[发明专利]双指向性多输入多输出天线单元及其阵列

说明书

技术领域

本发明涉及关于一种双指向性天线单元及其阵列，特别是涉及一种双指向性多输入多输出天线单元及其阵列。

背景技术

近年来，公众无线局域网络(Public Wireless Local Area Network,PWLAN)蓬勃发展，建置区域与规模亦越发浩大，并越来越重视能够区域完整涵盖之热区(Hot Zone)建置，于设备采用上，亦已从早期的802.11a/b/g设备走向支持多输入多输出(Multiple Input Multiple Output，简称：MIMO)技术的802.11n设备；如何提供适地需求的建置规划方案，以完整涵盖为前提的情况提供适当容量规划，同时兼顾降低建置与维运成本等，是PWLAN网络建置规划的重要课题，其中天线工程的设计与优化扮演关键角色。

现有的全向性(Omni-directional)天线其涵盖角度为360°，对于需带状涵盖的街道或走廊来说，除浪费两侧垂直的设备能量外，亦可能与邻近设备因涵盖区隔不足，造成重叠涵盖的相互干扰问题，不利于高密度/高容量涵盖的建置规划；至于现有的单指向性(Uni-directional)天线，虽有利于良好涵盖区隔的规划，但针对部分容量需求不高的带状街道或走廊，仍需同时建置两组天线及功率组合器整合，甚至两部无线网络设备来进行完整涵盖，建置复杂度与建置成本将大幅提高；于是，现有技术发展出具双指向性天线装置，例如：台湾专利第1262624号所揭露的「双向天线装置，定向特性调整方法」描述一种利用多层基板将两组具单指向性天线架构组合，用于道路或铁路等细长动作路径的电波涵盖，然而，此天线装置需利用多层基板压合技术，因此，设计复杂度高，且讯号馈入端连接不易；而台湾专利第201328015号所揭露的「具双辐射场型之天线装置」描述一种利用一基板，其上有渐进式槽孔天线或八木天线的第一天线单元与贴片天线的第二天线单元所组合而成具双幅射场型的天线装置，但因两种天线单元采不同的天线架构，若特性上有性能均一性需求时，设计困难度高，且此设计需特别利用盲埋孔的加工制作，因此，制作成本高；台湾专利第201134004号所揭露的「平面双向辐射天线」描述一种利用第一反射件、第二反射件、第三反射件于垂直投影面上包围天线本体的方式，致使平面双向辐射天线产生两波束，达到双向辐射的效果，但因需透过外加反射体的设计达到此功效，因此，天线体积仍然过大，较无法达到微型化的设计目的，以上所提及的现有技术目前仍只有单一讯号输出端口，若应用在MIMO天线系统上，仍存在设计不易及制作成本高的缺憾。

发明内容

本案发明人鉴于上述习用方式所衍生的各项缺点，乃亟思加以改良创新，并经多年苦心孤诣潜心研究后，终于成功研发完成一种双指向性MIMO天线单元及其阵列。

为解决现有技术遇到的问题，本发明的目的为提供一种双指向性多输入多输出天线，其利用两组极化槽孔耦合馈入方式作为讯号激发源，产生具双指向性的辐射场型，以设置双指向性的通讯涵盖范围。

为达上述目的，本发明提供一种双指向性多输入多输出天线单元，其包含设有第一辐射单元的第一天线基板、设有第二辐射单元的第二天线基板、以及设在二天线基板之间的功率分波器基板。功率分波器基板并与各天线基板相距一间隔，以透过间隔距离来调整天线结构的辐射特性。而功率分波器基板的二面分别设有第一槽孔层以及第二槽孔层，而第一槽孔层开槽设置了用来耦合第一辐射单元的上表面槽孔组，第二槽孔层则是开槽设置了用来耦合第二辐射单元的下表面槽孔组，且功率分波器基板内更设置了用来耦合上、下表面槽孔组的馈入网络单元组，当馈入网络单元组接收输入讯号后，讯号透过馈入网络单元组、槽孔、辐射单元间所耦合形成的路径进行传输，并激励二个辐射单元产生二个方向的辐射波束。