TWI868965B

TWI868965B - 可調頻段之高增益天線

Info

Publication number: TWI868965B
Application number: TW112138125A
Authority: TW
Inventors: 陳華明; 林憶芳; 莊詠翔; 古翔升
Original assignee: 國立高雄科技大學
Priority date: 2023-10-04
Filing date: 2023-10-04
Publication date: 2025-01-01
Also published as: TW202516785A

Abstract

本發明係有關於一種可調頻段之高增益天線，係包括一反射板單元、一偶極天線單元與H形槽孔共振天線單元；H形槽孔共振天線單元利用支撐件支撐並以相距第一距離的間隔設於偶極天線單元上方，偶極天線單元也利用支撐件支撐而以相距第二距離的間隔設於反射板單元上方；據此，透過設計一可激發之偶極天線，再利用該偶極天線耦合H形槽孔共振天線，使整體天線增益具有兩組共振器(偶極天線與H形槽孔天線)增益之總和，並於後方加入反射板將輻射控制於單側方向，以有效提高整體天線增益。另外，操作於低頻時，電場路徑是先由偶極天線激發能量後經過反射面再透過槽孔輻射能量；而操作於高頻時，電場路經會由偶極天線直接透過槽孔輻射。再者，適當的調整反射板和偶極天線間的距離，其共振頻率可由雙頻調整至寬頻，形成可調頻段的高增益天線。

Description

可調頻段之高增益天線

本發明係有關於一種天線，尤其是指一種能有效提高整體增益及可調頻段的天線，可使該天線陣列適用於5G FR1 n78的3300～3800 MHz頻帶之大型基地台。

在無線通訊日新月異的環境下使高增益天線需求逐漸增加，因高增益天線可集中能量往某特定方向進行輻射，於現行基地台之核心技術中，高增益天線是一個核心的元件，它直接關聯通訊品質的優劣，它的使用方式亦直接攸關通訊系統架構的設計，為了使行動裝置有良好的通訊品質，所以基地台陣列天線單元採用高增益天線極為重要關鍵。

現有高增益天線採用的堆疊天線，是在槽孔天線前方放置一組金屬貼片使其耦合並激發，其堆疊方式使其整體結構較為龐大。若以傳統偶極天線形式設計，由於開路端阻抗較大則會使整體頻寬略減。

今，發明人即是為了改善現有堆疊天線整體結構龐大的問題，以及以傳統偶極天線形式設計所造成之開路端阻抗較大令整體頻寬略減的缺失，而提出一種具有雙共振之高增益特性以及可調頻段的通訊基地台用的天線。

本發明的主要目的，係提供一種可調頻段之高增益天線，其透過先設計出一支可激發之偶極天線，再利用偶極天線耦合H形槽孔共振天線，使整體天線增益具有兩組共振器(偶極天線與H形槽孔天線)增益之總和，並於後方加入反射板將輻射控制於單側方向，以有效提高整體天線增益，且適當的調整反射板和偶極天線間的距離，其共振頻率可由雙頻調整至寬頻，形成可調頻段的高增益天線。

上述本發明之可調頻段之高增益天線的主要目的，係由以下技術達成：

一種可調頻段之高增益天線，係包括一反射板單元、一偶極天線單元與H形槽孔共振天線單元；所述H形槽孔共振天線單元利用至少一支撐件支撐並以相距第一距離的間隔設於所述偶極天線單元上方，所述偶極天線單元也利用至少一所述支撐件支撐而以相距第二距離的間隔設於所述反射板單元上方；其中：

所述偶極天線單元，包含一玻璃纖維板以及印刷在所述玻璃纖維板其一表面的一饋入線、一第一單臂，與印刷在所述玻璃纖維板其二表面的一第二單臂；所述饋入線係由所述玻璃纖維板的其中一端邊往所述玻璃纖維板的中央設置，而所述第一單臂、所述第二單臂由所述饋入線的終端分別向左、向右延伸設置，使所述第一單臂、所述第二單臂的封閉端對應所述饋入線，而所述第一單臂、所述第二單臂的開放端遠離所述饋入線，同時所述第一單臂、所述第二單臂由其開放端往封閉端寬度漸縮，使所述第一單臂、所述第二單臂呈近似梯形狀；

所述H形槽孔共振天線單元，係包括在一單面玻璃纖維板上設一長矩形之第一槽孔，於所述第一槽孔相對的二短邊處各銜接一細條狀之第二槽孔，所述第一槽孔與二所述第二槽孔之間配置呈H形狀，令所述偶極天線單元相對位於所述所述第一槽孔的中軸線上，形成耦合阻抗匹配機制。

如上所述之可調頻段之高增益天線，其中，所述反射板單元與所述偶極天線單元之間的所述第二距離為4～8mm。

如上所述之可調頻段之高增益天線，其中，所述反射板單元與所述偶極天線單元之間的所述第二距離為6mm。

本發明之優點為：

本發明之可調頻段之高增益天線，因具有一可激發之偶極天線單元，再利用偶極天線單元耦合H形槽孔共振天線單元，故使整體天線增益具有兩組共振器(偶極天線單元與H形槽孔共振天線單元)增益之總和，另在偶極天線單元後方加入反射板單元將輻射控制於單側方向，更能有效提高整體天線增益，以及適當的調整反射板和偶極天線間的距離，其共振頻率可由雙頻調整至寬頻，形成可調頻段的高增益天線。

請參見第一圖。

本發明之可調頻段之高增益天線，係包括一反射板單元1、一偶極天線單元2與H形槽孔共振天線單元3；其中：

反射板單元1、偶極天線單元2、H形槽孔共振天線單元3依序由下而上設置，且偶極天線單元2、H形槽孔共振天線單元3之間以及反射板單元1、偶極天線單元2之間各利用至少一支撐件4支撐，使偶極天線單元2、H形槽孔共振天線單元3之間以相距第一距離H1的間隔設置，反射板單元1、偶極天線單元2之間以相距第二距離H2的間隔設置。

偶極天線單元2，具有一玻璃纖維板21，該玻璃纖維板21具有相對的其一表面211與其二表面212，在其一表面211上由玻璃纖維板21的其中一端邊往玻璃纖維板21的中央印刷設置一饋入線22；又在其一表面211上於對應饋入線22終端處向右印刷延伸一第一單臂23，令第一單臂23由其開放端往封閉端寬度漸縮，使第一單臂23呈近似梯形狀；在其二表面212上於對應饋入線22終端處向左印刷延伸一第二單臂24，該第二單臂24由其開放端往封閉端寬度漸縮，使第二單臂24呈近似梯形狀，並且與第一單臂23對應設置；即令第一單臂23、第二單臂24由饋入線22的終端分別向左、向右延伸，且第一單臂23、第二單臂24的封閉端對應饋入線22，而第一單臂23、第二單臂24的開放端遠離饋入線22，同時第一單臂23、第二單臂24皆是由其開放端往封閉端寬度漸縮呈近似梯形狀；

H形槽孔共振天線單元3，具有一玻璃纖維板31，該玻璃纖維板31上設一長矩形之第一槽孔32，於第一槽孔32相對的二短邊處各銜接一細條狀之第二槽孔33，使第一槽孔32與二第二槽孔33之間形成如H形狀之配置，且該偶極天線單元2係相對位於第一槽孔32的中軸線上，使偶極天線單元2與H形槽孔共振天線單元3之間形成耦合阻抗匹配機制。

＜實施例＞

該偶極天線單元2係製作於玻璃纖維板21(FR4)上，因偶極天線單元2的共振路經約為二分之一操作波長(0.5 λ ₀)，可藉由調整偶極天線單元2的長寬得到想要的操作頻率，若要得到於不同介質上的波長，可由下列公式(1)得到，其中 λ _s是基板介質中的波長，而 ε _eff 是有效介電係數以及ε _r是玻璃纖維板21相對介電係數。

........................................公式(1)

偶極天線單元2的第一單臂23、第二單臂24採用漸變式方案設計，可以使阻抗更為平衡達到頻寬擴增。其中，偶極天線單元2係以印刷的方式設在玻璃纖維板21上，相對介電係數是4.4，損耗正切(Loss Tangent)為0.02，偶極天線單元2整體尺寸為50 × 15 × 0.8 mm ³。

H形槽孔共振天線單元3，其共振頻率是由第一槽孔32的孔隙面積決定，電場在孔隙正中央有最大值時，該孔隙長度大約為共振波長之半0.49 λ ₀，若是改變饋入位置則輻射場型的方向與形狀也隨之改變。在本實施例中，H形槽孔共振天線單元3係使用單面的玻璃纖維板31(FR4)製作，尺寸為50×50×0.4 mm ³。

組裝時，將偶極天線單元2放置於H形槽孔共振天線單元3正中心，且令偶極天線單元2與H形槽孔共振天線單元3之間的間隔為H ₁，此時為耦合共振型態，並與後方反射板單元1間距為H ₂。另外偶極天線單元2必需位於H形槽孔共振天線單元3的第一槽孔32的中軸線上，此為耦合阻抗匹配機制。其中，第一圖(a)～(e)揭示本實施例天線之反射板單元1、偶極天線單元2、H形槽孔共振天線單元3以及彼此間隔之間隙的幾何結構圖，第一圖(a)～(e)中的細部參數請參見表1所示。組裝後，整體天線尺寸為80 × 80 × 13 mm ³。

＜表1＞

Parameter	Data (mm)	Parameter	Data (mm)
H ₁	5(0.058λ ₀)	H ₂	6(0.07λ ₀)
L ₁	50	L ₂	40
L ₃	30	L ₄	17.5
L ₅	80	W ₁	8
W ₂	3	W ₃	5
W ₄	15	W ₅	1.5
W ₆	3	W ₇	6
W ₈	3	-	-

因為H形槽孔共振天線單元3是偶極天線單元2的共振器，必須格外注意兩者的共振電場方向，由於偶極天線單元2激發後的電流方向必與電場方向平行，所以偶極天線單元2擺放方向時必須垂直於H形槽孔共振天線單元3的磁流方向，或平行於H形槽孔共振天線單元3之電場方向，才能使偶極天線單元2、H形槽孔共振天線單元3達到最大的放大功效。又於偶極天線單元2後方加入反射板單元1，將後方剩餘輻射能集中於前方，使其增益提高。若偶極天線單元2與H形槽孔共振天線單元3共地，則不會有雙共振之特性產生，而只是基本的槽孔天線，因此在本實施例中，偶極天線單元2與H形槽孔共振天線單元3是不共地的。

＜實測結果＞

以下透過天線模擬軟體High Frequency Structure Simulated (HFSS)進行本發明高增益天線的各項模擬。

請參見第二圖，係揭示本發明高增益天線S ₁₁模擬與實測圖，實測與模擬結果相當符合，皆可以涵蓋第五代行動通訊 5G FR1 n78 (3300～3800 MHz) 操作頻段。

＜以激發源進行觀察＞

本實施例之高增益天線的激發源為偶極天線單元2，因此先以激發源做觀察。如第三圖所示，係分別模擬(1)偶極天線單元2、(2)H形槽孔共振天線單元3、(3)偶極天線單元2與H形槽孔共振天線單元3、(4)偶極天線單元2與H形槽孔共振天線單元3加上反射板單元1的S ₁₁模擬圖；由第三圖可看到偶極天線單元2約共振於2700～3400 MHz，中心頻率點為3050 MHz，而最佳匹配點位於3000 MHz。其中，偶極天線單元2長度(L ₄*2+W ₅)36.5 mm相當於0.371 ；H形槽孔共振天線單元3之中心頻率點為3790 MHz，H形槽孔共振天線單元3長度(L ₂)40mm 相當於0.395 。

第四圖係揭示本發明之高增益天線其偶極天線單元2分別在(a) f = 2750 MHz (b) f = 3630 MHz的電流分佈圖；第五圖係揭示本發明之高增益天線其H形槽孔共振天線單元3分別在(a) f = 2750 MHz (b) f = 3630 MHz的磁流分佈圖；從第四、五圖可看出電流和磁流方向互相垂直。

第六圖所示，係揭示本發明之高增益天線操作於2750MHz低頻時，在(a)YZ Plane(平面)、(b)XZ Plane的電場分佈剖面圖，由第六圖可知，本發明之高增益天線操作於2750MHz低頻時，電場路徑是先由偶極天線單元2激發能量後經過反射板單元1再透過H形槽孔共振天線單元3輻射能量；第七圖所示，係揭示本發明之高增益天線操作於3630MHz高頻時，在(a)YZ Plane、(b)XZ Plane的電場分佈剖面圖，由第七圖可知，本發明之高增益天線操作於3630MHz高頻時，電場路經會由偶極天線單元2直接透過H形槽孔共振天線單元3輻射。

請參見第八圖，係揭示(1)偶極天線單元2、(2)H形槽孔共振天線單元3、(3)偶極天線單元2與H形槽孔共振天線單元3、(4)偶極天線單元2與H形槽孔共振天線單元3加上反射板單元1等各類型天線增益比較圖。其中，(1)偶極天線單元2增益約為2.5 dBi；(2)H形槽孔共振天線單元3增益約為5 dBi；而(3)偶極天線單元2與H形槽孔共振天線單元3增益約為6～7 dBi；(4)偶極天線單元2與H形槽孔共振天線單元3加上反射板單元1，使增益提高至9 dBi以上。由此可知，本發明之高增益天線之增益皆高於任一基本天線形式(偶極天線、槽孔天線)，證明本發明之高增益天線可有效地將輻射能透過槽孔疊加輻射出去。

第九圖、第十圖、第十一圖，為本發明高增益天線操作於不同頻段模擬與實測之2D輻射場型圖。在2D場型圖中，實測與模擬結果非常相似，在YZ Plane及XZ Plane可看出後方因增加反射板將後方剩餘輻射能集中於前方，使主要輻射方向為Z軸方向，以達到提高增益之目的，因本發明高增益天線是由偶極天線單元2激發，因此可以發現於XY Plane的Y軸方向有零點產生。第十二圖、第十三圖、第十四圖為本發明高增益天線操作於不同頻段模擬與實測之3D場型圖；由上述2D與3D輻射場型圖皆可明顯看出本發明高增益天線主要輻射方向為 +Z 方向。

第十五圖為本發明高增益天線的(a)增益；(b)效率的模擬與實測圖。由第十五圖(a)增益、(b)效率的模擬與實測圖可知，本發明高增益天線實測與模擬結果吻合，實測增益約10 dB，效率約80%。

第十六圖(a)所示之Antenna-a為傳統偶極天線的結構圖，而第十六圖(b)所示之Antenna-b則是由Antenna-a進行改良的漸進式偶極天線，第十七圖為第十六圖(a)之Antenna-a與第十六圖(b)之Antenna-b之S ₁₁比較圖，由第十七圖可知，Antenna-a因本身阻抗不夠平滑而導致頻寬降低，Antenna-b則無此問題。由於本發明之高增益天線係以偶極天線單元2為主要發射源，因此使用頻寬較寬的激發源較為適當，若偶極天線單元2使用傳統形式，因兩端為開路端導致阻抗無限大導致本身阻抗不夠平滑進而導致頻寬降低，因此本發明之偶極天線單元2係採用如第十六圖(b)所示之漸進式偶極天線，藉此將阻抗平滑化並有效提升頻寬。

＜槽孔型態變化＞

以相同偶極天線單元2形式，覆蓋不同槽孔結構的H形槽孔共振天線單元3進行探討。

如第十八圖所示，Antenna-1為基本複合式共振槽孔方式配置，Antenna-2為擴大槽孔面積，Antenna-3為改良式的共振型態。其中，Antenna-1係二分之一波長偶極天線激發二分之一波長閉槽孔天線。在Antenna-2部分，因為Antenna-1槽孔有效輻射面積不夠，導致增益成效不彰，因此將其擴大，而擴大後槽孔為了達到所需頻段，導致槽孔面金屬還需增加，進而體積增加。在Antenna-3部分，為了有足夠的有效輻射面積，將Antenna-2的大孔隙改良，並為了縮小金屬面面積，製造了H型槽孔並提升耦合量。從第十九圖與第二十圖可看到Antenna-1 沒有產生匹配，而Antenna-2 從圖中可看出雖然有匹配但增益效果並不高，且在頻段內無法阻抗匹配並非良好的槽孔結構；Antenna-3，經由縮小後整體涵蓋頻段內的增益還可達到平均6 dBi以上，皆大於任何一原始天線型態增益(偶極天線、槽孔天線)，並證明了整體結構內的總能量包含有偶極天線與槽孔天線的增益。

＜第一單臂、第二單臂長度＞

在其他結構無改變時，探討偶極天線單元2的長度對整體天線的影響情況，其中，以偶極天線單元2之第一單臂23(第二單臂24)的長度作參數探討。如第二十一圖所示。因偶極天線單元2為發射源，當實作產生頻偏時需調整至所需頻段，其變數為第一單臂23(第二單臂24)(即圖5中的L ₄)。當L ₄縮短到16.5 mm時，偶極天線共振路經縮短，從第二十二圖與第二十三圖實部與虛部圖觀察整體阻抗上升導致頻率往高頻做偏移。接著當L ₄增長為18.5 mm時，其共振路徑增加，從第二十二圖與第二十三圖實部與虛部圖中可觀察發現頻率往低頻做偏移。但調整偶極天線單元2的L ₄長度勢必也會造成漸進式之斜率不同，同時感變了原本天線的電容電感特性，造成阻抗無法匹配，所以從第二十一圖中可看出在設計頻段匹配較差。

＜第二槽孔長度＞

從第二十四圖和第二十五圖與第二十六圖中看到當第二槽孔33長度(即第一圖之L ₃)改成 26 mm 時，因實部虛部降低導致無法於所需頻段內產生匹配，接著L ₃改成34 mm 時，阻抗大幅度增加也因此無法匹配。

＜第一槽孔長度+第二槽孔寬度＞

接著看到H型槽孔上中間部分參數L ₂(參見第一圖)，如第二十七圖、第二十八圖、第二十九圖，依序所示為H型槽孔上中間部分參數L ₂變化之模擬S ₁₁、實部阻抗、虛部阻抗，從第二十八圖與第二十九圖中可看出，實部與虛部並無大幅度變化，因此L ₂參數為調整頻率所用，接著圖中可發現當L ₂為38 mm或42 mm時共振頻率皆會有所偏移，因此選用 40 mm為本天線結構所需長度。

＜間隔距離＞

接下來探討偶極天線單元2與H形槽孔共振天線單元3之間的距離關係(參見第三十圖(a))。由第三十圖(b)可觀察到，隨著偶極天線單元2與H形槽孔共振天線單元3之間的間距H ₁增加，共振模態在3630 MHz頻段的匹配頻率明顯降低，反之亦然。也可證明惠更斯原理確實是以平面波傳遞至槽孔並輻射能量。

接著大幅度調整偶極天線單元2與反射板單元1之間的間距H ₂，觀察此結構是否會因距離關係被嚴重影響(參見第三十一圖(a))。由第三十一圖(b)可發現隨著H ₂變化，主要影響2750 MHz 頻段之模態匹配頻率高低，在此可搭配第六圖、第七圖證明2750 MHz 頻段是由偶極天線單元2激發後經由反射板單元1二次輻射的模態。

根據上述對 H ₁及 H ₂之參數探討可以利用此結構雙模態特性簡單調整其操作頻段以及增加操作頻段，經調整後天線結構如第一圖所示，詳細結構參數如表2所示。由第三十二圖可看出經調整後操作頻段可達到涵蓋 5G n77 ~ n79(3300 ~ 5000 MHz)，其增益部分約為 7.5 ~ 11.5 dBi，效率部分約為 87 ~ 95 % 如第三十三圖、第三十四圖所示。

＜表2＞

Parameter	Data (mm)	Parameter	Data (mm)
H ₁	3(0.04λ ₀)	H ₂	6.5(0.09λ ₀)
L ₁	40	L ₂	36
L ₃	34	L ₄	12.6
L ₅	70	W ₁	11.5
W ₂	1.5	W ₃	2
W ₄	15	W ₅	1.5
W ₆	3	W ₇	5.6

由以上的說明，可知本發明之高增益天線是利用天線共振天線之雙共振的原理設計而成，是由一款漸進式偶極天線與一片單層的H型槽孔建構而成，其複合式共振天線本身可擁有高增益之特性，並在後方加入反射板，藉此更有效的將增益疊加提高至9 dBi，且具雙頻模態特性方便調整操作頻段及增加操作頻寬，這個高增益的特性對於大型基地台來說，是一款非常優良的天線單元，適用於5G FR1 n78的3300~3800 MHz 之操作頻帶大型基地台新式天線單元。此外，能適當的調整反射板和偶極天線間的距離，使共振頻率可由雙頻調整至寬頻，形成一可調頻段的高增益天線。

以上所舉者僅係本發明之部份實施例，並非用以限制本發明，致依本發明之創意精神及特徵，稍加變化修飾而成者，亦應包括在本專利範圍之內。

綜上所述，本發明實施例確能達到所預期之使用功效，又其所揭露之具體技術手段，不僅未曾見諸於同類產品中，亦未曾公開於申請前，誠已完全符合專利法之規定與要求，爰依法提出發明專利之申請，懇請惠予審查，並賜准專利，則實感德便。

1:反射板單元 2:偶極天線單元

21:玻璃纖維板 211:表面

212:表面 22:饋入線

23:第一單臂 24:第二單臂

3:H形槽孔共振天線單元 31:玻璃纖維板

32:第一槽孔 33:第二槽孔

第一圖：本發明之可調頻段之高增益天線的幾何結構圖；其中，(a)立體組合圖；(b)組合側視圖；(c)反射板單元俯視圖；(d)偶極天線單元俯視圖；(e)H形槽孔共振天線單元俯視圖。

第二圖：揭示本發明高增益天線S ₁₁模擬與實測圖。

第三圖：係分別模擬偶極天線單元、H形槽孔共振天線單元、偶極天線單元與H形槽孔共振天線單元、偶極天線單元與H形槽孔共振天線單元加上反射板單元的S ₁₁模擬圖。

第四圖：係揭示本發明之高增益天線其偶極天線單元分別在(a) f = 2750 MHz (b) f = 3630 MHz的電流分佈圖。

第五圖：係揭示本發明之高增益天線其H形槽孔共振天線單元分別在(a) f = 2750 MHz (b) f = 3630 MHz的磁流分佈圖。

第六圖：係揭示本發明之高增益天線操作於2750MHz低頻時，在(a)YZ Plane(平面)、(b)XZ Plane的電場分佈剖面圖。

第七圖：係揭示本發明之高增益天線操作於3630MHz高頻時，在(a)YZ Plane、(b)XZ Plane的電場分佈剖面圖。

第八圖：係揭示偶極天線單元、H形槽孔共振天線單元、偶極天線單元與H形槽孔共振天線單元、偶極天線單元與H形槽孔共振天線單元加上反射板單元等各類型天線增益比較圖。

第九圖：為本發明高增益天線操作於2750 MHz頻段的模擬與實測之2D輻射場型圖。

第十圖：為本發明高增益天線操作於3500 MHz頻段的模擬與實測之2D輻射場型圖。

第十一圖：為本發明高增益天線操作於3630 MHz頻段的模擬與實測之2D輻射場型圖。

第十二圖：為本發明高增益天線操作於2750 MHz頻段的模擬與實測之3D場型圖。

第十三圖：為本發明高增益天線操作於3500 MHz頻段的模擬與實測之3D場型圖。

第十四圖：為本發明高增益天線操作於3630 MHz頻段的模擬與實測之3D場型圖。

第十五圖：為本發明高增益天線的模擬與實測(a)增益圖；(b)效率圖。

第十六圖：(a)Antenna-a為傳統偶極天線的結構圖；(b)Antenna-b是由Antenna-a進行改良的漸進式偶極天線。

第十七圖：為第十六圖(a)之Antenna-a與第十六圖(b)之Antenna-b之S ₁₁比較圖。

第十八圖：各槽孔天線型態示意圖；其中，Antenna-1為雙槽孔配置於兩側，Antenna-2為單槽孔配置於中間，Antenna-3為為H型單槽孔配置於中間。

第十九圖：第十八圖中各槽孔天線型態之 S ₁₁比較圖。

第二十圖：第十八圖中各槽孔天線型態之增益比較圖。

第二十一圖：高增益複合式共振天線 L ₄模擬之 S ₁₁結果圖。

第二十二圖：高增益複合式共振天線 L ₄模擬之實部阻抗結果圖。

第二十三圖：高增益複合式共振天線 L ₄模擬之虛部阻抗結果圖。

第二十四圖：高增益複合式共振天線 L ₃模擬之 S ₁₁結果圖。

第二十五圖：高增益複合式共振天線 L ₃模擬之實部阻抗結果圖。

第二十六圖：高增益複合式共振天線 L ₃模擬之虛部阻抗結果圖。

第二十七圖：高增益複合式共振天線 L ₂模擬之 S ₁₁結果圖。

第二十八圖：高增益複合式共振天線 L ₂模擬之實部阻抗結果圖。

第二十九圖：高增益複合式共振天線 L ₂模擬之虛部阻抗結果圖。

第三十圖：高增益複合式共振天線 H ₁模擬結果圖；其中，(a)高增益複合式共振天線側視圖；(b)S ₁₁。

第三十一圖：高增益複合式共振天線 H ₂模擬結果圖；其中，(a)高增益複合式共振天線側視圖；(b)S ₁₁。

第三十二圖：調頻後之高增益天線之S ₁₁。

第三十三圖：調頻後之高增益天線之增益圖。

第三十四圖：調頻後之高增益天線之效率圖。

1:反射板單元

2:偶極天線單元

21:玻璃纖維板

211:表面

212:表面

22:饋入線

23:第一單臂

24:第二單臂

3:H形槽孔共振天線單元

31:玻璃纖維板

32:第一槽孔

33:第二槽孔

Claims

一種可調頻段之高增益天線，係包括一反射板單元、一偶極天線單元與H形槽孔共振天線單元；所述H形槽孔共振天線單元利用至少一支撐件支撐並以相距第一距離的間隔設於所述偶極天線單元上方，所述偶極天線單元也利用至少一所述支撐件支撐而以相距第二距離的間隔設於所述反射板單元上方；其中：所述偶極天線單元，包含一玻璃纖維板以及印刷在所述玻璃纖維板其一表面的一饋入線、一第一單臂，與印刷在所述玻璃纖維板其二表面的一第二單臂；所述饋入線係由所述玻璃纖維板的其中一端邊往所述玻璃纖維板的中央設置，而所述第一單臂、所述第二單臂由所述饋入線的終端分別向左、向右延伸設置，使所述第一單臂、所述第二單臂的封閉端對應所述饋入線，而所述第一單臂、所述第二單臂的開放端遠離所述饋入線，同時所述第一單臂、所述第二單臂由其開放端往封閉端寬度漸縮，使所述第一單臂、所述第二單臂呈近似梯形狀；所述H形槽孔共振天線單元，係包括在一單面玻璃纖維板上設一長矩形之第一槽孔，於所述第一槽孔相對的二短邊處各銜接一細條狀之第二槽孔，所述第一槽孔與二所述第二槽孔之間配置呈H形狀，令所述偶極天線單元相對位於所述所述第一槽孔的中軸線上，形成耦合阻抗匹配機制。
如請求項1所述之可調頻段之高增益天線，其中，所述反射板單元與所述偶極天線單元之間的所述第二距離為4～8mm。
如請求項2所述之可調頻段之高增益天線，其中，所述反射板單元與所述偶極天線單元之間的所述第二距離為6mm。