化的 貼片天線。
此外，根據(jù)本發(fā)明的貼片天線，金屬板被用做金屬貼片以降低由于介電 物質(zhì)(dielectric substance)的輻射損失來提高天線的增益。


圖1是示出標準的貼片天線的透視圖2是示出用來實現(xiàn)圓極化的貼片天線的頂視圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的第 一個示例性實施例的貼片天線的分解透視圖;
圖4是示出圖3的貼片天線的組裝狀態(tài)的側(cè)視圖；且
圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的第二個示例性實施例的貼片天線的分解透視圖。
具體實施例方式
根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實施例的直接饋電型貼片天線的結(jié)構(gòu)將參考圖 3和圖4在下文進行說明。圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的第一個示例性實施例的貼 片天線的分解透視圖，且圖4是示出圖3的貼片天線的組裝狀態(tài)的側(cè)視圖。
如圖3和圖4所示，才艮據(jù)本發(fā)明的第一個示例型實施例的直接饋電型貼 片天線(下文，簡稱"貼片天線")100包括饋電元件110，直接饋電圓柱形支柱 130和輻射貼片140。
饋電元件110包括用來接收外部無線信號和執(zhí)行饋電梯:作的襯底112,和 安置在所述襯底112 —面上的圖形區(qū)段114,圖形區(qū)段114用微帶圖形 (micro-strip pattern)l 16來形成。圖形區(qū)段114用使用威爾金森分配器 (Wilkinson divider)的四個直接饋電點！ 18來形成以增加軸比帶寬。直接饋 電點118放射狀地形成在從饋電中心部分120按照預定距離;f皮此相對垂直方 向上的位置處，因此各個饋電點118之間的相位可變?yōu)?度、90度、180度 和270度。直接饋電點118最好形成在從饋電中心部分120等同的距離上， 但并不局限于此。村底112和圖形區(qū)段114可以以單一模塊來形成。在直接 饋電點118上，形成多個用于電互相連接直接饋電點118和輻射貼片140的 多個圓柱形支柱130以直接將電信號饋電給輻射貼片140。
在普通耦合饋電的情況下，由于介電物質(zhì)被用做為制造輻射貼片的材料， 由介電物質(zhì)引起的損失不可避免地會發(fā)生，因而會造成輻射效率的下降。此 外，由于現(xiàn)有貼片天線利用傳輸線的饋電終端和被輻射的金屬貼片之間的耦 合來執(zhí)行饋電操作，因此存在一個問題，即，貼片天線的高度會增加。然而，本發(fā)明的直接饋電貼片天線經(jīng)由圓柱形支柱130直接向輻射貼片 140饋電，因此貼片天線的高度能被減小以實現(xiàn)貼片天線IOO的小型化且增強 輻射效率。
本發(fā)明的直接饋電貼片天線的操作將在下文進行描述。
被饋電到饋電元件的電信號經(jīng)由耦合器117通過分配器按給定的相位差 被分配。被分配的信號經(jīng)由圓柱形支柱130被直接饋電給輻射貼片140,且由 于經(jīng)由圓柱形支柱130祐j責電到輻射貼片140的信號的相位差，圓極化被輻 射到外部。在根據(jù)本發(fā)明的貼片天線的情況下，具有90度相位差的四個信號 經(jīng)由四個直接饋電點118向輻射貼片饋電，因此軸比帶寬的特性能被提高且 與耦合饋電相比，通過使用直接饋電可以進一步提高電力轉(zhuǎn)換效果。并且， 金屬板，而不是介電物質(zhì)，被用做為貼片天線的上部貼片，以將由于介電物 質(zhì)引起的輻射損失減小到最小從而來提高天線的增益。
當本發(fā)明被應用到用于RFID讀寫器的天線的時候，標簽識別距離可以增 加且關(guān)于標簽定向性(directionality)的特性能被提高。
現(xiàn)在，根據(jù)本發(fā)明的第二個示例性實施例的直接饋電型貼片天線的結(jié)構(gòu) 將參考圖5在下文進行描述。
圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的第二個示例性實施例的貼片天線的分解透視圖。
如圖5所示，根據(jù)第二個示例性實施例的貼片天線200的特征在于根據(jù) 第一個示例性實施例的貼片天線100的微帶耦合器117用三級陶瓷耦合器217 來替代。
為了實現(xiàn)使用微帶耦合器117的雙重極化，其要求多級耦合器117應該 被聯(lián)合以來提高隔離度(isolation)。然而，在這種情況下，存在一個問題，即， 天線的物理大小由于所述多級耦合器117被增大，且根據(jù)耦合器H7的配置， 線損失(lineloss)增加，導致天線的增益減小。
如上，當微帶耦合器被三級陶乾耦合器替代的時候，與由微帶線構(gòu)成的 耦合器相比，其物理大小能被進一步減小，且天線的隔離度通過三級配置能 被提高。此外，才艮據(jù)第二示例性實施例的貼片天線200能明顯地降低通過陶 瓷耦合器使用的線損失，以增強輻射效率。在第二個示例性實施例中，已經(jīng)描述了陶資耦合器217使用三級配置， 但本發(fā)明的精神并不局限于此。當然，其能通過使用配置奇數(shù)級例如五級、 七級等的陶乾耦合器217來實現(xiàn)本發(fā)明的所述貼片天線。
盡管本發(fā)明已經(jīng)結(jié)合特定的闡述性實施例進行了說明，但其不被所揭示 的示例性實施例所限制，而只被附加的權(quán)利要求所限制。本領(lǐng)域的技術(shù)人員 在不脫離由權(quán)利要求定義的本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以對其進行各種 4務改、添加和替4奐。
權(quán)利要求
1、一種直接饋電型貼片天線，其包括饋電元件，具有放射狀地形成在從饋電中心部分彼此相對垂直方向上的直接饋電點；四個直接饋電圓柱形支柱，在其一端與上述直接饋電點相電連接；和輻射貼片，安置在上述饋電元件對面且與上述直接饋電圓柱形支柱的另外一端相電連接，用來允許電信號被直接饋電。
2、 一種直接饋電型貼片天線，其包括耦合器，由陶瓷材料構(gòu)成且在其一端與饋電區(qū)段相電連接，以提高被饋 電的信號與所述饋電區(qū)段的隔離度；饋電元件，與上述耦合器的另外一端相電耦合，所述饋電元件具有放射 狀地形成在從饋電中心部分彼此相對垂直方向上的直接饋電點；四個直接饋電圓柱形支柱，在其一端與上述直接饋電點相電連接；和 輻射貼片，安置在上述饋電元件對面且與上述直接饋電圓柱形支柱的另 外一端相電連接，用來允許電信號被直接饋電。
3、 如權(quán)利要求2所述的直接饋電型貼片天線，其中，所述耦合器是奇數(shù)級耦 合器。
4、 如權(quán)利要求1或2所述的直接饋電型貼片天線，其中，所述饋電元件包括 襯底和形成在所述襯底的一個表面上的圖形區(qū)段，所述圖形區(qū)段用微帶圖形 來形成。
5、 如權(quán)利要求1或2所述的直接饋電型貼片天線，其中，所述天線被應用到 射頻識別RFID天線中。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種直接饋電型貼片天線。根據(jù)本發(fā)明的所述直接饋電型貼片天線包括饋電元件110，具有放射狀地形成在從饋電中心部分120彼此相對垂直方向上的直接饋電點118；四個直接饋電圓柱形支柱130，在其一端與上述直接饋電點118相電連接；和輻射貼片140，安置在上述饋電元件110對面且與上述直接饋電圓柱形支柱130的另外一端相電連接，用來允許電信號被直接饋電。所述直接饋電型貼片天線進一步包括由陶瓷材料構(gòu)成的耦合器。根據(jù)本發(fā)明，其能實現(xiàn)一種具有高增益、改良的軸比帶寬和小體積的貼片天線。
文檔編號H01Q1/24GK101589508SQ200780043985
公開日2009年11月25日 申請日期2007年10月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月9日
發(fā)明者徐承嶪, 成元模, 李允馥, 柳秉勛 申請人:株式會社Emw天線