本發(fā)明涉及一種天線系統(tǒng)，特別涉及一種全向性(Omni-directional)、多極化方向的天線系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著移動通信技術(shù)的發(fā)達，移動裝置在近年日益普遍，常見的例如：手提式計算機、移動電話、多媒體播放器以及其他混合功能的攜帶型電子裝置。為了滿足人們的需求，移動裝置通常具有無線通信的功能。有些涵蓋長距離的無線通信范圍，例如：移動電話使用2G、3G、LTE(Long Term Evolution)系統(tǒng)及其所使用700MHz、850MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz、2100MHz、2300MHz以及2500MHz的頻帶進行通信，而有些則涵蓋短距離的無線通信范圍，例如：Wi-Fi、Bluetooth系統(tǒng)使用2.4GHz、5.2GHz和5.8GHz的頻帶進行通信。

無線網(wǎng)絡(luò)基站(Wireless Access Point)是使移動裝置在室內(nèi)能高速上網(wǎng)的必要組件。然而，由于室內(nèi)環(huán)境充滿了信號反射和多重路徑衰減(Multipath Fading)，無線網(wǎng)絡(luò)基站必須能同時處理來自各方向和各種極化的信號。因此，如何在無線網(wǎng)絡(luò)基站的有限空間中設(shè)計出一種全向性、多極化方向的天線，已成為現(xiàn)今設(shè)計者的一大挑戰(zhàn)。

因此，需要提供一種天線系統(tǒng)來滿足上述需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

在較佳實施例中，本發(fā)明提供一種天線系統(tǒng)，該天線系統(tǒng)包括：一系統(tǒng)接地面；一第一天線陣列，該第一天線陣列包括一第一天線組件、一第二天線組件、一第三天線組件，以及一第四天線組件；以及一第二天線陣列，該第二天線陣列包括一第五天線組件、一第六天線組件、一第七天線組件，以及一第八天線組件；其中該第二天線陣列設(shè)置于該第一天線陣列和該系統(tǒng)接地面之間；其中該第一天線陣列具有一第一極化方向，該第二天線陣列具有一第二極化方向，而該第一極化方向和該第二極化方向互相正交。

在一些實施例中，該第一天線組件、該第二天線組件、該第三天線組件，以及該第四天線組件具有相同結(jié)構(gòu)，并沿著該第一天線陣列的一中心點呈點對稱分布。

在一些實施例中，該第一天線組件、該第二天線組件、該第三天線組件，以及該第四 天線組件皆為偶極天線。

在一些實施例中，該第一天線組件、該第二天線組件、該第三天線組件，以及該第四天線組件分別設(shè)置于一正方形的四個側(cè)邊上。

在一些實施例中，該第一天線陣列還包括一第一引向器、一第二引向器、一第三引向器，以及一第四引向器，分別用于導(dǎo)引該第一天線組件、該第二天線組件、該第三天線組件，以及該第四天線組件的輻射能量向外傳遞。

在一些實施例中，該第一天線陣列還包括一第一反射器、一第二反射器、一第三反射器，以及一第四反射器，分別用于反射該第一天線組件、該第二天線組件、該第三天線組件，以及該第四天線組件的輻射能量向外傳遞。

在一些實施例中，該第一天線組件、該第二天線組件、該第三天線組件，以及該第四天線組件皆為折疊偶極天線。

在一些實施例中，該第一天線陣列還包括一第一切換電路、一第二切換電路、一第三切換電路，以及一第四切換電路，使得該第一天線陣列操作于一指向性模式或一全向性模式。

在一些實施例中，該第一切換電路、該第二切換電路、該第三切換電路，以及該第四切換電路皆為正-本-負(fù)二極管。

在一些實施例中，該第一切換電路、該第二切換電路、該第三切換電路，以及該第四切換電路的每一者分別耦接于一中心饋入點和該第一天線組件、該第二天線組件、該第三天線組件，以及該第四天線組件的對應(yīng)一者之間。

在一些實施例中，該第一切換電路、該第二切換電路、該第三切換電路，以及該第四切換電路分別內(nèi)嵌于該第一反射器、該第二反射器、該第三反射器，以及該第四反射器之中。

在一些實施例中，該第一天線組件、該第二天線組件、該第三天線組件，以及該第四天線組件設(shè)置于一第一基板上，該第五天線組件和該第七天線組件設(shè)置于一第二基板上，該第六天線組件和該第八天線組件設(shè)置于一第三基板上，而該第一基板、該第二基板，以及該第三基板互相垂直。

在一些實施例中，該第五天線組件、該第六天線組件、該第七天線組件，以及該第八天線組件具有相同結(jié)構(gòu)，并沿著該第二天線陣列的一中心點呈點對稱分布。

在一些實施例中，該第五天線組件、該第六天線組件、該第七天線組件，以及該第八天線組件皆為單極天線。

在一些實施例中，該第五天線組件、該第六天線組件、該第七天線組件，以及該第八天線組件皆為平面倒F字形天線。

在一些實施例中，該第二天線陣列還包括一第五反射器、一第六反射器、一第七反射器，以及一第八反射器，分別用于反射該第五天線組件、該第六天線組件、該第七天線組件，以及該第八天線組件的輻射能量向外傳遞。

在一些實施例中，該第五反射器、該第六反射器、該第七反射器，以及該第八反射器皆耦接至該系統(tǒng)接地面。

在一些實施例中，該第一天線陣列大致平行于該系統(tǒng)接地面，而該第二天線陣列大致垂直于該系統(tǒng)接地面。

在一些實施例中，該第一天線陣列和該第二天線陣列操作于一低頻頻帶，該低頻頻帶約介于2400MHz至2500MHz之間，而該第一天線陣列和該系統(tǒng)接地面的一間距約等于該低頻頻帶的一中心操作頻率的0.125倍波長。

在一些實施例中，該第一天線陣列和該第二天線陣列操作于一高頻頻帶，該高頻頻帶約介于4900MHz至5950MHz之間，而該第一天線陣列和該系統(tǒng)接地面的一間距約等于該高頻頻帶的一中心操作頻率的0.25倍波長。

本發(fā)明藉由將水平極化和垂直極化的天線組件排列成環(huán)形，這些天線陣列可以達成近似全向性的輻射場型，并同時接收和傳送各種極化方向的信號。另外，若輔以切換電路的使用，則本發(fā)明的天線系統(tǒng)還可在指向性模式和全向性模式之間切換。本發(fā)明很適合應(yīng)用于各種室內(nèi)環(huán)境，以克服傳統(tǒng)因信號反射和多重路徑衰減造成通信質(zhì)量不佳的問題。

附圖說明

圖1顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的天線系統(tǒng)的示意圖；

圖2A顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的第一天線陣列的透視圖；

圖2B顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的第一天線陣列的正面圖；

圖2C顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的第一天線陣列的背面圖；

圖3A顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的第一天線陣列的透視圖；

圖3B顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的第一天線陣列的正面圖；

圖3C顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的第一天線陣列的背面圖；

圖4顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的第一天線陣列的示意圖；

圖5顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的第一天線陣列的示意圖；

圖6A顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的第二天線陣列的立體圖；

圖6B顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的第二天線陣列的部分側(cè)面圖；

圖7A顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的第二天線陣列的立體圖；

圖7B顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的第二天線陣列的部分側(cè)面圖；

圖8顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的天線系統(tǒng)的示意圖；

圖9顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的天線系統(tǒng)的示意圖；

圖10A顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的天線系統(tǒng)在高頻頻帶且操作于全向性模式時的S參數(shù)圖；

圖10B顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的天線系統(tǒng)在高頻頻帶且操作于全向性模式時的第一輻射場型圖；

圖10C顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的天線系統(tǒng)在高頻頻帶且操作于全向性模式時的第二輻射場型圖；

圖11A顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的天線系統(tǒng)在高頻頻帶且操作于指向性模式時的S參數(shù)圖；

圖11B顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的天線系統(tǒng)在高頻頻帶且操作于指向性模式時的第一輻射場型圖；

圖11C顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的天線系統(tǒng)在高頻頻帶且操作于指向性模式時的第二輻射場型圖；

圖12A顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的天線系統(tǒng)在低頻頻帶且操作于全向性模式時的S參數(shù)圖；

圖12B顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的天線系統(tǒng)在低頻頻帶且操作于全向性模式時的第一輻射場型圖；

圖12C顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的天線系統(tǒng)在低頻頻帶且操作于全向性模式時的第二輻射場型圖；

圖13A顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的天線系統(tǒng)在低頻頻帶且操作于指向性模式時的S參數(shù)圖；

圖13B顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的天線系統(tǒng)在低頻頻帶且操作于指向性模式時的第一輻射場型圖；以及

圖13C顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的天線系統(tǒng)在低頻頻帶且操作于指向性模式時的第二輻射場型圖。

主要組件符號說明：

100、800、900 天線系統(tǒng)

110 系統(tǒng)接地面

121、221、321 第一基板

122、622、722 第二基板

123、623、723 第三基板

130、230、330、430、530 第一天線陣列

131、231、331、431、531 第一天線組件

132、232、332、432、532 第二天線組件

133、233、333、433、533 第三天線組件

134、234、334、434、534 第四天線組件

140、640、740 第二天線陣列

145、645、745 第五天線組件

146、646、746 第六天線組件

147、647、747 第七天線組件

148、648、748 第八天線組件

190 信號源

251 第一引向器

252 第二引向器

253 第三引向器

254 第四引向器

261、361、561 第一反射器

262、362、562 第二反射器

263、363、563 第三反射器

264、364、564 第四反射器

271、272、273、274 穿透件

481、581 第一切換電路

482、582 第二切換電路

483、583 第三切換電路

484、584 第四切換電路

665、765 第五反射器

666、766 第六反射器

667、767 第七反射器

668、768 第八反射器

B1、B2、B3、B4、B5、D1、D2 間距

LK 扼流電感器

VSS 接地電位

具體實施方式

為讓本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉出本發(fā)明的具體實施例，并配合所附的附圖，作詳細(xì)說明如下。

圖1顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的天線系統(tǒng)100的示意圖。天線系統(tǒng)100可應(yīng)用于一無線網(wǎng)絡(luò)基站當(dāng)中，并提供近似全向性的輻射場型。如圖1所示，天線系統(tǒng)100包括：一系統(tǒng)接地面110、一第一天線陣列130，以及一第二天線陣列140。系統(tǒng)接地面110可 以是無線網(wǎng)絡(luò)基站的一金屬接地面，并可提供一接地電位VSS。第二天線陣列140設(shè)置于第一天線陣列130和系統(tǒng)接地面110之間。第一天線陣列130和第二天線陣列140皆可由一信號源190所激發(fā)。第一天線陣列130包括一第一天線組件131、一第二天線組件132、一第三天線組件133，以及一第四天線組件134。第二天線陣列140包括一第五天線組件145、一第六天線組件146、一第七天線組件147，以及一第八天線組件148。詳細(xì)而言，第一天線組件131、第二天線組件132、第三天線組件133，以及第四天線組件134設(shè)置于一第一基板121上；第五天線組件145和第七天線組件147設(shè)置于一第二基板122上；而第六天線組件146和第八天線組件148設(shè)置于一第三基板123上，其中第一基板121、第二基板122，以及第三基板123互相垂直，它們的配置近似于坐標(biāo)平面中的X平面、Y平面，以及Z平面。必須注意的是，前述天線組件皆呈環(huán)形配置，使得天線系統(tǒng)100能具有近似全向性的輻射場型。另外，第一天線陣列130具有一第一極化方向，而第二天線陣列140具有一第二極化方向，其中第一極化方向和第二極化方向互相正交。舉例而言，第一極化方向可以是一水平極化方向(例如：X方向或Y方向)，而第二極化方向可以是一垂直極化方向(例如：Z方向)。在此設(shè)計下，全向性的天線系統(tǒng)100可用于接收或傳送各種極化方向的信號。

第一天線陣列和第二天線陣列的細(xì)部結(jié)構(gòu)可如下列實施例所述。必須理解的是，這些實施例僅用于舉例說明，而非用于限制本發(fā)明的專利范圍。

圖2A顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的第一天線陣列230的透視圖。圖2B顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的第一天線陣列230的正面圖。圖2C顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的第一天線陣列230的背面圖。請一并參考圖2A、圖2B、圖2C。第一天線陣列230包括一第一天線組件231、一第二天線組件232、一第三天線組件233、一第四天線組件234、一第一引向器(Director)251、一第二引向器252、一第三引向器253、一第四引向器254、一第一反射器(Reflector)261、一第二反射器262、一第三反射器263，以及一第四反射器264。每一天線組件設(shè)置于對應(yīng)的一引向器和對應(yīng)的一反射器之間。在圖2A、圖2B、圖2C的實施例中，第一天線組件231、第二天線組件232、第三天線組件233，以及第四天線組件234皆為偶極天線(Dipole Antenna)。每一偶極天線包括一正向支路和一負(fù)向支路，分別位于一第一基板221的一上表面和一下表面上，其中正向支路和負(fù)向支路皆為直條形。第一天線組件231、第二天線組件232、第三天線組件233，以及第四天線組件234具有相同結(jié)構(gòu)，并沿著第一天線陣列230的一中心點呈點對稱分布。每一天線組件的長度約等于第一天線陣列230的一中心操作頻率的0.5倍波長。詳細(xì)而言，第一天線組件231、第二天線組件232、第三天線組件233，以及第四天線組件234分別設(shè)置于正方形的第一基板221的四個側(cè)邊上。第一引向器251、第二引向器252、第三引向器253，以及第四引向器254分別用于導(dǎo)引第一天線組件231、第二天線組件232、第三天線組件233，以及第四天線組件234的輻射能量向外傳遞。每一引向器大致為一直條形。每一引向器的長度約介于第一天線陣列230的中心操作頻率的0.25倍波長至0.5倍波長之間。每一引向器和鄰近的一天線組件的間距B1約介于第一天線陣列230的中心操作頻率的0.15倍波長至0.25倍波長之間。第一反射器261、第二反射器262、第三反射器263，以及第四反射 器264分別用于反射第一天線組件231、第二天線組件232、第三天線組件233，以及第四天線組件234的輻射能量向外傳遞。每一反射器大致為一U字形，并包括一第一部分和一第二部分，其中第一部分和第二部分可位于第一基板221的下表面上，而第一部分和第二部分的端點可藉由二穿透件(Via)(271、272、273，或274)在第一基板221的上表面上互相連接。每一反射器的長度約介于第一天線陣列230的中心操作頻率的0.5倍波長至1倍波長之間。每一反射器和鄰近的一天線組件的間距B2約介于第一天線陣列230的中心操作頻率的0.15倍波長至0.25倍波長之間。必須注意的是，前述引向器和反射器為選用(Optional)組件，其用于增強第一天線陣列230的增益(Gain)。在其他實施例中，前述引向器或反射器亦可由第一天線陣列230中移除。

圖3A顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的第一天線陣列330的透視圖。圖3B顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的第一天線陣列330的正面圖。圖3C顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的第一天線陣列330的背面圖。請一并參考圖3A、圖3B、圖3C。第一天線陣列330包括一第一天線組件331、一第二天線組件332、一第三天線組件333、一第四天線組件334、一第一反射器361、一第二反射器362、一第三反射器363，以及一第四反射器364。在圖3A、圖3B、圖3C的實施例中，第一天線組件331、第二天線組件332、第三天線組件333，以及第四天線組件334皆為折疊偶極天線(Folded Dipole Antenna)。每一折疊偶極天線包括一正向支路和一負(fù)向支路，分別位于一第一基板321的一上表面和一下表面上，其中正向支路大致為四分之一的一循環(huán)結(jié)構(gòu)，而負(fù)向支路大致為四分之三的循環(huán)結(jié)構(gòu)。前述循環(huán)結(jié)構(gòu)可以大致為一中空矩形。第一天線組件331、第二天線組件332、第三天線組件333，以及第四天線組件334具有相同結(jié)構(gòu)，并沿著第一天線陣列330的一中心點呈點對稱分布。每一天線組件的長度約等于第一天線陣列330的一中心操作頻率的0.5倍波長。詳細(xì)而言，第一天線組件331、第二天線組件332、第三天線組件333，以及第四天線組件334分別設(shè)置于正方形的第一基板321的四個側(cè)邊上。第一反射器361、第二反射器362、第三反射器363，以及第四反射器364分別用于反射第一天線組件331、第二天線組件332、第三天線組件333，以及第四天線組件334的輻射能量向外傳遞。每一反射器大致為一U字形，并包括一第一部分和一第二部分，其中第一部分和第二部分皆位于第一基板321的下表面上，而第一部分和第二部分的端點皆可耦接至第一基板321的下表面上的對應(yīng)的一天線饋入線。每一反射器的長度約介于第一天線陣列330的中心操作頻率的0.5倍波長至1倍波長之間。每一反射器和鄰近的一天線組件的間距B3約介于第一天線陣列330的中心操作頻率的0.15倍波長至0.25倍波長之間。必須注意的是，前述反射器為選用組件，其用于增強第一天線陣列330的增益。在其他實施例中，前述反射器亦可由第一天線陣列330中移除。

圖4顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的第一天線陣列430的示意圖。第一天線陣列430包括一第一天線組件431、一第二天線組件432、一第三天線組件433、一第四天線組件434、一第一切換電路481、一第二切換電路482、一第三切換電路483，以及一第四切換電路484。第一切換電路481、第二切換電路482、第三切換電路483，以及第四切換電路484的每一者分別耦接于一中心饋入點491和第一天線組件431、第二天線組件432、第 三天線組件433，以及第四天線組件434的對應(yīng)一者之間。一信號源190耦接于中心饋入點491和一接地電位VSS之間，并用于激發(fā)第一天線陣列430。一扼流電感器LK耦接于中心饋入點491和接地電位VSS之間，并用于導(dǎo)引直流信號、阻斷交流信號。扼流電感器LK的一電感值可以大于100nH。前述切換電路用于控制第一天線陣列430操作于一指向性模式(Directional Mode)或一全向性模式(Omni Mode)。舉例而言，當(dāng)所有切換電路都導(dǎo)通時，第一天線陣列430將操作于全向性模式；而當(dāng)有任一切換電路未導(dǎo)通時，第一天線陣列430將操作于指向性模式。藉由控制前述切換電路，可輕易調(diào)整第一天線陣列430的輻射場型。在一些實施例中，第一切換電路481、第二切換電路482、第三切換電路483，以及第四切換電路484皆為正-本-負(fù)二極管(PIN Diode)。例如，每一正-本-負(fù)二極管的一陽極可耦接至對應(yīng)的一天線組件，而每一正-本-負(fù)二極管的一陰極可耦接至中心饋入點491。前述正-本-負(fù)二極管可根據(jù)一直流信號選擇性地導(dǎo)通或斷開，使得第一天線陣列430在全向性模式和指向性模式之間作切換。

圖5顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的第一天線陣列530的示意圖。第一天線陣列530包括一第一天線組件531、一第二天線組件532、一第三天線組件533、一第四天線組件534、一第一反射器561、一第二反射器562、一第三反射器563、一第四反射器564、一第一切換電路581、一第二切換電路582、一第三切換電路583，以及一第四切換電路584。與之前實施例不同的是，前述反射器皆位于第一天線陣列530的最外圍。第一切換電路581、第二切換電路582、第三切換電路583，以及第四切換電路584分別內(nèi)嵌于第一反射器561、第二反射器562、第三反射器563，以及第四反射器564之中。一信號源190耦接于一中心饋入點591和一接地電位VSS之間，并用于激發(fā)第一天線陣列530。一扼流電感器LK耦接于中心饋入點591和接地電位VSS之間，并用于導(dǎo)引直流信號、阻斷交流信號。扼流電感器LK的一電感值可以大于100nH。前述切換電路用于調(diào)整前述反射器的等效共振長度，從而控制第一天線陣列530操作于一指向性模式或一全向性模式。舉例而言，當(dāng)?shù)谝磺袚Q電路581導(dǎo)通時，第一反射器561的等效共振長度將變長(例如：大于第一天線陣列530的一中心操作頻率的0.5倍波長)，因此第一反射器561可用于阻擋來自第一天線組件531的輻射能量；而當(dāng)?shù)谝磺袚Q電路581斷開時，第一反射器561的等效共振長度將變短(例如：小于第一天線陣列530的中心操作頻率的0.5倍波長)，因此第一反射器561可用于導(dǎo)引第一天線組件531的輻射能量向外傳遞。其他切換電路和反射器的操作原理與此相似。在此設(shè)計下，當(dāng)所有切換電路都斷開時，第一天線陣列530將操作于全向性模式；而當(dāng)有任一切換電路導(dǎo)通時，第一天線陣列530將操作于指向性模式。藉由控制前述切換電路，可輕易調(diào)整第一天線陣列530的輻射場型。在一些實施例中，第一切換電路581、第二切換電路582、第三切換電路583，以及第四切換電路584皆為正-本-負(fù)二極管。前述正-本-負(fù)二極管可根據(jù)一直流信號選擇性地導(dǎo)通或斷開，使得第一天線陣列530在全向性模式和指向性模式之間作切換。

圖6A顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的第二天線陣列640的立體圖。圖6B顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的第二天線陣列640的部分側(cè)面圖。請一并參考圖6A、圖6B。第二天線陣列640包括一第五天線組件645、一第六天線組件646、一第七天線組件647、一 第八天線組件648、一第五反射器665、一第六反射器666、一第七反射器667，以及一第八反射器668。在圖6A、圖6B的實施例中，第五天線組件645、第六天線組件646、第七天線組件647，以及第八天線組件648皆為平面倒F字形天線(Planar Inverted F Antenna，PIFA)。第五天線組件645、第六天線組件646、第七天線組件647，以及第八天線組件648具有相同結(jié)構(gòu)，并沿著第二天線陣列640的一中心點呈點對稱分布。詳細(xì)而言，第五天線組件645和第七天線組件647分別設(shè)置于一第二基板622的二相對側(cè)邊上，而第六天線組件646和第八天線組件648分別設(shè)置于一第三基板623的二相對側(cè)邊上，其中第二基板622和第三基板623互相垂直。第五反射器665、第六反射器666、第七反射器667，以及第八反射器668分別用于反射第五天線組件645、第六天線組件646、第七天線組件647，以及第八天線組件648的輻射能量向外傳遞。第五反射器665、第六反射器666、第七反射器667，以及第八反射器668皆耦接至一接地電位VSS，其中接地電位VSS可由一系統(tǒng)接地面所提供。每一反射器大致為一Z字形。每一反射器的長度約介于第二天線陣列640的中心操作頻率的0.5倍波長至1倍波長之間。每一反射器和鄰近的一天線組件的間距B4約介于第二天線陣列640的中心操作頻率的0.15倍波長至0.25倍波長之間。必須注意的是，前述反射器為選用組件，其用于增強第二天線陣列640的增益。在其他實施例中，前述反射器亦可由第二天線陣列640中移除。

圖7A顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的第二天線陣列740的立體圖。圖7B顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的第二天線陣列740的部分側(cè)面圖。請一并參考圖7A、圖7B。第二天線陣列740包括一第五天線組件745、一第六天線組件746、一第七天線組件747、一第八天線組件748、一第五反射器765、一第六反射器766、一第七反射器767，以及一第八反射器768。在圖7A、圖7B的實施例中，第五天線組件745、第六天線組件746、第七天線組件747，以及第八天線組件748皆為單極天線(Monopole Antenna)。每一單極天線大致為一直條形。第五天線組件745、第六天線組件746、第七天線組件747，以及第八天線組件748具有相同結(jié)構(gòu)，并沿著第二天線陣列740的一中心點呈點對稱分布。詳細(xì)而言，第五天線組件745和第七天線元747分別設(shè)置于一第二基板722的二相對側(cè)邊上，而第六天線組件746和第八天線組件748分別設(shè)置于一第三基板723的二相對側(cè)邊上，其中第二基板722和第三基板723互相垂直。第五反射器765、第六反射器766、第七反射器767，以及第八反射器768分別用于反射第五天線組件745、第六天線組件746、第七天線組件747，以及第八天線組件748的輻射能量向外傳遞。第五反射器765、第六反射器766、第七反射器767，以及第八反射器768皆耦接至一接地電位VSS，其中接地電位VSS可由一系統(tǒng)接地面所提供。每一反射器大致為一倒U字形，其中心部分界定出一矩形缺口，且其二端朝向相反方向延伸。每一反射器的長度約介于第二天線陣列740的中心操作頻率的0.5倍波長至1倍波長之間。每一反射器和鄰近的一天線組件的間距B5約介于第二天線陣列740的中心操作頻率的0.15倍波長至0.25倍波長之間。必須注意的是，前述反射器為選用組件，其用于增強第二天線陣列740的增益。在其他實施例中，前述反射器亦可由第二天線陣列740中移除。

必須理解的是，第二天線陣列亦可如圖4、圖5的實施例所述，還包括一第五切換電 路、一第六切換電路、一第切換電路，以及一第八切換電路，使得第二天線陣列操作于一指向性模式或一全向性模式，由于其原理十分近似，在此不再作重復(fù)說明。

圖8顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的天線系統(tǒng)800的示意圖。天線系統(tǒng)800為系統(tǒng)接地面110與前述第一天線陣列230(圖2A、圖2B、圖2C)、第二天線陣列740(圖7A、圖7B)的一組合，其中第一天線陣列230大致平行于系統(tǒng)接地面110，而第二天線陣列740大致垂直于系統(tǒng)接地面110。在圖8的實施例中，第一天線陣列230和第二天線陣列740皆操作于一高頻頻帶，而此高頻頻帶約介于4900MHz至5950MHz之間。第一天線陣列230和系統(tǒng)接地面110的一間距D1約等于高頻頻帶的一中心操作頻率的0.25倍波長。根據(jù)實際測量結(jié)果，天線系統(tǒng)800可具有近似全向性的輻射場型，以及可切換的指向性輻射場型，并可用于接收及傳送水平和垂直極化方向的信號。

圖9顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的天線系統(tǒng)900的示意圖。天線系統(tǒng)900為系統(tǒng)接地面110與前述第一天線陣列330(圖3A、圖3B、圖3C)、第二天線陣列640(圖6A、圖6B)的一組合，其中第一天線陣列330大致平行于系統(tǒng)接地面110，而第二天線陣列640大致垂直于系統(tǒng)接地面110。和圖8相比，圖9的第一天線陣列330還水平旋轉(zhuǎn)約45度，而兩者的高度則幾乎相同。在圖9的實施例中，第一天線陣列330和第二天線陣列640皆操作于一低頻頻帶，而此低頻頻帶約介于2400MHz至2500MHz之間。第一天線陣列330和系統(tǒng)接地面110的一間距D2約等于低頻頻帶的一中心操作頻率的0.125倍波長。根據(jù)實際測量結(jié)果，天線系統(tǒng)900可具有近似全向性的輻射場型，以及可切換的指向性輻射場型，并可用于接收及傳送水平和垂直極化方向的信號。

必須注意的是，圖1-5的第一天線陣列可與圖6-7的第二天線陣列作任意組合，以形成不同天線系統(tǒng)，其亦可發(fā)揮如圖8、圖9的實施例的功效。

圖10A顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的天線系統(tǒng)在高頻頻帶且操作于全向性模式時的S參數(shù)圖。圖10B顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的天線系統(tǒng)在高頻頻帶且操作于全向性模式時的第一輻射場型圖。圖10C顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的天線系統(tǒng)在高頻頻帶且操作于全向性模式時的第二輻射場型圖。圖10B、圖10C由二個不同截面所測量到的輻射場型，其中此二截面可以大致互相垂直。

圖11A顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的天線系統(tǒng)在高頻頻帶且操作于指向性模式時的S參數(shù)圖。圖11B顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的天線系統(tǒng)在高頻頻帶且操作于指向性模式時的第一輻射場型圖。圖11C顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的天線系統(tǒng)在高頻頻帶且操作于指向性模式時的第二輻射場型圖。圖11B、圖11C由二個不同截面所測量到的輻射場型，其中此二截面可以大致互相垂直。

圖12A顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的天線系統(tǒng)在低頻頻帶且操作于全向性模式時的S參數(shù)圖。圖12B顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的天線系統(tǒng)在低頻頻帶且操作于全向性 模式時的第一輻射場型圖。圖12C顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的天線系統(tǒng)在低頻頻帶且操作于全向性模式時的第二輻射場型圖。圖12B、圖12C由二個不同截面所測量到的輻射場型，其中此二截面可以大致互相垂直。

圖13A顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的天線系統(tǒng)在低頻頻帶且操作于指向性模式時的S參數(shù)圖。圖13B顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的天線系統(tǒng)在低頻頻帶且操作于指向性模式時的第一輻射場型圖。圖13C顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的天線系統(tǒng)在低頻頻帶且操作于指向性模式時的第二輻射場型圖。圖13B、圖13C由二個不同截面所測量到的輻射場型，其中此二截面可以大致互相垂直。

本發(fā)明提供一種2x2的多輸入多輸出(Mulit-Input Multi-Output，MIMO)天線系統(tǒng)。藉由將水平極化和垂直極化的天線組件排列成環(huán)形，這些天線陣列可以達成近似全向性的輻射場型，并同時接收和傳送各種極化方向的信號。另外，若輔以切換電路的使用，則本發(fā)明的天線系統(tǒng)還可在指向性模式和全向性模式之間切換。本發(fā)明很適合應(yīng)用于各種室內(nèi)環(huán)境，以克服傳統(tǒng)因信號反射和多重路徑衰減造成通信質(zhì)量不佳的問題。

值得注意的是，以上所述的組件尺寸、組件參數(shù)、組件形狀，以及頻率范圍皆非為本發(fā)明的限制條件。天線設(shè)計者可以根據(jù)不同需要調(diào)整這些設(shè)定值。另外，本發(fā)明的天線系統(tǒng)并不僅限于圖1-9所圖示的狀態(tài)。本發(fā)明可以僅包括圖1-9的任何一個或多個實施例的任何一項或多項特征。換言之，并非所有圖示的特征均須同時實施于本發(fā)明的天線系統(tǒng)中。

在本說明書以及權(quán)利要求書中的序數(shù)，例如“第一”、“第二”、“第三”等等，彼此之間并沒有順序上的先后關(guān)系，其僅用于標(biāo)示區(qū)分兩個具有相同名字的不同組件。

本發(fā)明雖以較佳實施例公開如上，然而其并非用以限定本發(fā)明的范圍，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，應(yīng)當(dāng)可作些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當(dāng)視所附的權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。