[发明专利]天线结构装置及其所组成的多波束天线阵列系统

说明书

技术领域

本发明关于一种天线结构装置及其所组成的多波束天线阵列系统。

背景技术

天线阵列(antenna array)由多个等向性(isotropic)的辐射体，例如天线所组成。天线阵列通过所流经的电流以造成振幅和相位的差异。相比于单一天线，天线阵列具有更高的操控性。因此，天线阵列拥有较广的适用范围。

举例来说，多波束天线阵列(multi-beam antenna array)常用于近场微波成像的应用中。在近场微波成像的应用中，辐射源以球面波的形式通过透镜聚焦在焦平面的天线阵列上。成像平面越大，所需要的焦平面曲率越大。因此，在焦平面上的接收天线阵列就需要适应曲率而旋转。然而，若应用旋转的天线阵列，则不仅各阵列单元的辐射场型会彼此互相干扰，且连接后端射频电路的传输线线路也会相当复杂，进而导致分辨率下降和需要消耗相当可观的能量。

因此，业界所需要的是一种天线结构装置，其可以排列形成一多波束的天线阵列，其不仅可以重组天线的辐射波束方向，且又可以抗同波段噪声干扰。该排列而成的多波束天线阵列不需要移动或旋转天线本体，就可以满足于透镜天线的多波束需求，并抑制旁波束(side lobe level)，维持透镜的空间解析能力。本发明即提供该天线结构装置及多波束天线阵列。

发明内容

本发明公开了一种天线结构装置，包含一衬底、一第一天线单元和一第二天线单元。该衬底具有一第一表面和相对该第一表面的一第二表面。该第一天线单元设置于该第一表面，并在其外侧边缘处具有至少一内宽外窄的第一扇形槽缝。该第二天线单元设置于该第二表面，并通过一连接孔连接穿过该衬底连接至该第一天线单元。该至少一第一扇形槽缝的半径为该天线结构装置的中心频率的四分之一波长的奇数整数倍。

本发明公开了一种多波束天线阵列系统，包含一衬底和多个天线结构装置。该衬底具有一第一表面和相对该第一表面的一第二表面。这些天线结构装置设置于该衬底上，并呈阵列排列。每一天线结构装置都包含一第一天线单元和一第二天线单元。每一第一天线单元设置于该第一表面，并在其外侧边缘处具有至少一内宽外窄的第一扇形槽缝。每一第二天线单元设置于该第二表面，并通过一连接孔连接穿过该衬底连接至一第一天线单元。该至少一第一扇形槽缝的半径为该多波束天线阵列系统的中心频率的四分之一波长的奇数整数倍。

本发明公开的天线结构装置利用扇形槽缝结构，达成使该天线结构装置的辐射场型偏向的目的。

上文已经概略地叙述本发明的技术特征，并使下文的详细描述得以获得较好的理解。构成本发明权利要求的其它技术特征将描述于下文。本发明所属技术领域中普通技术人员应该可以理解，下文公开的概念与特定实施例可以作为基础而相当轻易地予以修改或设计其它结构或工艺而实现与本发明相同的目的。本发明所属技术领域中普通技术人员也应该可以理解，这类等同的替换并无法脱离后附的权利要求所提出的本发明的精神和范围。

附图说明

图1显示本发明一实施例的一天线结构装置的示意图；

图2显示本发明一实施例的一天线单元的局部放大图；

图3显示本发明一实施例的一天线结构装置的辐射场型图；

图4显示本发明的另一实施例的一天线结构装置的示意图；

图5显示本发明的另一实施例的一天线结构装置的辐射场型图；以及

图6显示本发明一实施例的多波束天线阵列系统的示意图。

【主要元件符号说明】

100    天线结构装置

102    衬底

104    第一天线单元

106    第二天线单元

150    第一扇形槽缝

170    第一表面

180    第二表面

190    连接孔

400    天线结构装置

402    衬底

404    第一天线单元

406    第二天线单元

460    第二扇形槽缝

600    多波束天线阵列系统

602    衬底

604    天线结构装置

690    透镜

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。