CN105006660B

CN105006660B - 可切换式天线

Info

Publication number: CN105006660B
Application number: CN201410154895.4A
Authority: CN
Inventors: 苏纪纲; 詹长庚
Original assignee: Wistron Neweb Corp
Current assignee: Wistron Neweb Corp
Priority date: 2014-04-17
Filing date: 2014-04-17
Publication date: 2017-10-13
Anticipated expiration: 2034-04-17
Also published as: CN105006660A

Abstract

本发明公开一种可切换式天线，用来收发射频信号，包含一基板；一第一辐射部，形成于该基板的一上表面上，包含一第一中心及分别由该第一中心延伸出的一第一弯折区段及一第二弯折区段；一第二辐射部，形成于该基板的一下表面上，包含有一第二中心及分别由该第二中心延伸出的一第三弯折区段及一第四弯折区段，该第三弯折区段及该第四弯折区段分别对应该第一弯折区段及该第二弯折区段设置；第一、第二天线元件，分别对应该第一、第二弯折区段设置于该上表面上；第一、第二切换元件，用来分别将该第一、第二天线元件切换为一反射体或一寄生辐射体。

Description

可切换式天线

技术领域

本发明涉及一种可切换式天线，尤指一种能避免干扰及改善信号死角(deadzone)，并可适应性地切换至全向模式或指向模式的可切换式天线。

背景技术

天线是用来发射或接收无线电波，以传递或交换无线电信号。常见的天线依其辐射场型分布方式可分为全向性及指向性；顾名思义，全向性天线的场型无特定方向性，故具有优选覆盖率，而指向性天线的场型则大致朝一特定方向，可提升特定方向的传输效率。

一般而言，天线设计完成后，其方向性即已确定。然而，不同无线通讯应用可能需要操作在不同模式，因此，如何将有效率将通讯装置切换至全向模式(Omni mode)或指向模式(Directional mode)，就成为业界所努力的目标之一。

发明内容

因此，本发明主要目的在于提供一种可切换式天线，可切换至全向模式或指向模式，且能避免干扰及改善信号死角。

为达上这目的，本发明公开一种可切换式天线，用来收发射频信号，包含有一基板，包含有一上表面及一下表面；一第一辐射部，形成于该基板的该上表面之上，包含有一第一中心及分别由该第一中心延伸出的一第一弯折区段及一第二弯折区段；一第二辐射部，形成于该基板的该下表面之上，包含有一第二中心及分别由该第二中心延伸出的一第三弯折区段及一第四弯折区段，该第三弯折区段及该第四弯折区段分别对应该第一弯折区段及该第二弯折区段设置；一第一天线元件，对应该第一弯折区段设置于该上表面之上；一第一切换元件，电连接至该第一天线元件，用来将该第一天线元件切换为一反射体或一寄生辐射体；一第二天线元件，对应该第二弯折区段设置于该上表面之上；以及一第二切换元件，电连接至该第二天线元件，用来将该第二天线元件切换为一反射体或一寄生辐射体。

本发明另公开一种可切换式天线，用来收发射频信号，包含有一基板，包含有一上表面及一下表面；一第一辐射部，形成于该基板的该上表面之上，包含有：一第一弯折区段；以及一第二弯折区段；以及一第二辐射部，形成于该基板的该下表面之上，包含有一中心；一第三弯折区段，由该中心延伸，并通过一第一连通柱电连接至该第一弯折区段，且对应该第一弯折区段设置；以及一第四弯折区段，由该中心延伸，并通过一第二连通柱电连接至该第二弯折区段，且对应该第二弯折区段设置。

附图说明

图1A图1C分别为本发明实施例一可切换式天线的正面、背面、透视示意图；

图1D图1E分别为图1A的可切换式天线操作于一全向模式及一指向模式的电流分布示意图；

图2为图1A的可切换式天线操作于全向模式的天线共振(电压驻波比)模拟结果示意图；

图3A为图1A的切换元件均不导通时，可切换式天线在60度角对应频率5500MHz的天线场型特性模拟结果示意图；

图3B为图1A的切换元件中仅一切换元件导通时，可切换式天线在60度角对应频率5500MHz的天线场型特性模拟结果示意图；

图3C为图1A的切换元件中两个切换元件导通时，可切换式天线在60度角对应频率5500MHz的天线场型特性模拟结果示意图；

图4A为图1A的切换元件均不导通时，可切换式天线在60度角的天线场型特性实测结果示意图；

图4B为图1A的切换元件中仅一切换元件导通时，可切换式天线在60度角的天线场型特性实测结果示意图；

图5A图5D分别为本发明实施例一可切换式天线的正面、背面、透视及等效电路示意图；

图6A为图5A具调整元件的可切换式天线对应频率2500MHz的天线场型特性模拟结果示意图；

图6B为图5A不具调整元件的可切换式天线对应频率2500MHz的天线场型特性模拟结果示意图；

图7A为图5A的可切换式天线操作于一指向模式的电流分布示意图；

图7B为图5A的可切换式天线的天线共振模拟结果示意图；

图8A为图5A的切换元件均不导通时，可切换式天线在60度角对应频率2450MHz的天线场型特性模拟结果示意图；

图8B为图5A的切换元件中两个切换元件导通时，可切换式天线在60度角对应频率2450MHz的天线场型特性模拟结果示意图；

图8C为图5A的切换元件中两个切换元件不导通时，可切换式天线在60度角对应频率2450MHz的天线场型特性模拟结果示意图；

图9A为图5A的切换元件均不导通时，可切换式天线在60度角的天线场型特性实测结果示意图；

图9B为图5A的切换元件中两个切换元件导通时，可切换式天线在60度角的天线场型特性实测结果示意图；

图9C为图5A的切换元件中两个切换元件不导通时，可切换式天线在60度角的天线场型特性实测结果示意图；

图10为本发明实施例一可切换式天线的透视示意图；

图11为本发明实施例一可切换式天线的透视示意图；

图12为本发明实施例一可切换式天线的透视示意图；

图13为本发明实施例一可切换式天线的透视示意图；

图14为本发明实施例一可切换式天线的透视示意图；

图15为本发明实施例一可切换式天线的透视示意图。

符号说明

10、50、60、68、80、82、84、92 可切换式天线

12、52 基板

12a、52a 上表面

12b、52b 下表面

14 控制模块

100、110、500、510 辐射部

101、111、511 中心

102、104、106、502、504、506、1302、1304、上表面弯折区段1306、1402、1404、1406、1702、1704、1706

112、114、116、512、514、516、1312、1314、下表面弯折区段1316、1412、1414、1416、1712、1714、1716

122、124、126、1022、1024、1026 天线元件

132、134、136、532、534、536 切换元件

142、144、146、1042、1044、1046 延伸区段

152a、152b、154a、154b、156a、156b、552、阻流器554、556、558

162、164、166、562、564、566 电阻

102a106b、112a116b、502a506c、512a 分段516e、522a526c、1302a1306c、1312a1316c、1402a1406d、1412a1416d、1702a1706c、1712a1716e

θ₁ θ₃、φ₁ φ₃、α₁ α₆、β₁ β₁₂、δ₁ δ₆、夹角α₁’α₆’、β₁’β₁₂’

D1、D2、D3 距离

522、524、526 调整元件

542、544、546、1442、1444、1446、1492、1494、直流断电器1496

572、574、576 反射区段

582、584、586、1482、1484、1486 连通柱

56 射频信号处理模块

X、Y、Z 方向

具体实施方式

请参考图1A图1E，图1A图1C分别为本发明实施例一可切换式天线10的正面、背面、透视示意图，而图1D图1E则分别为可切换式天线10操作于一全向模式(omni mode)及一指向模式(directional mode)的电流分布示意图。如图1A图1C所示，可切换式天线10可用于一无线区域网路(如符合IEEE 802.11的无线区域网路)以用来收发射频信号。可切换式天线10包含有一基板12、辐射部100、110、天线元件122、124、126、切换元件132、134、136、延伸区段142、144、146、阻流器(chock)152a、152b、154a、154b、156a、156b、电阻162、164、166。辐射部100形成于基板12的一上表面12a之上，包含有一中心101及由中心101延伸出的上表面弯折区段102、104、106。辐射部110形成于基板12的一下表面12b之上，包含有一中心111及由中心111延伸出的下表面弯折区段112、114、116。天线元件122、124、126的一端分别经由切换元件132、134、136及延伸区段142、144、146而耦接于用来提供直流电源的一控制模块14，另一端则分别经由电阻162、164、166耦接至地，因此，当控制模块14分别控制切换元件132、134、136导通时，天线元件122、124、126可分别切换为一反射体，而当控制模块14分别控制切换元件132、134、136不导通时，天线元件122、124、126可分别切换为一寄生辐射体。阻流器152a、154a、156a分别电性耦接于系统地端与天线元件122、124、126之间，而阻流器152b、154b、156b则分别电性耦接于控制模块14与天线元件122、124、126之间，以限制天线元件122、124、126中共振的射频信号，避免射频信号干扰控制模块14。

简言之，通过控制切换元件132、134、136的导通情形，天线元件122、124、126可分别切换为一反射体或一寄生辐射体，以使可切换式天线10操作于全向模式或指向模式，并可进一步调整可切换式天线10的指向性，以避免干扰。

详细而言，当切换元件132、134、136均不导通时，天线元件122、124、126分别切换为一寄生辐射体，以增加频宽，并使可切换式天线10操作于一全向模式以全向性地收发射频信号，以利侦测、搜寻站台(Stat ion)或其全向操作需求。当切换元件132、134、136其中一者(如切换元件136)导通时，天线元件122、124、126其中一者(如天线元件126)切换为一反射体，而其它天线元件则为寄生辐射体(如天线元件122、124)，而使可切换式天线10操作于一指向模式以指向性地收发射频信号(如朝向一方向Y)，从而提升传输效率，降低功耗。当仅有切换元件132、134、136其中一者(如切换元件136)不导通时，天线元件122、124、126其中一者(如天线元件126)切换为一寄生辐射体，而其它天线元件则为反射体(如天线元件122、124)，而能提高可切换式天线10的指向性(如反向于方向Y)，并通过较窄的波束收发射频信号，以避免干扰。

为了提高全向性地收发射频信号的品质，可切换式天线10的几何结构可使可切换式天线10形成稳定的环形电流。详细而言，上表面弯折区段102包含有分段102a、102b，上表面弯折区段104包含有分段104a、104b，上表面弯折区段106包含有分段106a、106b。通过分段102a、102b之间的一90度夹角θ₁、分段104a、104b之间的一90度夹角θ₂、分段106a、106b之间的一90度夹角θ₃，上表面弯折区段102、104、106可分别形成一顺时针弯折的L字型结构，并等分空间。类似地，下表面弯折区段112包含有分段112a、112b，下表面弯折区段114包含有分段114a、114b，下表面弯折区段116包含有分段116a、116b。通过分段112a、112b之间的一90度夹角φ₁、分段114a、114b之间的一90度夹角φ₂、分段116a、116b之间的一90度夹角φ₃，下表面弯折区段112、114、116可分别形成一逆时针弯折的L字型结构，并等分空间。如图1C所示，在一垂直投影方向Z，中心101、111重叠，且上表面弯折区段102、104、106的顺时针弯折的L字型结构与下表面弯折区段112、114、116的逆时针弯折的L字型结构分别形成一T字型结构。据此，当可切换式天线10在全向模式传送射频信号时，电流如图1D所示地以顺时针或逆时针方向分布于辐射部100、110，而使可切换式天线10具有亚福特环形(Alfordloop)天线效应，并通过可切换式天线10的几何特征，可使垂直投影方向Z形成辐射场型的零点(nul l)，且可切换式天线10的一T字型结构产生的射频信号因时间延迟而可与另一T字型结构产生的射频信号在空间中互相加乘，并形成全向性场型。

为了加强可切换式天线10的指向性，中心111与天线元件122、124、126的距离D1、D2、D3可介于0.15至0.25倍中心频率对应的操作波长，中心111与天线元件122、124、126的距离D1、D2、D3优选为0.15倍中心频率对应的操作波长，以使操作频段(如5150MHz5850MHz)于60度角(即XY平面仰角30度)的前后场型比(F/B)大于5dB。换言之，可切换式天线10的天线共振机制类似于环形天线，因此符合八木天线反射体与辐射体的距离介于0.15至0.25倍的操作波长。

通过模拟及量测可进一步判断可切换式天线10的不同频率的天线辐射场型是否符合系统需求。请参考图2图4B，图2为可切换式天线10操作于全向模式的天线共振(电压驻波比)模拟结果示意图，其中，点线代表可切换式天线没有天线元件122、124、126的天线共振模拟结果，实线代表包含有天线元件122、124、126的可切换式天线10的天线共振模拟结果。如图2所示，包含有天线元件122、124、126的可切换式天线10可有效增加频宽。由于实际应用时，一大片金属板多配合设置于可切换式天线10下方，以提供屏蔽(shielding)功效或其他用途，然而大片金属板将导致可切换式天线10的辐射场型向上偏移而产生一倾斜角度。为了适当呈现可切换式天线10的特性，优选取样可切换式天线10在60度角(即XY平面仰角30度)的场型数据。图3A为切换元件132、134、136均不导通时，可切换式天线10在60度角对应频率5500MHz的天线场型特性模拟结果示意图。图3B为切换元件132、134、136中仅一切换元件导通时，可切换式天线10在60度角对应频率5500MHz的天线场型特性模拟结果示意图。图3C为切换元件132、134、136中两个切换元件导通时，可切换式天线10在60度角对应频率5500MHz的天线场型特性模拟结果示意图。图4A为切换元件132、134、136均不导通时，可切换式天线10在60度角的天线场型特性实测结果示意图，图4B为切换元件132、134、136中仅一切换元件导通时，可切换式天线10在60度角的天线场型特性实测结果示意图。如图3A图4B所示，当切换元件导通的数量越多时，波束越为集中。

另一方面，请参考图5A图5D，图5A图5D分别为本发明实施例一可切换式天线50的正面、背面、透视及等效电路示意图。如图5A图5C所示，可切换式天线50也可用于一无线区域网路(如符合IEEE 802.55的无线区域网路)以用来收发射频信号。可切换式天线50包含有一基板52、辐射部500、510、调整元件522、524、526、切换元件532、534、536、直流断电器(Direct Current Block)542、544、546、阻流器(chock)552、554、556、558、电阻562、564、566。辐射部500形成于基板52的一上表面52a之上，包含有上表面弯折区段502、504、506。辐射部510形成于基板52的一下表面52b之上，包含有一中心511、由中心511延伸出的下表面弯折区段512、514、516、反射区段572、574、576、连通柱(Via)582、584、586。下表面弯折区段512、514、516对应上表面弯折区段502、504、506，并通过连通柱582、584、586而电连接至上表面弯折区段502、504、506，其中，连通柱582、584、586设置于基板52中。

此外，如图5D所示，切换元件532、534、536的一端分别耦接于提供交流信号的一射频信号处理模块56及经由阻流器558而耦接至系统地端，另一端则分别电连接至上表面弯折区段502、504、506并经由上表面弯折区段502、504、506、阻流器552、554、556及电阻562、564、566而耦接于提供直流电源的一控制模块54。因此，当控制模块54分别控制切换元件532、534、536导通时，上表面弯折区段502、504、506可分别连接至射频信号处理模块56，以收发射频信号，而当控制模块54分别控制切换元件532、534、536不导通时，上表面弯折区段502、504、506无法连接至射频信号处理模块56。其中，阻流器552、554、556、558可限制上表面弯折区段502、504、506中共振的射频信号，以避免射频信号干扰控制模块54，而直流断电器542、544、546则可避免上表面弯折区段502、504、506其中一者(如上表面弯折区段502)的直流电源经由连通柱582、584、586而传递至其它上表面弯折区段(如上表面弯折区段504、506)。反射区段572、574、576分别设置于两相邻的下表面弯折区段之间，以加强可切换式天线50的指向性。

简言之，通过控制切换元件532、534、536的导通情形，上表面弯折区段502、504、506可分别连接至射频信号处理模块56，以使可切换式天线50操作于全向模式或指向模式，并可进一步通过反射区段572、574、576调整可切换式天线50的指向性，以避免干扰。

详细而言，当切换元件532、534、536均导通时，上表面弯折区段502、504、506分别连接至射频信号处理模块56，并且通过电连接的下表面弯折区段512、514、516而可使可切换式天线50具有亚福特环形(Alford loop)天线效应，因此可切换式天线50操作于一全向模式以全向性地收发射频信号，以利侦测、搜寻站台(Stat ion)或其全向操作需求。当切换元件532、534、536其中一者(如切换元件536)不导通时，仅有两个上表面弯折区段(如上表面弯折区段502、504)仍连接至射频信号处理模块56，且与对应的下表面弯折区段(如下表面弯折区段512、514)形成折叠偶极天线(Folded dipole antenna)结构，并因对应的反射区段(如反射区段574、576)的作用，因此可切换式天线50操作于一指向模式以指向性地收发射频信号(如朝向一方向Y)，从而提升传输效率，降低功耗。当仅有切换元件532、534、536其中一者(如切换元件536)导通时，仅有上表面弯折区段(如上表面弯折区段506)仍连接至射频信号处理模块56，且与对应的下表面弯折区段(如下表面弯折区段516)形成折叠偶极天线结构，并因对应的反射区段(如反射区段574、576)的作用，而能提高可切换式天线50的指向性(如反向于方向Y)，并通过较窄的波束收发射频信号，以避免干扰。

为了提高全向性地收发射频信号的品质，可切换式天线50的几何结构可使可切换式天线50形成稳定的环形电流。详细而言，上表面弯折区段502包含有分段502a、502b、502c，上表面弯折区段504包含有分段504a、504b、504c，上表面弯折区段506包含有分段506a、506b、506c。通过分段502a506c之间的90度夹角α1α6，上表面弯折区段502、504、506可分别形成顺时针弯折结构，并等分空间。类似地，下表面弯折区段512包含有分段512a512e，下表面弯折区段514包含有分段514a514e，下表面弯折区段516包含有分段516a516e。通过分段512a516e之间的90度夹角β₁ β₁₂，下表面弯折区段512、514、516可分别形成逆时针弯折结构，并等分空间。如图5C所示，于一垂直投影方向Z，上表面弯折区段502、504、506与下表面弯折区段512、514、516分别形成一封闭的折叠偶极天线结构。并且，下表面弯折区段512、514、516可通过连通柱582、584、586而电连接至上表面弯折区段502、504、506。据此，当可切换式天线50于全向模式传送射频信号时，可切换式天线50具有亚福特环形(Alford loop)天线效应。

为了加强可切换式天线10的指向性，反射区段572、574、576分别设置于两相邻的下表面弯折区段之间，以对应上表面弯折区段502、504、506与下表面弯折区段512、514、516所分别形成的折叠偶极天线结构，而具有类似于八木天线反射的特性。调整元件522包含有分段522a、522b、522c，调整元件524包含有分段524a、524b、524c，调整元件526包含有分段526a、526b、526c。并且，通过分段522a526c之间的夹角δ₁ δ₆，对应反射区段572、574、576设置的调整元件522、524、526可分别形成一弓形结构，以加强指向模式的辐射场型交界处的天线增益值，换言之，调整元件522、524、526可增加波束宽，以改善信号死角(deadzone)。详细而言，请参考图6A与图6B，图6A为具有调整元件522、524、526的可切换式天线50对应频率2500MHz的天线场型特性模拟结果示意图，图6B为不具调整元件的可切换式天线对应频率2500MHz的天线场型特性模拟结果示意图。如图6A与图6B所示，具有调整元件522、524、526的可切换式天线50的波束较宽。

此外，可切换式天线50的几何结构还可兼顾全向模式与指向模式的阻抗匹配。详细而言，当可切换式天线50操作于全向模式，上表面弯折区段502、504、506均连接至射频信号处理模块56，而当可切换式天线50操作于指向模式，仅部分的上表面弯折区段502、504、506(如上表面弯折区段506)连接至射频信号处理模块56。然而，由于一上表面弯折区段(如上表面弯折区段506)可通过连通柱582、584、586(如连通柱586)而电连接至下表面弯折区段(如下表面弯折区段516)，而下表面弯折区段(如下表面弯折区段516)可经由中心511连接至其他下表面弯折区段(如下表面弯折区段512、514)及对应的上表面弯折区段(如上表面弯折区段502、504)，因此当可切换式天线50操作于指向模式而使部分的上表面弯折区段502、504、506(如上表面弯折区段506)连接至射频信号处理模块56，其它上表面弯折区段及下表面弯折区段(如上表面弯折区段502、504及下表面弯折区段512、514)也有反向电流，而能确保阻抗匹配。举例而言，图7A为本发明实施例可切换式天线50操作于一指向模式的电流分布示意图，图7B为可切换式天线50的天线共振模拟结果示意图，其中，细点线为可切换式天线50操作于全向模式的天线共振模拟结果，粗点线、细炼线、粗炼线分别为上表面弯折区段502、504、506的天线返回损耗(S11值)模拟结果，虚线、粗实线、细实线分别为上表面弯折区段502、504、506的天线隔离度模拟结果。

通过模拟及量测可进一步判断可切换式天线50的不同频率的天线辐射场型是否符合系统需求。由于实际应用时，一大片金属板多配合设置于可切换式天线50下方，以提供屏蔽(shielding)功效或其他用途，然而大片金属板将导致可切换式天线50的辐射场型向上偏移而产生一倾斜角度。为了适当呈现可切换式天线50的特性，优选取样可切换式天线50在60度角(即XY平面仰角30度)的场型数据。请参考图8A至图9C，图8A为切换元件532、534、536均不导通时，可切换式天线50在60度角对应频率2450MHz的天线场型特性模拟结果示意图。图8B为切换元件532、534、536中两个切换元件导通时，可切换式天线50在60度角对应频率2450MHz的天线场型特性模拟结果示意图。图8C为切换元件532、534、536中两个切换元件不导通时，可切换式天线50在60度角对应频率2450MHz的天线场型特性模拟结果示意图，图9A为切换元件532、534、536均导通时，可切换式天线50在60度角的天线场型特性实测结果示意图，图9B为切换元件532、534、536中两个切换元件导通时，可切换式天线50在60度角的天线场型特性实测结果示意图，图9C为切换元件532、534、536中两个切换元件不导通时，可切换式天线50在60度角的天线场型特性实测结果示意图。如图8A至图9C所示，当切换元件导通的数量越少时，波束越为集中。

值得注意的是，可切换式天线10、50为本发明的实施例，本领域具通常知识者当可据以做不同的变化。举例来说，可切换式天线的切换元件可为二极管或晶体管等开关元件，其数目可对应上表面弯折区段的数目而调整，然而，一个上表面弯折区段不限定于对应一个切换元件，而可对应多个切换元件。可切换式天线包含有三个上表面弯折区段及三个下表面弯折区段，但本发明不限于此，而可切换式天线可包含有多个上表面弯折区段及多个下表面弯折区段，或者，可切换式天线仅包含有两个上表面弯折区段及两个下表面弯折区段。并且，上表面弯折区段102、104、106大致为径向对称配置而等分空间，因此对应的下表面弯折区段112、114、116也大致为径向对称配置，且上表面弯折区段502、504、506大致为径向对称配置而等分空间，因此对应的下表面弯折区段512、514、516也大致为径向对称配置，但本发明不限于此，而可为非对称配置、矩形配置及镜像配置。此外，可切换式天线10的天线元件122、124、126、上表面弯折区段102、104、106及下表面弯折区段112、114、116分别具有相同尺寸，且可切换式天线50的上表面弯折区段502、504、506及下表面弯折区段512、514、516分别具有相同尺寸，但本发明不限于此，而可视系统需求或设计考量为多种尺寸配置。另外，天线元件122、124、126、调整元件522、524、526的分段522a526c、上表面弯折区段102、104、106、502、504、506的分段102a506c及下表面弯折区段112、114、116、512、514、516的分段112a516e大致为一直线结构，但本发明不限于此，天线元件、上表面弯折区段及下表面弯折区段也可为弧状结构。

此外，可切换式天线10的天线元件122、124、126长度优选介于0.4至0.475倍的中心频率对应的操作波长，以作为寄生辐射体而增加频宽。但切换元件132、134、136若非理想开关而具电容电感效应，则于切换元件132、134、136不导通时，部分电流仍可流经切换元件132、134、136，在此情况下，天线元件122、124、126也可视系统需求而适当调整。举例来说，请参考图10，图10为本发明实施例一可切换式天线60的透视示意图，可切换式天线60的架构类似于可切换式天线10，故相同元件沿用相同符号表示。其中，如图10所示，可切换式天线60的切换元件132、134、136分别设置于天线元件1022、1024、1026与延伸区段1042、1044、1046之间，并且天线元件1022的长度大致等于延伸区段1042的长度，天线元件1024的长度大致等于延伸区段1044的长度，且天线元件1026的长度大致等于延伸区段1046的长度。值得注意的是，本发明的天线元件与延伸区段的长度比例不限于此，而可视切换元件的特性、天线元件中共振的射频信号对应的等效天线元件长度，而调整天线元件与延伸区段的长度比例。天线元件与延伸区段的配置顺序也可适当调整。此外，上表面弯折区段可分别形成一顺时针弯折结构，而下表面弯折区段则对应地为逆时针弯折结构，但不以此为限。上表面弯折区段可分别形成逆时针弯折结构，且下表面弯折区段则对应地为顺时针弯折结构。其中，弯折结构例如还可以是弯折的L字型结构。

上表面弯折区段及下表面弯折区段的分段数目可视系统需求而适当调整。举例来说，请参考图11，图11为本发明实施例一可切换式天线68的透视示意图，可切换式天线68的架构类似于可切换式天线10，故相同元件沿用相同符号表示。其中，如图11所示，上表面弯折区段1302包含有分段1302a、1302b、1302c，上表面弯折区段1304包含有分段1304a、1304b、1304c，上表面弯折区段1306包含有分段1306a、1306b、1306c。而下表面弯折区段1312包含有分段1312a、1312b、1312c，下表面弯折区段1314包含有分段1314a、1314b、1314c，下表面弯折区段1316包含有分段1316a、1316b、1316c。值得注意的是，上表面弯折区段及下表面弯折区段的分段宽度比例与长度比例也可视系统需求而适当调整，在此不再赘述。

另一方面，可切换式天线的下表面弯折区段与上表面弯折区段的结构可适当调整，而连通柱的位置则对应改变。举例来说，请参考图12，图12为本发明实施例一可切换式天线80的透视示意图，可切换式天线80的架构类似于可切换式天线50，故相同元件沿用相同符号表示。其中，如图12所示，上表面弯折区段1402包含有分段1402a1402d，上表面弯折区段1404包含有分段1404a1404d，上表面弯折区段1406包含有分段1406a1406d，并且，下表面弯折区段1412包含有分段1412a1412d，下表面弯折区段1414包含有分段1414a1414d，下表面弯折区段1416包含有分段1416a1416d。而对应地，连通柱1482、1484、1486分别设置于上表面弯折区段1402、1404、1406与下表面弯折区段1412、1414、1416之间以电连接上表面弯折区段1402、1404、1406与下表面弯折区段1412、1414、1416。

此外，可切换式天线的直流断电器的位置也可于阻流器与辐射部的中心之间做适度调整。举例来说，请参考图13，图13为本发明实施例一可切换式天线82的透视示意图，可切换式天线82的架构类似于可切换式天线50，故相同元件沿用相同符号表示。其中，如图13所示，直流断电器1442、1444、1446设置于上表面弯折区段502、504、506的末端。然而本发明不以此为限，举例来说，请参考图14，图14为本发明实施例一可切换式天线84的透视示意图，可切换式天线84的架构类似于可切换式天线50，故相同元件沿用相同符号表示。其中，如图14所示，直流断电器1492、1494、1496设置于下表面弯折区段512、514、516中。

并且，可切换式天线50的调整元件522、524、526的几何结构也可视系统需求而适当调整。举例来说调整元件522、524、526的分段数目不限于3段，而可包含有多个分段，以加强指向模式的辐射场型交界处的天线增益值，而增加波束宽，改善信号死角。并且，分段之间的夹角、宽度比例与长度比例也可对应调整，在此不再赘述。并且，上表面弯折区段及下表面弯折区段的分段数目可视系统需求而适当调整。举例来说，上表面弯折区段502、504、506与下表面弯折区段512、514、516可分别包含有多个分段，而可使上表面弯折区段502、504、506与下表面弯折区段512、514、516分别形成一封闭的凸字形折叠偶极天线结构。值得注意的是，上表面弯折区段及下表面弯折区段的分段宽度比例与长度比例也可视系统需求而适当调整，在此不再赘述。

上表面弯折区段及下表面弯折区段的分段夹角可视系统需求而适当调整。举例来说，请参考图15，图15为本发明实施例一可切换式天线92的透视示意图，可切换式天线92的架构类似于可切换式天线10，故相同元件沿用相同符号表示。其中，如图15所示，上表面弯折区段1702的分段1702b、1702c之间的夹角α₄’大于90度、上表面弯折区段1704的分段1704b、1704c之间的夹角α₅’大于90度、上表面弯折区段1706的分段1706b、1706c之间的夹角α₆’大于90度。下表面弯折区段1712的分段1712b、1712c之间的夹角β₄’大于90度、分段1712c、1712d之间的夹角β₇’及分段1712d、1712e之间的夹角β₁₀’小于90度、下表面弯折区段1714的分段1714b、1714c之间的夹角β₅’大于90度、分段1714c、1714d之间的夹角β₈’及分段1714d、1714e之间的夹角β₁₁’小于90度、下表面弯折区段1716的分段1716b、1716c之间的夹角β₆’大于90度、分段1716c、1716d之间的夹角β₉’及分段1716d、1716e之间的夹角β₁₂’小于90度。因此，上表面弯折区段1702、1704、1706与下表面弯折区段1712、1714、1716分别形成一封闭的梯形折叠偶极天线结构。

综上所述，通过控制切换元件的导通情形，可使可切换式天线操作于全向模式或指向模式，并可通过天线元件或反射区段进一步调整可切换式天线的指向性，以避免干扰。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种可切换式天线，用来收发射频信号，包含有：

基板，包含有上表面及下表面；

第一辐射部，形成于该基板的该上表面之上，包含有第一中心及分别由该第一中心延伸出的第一弯折区段及第二弯折区段；

第二辐射部，形成于该基板的该下表面之上，包含有第二中心及分别由该第二中心延伸出的第三弯折区段及第四弯折区段，该第三弯折区段及该第四弯折区段分别对应该第一弯折区段及该第二弯折区段设置；

第一天线元件，对应该第一弯折区段设置于该上表面之上；

第一切换元件，电连接至该第一天线元件，用来将该第一天线元件切换为一反射体或一寄生辐射体；

第二天线元件，对应该第二弯折区段设置于该上表面之上；以及

第二切换元件，电连接至该第二天线元件，用来将该第二天线元件切换为一反射体或一寄生辐射体。

2.如权利要求1所述的可切换式天线，其中在一全向模式，该第一切换元件及该第二切换元件均不导通，且该第一天线元件及该第二天线元件分别切换为一寄生辐射体。

3.如权利要求1所述的可切换式天线，其中在一指向模式，该第一切换元件及该第二切换元件其中至少一者导通而切换为一反射体。

4.如权利要求1所述的可切换式天线，其中该第二中心于一垂直投影方向与该第一中心重叠，该第一弯折区段与该第三弯折区段于该垂直投影方向形成一第一T字型结构，且该第二弯折区段与该第四弯折区段于该垂直投影方向形成一第二T字型结构。

5.如权利要求1所述的可切换式天线，还包含有：

第一阻流器(chock)，耦接于该第一天线元件；

第一延伸区段，耦接至该第一切换元件；

第二阻流器，耦接于一控制模块与该第一延伸区段之间；

第一电阻，耦接于一系统地端与该第一阻流器之间；

第三阻流器，耦接于该第二天线元件；

第二延伸区段，耦接至该第二切换元件；

第四阻流器，耦接于该控制模块与该第二延伸区段之间；以及

第二电阻，耦接于该系统地端与该第三阻流器之间；

其中，该控制模块用来选择性导通该第一切换元件或该第二切换元件。

6.一种可切换式天线，用来收发射频信号，包含有：

基板，包含有上表面及下表面；

第一辐射部，形成于该基板的该上表面之上，包含有：

第一弯折区段；以及

第二弯折区段；

第二辐射部，形成于该基板的该下表面之上，包含有：

中心；

第三弯折区段，由该中心延伸，并通过一第一连通柱(Via)电连接至该第一弯折区段，且对应该第一弯折区段设置；以及

第四弯折区段，由该中心延伸，并通过一第二连通柱电连接至该第二弯折区段，且对应该第二弯折区段设置；

第一切换元件，用来切换该第一弯折区段与一射频信号处理模块的连结；以及

第二切换元件，用来切换该第二弯折区段与该射频信号处理模块的连结。

7.如权利要求6所述的可切换式天线，其中在一全向模式，该第一切换元件及该第二切换元件均导通，该射频信号处理模块输入信号至该第一弯折区段及该第二弯折区段。

8.如权利要求6所述的可切换式天线，其中在一指向模式，该第一切换元件及该第二切换元件其中至少一者不导通。

9.如权利要求6所述的可切换式天线，其中该第三弯折区段与该第一弯折区段于一垂直投影方向形成一第一折叠偶极天线(Folded dipole antenna)结构，且该第四弯折区段与该第二弯折区段于该垂直投影方向形成一第二折叠偶极天线结构。

10.如权利要求6所述的可切换式天线，还包含有：

第一阻流器(chock)，耦接至该第一弯折区段；

第一电阻，耦接于一控制模块与该第一阻流器之间；

第一直流断电器(Direct Current Block)，设置于该第一弯折区段中；

第二阻流器，耦接至该第二弯折区段；

第二电阻，耦接于该控制模块与该第二阻流器之间；

第二直流断电器，设置于该第二弯折区段中；以及

第三阻流器，耦接于该第一切换元件及该第二切换元件与系统地端之间；

11.如权利要求6所述的可切换式天线，其中该第二辐射部还包含有：

第一反射区段，由该中心延伸，且设置于该第三弯折区段与该第四弯折区段之间；以及

第二反射区段，由该中心延伸，且对应该第一反射区段设置。

12.如权利要求11所述的可切换式天线，还包含有：

第一调整元件，形成于该上表面之上且对应该第一反射区段设置，用来调整波束宽度；以及

第二调整元件，形成于该上表面之上且对应该第二反射区段设置，用来调整波束宽度。

13.如权利要求6所述的可切换式天线，其中该第一连通柱及该第二连通柱设置于该基板中。