[发明专利]利用PIFA天线制造圆形极化波的天线系统

说明书

技术领域

本发明揭露一种天线系统，尤指一种可以运用线性极化天线 PIFA制造圆形极化波的天线系统。

背景技术

当今社会的科技一日千里，信息蓬勃发达，大量充斥的信息 的传递，均靠当今通讯技术的进步。而简单地来说，通讯系统可 以分成三个部分，即是信息的传送端、接收端，以及其间信息传 递的路径。而信息传递的路径要透过何种媒介来担任呢？以现今 最流行的无线通讯而言，传递信息的媒介是电磁波，而负责接收 及传递电磁波的重要装置就是天线。天线的好坏，直接影响数据 传输及接收的质量，因此在设计时不可不慎。在手持的通讯装置 的设计愈趋轻薄短小的今天，天线的机构也进一步的缩小，目前 天线在手持的通讯装置中有几个常见的做法：

1.印刷式微带(微型)天线：可利用PCB的制程来生产，因 此可以和系统机构更进一步的整合，或可称为”印刷式天线”。

2.额外附加的微型天线：如平板式天线(Patch Antenna)、平 面倒F型天线(Planner Inverted F Antenna，PIFA)天线、表面黏着 天线(Surface Mountable Antenna)等等，其中较引人注目的PIFA天 线，具有一短路结构，可使天线的谐振长度由λ/2变成λ/4，使天 线的尺寸进一步缩小。

3.芯片型天线：如由陶瓷材料所制成的积层陶瓷芯片型天 线(Multi-layer Ceramic Base Chip)、平板型金属芯片天线(Planar  Metal-plate Chip)等等，其中陶瓷材料因其介电常数较大，介电损 失较小，适合高频通讯，而且天线本体体积亦较小。

若依据天线所传输或接收的波类型划分，则天线可分为线性 极化天线以及圆形极化天线、椭圆形极化天线等等。线性极化天 线顾名思义，其传输或接收的电磁波为线性极化波，如上述PIFA 天线即为一线性极化天线，而圆形极化天线顾名思义，其传输或 接收的电磁波为圆形极化波，如上述Patch天线即为一圆形极化 天线。椭圆形极化天线顾名思义，其传输或接收的电磁波为椭圆 形极化波。一般而言，手持装置若其讯号的发射是透过平面基地 台，则大都使用线性极化波，如GSM等，因为平面之间讯号传输 的障碍较多，若采用圆形极化波传输，遇到障碍物时，很容易造 成讯号的衰减；但GPS的讯号传递中继站为卫星系统，由卫星所 传输的讯号与地面接收器之间障碍少，故可采用圆形极化波。请 参照图1，图1为传统技术的圆形极化天线的Patch天线的辐射场 型的示意图。

线性极化天线的电路设计较简单，天线费用低，指向性高， 但缺点也是因为指向性高，使得天线在接收数据时，需朝一特定 方向接收线性极化波，因此定位所需的时间较长，定位较缓慢。 圆形计划天线的电路设计较复杂，天线的费用较高，但指向性较 低，因此定位所需的时间很短，定位迅速，定位误差较少，而且 可以对抗多重路径(multipath)。比较起来，线性极化天线对抗多重 路径的能力弱，在高楼林立的环境下，多重路径干扰严重的环境 下，所接收到讯号噪声就很多。此两者各有其优缺点，如何将此 二天线的优点结合，以制造一更完美的天线，实为当今天线设计 的一大课题。

发明内容

本发明目的在于提供一种将线性极化天线与圆形极化天线优 点结合的天线系统，即利用平面倒F型天线(其英文缩写为PIFA， 英文全称为Planner Inverted F Antenna)制造圆形极化波的天线系 统，其包含一第一PIFA天线，一第二PIFA天线，一功率分配器， 一相位转换器，以及一阻抗匹配网络。

该第一PIFA天线包含一第一馈入点，该第二PIFA天线包含 一第二馈入点，该第二PIFA天线与该第一PIFA天线实质上互相 垂直，该第一PIFA天线的该第一馈入点与该第二PIFA天线的该 第二馈入点相对，并且两天线的末端彼此互相连接。该功率分配 器耦接于该第一PIFA天线的第一馈入点及该第二PIFA天线的第 二馈入点，用来平均分配馈入该第一PIFA天线及该第二PIFA天 线的电场的功率。该相位转换器耦接于该第二PIFA天线及该功率 分配器之间，用来使该二PIFA天线的相位相差90度。该阻抗匹 配网络耦接于该功率分配器，用来校正该第一PIFA天线及该第二 PIFA天线的中心频率偏移。