TWI903111B - 次波長強化器天線集成 - Google Patents

次波長強化器天線集成

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Abstract

本發明揭示一種次波長強化器天線集成，包括：一天線支撐基板，該天線支撐基板具有相對的上、下表面；一第一貼片天線，設置於該天線支撐基板的該上表面或設置於該天線支撐基板內；一接地層，設置於對應該第一貼片天線的該天線支撐基板的該下表面下方；一訊號饋入線，設置於該天線支撐基板的任一表面、或設置於該天線支撐基板內、或該第一貼片天線的下方、或該接地層背對該天線支撐基板一側的下方，用以傳輸一衛星通信訊號；以及一次波長結構強化器，設置於該第一貼片天線之上方，該次波長結構強化器為實心的結構，且該次波長結構強化器與該第一貼片天線之間維持一範圍介於7mm至47mm的氣隙。

Description

次波長強化器天線集成
本發明是關於一種天線集成，且特別是關於一種次波長強化器天線集成。
在當前的全球人口分佈中，部分人口生活在缺乏互聯網服務的偏遠地區，衛星通信網絡可能是一種解決方案。用戶終端設備需要能夠連續跟踪經過的衛星，並使用相位陣列天線作為信號發射和接收，執行電子多波束轉向功能來跟踪衛星。但由於衛星距離遠、信號弱，因此需要使用大量相位陣列天線和控制IC晶片來提高衛星天線傳輸的信號質量，導致衛星通信網絡所需的成本也越來越高。
圖16所繪示的是一種習知的相位陣列天線10的運作示意圖，該相位陣列天線主要由一個由發射器(TX)供電的天線元件(A)陣列組成，且每個天線元件(A)的饋電電流是藉由電腦(C)控制的移相器(ϕ)加以控制。如圖16所示，當相位陣列天線運作時，每個天線元件(A)所發射的無線電波波前是球形的，但它們在天線前組合(疊加)以產生平面波，即沿特定方向傳播的無線電波束。移相器(ϕ)可使無線電波逐漸沿線路向上延遲，因此每個天線元件(A)的波前發射時間都比其下方的天線元件(A)晚，這會導致所生成的平面波以與天線軸成θ角的方向定向。然而，藉由電腦(C)控制的移相器(ϕ)，可利用電子方式改變信號相位，從而改變光束的角度 θ，將無線電波束轉向不同的方向。
根據Kao-Cheng Huang等人於2008年出版的書籍(Millimetre Wave Antennas for Gigabit Wireless Communications)中之圖3.3所繪示的幾種貼片天線訊號饋入方式，以及美國太空探索技術公司(Space Exploration Technologies Corp.)於US20200381831A、US20200381842A中所揭示具雙層貼片天線的天線集成，圖16所示的天線元件(A)通常可選擇如圖17A~17C所示的習知天線集成1700、或如圖18A~18C所示的天線集成1800或如圖19A~19C所示的天線集成1900。
如圖17A~17C所繪示之習知天線集成1700的立體透視示意圖、爆炸分解示意圖、沿剖面線XVII-XVII’的剖面示意圖所示，習知天線集成1700包括：一天線支撐基板1710，該天線支撐基板1710具有相對的上、下表面1710A、1710B；一第一貼片天線1720，設置於該天線支撐基板1710的該上表面1710A；一接地層1730，設置於對應該第一貼片天線1720的該天線支撐基板1710的該下表面1710B的下方；一訊號饋入線1740，設置於該天線支撐基板1710的上表面1710A，且與該第一貼片天線1720連接，用以傳輸一衛星通信訊號。
如圖18A~18C所繪示之習知天線集成1800的立體透視示意圖、爆炸分解示意圖、沿剖面線XVIII-XVIII’的剖面示意圖所示，習知天線集成1800包括：一天線支撐基板1810，該天線支撐基板1810具有相對的上、下表面1810A、1810B；一第一貼片天線1820，設置於該天線支撐基板1810的該上表面1810A；一接地層1830，設置於對應該第一貼片天線1820的該天線支撐基板1810的該下表面1810B的下方；一訊號饋入線1840，設置於該第一貼片天線1820的下方，且該訊號饋入線1840藉由貫穿該接地層1830以及該天線支撐基板1810與該第一貼片天線1820連接，用以傳輸一衛星通信訊號。
如圖19A~19C所繪示之習知天線集成1900的立體透視示意圖、爆炸分解示意圖、沿剖面線XIX-XIX’的剖面示意圖所示，習知天線集成1900包括：一天線支撐基板1910，該天線支撐基板1910具有相對的上、下表面1910A、1910B；一第一貼片天線1920，設置於該天線支撐基板1910的該上表面1910A；一第二貼片天線1980，設置於該天線支撐基板1910內；一接地層1930，設置於對應該第一貼片天線1920的該天線支撐基板1910的該下表面1910B的下方；一訊號饋入線1940，設置於該接地層1930背對該天線支撐基板1910一側的下方，該訊號饋入線1940與該接地層1930間以一絕緣基板1935相間隔，且該接地層1930在對應於該第一貼片天線1920、第二貼片天線1980處更具有一耦合縫隙1932，且該訊號饋入線1940的第一長軸方向L1與該耦合縫隙1932的第二長軸方向L2的垂直投影乃實質正交，藉由耦合效應以傳輸一衛星通信訊號。
圖16所繪示的習知相位陣列天線10，其最大的缺點乃在於必須使用大量的天線元件(A)才能維持相位陣列天線10所傳輸的無線電波強度與品質，故習知相位陣列天線10往往具有龐大的體積，無法實現用戶端對於天線尺寸縮小化的需求，不利於偏遠地區的網路普及化。
為了改善上述缺點，Kao-Cheng Huang等人乃於2008年出版的書籍(Millimetre Wave Antennas for Gigabit Wireless Communications)中提出一種如圖20所示的半球殼形強化器20以及如圖21之剖面示意圖所示的砲彈形強化器21，而日立汽車系統公司則於US20150346334A揭示使用一種如圖22之剖面示意圖所示的傾斜式砲彈形強化器22，藉由利用上述的半球殼形強化器20、砲彈形強化器21或傾斜式砲彈形強化器22將天線集成的貼片天線完全罩住，使天線集成所傳輸的無線電波在半球殼形強化器20、砲彈形強化器21或傾斜式砲彈形強化器22內不斷的反射、折射而被強化後再傳播出去，以期達到強化天線集成所傳輸的無線電波強度與品質。不過，使用上述的半球殼形強化器20、砲彈形強化器21或傾斜式砲彈形強化器22的天線集成，其無線電波的強化效果並不理想。
有鑒於此，一種可增強天線信號以促進衛星天線尺寸縮小化的天線集成乃業界所殷切期盼。
本發明之一目的是提供一種次波長強化器天線集成(antenna assembly)，包括：一天線支撐基板，該天線支撐基板具有相對的上、下表面；一第一貼片天線，設置於該天線支撐基板的該上表面或設置於該天線支撐基板內；一接地層，設置於對應該第一貼片天線的該天線支撐基板的該下表面的下方；一訊號饋入線，設置於該天線支撐基板的任一表面、或設置於該天線支撐基板內、或設置於該第一貼片天線的下方、或設置於該接地層背對該天線支撐基板一側的下方，用以傳輸一衛星通信訊號；以及一次波長結構強化器，設置於該第一貼片天線之上方，該次波長結構強化器為實心的結構，且該次波長結構強化器與該第一貼片天線之間維持一範圍介於7mm至47mm的氣隙(air gap)，其中，該次波長結構強化器之垂直投影與該第一貼片天線之垂直投影重疊，該次波長結構強化器之垂直投影的最大一維度直線尺寸不大於衛星通信使用的Ku波段波長，且該次波長結構強化器之垂直投影的最大一維度直線尺寸大於或等於該第一貼片天線之垂直投影的最大一維度直線尺寸，使得通過該次波長結構強化器的該衛星通信訊號產生繞射。
如上所述的一種次波長強化器天線集成(antenna assembly)，該次波長結構強化器的材質為非金屬材料。
如上所述的一種次波長強化器天線集成(antenna assembly)，該次波長結構強化器的底部形狀為多邊形或圓形。
如上所述的一種次波長強化器天線集成(antenna assembly)，該次波長結構強化器為多角柱體、多角錐體、圓柱體、圓錐體、球體或半球體。
如上所述的一種次波長強化器天線集成(antenna assembly)，該次波長結構強化器之垂直投影的最大一維度直線尺寸不大於25mm。
如上所述的一種次波長強化器天線集成(antenna assembly)，其中該訊號饋入線與該第一貼片天線是位於該天線支撐基板上的相同或相異的表面，且該訊號饋入線與該第一貼片天線連接。
如上所述的一種次波長強化器天線集成(antenna assembly)，其中該訊號饋入線是設置於該第一貼片天線的下方，且該訊號饋入線藉由貫穿該接地層和部份或全部的該天線支撐基板與該第一貼片天線連接。
如上所述的一種次波長強化器天線集成(antenna assembly)，其中該訊號饋入線是設置於該接地層背對該天線支撐基板一側的下方，且該接地層在對應於該第一貼片天線處更具有一耦合縫隙，且該訊號饋入線的第一長軸方向L1與該耦合縫隙的第二長軸方向L2的垂直投影乃實質正交，藉由耦合效應以傳輸一衛星通信訊號。
如上所述的一種次波長強化器天線集成(antenna assembly)，當該第一貼片天線設置於該天線支撐基板的該上表面時，更包括一第二貼片天線，設置於該天線支撐基板內，其中該訊號饋入線與該第二貼片天線是位於該天線支撐基板內的相同或相異的表面且該訊號饋入線與該第二貼片天線連接，或者該該訊號饋入線是設置於該第二貼片天線的下方，且該訊號饋入線藉由一貫穿部份該天線支撐基板和該接地層與該第二貼片天線連接，或者該接地層在對應於該第二貼片天線處更具有一耦合縫隙，且該訊號饋入線是設置於該接地層背對該天線支撐基板一側的下方，且該訊號饋入線的第一長軸方向L1與該耦合縫隙的第二長軸方向L2的垂直投影乃實質正交。
如上所述的一種次波長強化器天線集成(antenna assembly)，當該第一貼片天線設置於該天線支撐基板的該上表面時，更包括一第二貼片天線，設置於該天線支撐基板的該下表面，其中該接地層在對應於該第二貼片天線處更具有一耦合縫隙，且該訊號饋入線是設置於該接地層背對該天線支撐基板一側的下方，且該訊號饋入線的第一長軸方向L1與該耦合縫隙的第二長軸方向L2的垂直投影乃實質正交。
如上所述的一種次波長強化器天線集成(antenna assembly)，其中該次波長結構強化器之垂直投影的最大一維度直線尺寸為該第一貼片天線之垂直投影的最大一維度直線尺寸的N倍，且1≦N≦(該Ku波段波長/該第一貼片天線的最大一維度直線尺寸)之比值。
本發明之另一目的是提供另一種次波長強化器天線集成(antenna assembly)，包括：一第一天線支撐基板，該第一天線支撐基板具有相對的第一上表面、第一下表面；一第一貼片天線，設置於該第一天線支撐基板的該第一上表面或該第一下表面或該第一天線支撐基板內；一第二天線支撐基板，該第二天線支撐基板具有相對的第二上表面、第二下表面，且第二天線支撐基板是設置於該第一天線支撐基板的下方，其中該第二天線支撐基板的該第二上表面乃面對該第一天線支撐基板的該第一下表面；一第二貼片天線，設置於該第二天線支撐基板的該第二上表面或該第二天線支撐基板內；一接地層，設置於該第二天線支撐基板的該第二下表面的下方；一訊號饋入線，設置於該第二天線支撐基板的任一表面、或設置於該第二天線支撐基板內、或該第二貼片天線的下方、或設置於該接地層背對該第二天線支撐基板一側的下方，用以傳輸一衛星通信訊號；以及一次波長結構強化器，設置於該第一貼片天線之上方，該次波長結構強化器為實心的結構，且該次波長結構強化器與該第一貼片天線之間維持一範圍介於7mm至47mm的氣隙(air gap)，其中該次波長結構強化器之垂直投影與該第一、第二貼片天線之垂直投影重疊，該次波長結構強化器之垂直投影的最大一維度直線尺寸不大於衛星通信使用的Ku波段波長，且該次波長結構強化器之垂直投影的最大一維度直線尺寸大於或等於該第一貼片天線之垂直投影的最大一維度直線尺寸，使得通過該次波長結構強化器的該衛星通信訊號產生繞射。
如上所述的另一種次波長強化器天線集成(antenna assembly)，該次波長結構強化器的材質為非金屬材料。
如如上所述的另一種次波長強化器天線集成(antenna assembly)，該次波長結構強化器的底部形狀為多邊形或圓形。
如如上所述的另一種次波長強化器天線集成(antenna assembly)，該次波長結構強化器為多角柱體、多角錐體、圓柱體、圓錐體、球體或半球體。
如如上所述的另一種次波長強化器天線集成(antenna assembly)，該次波長結構強化器之垂直投影的最大一維度直線尺寸不大於25mm。
如如上所述的另一種次波長強化器天線集成(antenna assembly)，其中該訊號饋入線與該第二貼片天線是位於該第二天線支撐基板上的相同或相異表面，且該訊號饋入線與該第二貼片天線連接。
如如上所述的另一種次波長強化器天線集成(antenna assembly)，其中該訊號饋入線是設置於該第二貼片天線的下方，且該訊號饋入線藉由貫穿該接地層與部份或全部該第二貼片天線連接。
如如上所述的另一種次波長強化器天線集成(antenna assembly)，其中該訊號饋入線是設置於該接地層背對該第二天線支撐基板一側的下方，且該接地層在對應於該第二貼片天線處更具有一耦合縫隙，且該訊號饋入線的第一長軸方向L1與該耦合縫隙的第二長軸方向L2的垂直投影乃實質正交。
如如上所述的另一種次波長強化器天線集成(antenna assembly)，其中該次波長結構強化器之垂直投影的最大一維度直線尺寸為該第一貼片天線之垂直投影的最大一維度直線尺寸的N倍，且1≦N≦(該Ku波段波長/該第一貼片天線的最大一維度直線尺寸)之比值。
為了使本發明揭示內容的敘述更加詳盡與完備，下文針對了本發明的實施態樣與具體實施例提出了說明性的描述；但這並非實施或運用本發明具體實施例的唯一形式。以下所揭露的各實施例，在有益的情形下可相互組合或取代，也可在一實施例中附加其他的實施例，而無須進一步的記載或說明。
在以下描述中，將詳細敘述許多特定細節以使讀者能夠充分理解以下的實施例。然而，可在無此等特定細節之情況下實踐本發明之實施例。在其他情況下，為簡化圖式，熟知的結構與裝置僅示意性地繪示於圖中。
除非另外定義，所有使適用於本說明書中所揭示的術語(包含科技及科學術語)與專有名詞，於實質上係與本發明所屬該領域的技術人士一般所理解之意思相同，而例如於一般所使用的字典所定義的那些術語應被理解為具有與相關領域的內容一致的意思，且除非明顯地定義於本說明書中，將不以過度理想化或過度正式的意思理解。
本發明所揭示的發明構思不限於本說明中所例示的實施例，而是與它們的全部範圍一致，與本說明書中所揭示的概念所基於的原理一致。用於各元件中的方向和符號（例如“上”，“下”，“上面的”，“下面的”，“水平”，“垂直”等）並不表示絕對關係、位置和/或方向。各元件所使用的名詞（例如“第一”和“第二”）不是文字，而是區別性的名詞。如本說明書中所使用的，名詞“包括”涵蓋“包括”和“具有”的概念，並指定元件，操作和/或基團或其組合的存在，並不意味著排除存在或添加。一個或多個其它元件，操作和/或組或其組合。除非特別說明，否則操作順序並不意味著絕對。除非特別聲明，否則以單數形式提及元件，例如通過使用冠詞“一”或“一個”，並不旨在表示“一個且只有一個”，而是“一個或多個”。如本文所用，“及/或”是指“及”或“或”，以及“及”和“或”。定義或修改範圍和子範圍（例如“至少”，“大於”，“小於”，“不超過”等）的意思是子範圍和/或上限或下限。本說明書中所指的增益(gain)，指當天線所接受的功率以非等向性輻射時，其在給定方向上的輻射強度之比；而方向增益(directivity gain)，指的是天線在給定方向上的輻射強度與所有方向上平均輻射強度之比。相關領域的普通技術人員已知或以後知道的在整個說明書所中描述的各實施例中的一個旨在被本說明書所描述和要求保護的特徵所涵蓋。此外，本說明書中所揭示的任何內容均無意於獻給公眾，無論所揭示內容是否最終可在權利要求書中明確地敘述。
實施例
次波長結構強化器的特徵在於尺寸小於工作波長(特別是無線電波)，且由於體積小，無線電波與次波長結構強化器之間的交互作用不是射線穿透的方式，而是波繞射的方式。因此，為了改善習知天線集成無線電波傳波的強度與品質不佳的缺點，本發明乃使用具次波長結構特徵的強化器取代習知的半球殼形強化器、砲彈形強化器或傾斜式砲彈形強化器。本發明所揭示的該次波長結構強化器乃設置於天線集成的第一貼片天線之上方，該次波長結構強化器為實心的結構，且該次波長結構強化器與該第一貼片天線之間具有一間距維持在g1的氣隙，g1介於7mm至47mm之間。此外，該次波長結構強化器之垂直投影與該第一貼片天線之垂直投影重疊，該次波長結構強化器之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1不大於衛星通信使用的Ku波段最大波長(25.00mm)，且該次波長結構強化器之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1大於或等於該第一貼片天線之垂直投影的最大一維度直線尺寸D2，例如但不限於該次波長結構強化器之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1為該第一貼片天線之垂直投影的最大一維度直線尺寸D2的N倍，且1≦N≦(Ku波段波長/該第一貼片天線的最大一維度直線尺寸D2)之比值，使得通過該次波長結構強化器的衛星通信訊號產生繞射，並在衛星天線前組合(疊加)後產生駐波，使衛星天線可傳播強度更強、品質更佳的無線電波。因此，衛星天線可使用數量較少的天線集成，衛星天線的體積可大幅縮小，有助於實現用戶端對於天線尺寸縮小化的需求，對於偏遠地區的網路普及化有極大的助益。以下將於實施例一至十三，分別例示說明根據本發明的各種次波長強化器天線集成。
實施例一
本實施例一乃揭示一如圖1A~1D所繪示的次波長強化器天線集成100。
如圖1A~1C所繪示之次波長強化器天線集成100的立體透視示意圖、爆炸分解示意圖、沿剖面線I-I’的剖面示意圖所示，本實施例一所揭示的次波長強化器天線集成100，包括：一天線支撐基板110，該天線支撐基板110具有相對的上、下表面110A、110B；一第一貼片天線120，設置於該天線支撐基板110的該上表面110A；一接地層130，設置於對應該第一貼片天線120的該天線支撐基板110的該下表面110B的下方；一訊號饋入線140，設置於該天線支撐基板110的上表面110A，且與該第一貼片天線120連接，用以傳輸一衛星通信訊號；以及一次波長結構強化器150，設置於該第一貼片天線120之上方，該次波長結構強化器150為實心的結構，且該次波長結構強化器150與該第一貼片天線120之間具有一間距維持在g1的氣隙，且g1介於7mm至47mm之間。本實施例之氣隙g1為10mm，在根據本發明的其它實施例中，可視需要選擇其它介於7mm至47mm之間的氣隙。
圖1D所繪示的是本實施例一的第一貼片天線120與次波長結構強化器150的垂直投影示意圖。如圖1D所示，該次波長結構強化器150之垂直投影與該第一貼片天線120之垂直投影重疊，該次波長結構強化器150之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1不大於衛星通信使用的Ku波段最大波長(25.00mm)，且該次波長結構強化器150之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1大於或等於該第一貼片天線120之垂直投影的最大一維度直線尺寸D2，例如但不限於該次波長結構強化器150之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1為該第一貼片天線120之垂直投影的最大一維度直線尺寸D2的N倍，且1≦N≦(Ku波段波長/該第一貼片天線120的最大一維度直線尺寸D2)之比值，使得通過該次波長結構強化器150的該衛星通信訊號產生繞射。本實施例之第一貼片天線120之垂直投影的最大一維度直線尺寸D2為6mm，採用Ku波段波長為24mm，依據Ｎ值範圍定義：1≦N≦(Ku波段波長/該第一貼片天線120的最大一維度直線尺寸D2)之比值算出， N值範圍介於1~4，此實施例次波長結構強化器150之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1可為6mm~24mm。在根據本發明的其它實施例中，可視需要選擇其它次波長結構強化器150之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1以及其它第一貼片天線120的最大一維度直線尺寸D2。
本實施例一的該第一貼片天線120之垂直投影為凹形，惟根據本發明的其它實施例，也可視需要選擇垂直投影為其它形狀的第一貼片天線120，例如但不限於矩形、圓形、多邊形、花瓣形等。
本實施例一所使用的次波長結構強化器150，其材質為非金屬材料，例如但不限於塑膠、玻璃或陶瓷等。本實施例一所使用的次波長結構強化器150為實心的半球體，惟根據本發明的其它實施例，本實施例一所使用的次波長結構強化器150也可視需要選擇底部投影形狀為多邊形或圓形的其它次波長結構強化器，例如但不限於如圖14A所示實心的球體次波長結構強化器14A、如圖14B所示實心的圓柱體次波長結構強化器、如圖14C所示實心的圓錐體次波長結構強化器、如圖14D所示實心的三角錐體次波長結構強化器14D等實心的多角錐體次波長結構強化器、或如圖14E所示實心的三角柱體次波長結構強化器14E等實心的多角柱體次波長結構強化器。
實施例二
本實施例二乃揭示一如圖2A~2D所繪示的次波長強化器天線集成200。
如圖2A~2C所繪示之次波長強化器天線集成200的立體透視示意圖、爆炸分解示意圖、沿剖面線II-II’的剖面示意圖所示，本實施例二所揭示的次波長強化器天線集成200，包括：一天線支撐基板210，該天線支撐基板210具有相對的上、下表面210A、210B；一第一貼片天線220，設置於該天線支撐基板210內；一接地層230，設置於對應該第一貼片天線220的該天線支撐基板210的該下表面210B的下方；一訊號饋入線240，設置於該天線支撐基板210內，且與該第一貼片天線220連接，用以傳輸一衛星通信訊號；以及一次波長結構強化器250，設置於該第一貼片天線220之上方，該次波長結構強化器250為實心的結構，且該次波長結構強化器250與該第一貼片天線220之間具有一間距維持在g1的氣隙，且g1介於7mm至47mm之間。本實施例之氣隙g1為10mm，在根據本發明的其它實施例中，可視需要選擇其它介於7mm至47mm之間的氣隙。本實施例二所揭示的該訊號饋入線240與該第一貼片天線220，可視需要設置於該天線支撐基板210內的相同或相異表面。
圖2D所繪示的是本實施例二的第一貼片天線220與次波長結構強化器250的垂直投影示意圖。如圖2D所示，該次波長結構強化器250之垂直投影與該第一貼片天線220之垂直投影重疊，該次波長結構強化器250之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1不大於衛星通信使用的Ku波段最大波長(25.00mm)，且該次波長結構強化器250之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1大於或等於該第一貼片天線220之垂直投影的最大一維度直線尺寸D2，例如但不限於該次波長結構強化器250之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1為該第一貼片天線220之垂直投影的最大一維度直線尺寸D2的N倍，且1≦N≦(Ku波段波長/該第一貼片天線220的最大一維度直線尺寸D2)之比值，使得通過該次波長結構強化器250的該衛星通信訊號產生繞射。本實施例之第一貼片天線220之垂直投影的最大一維度直線尺寸D2為6mm，採用Ku波段波長為24mm，依據Ｎ值範圍定義：1≦N≦(Ku波段波長/該第一貼片天線220的最大一維度直線尺寸D2)之比值算出， N值範圍介於1~4，此實施例次波長結構強化器250之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1可為6mm~24mm。在根據本發明的其它實施例中，可視需要選擇其它次波長結構強化器250之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1以及其它第一貼片天線220的最大一維度直線尺寸D2。
本實施例二的該第一貼片天線220之垂直投影為凹形，惟根據本發明的其它實施例，也可視需要選擇垂直投影為其它形狀的第一貼片天線220，例如但不限於矩形、圓形、多邊形、花瓣形等。
本實施例二所使用的次波長結構強化器250，其材質為非金屬材料，例如但不限於塑膠、玻璃或陶瓷等。本實施例二所使用的次波長結構強化器250為實心的半球體，惟根據本發明的其它實施例，本實施例二所使用的次波長結構強化器250也可視需要選擇底部投影形狀為多邊形或圓形的其它次波長結構強化器，例如但不限於如圖14A所示實心的球體次波長結構強化器14A、如圖14B所示實心的圓柱體次波長結構強化器、如圖14C所示實心的圓錐體次波長結構強化器、如圖14D所示實心的三角錐體次波長結構強化器14D等實心的多角錐體次波長結構強化器、或如圖14E所示實心的三角柱體次波長結構強化器14E等實心的多角柱體次波長結構強化器。
實施例三
本實施例三乃揭示一如圖3A~3D所繪示的次波長強化器天線集成300。
如圖3A~3C所繪示之次波長強化器天線集成300的立體透視示意圖、爆炸分解示意圖、沿剖面線III-III’的剖面示意圖所示，本實施例三所揭示的次波長強化器天線集成300，包括：一天線支撐基板310，該天線支撐基板310具有相對的上、下表面310A、310B；一第一貼片天線320，設置於該天線支撐基板310的該上表面310A；一第二貼片天線380，設置於該天線支撐基板310內；一接地層330，設置於對應該第一貼片天線320、第二貼片天線380的該天線支撐基板310的該下表面310B的下方；一訊號饋入線340，設置於該天線支撐基板310內，且與該第二貼片天線380連接，用以傳輸一衛星通信訊號；以及一次波長結構強化器350，設置於該第一貼片天線320之上方，該次波長結構強化器350為實心的結構，且該次波長結構強化器350與該第一貼片天線320之間具有一間距維持在g1的氣隙，且g1介於7mm至47mm之間。本實施例之氣隙g1為10mm，在根據本發明的其它實施例中，可視需要選擇其它介於7mm至47mm之間的氣隙。本實施例三所揭示的該訊號饋入線340與該第二貼片天線380，可視需要設置位於該天線支撐基板310內的相同或相異表面。
圖3D所繪示的是本實施例三的第一貼片天線320與次波長結構強化器350的垂直投影示意圖。如圖3D所示，該次波長結構強化器350之垂直投影與該第一貼片天線320之垂直投影重疊，該次波長結構強化器350之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1不大於衛星通信使用的Ku波段最大波長(25.00mm)，且該次波長結構強化器350之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1大於或等於該第一貼片天線320之垂直投影的最大一維度直線尺寸D2，例如但不限於該次波長結構強化器350之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1為該第一貼片天線320之垂直投影的最大一維度直線尺寸D2的N倍，且1≦N≦(Ku波段波長/該第一貼片天線320的最大一維度直線尺寸D2)之比值，使得通過該次波長結構強化器350的該衛星通信訊號產生繞射。本實施例之第一貼片天線320之垂直投影的最大一維度直線尺寸D2為6mm，採用Ku波段波長為24mm，依據Ｎ值範圍定義：1≦N≦(Ku波段波長/該第一貼片天線320的最大一維度直線尺寸D2)之比值算出， N值範圍介於1~4，此實施例次波長結構強化器350之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1可為6mm~24mm。在根據本發明的其它實施例中，可視需要選擇其它次波長結構強化器350之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1以及其它第一貼片天線320的最大一維度直線尺寸D2。
本實施例三的該第一貼片天線320之垂直投影為矩形，惟根據本發明的其它實施例，也可視需要選擇垂直投影為其它形狀的第一貼片天線320，例如但不限於凹形、圓形、多邊形、花瓣形等。
此外，本實施例三的該第二貼片天線380之垂直投影為矩形，惟根據本發明的其它實施例，也可視需要選擇垂直投影為其它形狀的第二貼片天線380，例如但不限於凹形、圓形、多邊形、花瓣形等。
本實施例三所使用的次波長結構強化器350，其材質為非金屬材料，例如但不限於塑膠、玻璃或陶瓷等。本實施例三所使用的次波長結構強化器350為實心的半球體，惟根據本發明的其它實施例，本實施例三所使用的次波長結構強化器350也可視需要選擇底部投影形狀為多邊形或圓形的其它次波長結構強化器，例如但不限於如圖14A所示實心的球體次波長結構強化器14A、如圖14B所示實心的圓柱體次波長結構強化器、如圖14C所示實心的圓錐體次波長結構強化器、如圖14D所示實心的三角錐體次波長結構強化器14D等實心的多角錐體次波長結構強化器、或如圖14E所示實心的三角柱體次波長結構強化器14E等實心的多角柱體次波長結構強化器。
實施例四
本實施例四乃揭示一如圖4A~4D所繪示的次波長強化器天線集成400。
如圖4A~4C所繪示之次波長強化器天線集成400的立體透視示意圖、爆炸分解示意圖、沿剖面線IV-IV’的剖面示意圖所示，本實施例四所揭示的次波長強化器天線集成400，包括：一天線支撐基板410，該天線支撐基板410具有相對的上、下表面410A、410B；一第一貼片天線420，設置於該天線支撐基板410的該上表面410A；一接地層430，設置於對應該第一貼片天線420的該天線支撐基板410的該下表面410B的下方；一訊號饋入線440，設置於該第一貼片天線420的下方，且該訊號饋入線440貫穿該接地層430以及該天線支撐基板410，並與該第一貼片天線420連接，用以傳輸一衛星通信訊號；以及一次波長結構強化器450，設置於該第一貼片天線420之上方，該次波長結構強化器450為實心的結構，且該次波長結構強化器450與該第一貼片天線420之間具有一間距維持在g1的氣隙，且g1介於7mm至47mm之間。本實施例之氣隙g1為10mm，在根據本發明的其它實施例中，可視需要選擇其它介於7mm至47mm之間的氣隙。
圖4D所繪示的是本實施例四的第一貼片天線420與次波長結構強化器450的垂直投影示意圖。如圖4D所示，該次波長結構強化器450之垂直投影與該第一貼片天線420之垂直投影重疊，該次波長結構強化器450之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1不大於衛星通信使用的Ku波段最大波長(25.00mm)，且該次波長結構強化器450之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1大於或等於該第一貼片天線420之垂直投影的最大一維度直線尺寸D2，例如但不限於該次波長結構強化器450之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1為該第一貼片天線420之垂直投影的最大一維度直線尺寸D2的N倍，且1≦N≦(Ku波段波長/該第一貼片天線420的最大一維度直線尺寸D2)之比值，使得通過該次波長結構強化器450的該衛星通信訊號產生繞射。本實施例之第一貼片天線420之垂直投影的最大一維度直線尺寸D2為6mm，採用Ku波段波長為24mm，依據Ｎ值範圍定義：1≦N≦(Ku波段波長/該第一貼片天線420的最大一維度直線尺寸D2)之比值算出， N值範圍介於1~4，此實施例次波長結構強化器450之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1可為6mm~24mm。在根據本發明的其它實施例中，可視需要選擇其它次波長結構強化器450之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1以及其它第一貼片天線420的最大一維度直線尺寸D2。
本實施例四的該第一貼片天線420之垂直投影為矩形，惟根據本發明的其它實施例，也可視需要選擇垂直投影為其它形狀的第一貼片天線420，例如但不限於凹形、圓形、多邊形、花瓣形等。
本實施例四所使用的次波長結構強化器450，其材質為非金屬材料，例如但不限於塑膠、玻璃或陶瓷等。本實施例四所使用的次波長結構強化器450為實心的半球體，惟根據本發明的其它實施例，本實施例四所使用的次波長結構強化器450也可視需要選擇底部投影形狀為多邊形或圓形的其它次波長結構強化器，例如但不限於如圖14A所示實心的球體次波長結構強化器14A、如圖14B所示實心的圓柱體次波長結構強化器、如圖14C所示實心的圓錐體次波長結構強化器、如圖14D所示實心的三角錐體次波長結構強化器14D等實心的多角錐體次波長結構強化器、或如圖14E所示實心的三角柱體次波長結構強化器14E等實心的多角柱體次波長結構強化器。
實施例五
本實施例五乃揭示一如圖5A~5D所繪示的次波長強化器天線集成500。
如圖5A~5C所繪示之次波長強化器天線集成500的立體透視示意圖、爆炸分解示意圖、沿剖面線V-V’的剖面示意圖所示，本實施例五所揭示的次波長強化器天線集成500，包括：一天線支撐基板510，該天線支撐基板510具有相對的上、下表面510A、510B；一第一貼片天線520，設置於該天線支撐基板510內；一接地層530，設置於對應該第一貼片天線520的該天線支撐基板510的該下表面510B的下方；一訊號饋入線540，設置於該第一貼片天線520的下方，且該訊號饋入線540貫穿該接地層530以及部份該天線支撐基板510，並與該第一貼片天線520連接，用以傳輸一衛星通信訊號；以及一次波長結構強化器550，設置於該第一貼片天線520之上方，該次波長結構強化器550為實心的結構，且該次波長結構強化器550與該第一貼片天線520之間具有一間距維持在g1的氣隙，且g1介於7mm至47mm之間。本實施例之氣隙g1為10mm，在根據本發明的其它實施例中，可視需要選擇其它介於7mm至47mm之間的氣隙。
圖5D所繪示的是本實施例五的第一貼片天線520與次波長結構強化器550的垂直投影示意圖。如圖5D所示，該次波長結構強化器550之垂直投影與該第一貼片天線520之垂直投影重疊，該次波長結構強化器550之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1不大於衛星通信使用的Ku波段最大波長(25.00mm)，且該次波長結構強化器550之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1大於或等於該第一貼片天線520之垂直投影的最大一維度直線尺寸D2，例如但不限於該次波長結構強化器550之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1為該第一貼片天線520之垂直投影的最大一維度直線尺寸D2的N倍，且1≦N≦(Ku波段波長/該第一貼片天線520的最大一維度直線尺寸D2)之比值，使得通過該次波長結構強化器550的該衛星通信訊號產生繞射。本實施例之第一貼片天線520之垂直投影的最大一維度直線尺寸D2為6mm，採用Ku波段波長為24mm，依據Ｎ值範圍定義：1≦N≦(Ku波段波長/該第一貼片天線520的最大一維度直線尺寸D2)之比值算出， N值範圍介於1~4，此實施例次波長結構強化器550之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1可為6mm~24mm。在根據本發明的其它實施例中，可視需要選擇其它次波長結構強化器550之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1以及其它第一貼片天線520的最大一維度直線尺寸D2。
本實施例五的該第一貼片天線520之垂直投影為矩形，惟根據本發明的其它實施例，也可視需要選擇垂直投影為其它形狀的第一貼片天線520，例如但不限於凹形、圓形、多邊形、花瓣形等。
本實施例五所使用的次波長結構強化器550，其材質為非金屬材料，例如但不限於塑膠、玻璃或陶瓷等。本實施例五所使用的次波長結構強化器550為實心的半球體，惟根據本發明的其它實施例，本實施例五所使用的次波長結構強化器550也可視需要選擇底部投影形狀為多邊形或圓形的其它次波長結構強化器，例如但不限於如圖14A所示實心的球體次波長結構強化器14A、如圖14B所示實心的圓柱體次波長結構強化器、如圖14C所示實心的圓錐體次波長結構強化器、如圖14D所示實心的三角錐體次波長結構強化器14D等實心的多角錐體次波長結構強化器、或如圖14E所示實心的三角柱體次波長結構強化器14E等實心的多角柱體次波長結構強化器。
實施例六
本實施例六乃揭示一如圖6A~6D所繪示的次波長強化器天線集成600。
如圖6A~6C所繪示之次波長強化器天線集成600的立體透視示意圖、爆炸分解示意圖、沿剖面線VI-VI’的剖面示意圖所示，本實施例六所揭示的次波長強化器天線集成600，包括：一天線支撐基板610，該天線支撐基板610具有相對的上、下表面610A、610B；一第一貼片天線620，設置於該天線支撐基板610的該上表面610A；一第二貼片天線680，設置於該天線支撐基板610內；一接地層630，設置於對應該第一貼片天線620、第二貼片天線680的該天線支撐基板610的該下表面610B的下方；一訊號饋入線640，設置於該第二貼片天線680的下方，且該訊號饋入線640貫穿該接地層630以及部份該天線支撐基板610，並與該第二貼片天線680連接，用以傳輸一衛星通信訊號；以及一次波長結構強化器650，設置於該第一貼片天線620之上方，該次波長結構強化器650為實心的結構，且該次波長結構強化器650與該第一貼片天線620之間具有一間距維持在g1的氣隙，且g1介於7mm至47mm之間。本實施例之氣隙g1為10mm，在根據本發明的其它實施例中，可視需要選擇其它介於7mm至47mm之間的氣隙。
圖6D所繪示的是本實施例六的第一貼片天線620與次波長結構強化器650的垂直投影示意圖。如圖6D所示，該次波長結構強化器650之垂直投影與該第一貼片天線620之垂直投影重疊，該次波長結構強化器650之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1不大於衛星通信使用的Ku波段最大波長(25.00mm)，且該次波長結構強化器650之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1大於或等於該第一貼片天線620之垂直投影的最大一維度直線尺寸D2，例如但不限於該次波長結構強化器650之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1為該第一貼片天線620之垂直投影的最大一維度直線尺寸D2的N倍，且1≦N≦(Ku波段波長/該第一貼片天線620的最大一維度直線尺寸D2)之比值，使得通過該次波長結構強化器650的該衛星通信訊號產生繞射。本實施例之第一貼片天線620之垂直投影的最大一維度直線尺寸D2為6mm，採用Ku波段波長為24mm，依據Ｎ值範圍定義：1≦N≦(Ku波段波長/該第一貼片天線620的最大一維度直線尺寸D2)之比值算出， N值範圍介於1~4，此實施例次波長結構強化器650之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1可為6mm~24mm。在根據本發明的其它實施例中，可視需要選擇其它次波長結構強化器650之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1以及其它第一貼片天線620的最大一維度直線尺寸D2。
本實施例六的該第一貼片天線620之垂直投影為矩形，惟根據本發明的其它實施例，也可視需要選擇垂直投影為其它形狀的第一貼片天線620，例如但不限於凹形、圓形、多邊形、花瓣形等。
此外，本實施例六的該第二貼片天線680之垂直投影為矩形，惟根據本發明的其它實施例，也可視需要選擇垂直投影為其它形狀的第二貼片天線680，例如但不限於凹形、圓形、多邊形、花瓣形等。
本實施例六所使用的次波長結構強化器650，其材質為非金屬材料，例如但不限於塑膠、玻璃或陶瓷等。本實施例六所使用的次波長結構強化器650為實心的半球體，惟根據本發明的其它實施例，本實施例六所使用的次波長結構強化器650也可視需要選擇底部投影形狀為多邊形或圓形的其它次波長結構強化器，例如但不限於如圖14A所示實心的球體次波長結構強化器14A、如圖14B所示實心的圓柱體次波長結構強化器、如圖14C所示實心的圓錐體次波長結構強化器、如圖14D所示實心的三角錐體次波長結構強化器14D等實心的多角錐體次波長結構強化器、或如圖14E所示實心的三角柱體次波長結構強化器14E等實心的多角柱體次波長結構強化器。
實施例七
本實施例七乃揭示一如圖7A~7D所繪示的次波長強化器天線集成700。
如圖7A~7C所繪示之次波長強化器天線集成700的立體透視示意圖、爆炸分解示意圖、沿剖面線VII-VII’的剖面示意圖所示，本實施例七所揭示的次波長強化器天線集成700，包括：一天線支撐基板710，該天線支撐基板710具有相對的上、下表面710A、710B；一第一貼片天線720，設置於該天線支撐基板710的該上表面710A；一接地層730，設置於對應該第一貼片天線720的該天線支撐基板710的該下表面710B的下方；一訊號饋入線740，設置於該接地層730背對該天線支撐基板710一側的下方，該訊號饋入線740與該接地層730間以一絕緣基板735相間隔，且該接地層730在對應於該第一貼片天線720處更具有一耦合縫隙732，且該訊號饋入線740的第一長軸方向L1與該耦合縫隙732的第二長軸方向L2的垂直投影乃實質正交，藉由耦合效應以傳輸一衛星通信訊號；以及一次波長結構強化器750，設置於該第一貼片天線720之上方，該次波長結構強化器750為實心的結構，且該次波長結構強化器750與該第一貼片天線720之間具有一間距維持在g1的氣隙，且g1介於7mm至47mm之間。本實施例之氣隙g1為10mm，在根據本發明的其它實施例中，可視需要選擇其它介於7mm至47mm之間的氣隙。
圖7D所繪示的是本實施例七的第一貼片天線720與次波長結構強化器750的垂直投影示意圖。如圖7D所示，該次波長結構強化器750之垂直投影與該第一貼片天線720之垂直投影重疊，該次波長結構強化器750之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1不大於衛星通信使用的Ku波段最大波長(25.00mm)，且該次波長結構強化器750之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1大於或等於該第一貼片天線720之垂直投影的最大一維度直線尺寸D2，例如但不限於該次波長結構強化器750之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1為該第一貼片天線720之垂直投影的最大一維度直線尺寸D2的N倍，且1≦N≦(Ku波段波長/該第一貼片天線720的最大一維度直線尺寸D2)之比值，使得通過該次波長結構強化器750的該衛星通信訊號產生繞射。本實施例之第一貼片天線720之垂直投影的最大一維度直線尺寸D2為6mm，採用Ku波段波長為24mm，依據Ｎ值範圍定義：1≦N≦(Ku波段波長/該第一貼片天線720的最大一維度直線尺寸D2)之比值算出， N值範圍介於1~4，此實施例次波長結構強化器750之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1可為6mm~24mm。在根據本發明的其它實施例中，可視需要選擇其它次波長結構強化器750之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1以及其它第一貼片天線720的最大一維度直線尺寸D2。
本實施例七的該第一貼片天線720之垂直投影為花瓣形，惟根據本發明的其它實施例，也可視需要選擇垂直投影為其它形狀的第一貼片天線720，例如但不限於凹形、矩形、圓形、多邊形等。
本實施例七所使用的次波長結構強化器750，其材質為非金屬材料，例如但不限於塑膠、玻璃或陶瓷等。本實施例七所使用的次波長結構強化器750為實心的半球體，惟根據本發明的其它實施例，本實施例七所使用的次波長結構強化器750也可視需要選擇底部投影形狀為多邊形或圓形的其它次波長結構強化器，例如但不限於如圖14A所示實心的球體次波長結構強化器14A、如圖14B所示實心的圓柱體次波長結構強化器、如圖14C所示實心的圓錐體次波長結構強化器、如圖14D所示實心的三角錐體次波長結構強化器14D等實心的多角錐體次波長結構強化器、或如圖14E所示實心的三角柱體次波長結構強化器14E等實心的多角柱體次波長結構強化器。
實施例八
本實施例八乃揭示一如圖8A~8D所繪示的次波長強化器天線集成800。
如圖8A~8C所繪示之次波長強化器天線集成800的立體透視示意圖、爆炸分解示意圖、沿剖面線VIII-VIII’的剖面示意圖所示，本實施例八所揭示的次波長強化器天線集成800，包括：一天線支撐基板810，該天線支撐基板810具有相對的上、下表面810A、810B；一第一貼片天線820，設置於該天線支撐基板810內；一接地層830，設置於對應該第一貼片天線820的該天線支撐基板810的該下表面810B的下方；一訊號饋入線840，設置於該接地層830背對該天線支撐基板810一側的下方，該訊號饋入線840與該接地層830間以一絕緣基板835相間隔，且該接地層830在對應於該第一貼片天線820處更具有一耦合縫隙832，且該訊號饋入線840的第一長軸方向L1與該耦合縫隙832的第二長軸方向L2的垂直投影乃實質正交，藉由耦合效應以傳輸一衛星通信訊號；以及一次波長結構強化器850，設置於該第一貼片天線820之上方，該次波長結構強化器850為實心的結構，且該次波長結構強化器850與該第一貼片天線820之間具有一間距維持在g1的氣隙，且g1介於7mm至47mm之間。本實施例之氣隙g1為10mm，在根據本發明的其它實施例中，可視需要選擇其它介於7mm至47mm之間的氣隙。
圖8D所繪示的是本實施例八的第一貼片天線820與次波長結構強化器850的垂直投影示意圖。如圖8D所示，該次波長結構強化器850之垂直投影與該第一貼片天線820之垂直投影重疊，該次波長結構強化器850之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1不大於衛星通信使用的Ku波段最大波長(25.00mm)，且該次波長結構強化器850之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1大於或等於該第一貼片天線820之垂直投影的最大一維度直線尺寸D2，例如但不限於該次波長結構強化器850之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1為該第一貼片天線820之垂直投影的最大一維度直線尺寸D2的N倍，且1≦N≦(Ku波段波長/該第一貼片天線820的最大一維度直線尺寸D2)之比值，使得通過該次波長結構強化器850的該衛星通信訊號產生繞射。本實施例之第一貼片天線820之垂直投影的最大一維度直線尺寸D2為6mm，採用Ku波段波長為24mm，依據Ｎ值範圍定義：1≦N≦(Ku波段波長/該第一貼片天線820的最大一維度直線尺寸D2)之比值算出， N值範圍介於1~4，此實施例次波長結構強化器850之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1可為6mm~24mm。在根據本發明的其它實施例中，可視需要選擇其它次波長結構強化器850之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1以及其它第一貼片天線820的最大一維度直線尺寸D2。
本實施例八的該第一貼片天線820之垂直投影為花瓣形，惟根據本發明的其它實施例，也可視需要選擇垂直投影為其它形狀的第一貼片天線820，例如但不限於凹形、矩形、圓形、多邊形等。
本實施例八所使用的次波長結構強化器850，其材質為非金屬材料，例如但不限於塑膠、玻璃或陶瓷等。本實施例八所使用的次波長結構強化器850為實心的半球體，惟根據本發明的其它實施例，本實施例八所使用的次波長結構強化器850也可視需要選擇底部投影形狀為多邊形或圓形的其它次波長結構強化器，例如但不限於如圖14A所示實心的球體次波長結構強化器14A、如圖14B所示實心的圓柱體次波長結構強化器、如圖14C所示實心的圓錐體次波長結構強化器、如圖14D所示實心的三角錐體次波長結構強化器14D等實心的多角錐體次波長結構強化器、或如圖14E所示實心的三角柱體次波長結構強化器14E等實心的多角柱體次波長結構強化器。
實施例九
本實施例九乃揭示一如圖9A~9D所繪示的次波長強化器天線集成900。
如圖9A~9C所繪示之次波長強化器天線集成900的立體透視示意圖、爆炸分解示意圖、沿剖面線IX-IX’的剖面示意圖所示，本實施例九所揭示的次波長強化器天線集成900，包括：一天線支撐基板910，該天線支撐基板910具有相對的上、下表面910A、910B；一第一貼片天線920，設置於該天線支撐基板910的該上表面910A；一第二貼片天線980，設置於該天線支撐基板910內；一接地層930，設置於對應該第一貼片天線920的該天線支撐基板910的該下表面910B的下方；一訊號饋入線940，設置於該接地層930背對該天線支撐基板910一側的下方，該訊號饋入線940與該接地層930間以一絕緣基板935相間隔，且該接地層930在對應於該第一貼片天線920、第二貼片天線980處更具有一耦合縫隙932，且該訊號饋入線940的第一長軸方向L1與該耦合縫隙932的第二長軸方向L2的垂直投影乃實質正交，藉由耦合效應以傳輸一衛星通信訊號；以及一次波長結構強化器950，設置於該第一貼片天線920之上方，該次波長結構強化器950為實心的結構，且該次波長結構強化器950與該第一貼片天線920之間具有一間距維持在g1的氣隙，且g1介於7mm至47mm之間。本實施例之氣隙g1為10mm，在根據本發明的其它實施例中，可視需要選擇其它介於7mm至47mm之間的氣隙。
圖9D所繪示的是本實施例九的第一貼片天線920與次波長結構強化器950的垂直投影示意圖。如圖9D所示，該次波長結構強化器950之垂直投影與該第一貼片天線920之垂直投影重疊，該次波長結構強化器950之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1不大於衛星通信使用的Ku波段最大波長(25.00mm)，且該次波長結構強化器950之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1大於或等於該第一貼片天線920之垂直投影的最大一維度直線尺寸D2，例如但不限於該次波長結構強化器950之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1為該第一貼片天線920之垂直投影的最大一維度直線尺寸D2的N倍，且1≦N≦(Ku波段波長/該第一貼片天線920的最大一維度直線尺寸D2)之比值，使得通過該次波長結構強化器950的該衛星通信訊號產生繞射。本實施例之第一貼片天線920之垂直投影的最大一維度直線尺寸D2為6mm，採用Ku波段波長為24mm，依據Ｎ值範圍定義：1≦N≦(Ku波段波長/該第一貼片天線920的最大一維度直線尺寸D2)之比值算出， N值範圍介於1~4，此實施例次波長結構強化器950之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1可為6mm~24mm。在根據本發明的其它實施例中，可視需要選擇其它次波長結構強化器950之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1以及其它第一貼片天線920的最大一維度直線尺寸D2。
本實施例九的該第一貼片天線920之垂直投影為花瓣形，惟根據本發明的其它實施例，也可視需要選擇垂直投影為其它形狀的第一貼片天線920，例如但不限於凹形、矩形、圓形、多邊形等。
此外，本實施例九的該第二貼片天線980之垂直投影為圓形，惟根據本發明的其它實施例，也可視需要選擇垂直投影為其它形狀的第二貼片天線980，例如但不限於凹形、矩形、多邊形、花瓣形等。
本實施例九所使用的次波長結構強化器950，其材質為非金屬材料，例如但不限於塑膠、玻璃或陶瓷等。本實施例九所使用的次波長結構強化器950為實心的半球體，惟根據本發明的其它實施例，本實施例九所使用的次波長結構強化器950也可視需要選擇底部投影形狀為多邊形或圓形的其它次波長結構強化器，例如但不限於如圖14A所示實心的球體次波長結構強化器14A、如圖14B所示實心的圓柱體次波長結構強化器、如圖14C所示實心的圓錐體次波長結構強化器、如圖14D所示實心的三角錐體次波長結構強化器14D等實心的多角錐體次波長結構強化器、或如圖14E所示實心的三角柱體次波長結構強化器14E等實心的多角柱體次波長結構強化器。
實施例十
本實施例十乃揭示一如圖10A~10D所繪示的次波長強化器天線集成1000。
如圖10A~10C所繪示之次波長強化器天線集成1000的立體透視示意圖、爆炸分解示意圖、沿剖面線X-X’的剖面示意圖所示，本實施例十所揭示的次波長強化器天線集成1000，包括：一天線支撐基板1010，該天線支撐基板1010具有相對的上、下表面1010A、1010B；一第一貼片天線1020，設置於該天線支撐基板1010的該上表面1010A；一第二貼片天線1080，設置於該天線支撐基板1010的該下表面1010B；一接地層1030，設置於對應該第一貼片天線1020的該天線支撐基板1010的該下表面1010B的下方；複數間隔機構1060，設置於該天線支撐基板1010與該接地層1030之間，使該天線支撐基板1010與該接地層1030之間保持一適當間距d，d＞0，避免位在該天線支撐基板1010的該下表面1010B的該第二貼片天線1080與該接地層1030直接接觸；一訊號饋入線1040，設置於該接地層1030背對該天線支撐基板1010一側的下方，該訊號饋入線1040與該接地層1030間以一絕緣基板1035相間隔，且該接地層1030在對應於該第一貼片天線1020、第二貼片天線1080處更具有一耦合縫隙1032，且該訊號饋入線1040的第一長軸方向L1與該耦合縫隙1032的第二長軸方向L2的垂直投影乃實質正交，藉由耦合效應以傳輸一衛星通信訊號；以及一次波長結構強化器1050，設置於該第一貼片天線1020之上方，該次波長結構強化器1050為實心的結構，且該次波長結構強化器1050與該第一貼片天線1020之間具有一間距維持在g1的氣隙，且g1介於7mm至47mm之間。本實施例之氣隙g1為10mm，在根據本發明的其它實施例中，可視需要選擇其它介於7mm至47mm之間的氣隙。
圖10D所繪示的是本實施例十的第一貼片天線1020與次波長結構強化器1050的垂直投影示意圖。如圖10D所示，該次波長結構強化器1050之垂直投影與該第一貼片天線1020之垂直投影重疊，該次波長結構強化器1050之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1不大於衛星通信使用的Ku波段最大波長(25.00mm)，且該次波長結構強化器1050之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1大於或等於該第一貼片天線1020之垂直投影的最大一維度直線尺寸D2，例如但不限於該次波長結構強化器1050之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1為該第一貼片天線1020之垂直投影的最大一維度直線尺寸D2的N倍，且1≦N≦(Ku波段波長/該第一貼片天線1020的最大一維度直線尺寸D2)之比值，使得通過該次波長結構強化器1050的該衛星通信訊號產生繞射。本實施例之第一貼片天線1020之垂直投影的最大一維度直線尺寸D2為6mm，採用Ku波段波長為25mm，依據Ｎ值範圍定義：1≦N≦(Ku波段波長/該第一貼片天線1020的最大一維度直線尺寸D2)之比值算出， N值範圍介於1~4.167，此實施例次波長結構強化器1050之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1可為6mm~25mm。在根據本發明的此實施例中，依據最佳化實驗選擇次波長結構強化器1050之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1為10mm。
本實施例十的該第一貼片天線1020之垂直投影為花瓣形，惟根據本發明的其它實施例，也可視需要選擇垂直投影為其它形狀的第一貼片天線1020，例如但不限於凹形、矩形、圓形、多邊形等。
此外，本實施例十的該第二貼片天線1080之垂直投影為圓形，惟根據本發明的其它實施例，也可視需要選擇垂直投影為其它形狀的第二貼片天線1080，例如但不限於凹形、矩形、多邊形、花瓣形等。
本實施例十所使用的次波長結構強化器1050，其材質為非金屬材料，例如但不限於塑膠、玻璃或陶瓷等。本實施例十所使用的次波長結構強化器1050為實心的半球體，惟根據本發明的其它實施例，本實施例十所使用的次波長結構強化器1050也可視需要選擇底部投影形狀為多邊形或圓形的其它次波長結構強化器，例如但不限於如圖14A所示實心的球體次波長結構強化器14A、如圖14B所示實心的圓柱體次波長結構強化器、如圖14C所示實心的圓錐體次波長結構強化器、如圖14D所示實心的三角錐體次波長結構強化器14D等實心的多角錐體次波長結構強化器、或如圖14E所示實心的三角柱體次波長結構強化器14E等實心的多角柱體次波長結構強化器。
實施例十一
本實施例十一乃揭示一如圖11A~11D所繪示的次波長強化器天線集成1100。
如圖11A~11C所繪示之次波長強化器天線集成1100的立體透視示意圖、爆炸分解示意圖、沿剖面線XI-XI’的剖面示意圖所示，本實施例十一所揭示的次波長強化器天線集成1100，包括：一第一天線支撐基板1110，該第一天線支撐基板1110具有相對的第一上表面1110A、第一下表面1110B；一第一貼片天線1120，設置於該第一天線支撐基板1110的該第一上表面1110A；一第二天線支撐基板1115，該第二天線支撐基板1115具有相對的第二上表面1115A、第二下表面1115B，且第二天線支撐基板1115是設置於該第一天線支撐基板1110的下方，其中該第二天線支撐基板1115的該第二上表面1115A乃面對該第一天線支撐基板1110的該第一下表面1110B；一第二貼片天線1180，設置於該第二天線支撐基板1115的該第二上表面1115A；一接地層1130，設置於該第二天線支撐基板1115的該第二下表面1115B的下方；複數間隔機構1160，設置於該天線支撐基板1110與該第二天線支撐基板1115之間，使該第一天線支撐基板1110與該第二天線支撐基板1115之間保持一適當間距d，d＞0；一訊號饋入線1140，設置於該第二天線支撐基板1115的該第二上表面1115A，且該訊號饋入線1140與該第二貼片天線1180連接，用以傳輸一衛星通信訊號；以及一次波長結構強化器1150，設置於該第一貼片天線1120之上方，該次波長結構強化器1150為實心的結構，且該次波長結構強化器1150與該第一貼片天線1120之間具有一間距維持在g1的氣隙，且g1介於7mm至47mm之間。本實施例之氣隙g1為10mm，在根據本發明的其它實施例中，可視需要選擇其它介於7mm至47mm之間的氣隙。
圖11D所繪示的是本實施例十一的第一貼片天線1120與次波長結構強化器1150的垂直投影示意圖。如圖11D所示，該次波長結構強化器1150之垂直投影與該第一貼片天線1120之垂直投影重疊，該次波長結構強化器1150之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1不大於衛星通信使用的Ku波段最大波長(25.00mm)，且該次波長結構強化器1150之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1大於或等於該第一貼片天線1120之垂直投影的最大一維度直線尺寸D2，例如但不限於該次波長結構強化器1150之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1為該第一貼片天線1120之垂直投影的最大一維度直線尺寸D2的N倍，且1≦N≦(Ku波段波長/該第一貼片天線1120的最大一維度直線尺寸D2)之比值，使得通過該次波長結構強化器1150的該衛星通信訊號產生繞射。本實施例之第一貼片天線1120之垂直投影的最大一維度直線尺寸D2為6mm，採用Ku波段波長為24mm，依據Ｎ值範圍定義：1≦N≦(Ku波段波長/該第一貼片天線1120的最大一維度直線尺寸D2)之比值算出， N值範圍介於1~4，此實施例次波長結構強化器1150之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1可為6mm~24mm。在根據本發明的其它實施例中，可視需要選擇其它次波長結構強化器1150之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1以及其它第一貼片天線1120的最大一維度直線尺寸D2。
本實施例十一的該第一貼片天線1120是設置於該第一天線支撐基板1110的該第一上表面1110A，該第二貼片天線1180是設置於該第二天線支撐基板1115的該第二上表面1115A，惟根據本發明的其它實施例，該第一貼片天線1120也可設置於該第一天線支撐基板1110的該第一下表面1110B或第一天線支撐基板1110內(未繪示)，該第二貼片天線1180與該訊號饋入線1140也可設置於該第二天線支撐基板1115內的相同或相異表面(未繪示)，且該第二貼片天線1180與該訊號饋入線1140彼此連接(未繪示)。此外，本實施例十一的該第一貼片天線1120之垂直投影為矩形，惟根據本發明的其它實施例，也可視需要選擇垂直投影為其它形狀的第一貼片天線1120，例如但不限於凹形、圓形、多邊形或花瓣形等。
此外，本實施例十一的該第二貼片天線1180之垂直投影為凹形，惟根據本發明的其它實施例，也可視需要選擇垂直投影為其它形狀的第二貼片天線1180，例如但不限於矩形、多邊形、圓形或花瓣形等。
本實施例十一所使用的次波長結構強化器1150，其材質為非金屬材料，例如但不限於塑膠、玻璃或陶瓷等。本實施例十一所使用的次波長結構強化器1150為實心的半球體，惟根據本發明的其它實施例，本實施例十一所使用的次波長結構強化器1150也可視需要選擇底部投影形狀為多邊形或圓形的其它次波長結構強化器，例如但不限於如圖14A所示實心的球體次波長結構強化器14A、如圖14B所示實心的圓柱體次波長結構強化器、如圖14C所示實心的圓錐體次波長結構強化器、如圖14D所示實心的三角錐體次波長結構強化器14D等實心的多角錐體次波長結構強化器、或如圖14E所示實心的三角柱體次波長結構強化器14E等實心的多角柱體次波長結構強化器。
實施例十二
本實施例十二乃揭示一如圖12A~12D所繪示的次波長強化器天線集成1200。
如圖12A~12C所繪示之次波長強化器天線集成1200的立體透視示意圖、爆炸分解示意圖、沿剖面線XII-XII’的剖面示意圖所示，本實施例十二所揭示的次波長強化器天線集成1200，包括：一第一天線支撐基板1210，該第一天線支撐基板1210具有相對的第一上表面1210A、第一下表面1210B；一第一貼片天線1220，設置於該第一天線支撐基板1210的該第一上表面1210A；一第二天線支撐基板1215，該第二天線支撐基板1215具有相對的第二上表面1215A、第二下表面1215B，且第二天線支撐基板1215是設置於該第一天線支撐基板1210的下方，其中該第二天線支撐基板1215的該第二上表面1215A乃面對該第一天線支撐基板1210的該第一下表面1210B；一第二貼片天線1280，設置於該第二天線支撐基板1215的該第二上表面1215A；一接地層1230，設置於該第二天線支撐基板1215的該第二下表面1215B的下方；複數間隔機構1260，設置於該天線支撐基板1210與該第二天線支撐基板1215之間，使該第一天線支撐基板1210與該第二天線支撐基板1215之間保持一適當間距d，d＞0；一訊號饋入線1240，設置於該第二貼片天線1280的下方，且該訊號饋入線1240藉由貫穿該接地層1230與該第二天線支撐基板1215與該第二貼片天線1280連接，用以傳輸一衛星通信訊號；以及一次波長結構強化器1250，設置於該第一貼片天線1220之上方，該次波長結構強化器1250為實心的結構，且該次波長結構強化器1250與該第一貼片天線1220之間具有一間距維持在g1的氣隙，且g1介於7mm至47mm之間。本實施例之氣隙g1為10mm，在根據本發明的其它實施例中，可視需要選擇其它介於7mm至47mm之間的氣隙。
圖12D所繪示的是本實施例十二的第一貼片天線1220與次波長結構強化器1250的垂直投影示意圖。如圖12D所示，該次波長結構強化器1250之垂直投影與該第一貼片天線1220之垂直投影重疊，該次波長結構強化器1250之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1不大於衛星通信使用的Ku波段最大波長(25.00mm)，且該次波長結構強化器1250之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1大於或等於該第一貼片天線1220之垂直投影的最大一維度直線尺寸D2，例如但不限於該次波長結構強化器1150之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1為該第一貼片天線1220之垂直投影的最大一維度直線尺寸D2的N倍，且1≦N≦(Ku波段波長/該第一貼片天線1220的最大一維度直線尺寸D2)之比值，使得通過該次波長結構強化器1250的該衛星通信訊號產生繞射。本實施例之第一貼片天線1220之垂直投影的最大一維度直線尺寸D2為6mm，採用Ku波段波長為24mm，依據Ｎ值範圍定義：1≦N≦(Ku波段波長/該第一貼片天線1220的最大一維度直線尺寸D2)之比值算出， N值範圍介於1~4，此實施例次波長結構強化器1250之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1可為6mm~24mm。在根據本發明的其它實施例中，可視需要選擇其它次波長結構強化器1250之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1以及其它第一貼片天線1220的最大一維度直線尺寸D2。
本實施例十二的該第一貼片天線1220是設置於該第一天線支撐基板1210的該第一上表面1210A，該第二貼片天線1280是設置於該第二天線支撐基板1215的該第二上表面1215A，惟根據本發明的其它實施例，該第一貼片天線1220也可設置於該第一天線支撐基板1210的該第一下表面1210B或第一天線支撐基板1210內(未繪示)，該第二貼片天線1280也可設置於該第二天線支撐基板1215內(未繪示)，且該訊號饋入線1240藉由貫穿該接地層1230與部份該第二天線支撐基板1215與該第二貼片天線1280連接(未繪示)。此外，本實施例十二的該第一貼片天線1220之垂直投影為矩形，惟根據本發明的其它實施例，也可視需要選擇垂直投影為其它形狀的第一貼片天線1220，例如但不限於凹形、圓形、多邊形或花瓣形等。
此外，本實施例十二的該第二貼片天線1280之垂直投影為矩形，惟根據本發明的其它實施例，也可視需要選擇垂直投影為其它形狀的第二貼片天線1280，例如但不限於凹形、多邊形、圓形或花瓣形等。
本實施例十二所使用的次波長結構強化器1250，其材質為非金屬材料，例如但不限於塑膠、玻璃或陶瓷等。本實施例十二所使用的次波長結構強化器1250為實心的半球體，惟根據本發明的其它實施例，本實施例十二所使用的次波長結構強化器1250也可視需要選擇底部投影形狀為多邊形或圓形的其它次波長結構強化器，例如但不限於如圖14A所示實心的球體次波長結構強化器14A、如圖14B所示實心的圓柱體次波長結構強化器、如圖14C所示實心的圓錐體次波長結構強化器、如圖14D所示實心的三角錐體次波長結構強化器14D等實心的多角錐體次波長結構強化器、或如圖14E所示實心的三角柱體次波長結構強化器14E等實心的多角柱體次波長結構強化器。
實施例十三
本實施例十三乃揭示一如圖13A~13D所繪示的次波長強化器天線集成1300。
如圖13A~13C所繪示之次波長強化器天線集成1300的立體透視示意圖、爆炸分解示意圖、沿剖面線XIII-XIII’的剖面示意圖所示，本實施例十三所揭示的次波長強化器天線集成1300，包括：一第一天線支撐基板1310，該第一天線支撐基板1310具有相對的第一上表面1310A、第一下表面1310B；一第一貼片天線1320，設置於該第一天線支撐基板1310的該第一上表面1310A；一第二天線支撐基板1315，該第二天線支撐基板1315具有相對的第二上表面1315A、第二下表面1315B，且第二天線支撐基板1315是設置於該第一天線支撐基板1310的下方，其中該第二天線支撐基板1315的該第二上表面1315A乃面對該第一天線支撐基板1310的該第一下表面1310B；一第二貼片天線1380，設置於該第二天線支撐基板1315的該第二上表面1315A；一接地層1330，設置於該第二天線支撐基板1315的該第二下表面1315B的下方；複數間隔機構1360，設置於該天線支撐基板1310與該第二天線支撐基板1315之間，使該第一天線支撐基板1310與該第二天線支撐基板1315之間保持一適當間距d，d＞0；一訊號饋入線1340，設置於該接地層1330背對該第二天線支撐基板1315一側的下方，且該接地層1330在對應於該第一貼片天線1320、第二貼片天線1380處更具有一耦合縫隙1332，且該訊號饋入線1340的第一長軸方向L1與該耦合縫隙1332的第二長軸方向L2的垂直投影乃實質正交，藉由耦合效應以傳輸一衛星通信訊號；以及一次波長結構強化器1350，設置於該第一貼片天線1320之上方，該次波長結構強化器1350為實心的結構，且該次波長結構強化器1350與該第一貼片天線1320之間具有一間距維持在g1的氣隙，且g1介於7mm至47mm之間。本實施例之氣隙g1為10mm，在根據本發明的其它實施例中，可視需要選擇其它介於7mm至47mm之間的氣隙。
圖13D所繪示的是本實施例十三的第一貼片天線1320與次波長結構強化器1350的垂直投影示意圖。如圖13D所示，該次波長結構強化器1350之垂直投影與該第一貼片天線1320之垂直投影重疊，該次波長結構強化器1350之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1不大於衛星通信使用的Ku波段最大波長(25.00mm)，且該次波長結構強化器1350之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1大於或等於該第一貼片天線1320之垂直投影的最大一維度直線尺寸D2，例如但不限於該次波長結構強化器1350之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1為該第一貼片天線1320之垂直投影的最大一維度直線尺寸D2的N倍，且1≦N≦(Ku波段波長/該第一貼片天線1320的最大一維度直線尺寸D2)之比值，使得通過該次波長結構強化器1350的該衛星通信訊號產生繞射。本實施例之第一貼片天線1320之垂直投影的最大一維度直線尺寸D2為6mm，採用Ku波段波長為24mm，依據Ｎ值範圍定義：1≦N≦(Ku波段波長/該第一貼片天線1320的最大一維度直線尺寸D2)之比值算出， N值範圍介於1~4，此實施例次波長結構強化器1350之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1可為6mm~24mm。在根據本發明的其它實施例中，可視需要選擇其它次波長結構強化器1350之垂直投影的最大一維度直線尺寸D1以及其它第一貼片天線1320的最大一維度直線尺寸D2。
本實施例十三的該第一貼片天線1320是設置於該第一天線支撐基板1310的該第一上表面1310A，該第二貼片天線1380是設置於該第二天線支撐基板1315的該第二上表面1315A，惟根據本發明的其它實施例，該第一貼片天線1320也可設置於鄰近該第一天線支撐基板1310的該第一下表面1310B或第一天線支撐基板1310內(未繪示)，該第二貼片天線1380也可設置於鄰近該第二天線支撐基板1315內(未繪示)。此外，本實施例十二的該第一貼片天線1320之垂直投影為花瓣形，惟根據本發明的其它實施例，也可視需要選擇垂直投影為其它形狀的第一貼片天線1320，例如但不限於凹形、圓形、多邊形或矩形等。
此外，本實施例十三的該第二貼片天線1380之垂直投影為圓形，惟根據本發明的其它實施例，也可視需要選擇垂直投影為其它形狀的第二貼片天線1380，例如但不限於矩形、多邊形、凹形或花瓣形等。
本實施例十三所使用的次波長結構強化器1350，其材質為非金屬材料，例如但不限於塑膠、玻璃或陶瓷等。本實施例十三所使用的次波長結構強化器1350為實心的半球體，惟根據本發明的其它實施例，本實施例十三所使用的次波長結構強化器1350也可視需要選擇底部投影形狀為多邊形或圓形的其它次波長結構強化器，例如但不限於如圖14A所示實心的球體次波長結構強化器14A、如圖14B所示實心的圓柱體次波長結構強化器、如圖14C所示實心的圓錐體次波長結構強化器、如圖14D所示實心的三角錐體次波長結構強化器14D等實心的多角錐體次波長結構強化器、或如圖14E所示實心的三角柱體次波長結構強化器14E等實心的多角柱體次波長結構強化器。
天線集成特性模擬與量測
根據本發明的波長強化器天線集成，其相關天線特性將以本發明實施例十之次波長強化器天線集成1000作為例示以Lumerical FDTD模擬軟體於頻率11.7GHz的無線電波的條件下進行場效分佈模擬，模擬場效分佈圖說明如下。本發明實施例十之次波長強化器天線集成1000之模擬場效分佈圖以及次波長強化器天線集成1000之第一貼片天線1020、第二貼片天線1080、接地層1030以及訊號饋入線1040之模擬場效分佈圖，乃分別如圖15A~15E所示。如圖15A~15E所示，來自次波長強化器天線集成1000上方頻率11.7GHz的無線電波，通過設置於該第一貼片天線1020上方之次波長結構強化器1050後，乃集中於第一貼片天線1020、第二貼片天線1080、接地層1030以及訊號饋入線1040之邊緣，顯示通過該次波長結構強化器1050之頻率11.7GHz的無線電波產生繞射。
為了比較根據本發明所揭示的次波長強化器天線集成與習知的天線集成的訊號增益差異，以下乃取實施例十之次波長強化器天線集成1000與如圖19A~19C所示的習知一種天線集成1900進行模擬與實際量測。其中，訊號增益模擬乃以高頻模擬軟體(High Frequency Simulation Software；HFSS)於頻率11.7GHz的無線電波的條件下進行，而訊號增益量測則以向量網路分析儀(Vector Network Analyzer)於頻率11.7GHz的無線電波的條件下進行。如圖15F之增益圖所示，在無線電波頻率11.7GHz的模擬條件下，實施例十之次波長強化器天線集成1000相較於如圖19A~19C所示的習知一種天線集成1900，約有1.4dBi的增益。如圖15G之增益圖所示，在無線電波頻率11.7GHz的量測條件下，實施例十之次波長強化器天線集成1000相較於如圖19A~19C所示的習知一種天線集成1900，約有1.8dBi的增益。此外，如圖15H之增益圖所示，在以向量網路分析儀(Vector Network Analyzer)於無線電波頻率11.7~12.5GHz的量測條件下，實施例十之次波長強化器天線集成1000相較於如圖19A~19C所示的習知一種天線集成1900，約有1~2dBi的增益。如圖15I之方向增益(directivity gain)圖所示，在以向量網路分析儀(Vector Network Analyzer)於無線電波頻率11.7~12.5GHz的量測條件下，實施例十之次波長強化器天線集成1000相較於如圖19A~19C所示的習知一種天線集成1900，約有1~1.8dBi的方向增益(directivity gain)。
此外，為了比較根據本發明所揭示的次波長強化器天線集成與習知的天線集成在不同無線電波入射角的訊號增益差異，以下乃取實施例十之次波長強化器天線集成1000與如圖19A~19C所示的習知一種天線集成1900，在無線電波相對於第一貼片天線1020、1920上表面1020A、1920A之法線(未繪示)的入射角介於0~50度間，以高頻模擬軟體(High Frequency Simulation Software；HFSS)於頻率11.7GHz的無線電波的條件下，模擬次波長強化器天線集成1000的訊號饋入線1040末端以及天線集成1900的訊號饋入線1940末端的訊號強度變化。如圖15J所示，實施例十之次波長強化器天線集成1000的訊號饋入線1040末端的訊號強度與如圖19A~19C所示的習知一種天線集成1900的訊號饋入線1940末端的訊號強度變化，在無線電波入射角介於0~50度間均有1.5倍的增益。
此外，為了比較根據本發明所揭示的次波長強化器天線集成與習知的天線集成在有無次波長結構強化器以及次波長結構強化器與第一貼片天線之間具有不同氣隙g1(7mm~47mm)條件下的訊號增益差異，以下乃取實施例十之次波長強化器天線集成1000與未使用次波長結構強化器的習知天線集成1900進行模擬。其中，訊號增益模擬乃以高頻模擬軟體(High Frequency Simulation Software；HFSS)於頻率11.7GHz的無線電波的條件下進行。如圖15K之增益圖所示，在無線電波頻率11.7GHz的模擬條件下，具有次波長強化器1050的次波長強化器天線集成1000，其訊號強度增益隨著次波長結構強化器1050與第一貼片天線1020之間介於7mm~47mm的不同氣隙g1而有所變化，且其訊號強度增益均高於未使用次波長結構強化器的習知天線集成1900的訊號強度增益，且實施例十之次波長強化器天線集成1000在氣隙g1為13mm時具有最大的訊號強度增益。
綜上所述，本發明所揭示的次波長強化器天線集成，可使通過次波長結構強化器的衛星通信訊號產生繞射，並在衛星天線前組合(疊加)後產生駐波，且相較於習知的天線集成，在無線電波頻率11.7~12.5GHz的量測條件下，約有1~2dBi的增益以及1~1.8dBi的方向增益(directivity gain)，且在無線電波頻率11.7GHz的模擬條件下，訊號饋入線末端的訊號強度變化在無線電波入射角介於0~50度間均有1.5倍的增益，顯示可使衛星天線可傳播強度更強、品質更佳的無線電波。因此，衛星天線可使用數量較少的天線集成，衛星天線的體積可大幅縮小，有助於實現用戶端對於衛星天線尺寸縮小化的需求，對於偏遠地區的網路普及化有極大的助益。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10:相位陣列天線 14A:球體次波長結構強化器 14B:實心的圓柱體次波長結構強化器 14C:實心的圓錐體次波長結構強化器 14D:實心的三角錐體次波長結構強化器 14E:實心的三角柱體次波長結構強化器 20:半球殼形強化器 21:砲彈形強化器 22:傾斜式砲彈形強化器 TX:發射器 A:天線元件 C:電腦 Φ:移相器 θ:光束的角度 g1:次波長結構強化器與第一貼片天線之間的氣隙 d:天線支撐基板與該接地層之間的間距 D1:次波長結構強化器之垂直投影的最大一維度直線尺寸 D2:第一貼片天線之垂直投影的最大一維度直線尺寸 L1:第一長軸方向 L2:第二長軸方向 100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1700、1800、1900:天線集成 110、210、310、410、510、610、710、810、910、1010、1710、1810、1910:天線支撐基板 110A、210A、310A、410A、510A、610A、710A、810A、910A、1010A、1710A、1810A、1910A:上表面 110B、210B、310B、410B、510B、610B、710B、810B、910B、1010B、1710B、1810B、1910B:下表面 1110、1210、1310:第一天線支撐基板 1115、1215、1315:第二天線支撐基板 1110A、1210A、1310A:第一上表面 1110B、1210B、1310B:第一下表面 1115A、1215A、1315A:第二上表面 1115B、1215B、1315B:第二下表面 120、220、320、420、520、620、720、820、920、1020、1120、1220、1320、1720、1820、1920:第一貼片天線 380、680、980、1080、1180、1280、1380、1980:第二貼片天線 130、230、330、430、530、630、730、830、930、1030、1130、1230、1330、1730、1830、1930:接地層 140、240、340、440、540、640、740、840、940、1040、1140、1240、1340、1740、1840、1940:訊號饋入線 150、250、350、450、550、650、750、850、950、1050、1150、1250、1350:次波長結構強化器 732、832、932、1032、1332、1932:耦合縫隙 735、835、935、1035、1335、1935:絕緣基板 1060、1160、1260、1360:間隔機構 I-I’、II-II’、III-III’、IV-IV’、V-V’、VI’VI’、VII=VII’、VIII=VIII’、IX-IX’、X-X’、XI-XI’、XII-XII’、XIII-XIII’、XVII-XVII’、XVIII-XVIII’、XIX-XIX’:剖面線
圖1A~1D分別是根據本發明實施例一所繪示之次波長強化器天線集成的立體透視示意圖、爆炸分解示意圖、沿剖面線I-I’的剖面示意圖、垂直投影示意圖。
圖2A~2D分別是根據本發明實施例二所繪示之次波長強化器天線集成的立體透視示意圖、爆炸分解示意圖、沿剖面線II-II’的剖面示意圖、垂直投影示意圖。
圖3A~3D分別是根據本發明實施例三所繪示之次波長強化器天線集成的立體透視示意圖、爆炸分解示意圖、沿剖面線III-III’的剖面示意圖、垂直投影示意圖。
圖4A~4D分別是根據本發明實施例四所繪示之次波長強化器天線集成的立體透視示意圖、爆炸分解示意圖、沿剖面線IV-IV’的剖面示意圖、垂直投影示意圖。
圖5A~5D分別是根據本發明實施例五所繪示之次波長強化器天線集成的立體透視示意圖、爆炸分解示意圖、沿剖面線V-V’的剖面示意圖、垂直投影示意圖。
圖6A~6D分別是根據本發明實施例六所繪示之次波長強化器天線集成的立體透視示意圖、爆炸分解示意圖、沿剖面線VI-VI’的剖面示意圖、垂直投影示意圖。
圖7A~7D分別是根據本發明實施例七所繪示之次波長強化器天線集成的立體透視示意圖、爆炸分解示意圖、沿剖面線VII-VII’的剖面示意圖、垂直投影示意圖。
圖8A~8D分別是根據本發明實施例八所繪示之次波長強化器天線集成的立體透視示意圖、爆炸分解示意圖、沿剖面線VIII-VIII’的剖面示意圖、垂直投影示意圖。
圖9A~9D分別是根據本發明實施例九所繪示之次波長強化器天線集成的立體透視示意圖、爆炸分解示意圖、沿剖面線IX-IX’的剖面示意圖、垂直投影示意圖。
圖10A~10D分別是根據本發明實施例十所繪示之次波長強化器天線集成的立體透視示意圖、爆炸分解示意圖、沿剖面線X-X’的剖面示意圖、垂直投影示意圖。
圖11A~11D分別是根據本發明實施例十一所繪示之次波長強化器天線集成的立體透視示意圖、爆炸分解示意圖、沿剖面線XI-XI’的剖面示意圖、垂直投影示意圖。
圖12A~12D分別是根據本發明實施例十二所繪示之次波長強化器天線集成的立體透視示意圖、爆炸分解示意圖、沿剖面線XII-XII’的剖面示意圖垂直投影示意圖、。
圖13A~13D分別是根據本發明實施例十三所繪示之次波長強化器天線集成的立體透視示意圖、爆炸分解示意圖、沿剖面線XIII-XIII’的剖面示意圖、垂直投影示意圖。
圖14A~14E分別是適用於根據本發明之次波長強化器天線集成的各種實心的次波長結構強化器。
圖15A是根據本發明實施例十之次波長強化器天線集成1000在頻率11.7GHz無線電波條件下所模擬的場效分佈照片。
圖15B是根據本發明實施例十之次波長強化器天線集成1000中的第一貼片天線1020在頻率11.7GHz無線電波條件下所模擬的場效分佈照片。
圖15C是根據本發明實施例十之次波長強化器天線集成1000中的第二貼片天線1080在頻率11.7GHz無線電波條件下所模擬的場效分佈照片。
圖15D是根據本發明實施例十之次波長強化器天線集成1000中的接地層1030在頻率11.7GHz無線電波條件下所模擬的場效分佈照片。
圖15E是根據本發明實施例十之次波長強化器天線集成1000中的訊號饋入線1040在頻率11.7GHz無線電波條件下所模擬的場效分佈照片。
圖15F是根據本發明實施例十之次波長強化器天線集成1000與如圖19A~19C所示的習知一種天線集成1900在頻率11.7GHz無線電波條件下所模擬的增益圖。
圖15G是根據本發明實施例十之次波長強化器天線集成1000與如圖19A~19C所示的習知一種天線集成1900在頻率11.7GHz無線電波條件下所量測的增益圖。
圖15H是根據本發明實施例十之次波長強化器天線集成1000與如圖19A~19C所示的習知一種天線集成1900在頻率11.7~12.5GHz無線電波條件下所量測的增益圖。
圖15I是根據本發明實施例十之次波長強化器天線集成1000與如圖19A~19C所示的習知一種天線集成1900在頻率11.7~12.5GHz無線電波條件下所量測的方向增益圖。
圖15J是根據本發明實施例十之次波長強化器天線集成1000與如圖19A~19C所示的習知一種天線集成1900在頻率11.7GHz無線電波以及無線電波入射角介於0º~50º間之條件下所量測的訊號饋入線末端的訊號強度變化增益圖。
圖15K是根據本發明實施例十之次波長強化器天線集成1000與如圖19A~19C所示的習知一種天線集成1900在頻率11.7GHz無線電波以及不同氣隙g1條件下所模擬的增益圖。
圖16是習知一種相位陣列天線10的運作示意圖。
圖17A~17C分別是習知一種天線集成1700的立體透視示意圖、爆炸分解示意圖、沿剖面線XVII-XVII’的剖面示意圖。
圖18A~18C分別是習知另一種天線集成1800的立體透視示意圖、爆炸分解示意圖、沿剖面線XVIII-XVIII’的剖面示意圖。
圖19A~19C分別是習知再一種天線集成1900的立體透視示意圖、爆炸分解示意圖、沿剖面線XIX-XIX’的剖面示意圖。
圖20是習知一種適用於天線集成的強化器20的剖面示意圖。
圖21是習知另一種適用於天線集成的強化器21的剖面示意圖。
圖22是習知再一種適用於天線集成的強化器22的剖面示意圖。
100:次波長強化器天線集成
110:天線支撐基板
110A:上表面
110B:下表面
120:貼片天線
130:接地層
140:訊號饋入線
150:次波長結構強化器

Claims (20)

  1. 一種次波長強化器天線集成(antenna assembly)，包括： 一天線支撐基板，該天線支撐基板具有相對的上、下表面； 一第一貼片天線，設置於該天線支撐基板的該上表面或設置於該天線支撐基板內； 一接地層，設置於對應該第一貼片天線的該天線支撐基板的該下表面的下方； 一訊號饋入線，設置於該天線支撐基板的任一表面、或設置於該天線支撐基板內、或設置於該第一貼片天線的下方、或設置於該接地層背對該天線支撐基板一側的下方，用以傳輸一衛星通信訊號；以及 一次波長結構強化器，設置於該第一貼片天線之上方，該次波長結構強化器為實心的結構，且該次波長結構強化器與該第一貼片天線之間維持一範圍介於7mm至47mm的氣隙(air gap)，其中，該次波長結構強化器之垂直投影與該第一貼片天線之垂直投影重疊，該次波長結構強化器之垂直投影的最大一維度直線尺寸不大於衛星通信使用的Ku波段波長，且該次波長結構強化器之垂直投影的最大一維度直線尺寸大於或等於該第一貼片天線之垂直投影的最大一維度直線尺寸，使得通過該次波長結構強化器的該衛星通信訊號產生繞射。
  2. 如請求項1所述的次波長強化器天線集成(antenna assembly) ，該次波長結構強化器的材質為非金屬材料。
  3. 如請求項2所述的次波長強化器天線集成(antenna assembly)，該次波長結構強化器的底部形狀為多邊形或圓形。
  4. 如請求項3所述的次波長強化器天線集成(antenna assembly)，該次波長結構強化器為多角柱體、多角錐體、圓柱體、圓錐體、球體或半球體。
  5. 如請求項1所述的次波長強化器天線集成(antenna assembly)，該次波長結構強化器之垂直投影的最大一維度直線尺寸不大於25mm。
  6. 如請求項1所述的次波長強化器天線集成(antenna assembly)，其中該訊號饋入線與該第一貼片天線是位於該天線支撐基板上的相同或相異的表面，且該訊號饋入線與該第一貼片天線連接。
  7. 如請求項1所述的次波長強化器天線集成(antenna assembly)，其中該訊號饋入線是設置於該第一貼片天線的下方，且該訊號饋入線藉由貫穿該接地層和部份或全部的該天線支撐基板與該第一貼片天線連接。
  8. 如請求項1所述的次波長強化器天線集成(antenna assembly)，其中該訊號饋入線是設置於該接地層背對該天線支撐基板一側的下方，且該接地層在對應於該第一貼片天線處更具有一耦合縫隙，且該訊號饋入線的第一長軸方向L1與該耦合縫隙的第二長軸方向L2的垂直投影乃實質正交，藉由耦合效應以傳輸一衛星通信訊號。
  9. 如請求項1所述的次波長強化器天線集成(antenna assembly)，當該第一貼片天線設置於該天線支撐基板的該上表面時，更包括一第二貼片天線，設置於該天線支撐基板內，其中該訊號饋入線與該第二貼片天線是位於該天線支撐基板內的相同或相異的表面且該訊號饋入線與該第二貼片天線連接，或者該訊號饋入線是設置於該第二貼片天線的下方，且該訊號饋入線藉由貫穿部份該天線支撐基板和該接地層與該第二貼片天線連接，或者該接地層在對應於該第二貼片天線處更具有一耦合縫隙，且該訊號饋入線是設置於該接地層背對該天線支撐基板一側的下方，且該訊號饋入線的第一長軸方向L1與該耦合縫隙的第二長軸方向L2的垂直投影乃實質正交。
  10. 如請求項1所述的次波長強化器天線集成(antenna assembly)，當該第一貼片天線設置於該天線支撐基板的該上表面時，更包括一第二貼片天線，設置於該天線支撐基板的該下表面，其中該接地層在對應於該第二貼片天線處更具有一耦合縫隙，且該訊號饋入線是設置於該接地層背對該天線支撐基板一側的下方，且該訊號饋入線的第一長軸方向L1與該耦合縫隙的第二長軸方向L2的垂直投影乃實質正交。
  11. 如請求項1所述的次波長強化器天線集成(antenna assembly)，其中該次波長結構強化器之垂直投影的最大一維度直線尺寸為該第一貼片天線之垂直投影的最大一維度直線尺寸的N倍，且1≦N≦(該Ku波段波長/該第一貼片天線的最大一維度直線尺寸)之比值。
  12. 一種次波長強化器天線集成(antenna assembly)，包括： 一第一天線支撐基板，該第一天線支撐基板具有相對的第一上表面、第一下表面； 一第一貼片天線，設置於該第一天線支撐基板的該第一上表面、或該第一下表面、或該第一天線支撐基板內； 一第二天線支撐基板，該第二天線支撐基板具有相對的第二上表面、第二下表面，且第二天線支撐基板是設置於該第一天線支撐基板的下方，其中該第二天線支撐基板的該第二上表面乃面對該第一天線支撐基板的該第一下表面； 一第二貼片天線，設置於該第二天線支撐基板的該第二上表面或該第二天線支撐基板內； 一接地層，設置於該第二天線支撐基板的該第二下表面的下方； 一訊號饋入線，設置於該第二天線支撐基板的任一表面、或設置於該第二天線支撐基板內、或該第二貼片天線的下方、或設置於該接地層背對該第二天線支撐基板一側的下方，用以傳輸一衛星通信訊號；以及 一次波長結構強化器，設置於該第一貼片天線之上方，該次波長結構強化器為實心的結構，且該次波長結構強化器與該第一貼片天線之間維持一範圍介於7mm至47mm的氣隙(air gap)，其中，該次波長結構強化器之垂直投影與該第一、第二貼片天線之垂直投影重疊，該次波長結構強化器之垂直投影的最大一維度直線尺寸不大於衛星通信使用的Ku波段波長，且該次波長結構強化器之垂直投影的最大一維度直線尺寸大於或等於該第一貼片天線之垂直投影的最大一維度直線尺寸，使得通過該次波長結構強化器的該衛星通信訊號產生繞射。
  13. 如請求項12所述的次波長強化器天線集成(antenna assembly)，該次波長結構強化器的材質為非金屬材料。
  14. 如請求項13所述的次波長強化器天線集成(antenna assembly)，該次波長結構強化器的底部形狀為多邊形或圓形。
  15. 如請求項14所述的次波長強化器天線集成(antenna assembly)，該次波長結構強化器為多角柱體、多角錐體、圓柱體、圓錐體、球體或半球體。
  16. 如請求項12所述的次波長強化器天線集成(antenna assembly)，該次波長結構強化器之垂直投影的最大一維度直線尺寸不大於25mm。
  17. 如請求項12所述的次波長強化器天線集成(antenna assembly)，其中該訊號饋入線與該第二貼片天線是位於該第二天線支撐基板上的相同或相異表面，且該訊號饋入線與該第二貼片天線連接。
  18. 如請求項12所述的次波長強化器天線集成(antenna assembly)，其中該訊號饋入線是設置於該第二貼片天線的下方，且該訊號饋入線藉由貫穿該接地層以及部份或全部該第二天線支撐基板與該第二貼片天線連接。
  19. 如請求項12所述的次波長強化器天線集成(antenna assembly)，其中該訊號饋入線是設置於該接地層背對該第二天線支撐基板一側的下方，且該接地層在對應於該第二貼片天線處更具有一耦合縫隙，且該訊號饋入線的第一長軸方向L1與該耦合縫隙的第二長軸方向L2的垂直投影乃實質正交。
  20. 如請求項12所述的次波長強化器天線集成(antenna assembly) ，其中該次波長結構強化器之垂直投影的最大一維度直線尺寸為該第一貼片天線之垂直投影的最大一維度直線尺寸的N倍，且1≦N≦(該Ku波段波長/該第一貼片天線的最大一維度直線尺寸)之比值。
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