TWI625895B - 雙頻天線輻射場型控制系統 - Google Patents

Abstract

一種雙頻天線輻射場型控制系統，包括接地面、高頻輻射體、至少三個低頻模態開關、至少三個低頻輻射體、至少三個高頻模態開關以及至少三個反射單元。每一個低頻輻射體的延伸部耦合高頻輻射體，每一個低頻輻射體的接地部藉由對應的低頻模態開關連接至接地面。所述至少三個低頻輻射體以高頻輻射體的射頻信號饋入端為圓心而在接地面之上呈現放射狀設置。依據低頻模態開關的導通與否，對應的低頻輻射體激發低頻共振模態或作為低頻場型導引單元。反射單元以射頻信號饋入端為圓心而呈現環形排列，每一個反射單元藉由對應的高頻模態開關連接接地面，用以反射高頻共振模態的輻射能量。

Description

雙頻天線輻射場型控制系統

本發明有關於一種天線，且特別是一種雙頻天線輻射場型控制系統。

室內用無線通訊裝置需要讓室內環境中的各種位置和角度，可能是不同隔間或不同樓層，都能夠接收或發送無線信號。例如，無線機上盒需要接收無線存取點(Access Point)的信號，而無線存取點則需要能夠對於室內各個位置的無線裝置提供存取服務。又例如，行動裝置如平板電腦或筆記型電腦(或膝上型電腦)在室內的位置因為使用者的移動而改變，因應可移動的情況，行動裝置也須有能力接收來自不同角度的無線存取點的信號。

因此，室內無線通訊裝置的天線設計方案需要能對於各方向的信號接收(或發送)提供足夠的效能。天線輻射場型的方向性代表了對於各個方向(或角度)的信號收發能力。研發人員需要對於室內無線通訊裝置所使用的天線提出符合經濟效益的解決方案。

本發明實施例提供一種雙頻天線輻射場型控制系統，提供可變的雙頻輻射場型，且提供天線選擇的多樣性。

本發明實施例提供一種雙頻天線輻射場型控制系統，包括接地面、高頻輻射體、至少三個低頻模態開關、至少三個低頻輻射體、至少三個高頻模態開關以及至少三個反射單元。高頻輻射體設置於接地面之上，具有射頻信號饋入端，用以產生高頻共振模態。所述至少三個低頻模態開關設置於接地面之上。所述至少三個低頻輻射體與所述至少三個低頻模態開關為一對一地連接，且所述至少三個低頻輻射體以射頻信號饋入端為圓心而在接地面之上呈現放射狀設置。每一個低頻輻射體具有延伸部與接地部。延伸部用以耦合高頻輻射體，接地部藉由對應的低頻模態開關連接至接地面。當低頻模態開關被導通時，被導通的低頻模態開關所連接的接地部被導通至接地面以產生低頻共振模態，低頻共振模態的頻率低於高頻共振模態的頻率。當低頻模態開關未被導通時，未被導通的低頻模態開關所連接的低頻輻射體作為低頻場型導引單元。所述至少三個高頻模態開關設置於接地面之上。所述至少三個反射單元與所述至少三個高頻模態開關為一對一地連接，且以射頻信號饋入端為圓心而在接地面之上呈現環形排列，每一個反射單元藉由對應的高頻模態開關連接接地面，所述至少三個反射單元用以反射高頻共振模態的輻射能量。

綜上所述，本發明實施例提供一種雙頻天線輻射場型控制系統，利用耦合高頻輻射體的低頻輻射體以控制低頻共振模態的輻射場型，更進一步利用低頻輻射體配合反射單元以控制高頻共振模態的輻射場型。並且，藉由高頻輻射體與低頻輻射體的整合，可以顯著地節省天線系統所佔用的空間。

為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請 參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅是用來說明本發明，而非對本發明的權利範圍作任何的限制。

1‧‧‧接地面

2‧‧‧高頻輻射體

21‧‧‧射頻信號饋入端

221、222、223‧‧‧垂直金屬部

31、32、33‧‧‧低頻輻射體

311、321、331‧‧‧延伸部

312、322、332‧‧‧接地部

H‧‧‧長度

41、42、43‧‧‧反射單元

51、52、53‧‧‧低頻模態開關

54、55、56‧‧‧高頻模態開關

X、Y、Z‧‧‧軸

S1、S2、S3‧‧‧曲線

D‧‧‧距離

81a、82a、83a、81b、82b、83b、84b、81c、82c、83c、84c、81d、82d、83d、84d、85d‧‧‧低頻輻射體

91a、92a、93a、94a、91b、92b、93b、94b、95b、96b、97b、98b、91c、92c、93c、94c、91d、92d、93d、94d、95d‧‧‧反射單元

圖1A是本發明實施例提供的雙頻天線輻射場型控制系統的示意圖。

圖1B是圖1A的雙頻天線輻射場型控制系統的俯視圖。

圖2是本發明實施例提供的雙頻天線輻射場型控制系統的返回損失圖。

圖3A是本發明實施例提供的雙頻天線輻射場型控制系統其低頻共振模態的一種輻射場型圖。

圖3B是本發明實施例提供的雙頻天線輻射場型控制系統其低頻共振模態的另一種輻射場型圖。

圖3C是本發明實施例提供的雙頻天線輻射場型控制系統其低頻共振模態的另一種輻射場型圖。

圖4A是本發明實施例提供的雙頻天線輻射場型控制系統其高頻共振模態的一種輻射場型圖。

圖4B是本發明實施例提供的雙頻天線輻射場型控制系統其高頻共振模態的另一種輻射場型圖。

圖4C是本發明實施例提供的雙頻天線輻射場型控制系統其高頻共振模態的另一種輻射場型圖。

圖5A是本發明實施例提供的雙頻天線輻射場型控制系統其高頻共振模態的另一種輻射場型圖。

圖5B是本發明實施例提供的雙頻天線輻射場型控制系統其高頻共振模態的另一種輻射場型圖。

圖6A是本發明實施例提供的雙頻天線輻射場型控制系統其高頻共振模態的另一種輻射場型圖。

圖6B是本發明實施例提供的雙頻天線輻射場型控制系統其高頻共振模態的另一種輻射場型圖。

圖7是本發明實施例提供的雙頻天線輻射場型控制系統其高頻共振模態的另一種輻射場型圖。

圖8A是本發明另一實施例提供的雙頻天線輻射場型控制系統的俯視圖。

圖8B是本發明另一實施例提供的雙頻天線輻射場型控制系統的俯視圖。

圖8C是發明另一實施例提供的雙頻天線輻射場型控制系統的俯視圖。

圖8D是本發明另一實施例提供的雙頻天線輻射場型控制系統的俯視圖。

本發明實施例的內藏式波束選擇天線系統可應於用於各種無線電子裝置，尤其是可藉由切換輻射場型以提供需要高傳輸資料量的無線電子裝置以便於接收來自不同方向的無線信號。所述無線電子裝置例如是筆記型電腦(或膝上型電腦)、接收視訊信號的無線機上盒、路由器或智慧電視等，但本發明並不因此限定。再者，本發明實施例的波束選擇天線系統是雙頻操作的應 用。

本實施例的一種雙頻天線輻射場型控制系統包括接地面、高頻輻射體、至少三個低頻模態開關、至少三個低頻輻射體、至少三個高頻模態開關以及至少三個反射單元。在圖1A(及圖1B)的實施例中，低頻輻射體與反射單元的數量都是以三個為例子以進行說明，但在其他的實施例中低頻輻射體與反射單元的數量可以不相同，也可以超過三個。此外，在後續所述的各個實施例中，每一個低頻模態開關對應一個低頻輻射體，每一個高頻模態開關對應一個高頻輻射體，也就是說低頻模態開關的數量與低頻輻射體的數量總是相同，且高頻模態開關與高頻輻射體的數量總是相同。

請同時參照圖1A與圖1B，本實施例的雙頻天線輻射場型控制系統包括接地面1、高頻輻射體2、三個低頻模態開關51、52、53、三個低頻輻射體31、32、33，三個高頻模態開關54、55、56以及三個反射單元41、42、43。高頻輻射體2設置於接地面1之上，高頻輻射體2具有射頻信號饋入端21與三個垂直金屬部221、222、223，用以產生高頻共振模態。三個垂直金屬部221、222、223基本上是相同的形狀。所述三個低頻輻射體31、32、33設置於接地面1之上，三個低頻輻射體31、32、33與三個垂直金屬部221、222、223是一對一對應(也就是說，低頻輻射體的數量是相同於垂直金屬部的數量，垂直金屬部的數量是依據低頻輻射體的數量而決定)，並且每一個低頻輻射體31、32或33是與對應的垂直金屬部221、222或223在同一個垂直平面上，但本發明並不因此限定。

低頻模態開關51、52、53設置於接地面1之上。低頻 輻射體31、32、33與低頻模態開關51、52、53為一對一地連接，且低頻輻射體31、32、33以射頻信號饋入端21為圓心而在接地面1之上呈現放射狀設置。低頻輻射體31具有延伸部311與接地部312，延伸部311用以耦合高頻輻射體2的垂直金屬部221，接地部312藉由對應的低頻模態開關51連接至接地面1。低頻輻射體32具有延伸部321與接地部322，延伸部321用以耦合高頻輻射體2的垂直金屬部222，接地部322藉由低頻模態開關52連接至接地面1。低頻輻射體33具有延伸部331與接地部332，延伸部331用以耦合高頻輻射體2的垂直金屬部223，接地部332藉由低頻模態開關53連接至接地面1。由圖1A可見，本實施例的接地部312、322、332大致垂直於接地面1，延伸部311、321、331大致平行於接地面1，使低頻輻射體31、32、33大致為倒L形狀，但本發明並不因此限定。高頻模態開關54、55、56設置於接地面1之上。三個反射單元41、42、43與高頻模態開關54、55、56為一對一地連接，且以射頻信號饋入端21為圓心而在接地面1之上呈現環形排列，每一個反射單元41、42或43藉由對應的高頻模態開關54、55、56連接接地面1，反射單元41、42、43用以反射高頻共振模態的輻射能量。

當低頻模態開關51、52或53被導通時，被導通的低頻模態開關51、52或53所連接的接地部312、322或332被導通至接地面1，用以產生低頻共振模態。當低頻模態開關51、52或53未被導通時，未被導通的低頻模態開關51、52或53所連接的低頻輻射體31、32或33作為低頻場型導引單元，以影響低頻模態的輻射場型。

前述的低頻模態開關51、52、53與高頻模態開關54、 55、56是射頻開關，如半導體開關。低頻模態開關51、52、53的導通狀態以及高頻模態開關54、55、56的導通狀態受控於開關控制信號(圖未示)，所述開關控制信號一般而言可利用控制電路產生，控制電路內可儲存對應各種開關切換模式的資料表，以依需求實現不同的切換模式。上述的控制電路是所屬技術領域具有通常知識者能輕易了解的，不做贅述。

高頻輻射體2產生的高頻共振模態例如是對應於5GHz頻帶(例如5150MHz至5875MHz)的操作，低頻輻射體31、32、33產生的低頻共振模態例如是對應於2.4GHz頻帶(例如藍芽或WiFi的2.4GHz頻帶)的操作。因此，本實施例的波束選擇天線系統可符合目前的無線網路應用。高頻輻射體2例如是四分之一波長單極天線。射頻信號饋入端21設置於高頻輻射體2與接地面1之間。所述射頻信號饋入端21例如包括傳輸線，甚至包括阻抗匹配網路，傳輸線例如是同軸傳輸線或微帶線，而傳輸線也可簡單的利用射頻接頭替代。但本發明並不因此限定射頻信號饋入端21的實現方式。

接下來，進一步說明圖1A實施例的低頻輻射體31、32、33與反射單元41、42、43的設置細節。每一個低頻輻射體31、32、33的長度皆是低頻共振模態的中心頻率所對應波長的四分之一。低頻輻射體(31、32或33)的長度約為接地部(312、322或332)的長度與延伸部(311、321或331)的長度的總和。低頻輻射體31、32、33的接地部312、322、332以射頻信號饋入端21為圓心而在接地面1之上呈現環形排列。並且，在此實施例中的低頻輻射體31、32、33與反射單元41、42、43在以射頻信號饋入端21為圓心的環 形上彼此交錯設置。所述三個低頻輻射體分別可稱作第一低頻輻射體(31)、第二低頻輻射體(32)與第三低頻輻射體(33)，由於反射單元的數量為三個，所述反射單元分別可稱為第一反射單元(41)、第二反射單元(42)與第三反射單元(43)，第一低頻輻射體(31)與第二低頻輻射體(32)彼此夾角為120度，第二低頻輻射體(32)與第三低頻輻射體(33)彼此夾角為120度，第三低頻輻射體(33)與第一低頻輻射體(31)彼此夾角為120度，第一反射單元(41)相對於第一低頻輻射體(31)與第三低頻輻射體(33)的距離相等，第二反射單元(42)相對於第一低頻輻射體(31)與第二低頻輻射體(32)的距離相等，且第三反射單元(43)相對於第二低頻輻射體(32)與第三低頻輻射體(33)的距離相等。在一實施例中，反射單元(41、42或43)與最靠近的低頻輻射單元(31、32或33)的距離D較佳約為高頻共振模態的中心頻率所對應波長的四分之一，但本發明並不因此限定。

接下來進一步說明圖1A實施例的反射單元41、42、43的細節。反射單元41、42、43是柱形導體，例如是圓柱形、方柱形、三角柱形、多角柱形的導體，但本發明並不因此限定。反射單元41、42、43的形狀也可以例如是錐形。反射單元41、42、43的長度H為高頻共振模態的中心頻率所對應波長的四分之一，使得其與接地面1導通時能成為四分之一波長反射體。在圖1A的實施例中，每一個低頻輻射體31、32、33的接地部312、322、332的高度恰好等於所述反射單元41、42、43的長度H，但本發明並不因此限定。

圖2的曲線S1、S2、S3顯示了在後續描述的輻射場型狀態的低頻共振模態的返回損失。圖2的曲線S1顯示了在圖3A、圖 3B與圖3C的輻射場型狀態的低頻共振模態的返回損失，低頻共振模態的中心頻率位於2.4GHz的頻帶。接下來先說明圖1A的波束選擇天線系統其低頻共振模態的輻射場型狀態。參照圖3A，當低頻輻射體31所連接的低頻模態開關51被導通且其他的低頻模態開關52、53未被導通時，此時只有低頻輻射體31與接地面1導通，且其他的低頻輻射體32與低頻輻射體33與接地面1不導通，如此造成低頻共振模態的輻射場型的偏移方向是相對於連接被導通的低頻模態開關51的低頻輻射體31，也就是(以射頻信號饋入端21為參考點)相對於低頻輻射體31的方向的天線增益較大。同理，參照圖3B，當低頻輻射體32所連接的低頻模態開關52被導通且其他的低頻模態開關51、53未被導通時，低頻共振模態的輻射場型的偏移方向是相對於連接被導通的低頻模態開關52的低頻輻射體32，也就是相對於低頻輻射體32的方向的天線增益較大。同樣地，參照圖3C，當低頻輻射體33所連接的低頻模態開關53被導通且其他的低頻模態開關51、52未被導通時，低頻共振模態的輻射場型的偏移方向是相對於連接被導通的低頻模態開關53的低頻輻射體33，也就是相對於低頻輻射體33的方向的天線增益較大。簡言之，當其中一個低頻輻射體所連接的低頻模態開關被導通且其他的低頻模態開關未被導通時，低頻共振模態的輻射場型的偏移方向是相對於連接被導通的低頻模態開關的低頻輻射體。

接著，說明高頻共振模態的輻射場型的切換狀態。當低頻輻射體31所連接的低頻模態開關51被導通且其他的低頻模態開關52、53未被導通時，高頻共振模態的輻射場型在連接被導通的低頻模態開關51的低頻輻射體31的兩側方向(分別是位於由 負X軸向與正Z軸向所定義的象限，以及位於由正X軸向與負Z軸向所定義的象限)的增益被增加(如圖4A所示)，接著當位於低頻輻射體31的一側的反射單元41藉由所連接的高頻模態開關51導通至接地面1時，高頻共振模態的輻射場型朝向相對於導通至接地面1的反射單元41的方向偏移(如圖4B所示)。將圖4B相比於圖4A可知，位於由負X軸向與正Z軸向所定義的象限的增益在圖4B中是變小，此因輻射能量被反射單元41所反射的緣故。接著，參照圖4C，當位於低頻輻射體31的另一側的反射單元42藉由所連接的高頻模態開關52導通至接地面1時，高頻共振模態的輻射場型朝向相對於導通至接地面1的反射單元42的方向偏移。由圖4C可見，位於由正X軸向與負Z軸向所定義的象限的增益變小，此因輻射能量被反射單元42所反射的緣故。圖2的曲線S2顯示了在圖4B(或圖4C)的輻射場型狀態時的高頻共振模態的返回損失，高頻共振模態的中心頻率位於5GHz的頻帶。

類似於上述對於圖4A、圖4B與圖4C的輻射場型變化的說明，當低頻輻射體32所連接的低頻模態開關52被導通且其他的低頻模態開關51、53未被導通時，高頻共振模態的輻射場型在連接被導通的低頻模態開關52的低頻輻射體32的兩側方向(分別是朝向正Z軸向的方向，以及朝向負Z軸向的方向)的增益被增加，接著當位於低頻輻射體32的一側的反射單元42藉由所連接的高頻模態開關52導通至接地面1時，高頻共振模態的輻射場型朝向相對於導通至接地面1的反射單元42的方向偏移(參照圖5A)。由圖5A可見，朝向負Z軸向所的方向的增益變小，此因輻射能量被反射單元42所反射的緣故。參照圖5B，當位於低頻輻射體32的另一側的反 射單元43藉由所連接的高頻模態開關53導通至接地面1時，高頻共振模態的輻射場型朝向相對於導通至接地面1的反射單元43的方向偏移。由圖5B可見，朝向正Z軸向的方向的增益變小，此因輻射能量被反射單元43所反射的緣故。

類似於上述對於圖4A、圖4B與圖4C的輻射場型變化的說明，請參照圖6A，當低頻輻射體33所連接的低頻模態開關53被導通且其他的低頻模態開關51、52未被導通時，高頻共振模態的輻射場型在連接被導通的低頻模態開關53的低頻輻射體33的兩側方向(分別是位於由負X軸向與負Z軸向所定義的象限，以及位於由正X軸向與正Z軸向所定義的象限)的增益被增加，接著當位於低頻輻射體33的一側的反射單元41藉由所連接的高頻模態開關51導通至接地面1時，高頻共振模態的輻射場型朝向相對於導通至接地面1的反射單元41的方向偏移。由圖6A可見，位於由負X軸向與負Z軸向所定義的象限的增益變小，此因輻射能量被反射單元41所反射的緣故。參照圖6B，當位於低頻輻射體33的另一側的反射單元43藉由所連接的高頻模態開關53導通至接地面1時，高頻共振模態的輻射場型朝向相對於導通至接地面1的反射單元43的方向偏移。由圖6B可見，位於由正X軸向與正Z軸向所定義的象限的增益變小，此因輻射能量被反射單元43所反射的緣故。依據前述的圖4A至圖6B的輻射場型圖，可以總結得知，對於本發明實施例的高頻共振模態的輻射場型控制，當其中一個低頻輻射體所連接的低頻模態開關被導通且其他的低頻模態開關未被導通時，高頻共振模態的輻射場型在連接被導通的低頻模態開關的低頻輻射體的兩側方向的增益被增加，接著當位於低頻輻射體的兩側中的其中一 側的反射單元藉由所連接的高頻模態開關導通至接地面時，高頻共振模態的輻射場型朝向相對於導通至接地面的反射單元的方向偏移。

再者，當全部的低頻輻射體31、32、33的接地部312、322、332分別藉由對應的低頻模態開關51、52、53被導通至接地面1時，且當全部的高頻模態開關54、55、56不導通時，高頻共振模態的輻射場型在平行於接地面1的平面上為全向性輻射場型，如圖7所示。並且，在此種情況的天線返回損失如圖2的曲線S3所示。

由以上對於輻射場型切換狀態的描述，本發明實施例的輻射場型切換機制在應用於單輸入單輸出(Single Input and Single Output，SISO)系統時可達成輻射場型互補的效果。並且，當應用於多輸入多輸出(Multiple Input and Multiple Output，MIMO)系統，此種可提供多種天線輻射特性的系統也對於多輸入多輸出系統提供了多樣性天線選擇的優勢條件。

基於圖1A與圖1B實施例的設計概念，在另一實施例中，低頻輻射體的數量是三個，反射單元的數量則是四個，如圖8A的俯視圖顯示低頻輻射體81a、82a、83a與反射單元91a、92a、93a、94a。因為是俯視圖的緣故，高頻輻射體的三個垂直金屬部是各別與對應的低頻輻射體81a、82a、83a重疊，故圖8A中省略了垂直金屬部的元件符號，關於垂直金屬部的特徵請參照前述對於圖1A與圖1B實施例的說明。相異於圖1B的實施例，圖8A的低頻輻射體81a與低頻輻射體83a彼此的夾角是180度，低頻輻射體81a與低頻輻射體82a彼此的夾角是90度。低頻輻射體81a與低頻輻射體82a之間的45度角位置設置反射單元92a，且低頻輻射體82a與低頻 輻射體83a之間的45度角位置設置反射單元93a。在負X軸方向，低頻輻射體的左側設置反射單元91a，且低頻輻射體83a的左側設置反射單元94a。反射單元91a、92a、93a、94a以射頻信號饋入端為圓心而呈現環狀排列。本實施例的反射單元(例如91a或92a)與最靠近的低頻輻射單元(例如81a或82a)的距離較佳的是約為高頻共振模態的中心頻率所對應波長的四分之一。

在又一實施例中，低頻輻射體的數量是四個(高頻輻射體的垂直金屬部的數量也是四個)，反射單元的數量則是八個，如圖8B的俯視圖顯示低頻輻射體81b、82b、83b、84b與反射單元91b、92b、93b、94b、95b、96b、97b、98b。相異於圖1B的實施例，圖8B的低頻輻射體81b與低頻輻射體82b彼此的夾角是90度，低頻輻射體82b與低頻輻射體83b彼此的夾角是90度，低頻輻射體83b與低頻輻射體84b彼此的夾角是90度。低頻輻射體81b與低頻輻射體84b之間每隔30度角依序設置反射單元91b、92b，低頻輻射體81b與低頻輻射體82b之間每隔30度角依序設置反射單元93b、94b，低頻輻射體82b與低頻輻射體83b之間每隔30度角依序設置反射單元95b、96b，且低頻輻射體83b與低頻輻射體84b之間每隔30度角依序設置反射單元97b、98b。反射單元91b、92b、93b、94b、95b、96b、97b、98b以射頻信號饋入端為圓心而呈現環狀排列。本實施例的反射單元(例如91b、92b)與最靠近的低頻輻射單元(例如84b、81b)的距離較佳的是約為高頻共振模態的中心頻率所對應波長的四分之一。

在又一實施例中，低頻輻射體的數量是四個(高頻輻射體的垂直金屬部的數量也是四個)，反射單元的數量則是四個， 如圖8C的俯視圖顯示低頻輻射體81c、82c、83c、84c與反射單元91c、92c、93c、94c。圖8C的低頻輻射體81c與低頻輻射體82c彼此的夾角是90度，低頻輻射體82c與低頻輻射體83c彼此的夾角是90度，低頻輻射體83c與低頻輻射體84c彼此的夾角是90度。低頻輻射體81c與低頻輻射體84c之間的45度角位置設置反射單元91c，低頻輻射體81c與低頻輻射體82c之間的45度角位置設置反射單元92c，低頻輻射體82c與低頻輻射體83c之間的45度角位置設置反射單元93c，且低頻輻射體83c與低頻輻射體84c之間的45度角位置設置反射單元94c。反射單元91c、92c、93c、94c以射頻信號饋入端為圓心而呈現環狀排列。本實施例的反射單元(例如91c)與最靠近的低頻輻射單元(例如84c或81c)的距離較佳的是約為高頻共振模態的中心頻率所對應波長的四分之一。

在又一實施例中，低頻輻射體的數量是五個(高頻輻射體的垂直金屬部的數量是五個)，反射單元的數量則是五個，如圖8D的俯視圖顯示低頻輻射體81d、82d、83d、84d、85d與反射單元91d、92d、93d、94d、95d。以射頻信號饋入端為圓心，以角度72度(360度的五分之一)作為間隔而對稱地、依序地以輻射狀設置低頻輻射體81d、82d、83d、84d、85d。低頻輻射體81d與低頻輻射體85d之間的等分角位置設置反射單元91d，低頻輻射體81d與低頻輻射體82d之間的等分角位置設置反射單元92d，低頻輻射體82d與低頻輻射體83d之間的等分角位置設置反射單元93d，低頻輻射體83d與低頻輻射體84d之間的等分角位置設置反射單元94d，低頻輻射體84d與低頻輻射體85d之間的等分角位置設置反射單元95d。反射單元91d、92d、93d、94d、95d以射頻信號饋入端為圓 心而呈現環狀排列。本實施例的反射單元(例如91d)與最靠近的低頻輻射單元(例如81d、85d)的距離較佳的是約為高頻共振模態的中心頻率所對應波長的四分之一。

綜上所述，本發明實施例所提供的雙頻天線輻射場型控制系統利用耦合高頻輻射體的低頻輻射體以控制低頻共振模態的輻射場型，更進一步利用低頻輻射體配合反射單元以控制高頻共振模態的輻射場型。藉此，對於單輸入單輸出系統(SISO)能夠提供可變的雙頻輻射場型，且對於多輸入多輸出系統(MIMO)能夠提供天線選擇的多樣性。再者，藉由高頻輻射體與低頻輻射體的整合，可以顯著地節省天線系統所佔用的空間。

以上所述僅為本發明之實施例，其並非用以侷限本發明之專利範圍。

Claims (10)

1. 一種雙頻天線輻射場型控制系統，包括：一接地面；一高頻輻射體，設置於該接地面之上，具有一射頻信號饋入端，用以產生一高頻共振模態；至少三個低頻模態開關，設置於該接地面之上；至少三個低頻輻射體，與該至少三個低頻模態開關為一對一地連接，且該至少三個低頻輻射體以該射頻信號饋入端為圓心而在該接地面之上呈現放射狀設置，每一個該低頻輻射體具有一延伸部與一接地部，該延伸部用以耦合該高頻輻射體，該接地部藉由對應的該低頻模態開關連接至該接地面，其中當該低頻模態開關被導通時，被導通的該低頻模態開關所連接的該接地部被導通至該接地面以產生一低頻共振模態，該低頻共振模態的頻率低於該高頻共振模態的頻率，當該低頻模態開關未被導通時，未被導通的該低頻模態開關所連接的該低頻輻射體作為一低頻場型導引單元；至少三個高頻模態開關，設置於該接地面之上；以及至少三個反射單元，與該至少三個高頻模態開關為一對一地連接，以該射頻信號饋入端為圓心而在該接地面之上呈現環形排列，每一個該反射單元藉由對應的該高頻模態開關連接該接地面，該至少三個反射單元的長度為該高頻共振模態的中心頻率所對應波長的四分之一，該至少三個反射單元用以反射該高頻共振模態的輻射能量。
2. 根據請求項第1項所述之雙頻天線輻射場型控制系統，其中每 一個該低頻輻射體的長度皆是該低頻共振模態的中心頻率所對應波長的四分之一，其中當其中一個該低頻輻射體所連接的該低頻模態開關被導通且其他的該些低頻模態開關未被導通時，該低頻共振模態的輻射場型的偏移方向是相對於連接被導通的該低頻模態開關的該低頻輻射體。
3. 根據請求項第1項所述之雙頻天線輻射場型控制系統，其中該高頻輻射體更具有至少三個垂直金屬部，該至少三個低頻輻射體與該至少三個垂直金屬部是一對一對應，且每一個該低頻輻射體是與對應的該垂直金屬部在同一個垂直平面上。
4. 根據請求項第1項所述之雙頻天線輻射場型控制系統，其中當其中一個該低頻輻射體所連接的該低頻模態開關被導通且其他的該些低頻模態開關未被導通時，該高頻共振模態的輻射場型在連接被導通的該低頻模態開關的該低頻輻射體的兩側方向的增益被增加，接著當位於該低頻輻射體的兩側中的其中一側的該反射單元藉由所連接的該高頻模態開關導通至該接地面時，該高頻共振模態的輻射場型朝向相對於導通至該接地面的該反射單元的方向偏移。
5. 根據請求項第1項所述之雙頻天線輻射場型控制系統，其中該些低頻輻射體的該些接地部以該射頻信號饋入端為圓心而在該接地面之上呈現環形排列。
6. 根據請求項第1項所述之雙頻天線輻射場型控制系統，其中該些低頻輻射體的數量相同於該些反射單元的數量，該些反射單元與最靠近的該低頻輻射單元的距離為該高頻共振模態的中心頻率所對應波長的四分之一。
7. 根據請求項第6項所述之雙頻天線輻射場型控制系統，其中該些低頻輻射體與該些反射單元在以該射頻信號饋入端為圓心的一環形上彼此交錯設置。
8. 根據請求項第1項所述之雙頻天線輻射場型控制系統，其中該些低頻輻射體的數量為三個，該些低頻輻射體分別是一第一低頻輻射體、一第二低頻輻射體與一第三低頻輻射體，該些反射單元的數量為三個，該些反射單元分別是一第一反射單元、一第二反射單元與一第三反射單元，該第一低頻輻射體與該第二低頻輻射體彼此夾角為120度，該第二低頻輻射體與該第三低頻輻射體彼此夾角為120度，該第三低頻輻射體與該第一低頻輻射體彼此夾角為120度，該第一反射單元相對於該第一低頻輻射體與該第三輻射單元的距離相等，該第二反射單元相對於該第一低頻輻射體與該第二低頻輻射體的距離相等，該第三反射單元相對於該第二低頻輻射體與該第三低頻輻射體的距離相等。
9. 根據請求項第1項所述之雙頻天線輻射場型控制系統，其中當全部的該些低頻輻射體的該些接地部分別藉由對應的該些低頻模態開關被導通至該接地面時，且當全部的該些高頻模態開關不導通時，該高頻共振模態的輻射場型在平行於該接地面的一平面上為全向性輻射場型。
10. 根據請求項第1項所述之雙頻天線輻射場型控制系統，其中該高頻共振模態的中心頻率位於5GHz的頻帶，該低頻共振模態的中心頻率位於2.4GHz的頻帶。