[发明专利]复合式天线单元及其阵列天线

说明书

本发明涉及一种复合式天线单元及其阵列天线，本发明的天线是由贴片天线和槽孔天线组合成的三层架构。第一层是共振条件为二分之一波长的贴片天线，第二层是共振条件为二分之一波长的槽孔天线，第三层是传输线与馈入点位置。整个复合式天线单元耦合达成共振条件，信号由该传输线馈入，以耦合的形式到该槽孔天线，该槽孔天线信号再耦合一次到贴片天线。复合式阵列天线具有良好的天线增益表现，相较于单一贴片天线或是单一槽孔天线，大幅提升天线带宽。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及一种复合式天线单元和一种复合式阵列天线。

背景技术

随着移动通讯技术的发展，手机、PAD、笔记本电脑等逐渐成为生活中不可或缺 的电子产品，并且该类电子产品都更新为增加天线系统使其具有通讯功能的电子通讯 产品。而随着所要求的传输速度与传输量大幅的增加，信号传输所使用的频率也越来 越高。在传输速度及传输量越大的装置或技术，其使用的频率都已落于GHz的频段也 就是毫米波的区域，因此毫米波将是下一代的主要通讯技术亦即现称的5G系统。

5G作为全球业界的研发焦点，其中，毫米波天线因具有的高载频、大带宽特性是实现5G超高数据传输速率的主要保障。在毫米波天线的设计上需要高指向与高增益 特性，但目前的技术中，单一贴片天线(patch antenna)或是单一槽孔天线(slot antenna) 都具有带宽较窄的问题。

另外，一般传统的FR4(Flame Retardant 4)基板使用的频率为10GHz以下，在高频天线设计上由于损耗过大并不适用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带宽覆盖范围广以改善频宽窄的问题，使用贴片天线(patch antenna)和槽孔天线(slot antenna)组合式架构改善单一贴片天线(patchantenna)或 是单一槽孔天线(slot antenna)带宽过于狭小的问题。

本发明的另一目的在于提供一种应用LCP(液晶高分子)材料为基板的贴片天线(patch antenna)和槽孔天线(slot antenna)组合式架构的1×4阵列天线，LCP(液晶高分子) 材料具有低损耗、低吸水率以及具有可塑性的特点，在设计天线提供良好的特性。

一方面，本发明提供了一种复合式天线单元，包括：一第一基板，具有一上表面及一相对于该上表面的下表面；一贴片天线，设置在该第一基板的该上表面，且该贴片天 线的共振条件为二分之一波长；一第二基板，具有一上表面及一相对于该上表面的下表 面，且具有做为馈入点的一盲孔；一槽孔天线，由设置在该第二基板的该上表面及该第 一基板的该下表面之间的金属层具有一狭缝所形成，且该槽孔天线的共振条件为二分之 一波长；一传输线，设置在该第二基板的该下表面，且该传输线对应该盲孔，用于耦合 信号馈入至该槽孔天线；整个复合式天线单元使用耦合的形式达成共振条件，信号由该 传输线馈入，以耦合的形式到该槽孔天线，该槽孔天线信号再耦合一次到该贴片天线。

在本发明的一个实施例中，该槽孔天线的狭缝与该传输线方向为互相垂直。

在本发明的一个实施例中，该贴片天线由二个二分之一波长共振条件的贴片天线单 元与一段连接该贴片天线单元的线段所组成，其中该线段的位置与该槽孔天线的狭缝的 一端边缘对齐。

在本发明的一个实施例中，该贴片天线单元可为方形、矩形、圆形、椭圆形、三角形、扇形、环型或环扇形中一种的相似几何形状的贴片天线。

在本发明的一个实施例中，该传输线馈入与该槽孔天线耦合的位置是距离该狭缝中 心0.26波长的位置。

在本发明的一个实施例中，该第一基板与第二基板为液晶高分子材料基板。

另一方面，本发明提供了一种复合式阵列天线，包括上述任意一项所述的复合式天 线单元实现的1×4阵列天线。