TWI632735B - 內藏式波束選擇天線系統 - Google Patents

Abstract

一種內藏式波束選擇天線系統，包括接地面、電磁屏蔽罩、第一輻射單元、第一反射單元以及第二反射單元。電磁屏蔽罩設置於接地面。第一輻射單元垂直地設置於接地面的第一邊緣，第一輻射單元包括第一單極天線、第一低頻輻射體與第二低頻輻射體。第一低頻輻射體與第二低頻輻射體分別對稱地設置於第一單極天線的左右兩側，且分別藉由第一開關與第二開關連接至接地面。第一反射單元藉由第三開關垂直連接接地面，第一反射單元位於第一低頻輻射體與電磁屏蔽罩之間。第二反射單元藉由第四開關垂直連接接地面，第二反射單元位於第二低頻輻射體與電磁屏蔽罩之間。

Description

內藏式波束選擇天線系統

本發明有關於一種天線，且特別是一種內藏式波束選擇天線系統。

室內用無線通信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，室內無線通信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信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內藏式波束選擇天線系統，利用雙頻的輻射單元、電磁屏蔽罩與反射單元的設計，可用以實現具有可切換輻射場型的雙頻操作的內藏式波束選擇天線系統， 以應用於室內用無線通信裝置。

本發明實施例提供一種內藏式波束選擇天線系統，包括接地面、電磁屏蔽罩、第一輻射單元、第一反射單元以及第二反射單元。電磁屏蔽罩設置於接地面。第一輻射單元垂直於接地面且設置於接地面的第一邊緣，第一輻射單元包括第一單極天線、第一低頻輻射體與第二低頻輻射體。第一單極天線設置於接地面的第一邊緣，且利用射頻饋入單元以產生高頻共振模態，其中射頻饋入單元設置於第一單極天線與接地面之間。第一低頻輻射體位於第一單極天線的左側，用以產生低頻共振模態，第一低頻輻射體具有第一延伸部與第一接地部，第一延伸部用以耦合第一單極天線，第一低頻輻射體的第一接地部藉由第一開關連接至接地面。第二低頻輻射體位於第一單極天線的右側，用以產生低頻共振模態，第二低頻輻射體具有第二延伸部與第二接地部，第二延伸部用以耦合第一單極天線，第二低頻輻射體的第二接地部藉由第二開關連接至接地面。第一反射單元垂直設置於接地面之上，且藉由第三開關連接接地面，第一反射單元位於第一低頻輻射體與電磁屏蔽罩之間。第二反射單元垂直設置於接地面之上，且藉由第四開關連接接地面，第二反射單元位於第二低頻輻射體與電磁屏蔽罩之間。

綜上所述，本發明實施例提供一種內藏式波束選擇天線系統，為利用雙頻的輻射體實現雙頻操作的波束選擇天線系統，利用兩個反射單元配合電磁屏蔽罩以實現高頻輻射場型切換，且利用兩個低頻輻射體的切換以實現低頻輻射場型切換，可達到多方向性輻射場型涵蓋的效果。並且，第一輻射單元僅需設 置在接地面邊緣，可以顯著地節省天線系統在室內用無線通信裝置中所佔用的空間。

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

9‧‧‧機殼底座

11‧‧‧第一邊緣

2‧‧‧第一輻射單元

3‧‧‧電磁屏蔽罩

31、32‧‧‧垂直平面

W1、W2‧‧‧寬度

29‧‧‧第一單極天線

291‧‧‧第一射頻饋入部

21‧‧‧第一低頻輻射體

22‧‧‧第二低頻輻射體

21e‧‧‧第一延伸部

21g‧‧‧第一接地部

22e‧‧‧第二延伸部

22g‧‧‧第二接地部

41‧‧‧第一反射單元

42‧‧‧第二反射單元

51‧‧‧第一開關

52‧‧‧第二開關

53‧‧‧第三開關

54‧‧‧第四開關

X、Y、Z‧‧‧軸

L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9‧‧‧波束

C1、C2‧‧‧虛線部分

12‧‧‧第二邊緣

6‧‧‧第二輻射單元

69‧‧‧第二單極天線

691‧‧‧第二射頻饋入部

61‧‧‧第三低頻輻射體

61e‧‧‧第三延伸部

61g‧‧‧第三接地部

62‧‧‧第四低頻輻射體

62e‧‧‧第四延伸部

62g‧‧‧第四接地部

43‧‧‧第三反射單元

44‧‧‧第四反射單元

55‧‧‧第五開關

56‧‧‧第六開關

81、82、83、84、85‧‧‧位置

100‧‧‧內部電路板

300‧‧‧電磁屏蔽罩

圖1是本發明實施例提供的內藏式波束選擇天線系統的示意圖。

圖2A是本發明實施例提供的內藏式波束選擇天線系統其第一開關導通時的2.4GHz操作頻段的輻射場型圖。

圖2B是本發明實施例提供的內藏式波束選擇天線系統其第二開關導通時的2.4GHz操作頻段的輻射場型圖。

圖3A是本發明實施例提供的內藏式波束選擇天線系統其第一開關導通時的5GHz操作頻段的輻射場型圖。

圖3B是本發明實施例提供的內藏式波束選擇天線系統其第二開關導通時的5GHz操作頻段的輻射場型圖。

圖3C是本發明實施例提供的內藏式波束選擇天線系統其第一低頻輻射體所連接的第一開關與第二反射單元所連接的第四開關導通時的5GHz操作頻段的輻射場型圖。

圖3D是本發明實施例提供的內藏式波束選擇天線系統其的二低頻輻射體所連接的第二開關與第一反射單元所連接的第三開關導通時的5GHz操作頻段的輻射場型圖。

圖4是本發明實施例提供的具有兩組內藏式波束選擇機制的波束選擇天線系統的示意圖。

圖5A是本發明實施例提供的內藏式波束選擇天線系統設置於室內無線通信裝置的示意圖。

圖5B是本發明另一實施例提供的內藏式波束選擇天線系統設置於室內無線通信裝置的示意圖。

圖6A是圖4的內藏式波束選擇天線系統其第五開關導通時的2.4GHz操作頻段的輻射場型圖。

圖6B是圖4的內藏式波束選擇天線系統其第六開關導通時的2.4GHz操作頻段的輻射場型圖。

圖6C是圖4的內藏式波束選擇天線系統其2.4GHz操作頻帶的輻射場型切換的示意圖。

圖7A是圖4的內藏式波束選擇天線系統其第五開關導通時的5GHz操作頻段的輻射場型圖。

圖7B是圖4的內藏式波束選擇天線系統其第六開關導通時的5GHz操作頻段的輻射場型圖。

圖7C是圖4的內藏式波束選擇天線系統其第五開關與第八開關導通時的5GHz操作頻段的輻射場型圖。

圖7D是圖4的內藏式波束選擇天線系統其第六開關與第七開關導通時的5GHz操作頻段的輻射場型圖。

圖8是圖4的內藏式波束選擇天線系統其5GHz操作頻帶的輻射場型切換的示意圖。

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室內無線通信裝置，尤其是可藉由切換輻射場型以提供需要高傳輸資料量的室內無線通信裝置以便於接收來自不同方向的無線信號。所述室內無線通信裝置例如是筆記型電腦、接收視訊信號的無線機上盒、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。

請同時參照圖1，圖1是本發明實施例提供的波束選擇天線系統的示意圖。本實施例的波束選擇天線系統包括接地面1、第一輻射單元2、電磁屏蔽罩3、第一反射單元41以及第二反射單元42。圖1中的機殼底座9則屬於波束選擇天線系統所應用的室內無線通信裝置。接地面1上所設置的電磁屏蔽罩3是用以覆蓋電路以免受到天線所產生的電磁信號的干擾(EMI)。電磁屏蔽罩3一般是設置於接地面1之上的金屬罩子，避免電磁波洩漏至罩子內，以將罩子內的電路與外界隔離，並且電磁屏蔽罩3需要導電連接至接地面1，也就是需要接地。

電磁屏蔽罩3可以例如為長方體的罩體或半球型的罩體，但本發明並不因此限定。在圖1的實施例中的電磁屏蔽罩3是長方體的罩體，且電磁屏蔽罩3靠近接地面1的第一邊緣11的部分是一個垂直平面31，但本發明也不因此限定。在較佳的實施例中，電磁屏蔽罩3的寬度W2至少需要大於第一輻射單元2的寬度W1，寬度W1也是第一反射單元41與第二反射單元42的距離。在圖1的實施例中，電磁屏蔽罩3的寬度W2即垂直平面31的寬度。本發明實施例後續所提到的輻射場型是基於當電磁屏蔽罩3的寬度W2大於第一輻射單元2的寬度W1的情況而得到的。

第一輻射單元2垂直於接地面1且設置於接地面1的第一邊緣11。第一輻射單元2包括第一單極天線29、第一低頻輻射體21與第二低頻輻射體22。第一單極天線29設置於接地面1的第一邊緣11，且利用第一射頻饋入部291以產生高頻共振模態，其中第一射頻饋入部291設置於第一單極天線29與接地面1之間。第一低頻輻射體21位於第一單極天線29的左側，用以產生低頻共振模態，第一低頻輻射體21具有第一延伸部21e與第一接地部21g，第一延伸部21e用以耦合第一單極天線29，第一低頻輻射體21的第一接地部21g藉由第一開關51連接至接地面1。第二低頻輻射體22位於第一單極天線29的右側，用以產生低頻共振模態，第二低頻輻射體22具有第二延伸部22e與第二接地部22g，第二延伸部22e用以耦合第一單極天線29，第二低頻輻射體22的第二接地部22g藉由第二開關52連接至接地面1。第一反射單元41垂直設置於接地面1之上，且藉由第三開關53連接接地面1，第一反射單元41位於第一低頻輻射體21與電磁屏蔽罩3之間。電磁屏蔽罩3與第一單極天線29的距離較佳的為0.15至0.25倍的高頻共振模態(其頻率所對應)的操作波長。第一反射單元41與第一單極天線29的距離可為0.15至0.25倍的高頻共振模態(其頻率所對應)的操作波長。第二反射單元42垂直設置於接地面1之上，且藉由第四開關54連接接地面1，第二反射單元42位於第二低頻輻射體22與電磁屏蔽罩3之間。第一反射單元41與第一單極天線29的距離為0.15至0.25倍的高頻共振模態(其頻率所對應)的操作波長。另外，上述的第一開關51、第二開關52、第三開關53與第四開關54例如是半導體開關，但本發明並不因此限定。

第一單極天線29產生的高頻共振模態例如是對應於5GHz頻帶的操作，第一低頻輻射體21與第二低頻輻射體22產生的低頻共振模態例如是對應於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Wifi無線網路應用。另外，接地面1的尺寸例如是常見的筆記型電腦(或膝上型電腦)的螢幕或內部電路板的尺寸、無線網路路由器內部的電路板尺寸，或者是數位電視機上盒內部的電路板尺寸，但本發明並不因此限定。

第一單極天線29例如是四分之一波長單極天線。第一單極天線29設置於接地面1的第一邊緣11，且利用第一射頻饋入部291以產生高頻共振模態，其中第一射頻饋入部291設置於第一單極天線29與接地面1之間。所述第一射頻饋入部291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第一射頻饋入部291的實現方式。

接下來，進一步說明本實施例的第一低頻輻射體21與第二低頻輻射體22的特徵。第一低頻輻射體21的長度與第二低頻輻射體22的長度皆是低頻共振模態其頻率所對應的操作波長的四分之一，其中當第一開關51或第二開關52導通時，對應的第一低頻輻射體21或第二低頻輻射體22被導通至接地面1。在本實施例中，所述第一低頻輻射體21與第二低頻輻射體22是以第一單極天線29為基準而彼此對稱，並且第一單極天線29、第一低頻輻射體21與第二低頻輻射體22皆垂直於接地面1，如此可顯著的減少天線所占用的空間。第一單極天線29、第一低頻輻射體21與第二低頻輻射體22可例如製作於微波基板的一個表面，或以印刷電路技術 實現。在另一實施例中，第一單極天線29、第一低頻輻射體21與第二低頻輻射體22不在同一平面上，例如第一單極天線29、第一低頻輻射體21與第二低頻輻射體22可設置於室內無線通信裝置的機殼(圖未示)內側，例如使用雷射直接成形(Laser Direct Structuring，LDS)技術施作於機殼內側，藉此可將機殼組件與天線整合在一起，但本發明並不因此限定第一單極天線29、第一低頻輻射體21與第二低頻輻射體22的製作方式。

接下來進一步說明本實施例的第一反射單元41與第二反射單元42的特徵。第一反射單元41與第二反射單元42例如是片狀的金屬片，第一反射單元41與第二反射單元42也可以是柱形導體，如圓柱形、方柱形、三角柱形、多角柱形的導體，但本發明並不因此限定。第一反射單元41與第二反射單元42的形狀也可以例如是錐形。第一反射單元41與第二反射單元42的長度為第一單極天線29的高頻共振模態其頻率所對應的操作波長的四分之一，使得其與接地面1導通時能成為四分之一波長反射體。

接下來說明圖1的波束選擇天線系統其輻射場型切換的情況。垂直於接地面1的第一邊緣11且往接地面1的內側延伸的方向為+X軸向，垂直於X軸且往第二低頻輻射體22延伸的方向為+Z軸向。先考慮低頻共振模態(2.4GHz)的輻射場型，請參照圖2A，圖2A是本發明實施例提供的波束選擇天線系統其第一開關51導通時的2.4GHz操作頻段的輻射場型圖，當第一開關51導通時(此時第二開關52不導通)，可見有三個較強的波束(或稱為波瓣，是電場較強的角度)，分別是方向落於-X軸向與+Z軸向所涵蓋的象限的波束L1、+X軸向與+Z軸向所涵蓋的象限的波束L2與+X軸向與-Z 軸向所涵蓋的象限的波束L3，換句話說，可視為輻射場型是朝向遠離第一低頻輻射體21的方向偏移。圖2B是本發明實施例提供的波束選擇天線系統其第二開關52導通時的2.4GHz操作頻段的輻射場型圖，當第二開關52導通時(此時第一開關51不導通)，輻射場型為朝向遠離第二低頻輻射體22的方向偏移，詳細的說，圖2B可見有三個較強的波束(或稱為波瓣，是電場較強的角度)，分別是方向落於-X軸向與-Z軸向所涵蓋的象限的波束L4、+X軸向與-Z軸向所涵蓋的象限的波束L5與+X軸向與+Z軸向所涵蓋的象限的波束L6。

接下來，考慮高頻共振模態(5GHz頻帶)的輻射場型，在此以5.5GHz的輻射場型作為整個5GHz頻段的輻射場型代表。當第一開關51、第二開關52、第三開關53與第四開關54皆不導通時，高頻共振模態(5GHz頻帶)所對應的輻射場型朝向接地面1偏移。以下考慮第一低頻輻射單元21與第二低頻輻射單元22的狀態切換情況，第一低頻輻射單元21與第二低頻輻射單元22兩者擇一被導通。圖3A是本發明實施例提供的波束選擇天線系統其第一開關51導通時的5GHz操作頻段的輻射場型圖，在此情況下第二開關52不導通。圖3B是本發明實施例提供的波束選擇天線系統其第二開關52導通時的5GHz操作頻段的輻射場型圖，在此情況下第一開關51不導通。由圖3A與圖3B可見，此兩種情況的高頻共振模態(5GHz頻帶)的輻射場型基本上是基於X軸對稱的。並且，高頻共振模態輻射所產生的能量有部分被電磁屏蔽罩3反射，造成遠離接地面的方向(-X軸向)具有一個強度較大的波束L7(或稱為波瓣，是電場較強的角度)。也就是說，電磁屏蔽罩3使高頻共振模態所對應的輻射場型朝向遠離接地面1的一側偏移。另外，朝向接地面的方 向(+X軸向)也有另兩個強度較大的波束L8、L9。

接著，圖3C是本發明實施例提供的波束選擇天線系統其第一低頻輻射體21所連接的第一開關51與第二反射單元42所連接的第四開關53導通時的5GHz操作頻段的輻射場型圖，其中虛線部分C1的場型是圖3A的輻射場型，可見相比於圖3A的輻射場型(虛線部分C1)，第二反射單元42使得在-X軸向與-Z軸向所涵蓋的象限的輻射強度被增強，如圖3C中箭頭所指的方向的輻射強度增強，也就是說，第二反射單元42使高頻共振模態所對應的輻射場型進一步朝向相對於第二反射單元42的方向偏移。接著，參照圖3D，圖3D是本發明實施例提供的波束選擇天線系統其第二低頻輻射體22所連接的第二開關52與第一反射單元41所連接的第三開關53導通時的5GHz操作頻段的輻射場型圖，其中虛線部分C2是圖3B的輻射場型，相比於圖3B的輻射場型(虛線部分C2)，第一反射單元41使在-X軸向與+Z軸向所涵蓋的象限的輻射強度被增強，如圖3D中箭頭所指的方向的輻射強度增強，也就是說，第一反射單元41使高頻共振模態所對應的輻射場型進一步朝向相對於第一反射單元41的方向偏移。另外，此時輻射場型中的天線增益最大處並沒有顯著變化，不做贅述。

接著，在另一實施例中，請參照圖4，波束選擇天線系統除了圖1實施例的第一輻射單元2與第一反射單元41、第二反射單元42，更包括第二輻射單元6、第三反射單元43與第四反射單元44。第二輻射單元6垂直於接地面1且設置於接地面1的第二邊緣12，第二邊緣12與第一邊緣11彼此相對，也就是說第二輻射單元6與第一輻射單元2在接地面1的兩個邊緣(11、12)彼此相對。大體 上，第二輻射單元6的結構與原理相同於第一輻射單元2。第一輻射單元2、第一反射單元41與第二反射單元42配合電磁屏蔽罩3構成了第一組波束選擇機制，且第二輻射單元6、第三反射單元43與第四反射單元44配合電磁屏蔽罩3構成了對稱於第一組波束選擇機制的第二組波束選擇機制，這兩組波束選擇機制可達成輻射場型互補的效果。並且，使用兩組波束選擇機制不僅可應用於單輸入單輸出(Single Input and Single Output，SISO)系統，也可應用於多輸入多輸出(Multiple Input and Multiple Output，MIMO)系統。

第二輻射單元6的詳細特徵如下所述，第二輻射單元6包括第二單極天線69、第三低頻輻射體61與第四低頻輻射體62。第二單極天線69設置於接地面1的第二邊緣12且與第一單極天線29彼此相對，且利用第二射頻饋入單元691以產生高頻共振模態，其中第二射頻饋入單元691設置於第二單極天線69與接地面1之間。第三低頻輻射體61位於第二單極天線69的左側，用以產生低頻共振模態，第三低頻輻射體61具有第三延伸部61e與第三接地部61g，第三延伸部61e用以耦合第二單極天線69，第三低頻輻射體61的第三接地部藉61g由第五開關55連接至接地面1。第四低頻輻射體62位於第二單極天線69的右側，用以產生低頻共振模態，第四低頻輻射體62具有第四延伸部62e與第四接地部62g，第四延伸部62g用以耦合第二單極天線69，第四低頻輻射體62的第四接地部62g藉由第六開關56連接至接地面1。第三反射單元43垂直設置於接地面1之上，且藉由第七開關57連接接地面1。第四反射單元44垂直設置於接地面1之上，且藉由第八開關58連接接地面1。再者，第二單極天線69、第三低頻輻射體61與第四低頻輻射體62可以垂 直於接地面1，以減少天線所佔用的空間，或者是以雷射直接成形(LDS)技術施作於機殼內側。第三低頻輻射體61的長度與第四低頻輻射體62的長度皆是低頻共振模態其頻率所對應的操作波長的四分之一，其中當第五開關55或第六開關56導通時，對應的第三低頻輻射體61或第四低頻輻射體62被導通至接地面1。第三反射單元43與第四反射單元44例如是片狀的金屬片或柱形導體，第三反射單元43與第四反射單元44的長度為第二單極天線69的高頻共振模態其頻率所對應的操作波長的四分之一，其中當第七開關57或第八開關58導通時，對應的第三反射單元43或第四反射單元44被導通至接地面1。另外，在圖4的實施例中的電磁屏蔽罩3是長方體的罩體，且電磁屏蔽罩3靠近接地面1的第二邊緣12的部分是一個垂直平面32，但本發明也不因此限定。

接著，請再參照圖5A與圖5B的應用範例，圖1實施例的波束選擇天線系統例如應用於螢幕邊框，如圖5A所示的電視螢幕邊框附近的位置81、82、83，電視螢幕的內部電路板只需設置對應的電磁屏蔽罩，而且電磁屏蔽罩可用以保護電路信號避免受到天線的干擾。圖4實施例的具有兩組波束選擇機制的波束選擇天線系統則可應用於機上盒或無線路由器，如圖5B的內部電路板100的邊緣位置84、85，內部電路板100的中央處則設置電磁屏蔽罩300以覆蓋主要電路部分，但本發明並不因此限定。以下將說明圖4實施例的輻射場型。

接著，說明圖4實施例的低頻共振模態的輻射場型切換，圖6A是圖4的波束選擇天線系統其第五開關55導通時的2.4GHz操作頻段的輻射場型圖，圖6B是圖4的波束選擇天線系統其第六開 關56導通時的2.4GHz操作頻段的輻射場型圖。圖6A的輻射場型是(基於Z軸)對稱於圖2A的輻射場型，而圖6B的輻射場型是(基於Z軸)對稱於圖2B的輻射場型。因此，請參照圖6C，圖6C是圖4的波束選擇天線系統其2.4GHz操作頻帶的輻射場型切換的示意圖，可見輻射場型切換具有四種不同的方向，這四種切換模式分別受控於第一低頻輻射體21所連接的第一開關51、第二低頻輻射體22所連接的第二開關52、第三低頻輻射體61所連接的第五開關55與第四低頻輻射體62所連接的第六開關56。

接著說明圖4實施例的高頻共振模態的輻射場型切換，圖7A是圖4的波束選擇天線系統其第五開關55導通時的5GHz操作頻段的輻射場型圖，圖7A的輻射場型是(基於Z軸)對稱於圖3A的輻射場型。圖7B是圖4的波束選擇天線系統其第六開關56導通時的5GHz操作頻段的輻射場型圖，圖7B的輻射場型是(基於Z軸)對稱於圖3B的輻射場型。圖7C是圖4的波束選擇天線系統其第五開關55與第八開關58導通時的5GHz操作頻段的輻射場型圖，圖7C的輻射場型是(基於Z軸)對稱於圖3C的輻射場型。圖7D是圖4的波束選擇天線系統其第六開關56與第七開關57導通時的5GHz操作頻段的輻射場型圖，圖7D的輻射場型是(基於Z軸)對稱於圖3D的輻射場型。以上的場型切換情況以圖8來呈現，圖8是圖4的波束選擇天線系統其5GHz操作頻帶的輻射場型切換的示意圖，可見圖4實施例的波束選擇天線系統可以涵蓋X-Z平面個多種方向場型切換，可符合X-Z平面各種不同方向的輻射場型需求。基於以上對於一組波束選擇機制以及兩組波束選擇機制的說明，本發明所屬領域具有通常知識者可將本發明實施例的技術衍生至多組波束選擇機制的應用。

綜上所述，本發明實施例所提供的波束選擇天線系統，為雙頻操作的波束選擇天線系統，利用兩個反射單元配合電磁屏蔽罩以實現高頻輻射場型切換，且利用兩個低頻輻射體的切換以實現低頻輻射場型切換，可達到多方向性輻射場型涵蓋的效果。並且，第一輻射單元僅需設置在接地面邊緣，可以顯著地節省天線系統在室內用無線通信裝置中所佔用的空間。並且，所述波束選擇天線系統的結構簡單、製造與組裝方便。再者，當使用兩組(或兩組以上的)波束選擇機制，可以輕易達到基於接地面所在的平面上的多種不同角度的輻射場型切換的功效，以符合各種角度的通信應用。

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 (9)

1. 一種內藏式波束選擇天線系統，包括：一接地面；一電磁屏蔽罩，設置於該接地面；一第一輻射單元，垂直於該接地面且設置於該接地面的一第一邊緣，該第一輻射單元包括：一第一單極天線，設置於該接地面的該第一邊緣，且利用一射頻饋入單元以產生一高頻共振模態，其中該射頻饋入單元設置於該第一單極天線與該接地面之間；一第一低頻輻射體，位於該第一單極天線的一左側，用以產生一低頻共振模態，該第一低頻輻射體具有一第一延伸部與一第一接地部，該第一延伸部用以耦合該第一單極天線，該第一低頻輻射體的該第一接地部藉由一第一開關連接至該接地面；以及一第二低頻輻射體，該第二低頻輻射體位於該第一單極天線的一右側，用以產生該低頻共振模態，該第二低頻輻射體具有一第二延伸部與一第二接地部，該第二延伸部用以耦合該第一單極天線，該第二低頻輻射體的該第二接地部藉由一第二開關連接至該接地面；一第一反射單元，垂直設置於該接地面之上，且藉由一第三開關連接該接地面，該第一反射單元位於該第一低頻輻射體與該電磁屏蔽罩之間； 一第二反射單元，垂直設置於該接地面之上，且藉由一第四開關連接該接地面，該第二反射單元位於該第二低頻輻射體與該電磁屏蔽罩之間；一第二輻射單元，垂直於該接地面且設置於該接地面的一第二邊緣，該第二邊緣與該第一邊緣彼此相對，該第二輻射單元包括：一第二單極天線，設置於該接地面的該第二邊緣且與該第一單極天線彼此相對，且利用一第二射頻饋入單元以產生該高頻共振模態，其中該第二射頻饋入單元設置於該第二單極天線與該接地面之間；一第三低頻輻射體，位於該第二單極天線的一左側，用以產生該低頻共振模態，該第三低頻輻射體具有一第三延伸部與一第三接地部，該第三延伸部用以耦合該第二單極天線，該第三低頻輻射體的該第三接地部藉由一第五開關連接至該接地面；以及一第四低頻輻射體，該第四低頻輻射體位於該第二單極天線的一右側，用以產生該低頻共振模態，該第四低頻輻射體具有一第四延伸部與一第四接地部，該第四延伸部用以耦合該第二單極天線，該第四低頻輻射體的該第四接地部藉由一第六開關連接至該接地面；一第三反射單元，垂直設置於該接地面之上，且藉由一第七開關連接該接地面，該第三反射單元位於該第三低頻輻射體與該電磁屏蔽罩之間；以及 一第四反射單元，垂直設置於該接地面之上，且藉由一第八開關連接該接地面，該第四反射單元位於該第四低頻輻射體與該電磁屏蔽罩之間。
2. 根據請求項第1項所述之內藏式波束選擇天線系統，其中該第一低頻輻射體的長度與該第二低頻輻射體的長度皆是該低頻共振模態其頻率所對應的操作波長的四分之一，其中當該第一開關或該第二開關導通時，對應的該第一低頻輻射體或該第二低頻輻射體被導通至該接地面。
3. 根據請求項第1項所述之內藏式波束選擇天線系統，其中該第一反射單元與該第二反射單元的長度為該第一單極天線的該高頻共振模態其頻率所對應的操作波長的四分之一，其中當該第三開關或該第四開關導通時，對應的該第一反射單元或該第二反射單元被導通至該接地面。
4. 根據請求項第1項所述之內藏式波束選擇天線系統，其中垂直於該接地面的該第一邊緣且往該接地面的內側延伸的方向為+X軸向，垂直於X軸且往該第二低頻輻射體延伸的方向為+Z軸向，其中當該第一開關導通時，該低頻共振模態的輻射場型朝向+X軸向與+Z軸向所劃分的象限偏移。
5. 根據請求項第1項所述之內藏式波束選擇天線系統，其中垂直於該接地面的該第一邊緣且往該接地面的內側延伸的方向為+X軸向，垂直於X軸且往該第二低頻輻射體延伸的方向為+Z軸向，其中當該第二開關導通時，該低頻共振模態的輻射場型朝向+X軸向與-Z軸向所劃分的象限偏移。
6. 根據請求項第1項所述之內藏式波束選擇天線系統，其中當該 第一開關、該第二開關、該第三開關與該第四開關皆不導通時，該高頻共振模態所對應的輻射場型朝向該接地面偏移。
7. 根據請求項第6項所述之內藏式波束選擇天線系統，其中該電磁屏蔽罩使該高頻共振模態所對應的輻射場型朝向遠離該接地面的一側偏移，其中當該第一低頻輻射體所連接的該第一開關導通且當該第二反射單元所連接的該第四開關導通時，該第二反射單元使該高頻共振模態所對應的輻射場型進一步朝向相對於該第二反射單元的方向偏移。
8. 根據請求項第6項所述之內藏式波束選擇天線系統，其中該電磁屏蔽罩使該高頻共振模態所對應的輻射場型朝向遠離該接地面的一側偏移，其中當該第二低頻輻射體所連接的該第二開關導通且當該第一反射單元所連接的該第三開關導通時，該第一反射單元使該高頻共振模態所對應的輻射場型進一步朝向相對於該第一反射單元的方向偏移。
9. 根據請求項第1項所述之內藏式波束選擇天線系統，其中該第三低頻輻射體的長度與該第四低頻輻射體的長度皆是該低頻共振模態其頻率所對應的操作波長的四分之一，其中當該第五開關或該第六開關導通時，對應的該第三低頻輻射體或該第四低頻輻射體被導通至該接地面，其中該第三反射單元與該第四反射單元是柱形導體，該第三反射單元與該第四反射單元的長度為該第二單極天線的該高頻共振模態其頻率所對應的操作波長的四分之一，其中當該第七開關或該第八開關導通時，對應的該第三反射單元或該第四反射單元被導通至該接地面。