CN102025027B - 双回路天线及多频多天线模块 - Google Patents

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Abstract

一种双回路天线，其包括：一接地单元、一短路单元、一信号馈入单元、一第一回路辐射单元及一第二回路辐射单元。短路单元具有至少一设置于接地单元上的短路接脚。信号馈入单元具有至少一与上述至少一短路接脚相隔一预定距离且悬空于接地单元上方一预定距离的信号馈入接脚。第一回路辐射单元位于接地单元上方一预定距离，第一回路辐射单元的两末端分别电性连接于上述至少一短路接脚及上述至少一信号馈入接脚。第二回路辐射单元位于接地单元上方一预定距离并且围绕第一回路辐射单元，第二回路辐射单元的两末端分别电性连接于上述至少一短路接脚及上述至少一信号馈入接脚。

Description

双回路天线及多频多天线模块
技术领域
本发明关于一种双回路天线及多频多天线模块，特别是一种能够产生良好天线性能的双回路天线及多频多天线模块。
背景技术
传统无线局域网络或802.11a/b/g/n桥接点天线大多为外露式天线结构，最常见的形式为披覆有塑料或橡胶套筒的偶极天线。这类型天线通常为单频2.4GHz或双频2.4/5GHz天线，其天线主体高度通常为无线宽带路由器或集线器厚度的3倍高，并且天线主体设置于一侧边且外露在机壳上方。用户在操作上需先安装天线，再调整天线接收位置，天线亦容易遭受外力破坏，且占据空间并破坏美观，特别是应用于多天线系统时。
因此，上述传统天线结构在量产至实际应用上，都需一额外塑料或橡胶套筒套接于天线外围，因此提高天线的制造成本。另外，这类型天线无法内藏在一般的无线宽带路由器或集线器内，亦即天线需外露在天线系统壳体外部，因此传统结构大幅降低产品外观的整体性及美感度。
另外，在2.4/5.2/5.8GHz无线局域网络或802.11a/b/g/n的内藏式天线设计上，大致为PIFA天线、短路单极天线与平板天线(patch antenna)。一般内藏式PIFA天线或短路单极天线，其天线最大增益在2.4与5.2/5.8GHz频带内通常分别只有约3与4dBi的大小，且天线辐射场型少为垂向辐射(broadside radiation)。为达成高增益天线(天线最大增益在2.4与5.2/5.8GHz频带内至少需在6dBi以上)，则需要广泛使用平板天线或微带天线(microstrip antenna)。因为平板/微带天线的辐射场型为垂向辐射，具有指向性(directional)辐射场型，意味着天线的最大增益比一般内藏式PIFA天线或短路单极天线来的高。然而平板/微带天线的结构需要两层的叠构，一层为天线主要辐射体，另一层为天线的接地面，而天线辐射体亦需较大的平面空间，并且因为天线不为平衡式结构(unbalanced structure)，所以容易受到接地面效应的影响。
于是，本发明人有感上述缺失的可改善，且依据多年来从事此方面的相关经验，悉心观察且研究，并配合学理的运用，而提出一种设计合理且有效改善上述缺失的本发明。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，在于提供一种双回路天线及多频多天线模块，其除了尺寸小、高度低、天线的间隔离度小、辐射特性良好之外，亦不需额外增加一双工器电路，即可取代传统外露式2.4/5GHz双频桥接点(access-point)天线。此外，本发明多天线模块可内藏于无线宽带路由器(router)或集线器(hub)内，以保持产品整体外观的完整性与美感度。
为了解决上述技术问题，根据本发明的其中一种方案，提供一种双回路天线，其包括：一接地单元、一短路单元、一信号馈入单元、一第一回路辐射单元及一第二回路辐射单元。其中，该短路单元具有至少一设置于该接地单元上的短路接脚。该信号馈入单元具有至少一与上述至少一短路接脚相隔一预定距离且悬空于该接地单元上方一预定距离的信号馈入接脚。该第一回路辐射单元位于该接地单元上方一预定距离，其中该第一回路辐射单元的两末端分别电性连接于上述至少一短路接脚及上述至少一信号馈入接脚，并且该第一回路辐射单元提供一第一操作频带。该第二回路辐射单元位于该接地单元上方一预定距离并且围绕该第一回路辐射单元，其中该第二回路辐射单元的两末端分别电性连接于上述至少一短路接脚及上述至少一信号馈入接脚，并且该第二回路辐射单元提供一第二操作频带。
为了解决上述技术问题，根据本发明的其中一种方案，提供一种多频多天线模块，其包括：一接地单元及多个双回路结构。其中，该些双回路结构环绕地面对该接地单元的几何中心并且设置在该接地单元上，其中每两个相邻的双回路结构的中心线彼此间的夹角为相同，并且每一个双回路结构包括：一短路单元、一信号馈入单元、一第一回路辐射单元及一第二回路辐射单元。该短路单元具有至少一设置于该接地单元上的短路接脚。该信号馈入单元具有至少一与上述至少一短路接脚相隔一预定距离且悬空于该接地单元上方一预定距离的信号馈入接脚。该第一回路辐射单元位于该接地单元上方一预定距离，其中该第一回路辐射单元的两末端分别电性连接于上述至少一短路接脚及上述至少一信号馈入接脚，并且该第一回路辐射单元提供一第一操作频带。该第二回路辐射单元位于该接地单元上方一预定距离并且围绕该第一回路辐射单元，其中该第二回路辐射单元的两末端分别电性连接于上述至少一短路接脚及上述至少一信号馈入接脚，并且该第二回路辐射单元提供一第二操作频带。
为了解决上述技术问题，根据本发明的其中一种方案，提供一种多频多天线模块，其安装于一天线系统壳体的内部，其中该多频多天线模块包括：一接地单元及多个双回路结构。其中，该些双回路结构环绕地面对该接地单元的几何中心并且设置在该接地单元上，其中每两个相邻的双回路结构的中心线彼此间的夹角为相同，并且每一个双回路结构包括：一短路单元、一信号馈入单元、一第一回路辐射单元及一第二回路辐射单元。该短路单元具有至少一设置于该接地单元上的短路接脚。该信号馈入单元具有至少一与上述至少一短路接脚相隔一预定距离且悬空于该接地单元上方一预定距离的信号馈入接脚。该第一回路辐射单元位于该接地单元上方一预定距离，其中该第一回路辐射单元的两末端分别电性连接于上述至少一短路接脚及上述至少一信号馈入接脚，并且该第一回路辐射单元提供一第一操作频带。该第二回路辐射单元位于该接地单元上方一预定距离并且围绕该第一回路辐射单元，其中该第二回路辐射单元的两末端分别电性连接于上述至少一短路接脚及上述至少一信号馈入接脚，并且该第二回路辐射单元提供一第二操作频带。
因此，针对上述多频多天线模块，本发明的有益效果在于：
1、在本发明所举的例子中，采用三个独立的双回路结构，每一个独立的双回路结构由一第一回路辐射单元及一包围该第一回路辐射单元的第二回路辐射单元所组成。该第一回路辐射单元主要提供高频5.2/5.8GHz频带操作，并且该第二回路辐射单元主要提供低频2.4GHz频带操作。
2、在本发明所举的例子中，每一个双回路结构的第一回路辐射单元及第二回路辐射单元可被弯折，以有效地减少多频多天线模块的整体高度，进而使得多频多天线模块可内藏于无线宽带路由器(router)或集线器(hub)内，以保持产品整体外观的完整性与美感度
3、借由控制每一个双回路结构的信号馈入接脚与短路接脚的间距并且微调每一个双回路结构的第一回路辐射单元及第二回路辐射单元之间的距离，可获得多频多天线模块在2.4/5.2/5.8GHz无线局域网络频带内良好的阻抗匹配(2∶1 VSWR或10dB返回损失定义)。
4、因为每一个双回路结构的短路接脚邻近不同天线操作频率的双回路结构的信号馈入接脚，所以本发明可大幅降低每两个具有不同天线操作频率的双回路结构之间的耦合(mutual coupling)，并且隔离度(isolation)可确保在-15dB以下的良好特性。
5、每一个双回路结构为一全波长回路天线，且为一平衡式结构(balancedstructure)，其具有大幅抑制天线接地面(或系统接地面)的表面激发电流的优势，因此接地面(该接地单元)在这里可视为一反射板，而使得天线辐射场型具有较高的指向性(directivity)，以达成高增益天线的设计(最大天线增益值可达约7dB)。
为了能更进一步了解本发明为达成预定目的所采取的技术、手段及功效，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，相信本发明的目的、特征与特点，当可由此得一深入且具体的了解，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。
附图说明
图1A为本发明双回路天线的第一实施例的立体示意图；
图1B为本发明双回路天线的第一实施例的第一回路辐射单元与第二回路辐射单元未被弯折前的前视示意图；
图2为本发明双回路天线的第二实施例的立体示意图；
图3为本发明双回路天线的第三实施例的第一回路辐射单元与第二回路辐射单元未被弯折前的前视示意图；
图4为本发明双回路天线的第四实施例的第一回路辐射单元与第二回路辐射单元未被弯折前的前视示意图；
图5为本发明双回路天线的第五实施例的第一回路辐射单元与第二回路辐射单元未被弯折前的前视示意图；
图6为本发明双回路天线的第六实施例的第一回路辐射单元与第二回路辐射单元未被弯折前的前视示意图；
图7为本发明双回路天线的第七实施例的上视示意图；
图8A为本发明多频多天线模块的立体示意图；
图8B为本发明多频多天线模块的上视示意图；
图9为本发明多频多天线模块的其中一双回路结构操作于2442MHz在不同平面(x-z平面、y-z平面、x-y平面)的辐射场型示意图；
图10为本发明多频多天线模块的其中一双回路结构操作于5490MHz在不同平面(x-z平面、y-z平面、x-y平面)的辐射场型示意图；
图11为本发明多频多天线模块的该些双回路结构在不同频率下所得到的反射数的曲线图；
图12为本发明多频多天线模块的每两个双回路结构彼此间的隔离度曲线图；
图13为本发明双回路天线的其中一双回路结构在不同频率下所得到的天线增益及辐射效率的曲线图；以及
图14为本发明多频多天线模块内设于一天线系统壳体内的立体示意图。
主要组件符号说明
双回路天线        M
接地单元          1        穿孔          10
短路单元          2        短路接脚      20
信号馈入单元      3        信号馈入接脚  30
第一回路辐射单元  4        第一辐射部    40
第一弯折区段      400
第二辐射部        41
第二弯折区段      410
第三辐射部        42
第三回路辐射单元  4′
第二回路辐射单元  5        第四辐射部    50
第五辐射部        51
第五弯折区段      510
第六辐射部        52
第七辐射部        53
第七弯折区段      530
第八辐射部        54
第四回路辐射单元  5′
绝缘体            6
信号导线          W
虚线              A、A′
中心线            B
多频多天线模块    N
双回路结构        S
夹角              θ
具体实施方式
请参阅图1A至图1B所示，本发明第一实施例提供一种双回路天线M，其包括：一接地单元1、一短路单元2、一信号馈入单元3、一第一回路辐射单元4及一第二回路辐射单元5。其中，该接地单元1可为一正多边形导电板体(图未示)、一圆形导电板体、或具有任何外观形状的导电板体，并且该接地单元1的中央处可具有一穿孔10。
此外，该短路单元2具有至少一设置于该接地单元1上的短路接脚20，亦即该短路单元2的至少一短路接脚20接触于该接地单元1。该信号馈入单元3具有至少一与上述至少一短路接脚20相隔一预定距离且悬空于该接地单元1上方一预定距离的信号馈入接脚30，亦即该信号馈入单元3的至少一信号馈入接脚30没有接触到该接地单元1且远离该接地单元1一预定距离。另外，该短路单元2的至少一短路接脚20与该信号馈入单元3的至少一信号馈入接脚30彼此相隔一预定距离，以达良好的匹配。
再者，该第一回路辐射单元4与该第二回路辐射单元5未弯折前呈现如图1B的样式。而当该第一回路辐射单元4与该第二回路辐射单元5沿着图1B的虚线A向前弯折约90度后，即可形成如图1A所显示的样式。此外，以本发明第一实施例所举的例子而言，该第一回路辐射单元4被一中心线B区分成两部分，并且该第一回路辐射单元4的两部分相互对称；该第二回路辐射单元5被上述的中心线B区分成两部分，并且该第二回路辐射单元5的两部分相互对称。另外，依据不同的设计需求，该第一回路辐射单元4及该第二回路辐射单元5可选择性地设置在相同平面或不同平面上(以本发明第一实施例所举的例子而言，该第一回路辐射单元4及该第二回路辐射单元5设置在相同平面上)。
此外，该第一回路辐射单元4提供一第一操作频带(例如5.2GHz或5.8GHz频带操作)。该第一回路辐射单元4位于该接地单元1上方一预定距离，其中该第一回路辐射单元4的两末端分别电性连接于上述至少一短路接脚20及上述至少一信号馈入接脚30。以本发明第一实施例所举的例子而言，该第一回路辐射单元4具有一电性连接于上述至少一信号馈入接脚30的第一辐射部40、一电性连接于上述至少一短路接脚20的第二辐射部41、及一连接于该第一辐射部40末端及该第二辐射部41末端的第三辐射部42。
另外，该第二回路辐射单元5提供一第二操作频带(例如2.4GHz频带操作)。该第二回路辐射单元5位于该接地单元1上方一预定距离并且围绕该第一回路辐射单元4，其中该第二回路辐射单元5的两末端分别电性连接于上述至少一短路接脚20及上述至少一信号馈入接脚30。以本发明第一实施例所举的例子而言，该第二回路辐射单元5具有一电性连接于上述至少一信号馈入接脚30的第四辐射部50、一从该第四辐射部50向外延伸而出的第五辐射部51、一电性连接于上述至少一短路接脚20的第六辐射部52、一从该第六辐射部52向外延伸而出的第七辐射部53、及一连接于该第五辐射部51末端及该第七辐射部53末端的第八辐射部54。此外，该第一辐射部40、该第二辐射部41、该第五辐射部51及该第七辐射部53相互平行，并且该第三辐射部42与该第八辐射部54相互平行且相距0.5至1.5毫米。
换句话说，以本发明第一实施例所举的例子而言，该第二回路辐射单元5的两末端分别“直接接触”于上述至少一短路接脚20及上述至少一信号馈入接脚30，并且该第一回路辐射单元4的两末端通过该第二回路辐射单元5而分别“间接电性连接”于上述至少一短路接脚20及上述至少一信号馈入接脚30。
此外，本发明第一实施例的双回路天线M更进一步包括：一信号导线W，其中该信号导线W的一末端电性连接于上述至少一信号馈入接脚30的底部，并且该信号导线W的另外一末端穿过该穿孔10，以使得该信号导线W通过该穿孔10的使用而达到收纳的效果。此外，通过该信号导线W的使用，以使得上述至少一信号馈入接脚30所接收到的天线信号可传递至无线宽带路由器(router)或集线器(hub)内的电路板模块(图未示)。当然，本发明第一实施例的接地单元1也可以省略上述的穿孔10，而使得该信号导线W直接延着该接地单元1的上表面贴附，这样也可以使得该信号导线W达到收纳的效果。
请参阅图2所示，本发明第二实施例提供一种双回路天线M，其包括：一接地单元1、一短路单元2、一信号馈入单元3、一第一回路辐射单元4、一第二回路辐射单元5及一绝缘体6，其中该绝缘体6可为介电常数较高的材质，例如为陶瓷等。由图中的比较可知，本发明第二实施例与第一实施例最大的差别在于：在第二实施例中，该绝缘体6设置于该接地单元1上，并位于该接地单元1和该短路单元2、该信号馈入单元3、该第一回路辐射单元4、该第二回路辐射单元5之间，其中该短路单元2、该信号馈入单元3、该第一回路辐射单元4及该第二回路辐射单元5均紧贴在该绝缘体6的外表面上，以用于强化该短路单元2、该信号馈入单元3、该第一回路辐射单元4及该第二回路辐射单元5的结构强度。
请参阅图3所示，本发明第三实施例提供一种双回路天线，其包括：一接地单元(图未示)、一短路单元2、一信号馈入单元3、一第一回路辐射单元4及一第二回路辐射单元5，其中该第一回路辐射单元4及该第二回路辐射单元5处于尚未延着虚线A进行弯折的状态，并且该短路单元2尚未设置在该接地单元上(如同图1B所示的状态)。由图中的比较可知，本发明第三实施例与第一实施例最大的差别在于：在第三实施例中，该第一辐射部40具有一第一弯折区段400，并且该第二辐射部41具有一与该第一弯折区段400相对应的第二弯折区段410；该第五辐射部51具有一第五弯折区段510，并且该第七辐射部53具有一与该第五弯折区段510相对应的第七弯折区段530。换句话说，以中心线B为基准，该第一辐射部40的第一弯折区段400与该第二辐射部41的第二弯折区段410为彼此相互对称，并且该第五辐射部51的第五弯折区段510与该第七辐射部53的第七弯折区段530为彼此相互对称。
请参阅图4所示，本发明第四实施例提供一种双回路天线，其包括：一接地单元(图未示)、一短路单元2、一信号馈入单元3、一第一回路辐射单元4及一第二回路辐射单元5，其中该第一回路辐射单元4及该第二回路辐射单元5处于尚未延着虚线A进行弯折的状态，并且该短路单元2尚未设置在该接地单元上(如同图1B所示的状态)。由图中的比较可知，本发明第四实施例与第一实施例最大的差别在于：在第四实施例中，该第一回路辐射单元4的两末端分别“直接接触”于上述至少一短路接脚20及上述至少一信号馈入接脚30，并且该第二回路辐射单元5的两末端通过该第一回路辐射单元4而分别“间接电性连接”于上述至少一短路接脚20及上述至少一信号馈入接脚30。
请参阅图5所示，本发明第五实施例提供一种双回路天线，其包括：一接地单元(图未示)、一短路单元2、一信号馈入单元3、一第一回路辐射单元4及一第二回路辐射单元5，其中该第一回路辐射单元4及该第二回路辐射单元5处于尚未沿着虚线A进行弯折的状态，并且该短路单元2尚未设置在该接地单元上(如同图1B所示的状态)。由图中的比较可知，本发明第五实施例与第一实施例最大的差别在于：在第五实施例中，该第一回路辐射单元4的两末端分别“直接接触”于上述至少一短路接脚20及上述至少一信号馈入接脚30，并且该第二回路辐射单元5的两末端分别“直接接触”于上述至少一短路接脚20及上述至少一信号馈入接脚30。
请参阅图6所示，本发明第六实施例提供一种双回路天线，其包括：一接地单元(图未示)、一短路单元2、一信号馈入单元3、一第一回路辐射单元4及一第二回路辐射单元5，其中该第一回路辐射单元4及该第二回路辐射单元5处于尚未延着三条虚线(A、A′)进行弯折的状态，并且该短路单元2尚未设置在该接地单元上(如同图1B所示的状态)。由图中的比较可知，本发明第六实施例与第一实施例最大的差别在于：在第六实施例中，该第二回路辐射单元5的两相反侧端可延着两条虚线A′进行对称性的向下弯折，以减少该第二回路辐射单元5整体的长度及面积。
然而，上述对于“该第一回路辐射单元4及该第二回路辐射单元5”的界定只是用来举例而已，而并非用以限定本发明。举凡任何电性连接于该短路单元2与该信号馈入单元3之间且形成内、外圈形式(例如上述第二回路辐射单元5围绕该第一回路辐射单元4)的双回路结构，均为本发明所保护的范围。
当然，本发明也可以使用多组双回路结构。例如：请参阅图7所示，本发明第七实施例提供一种双回路天线M，其包括：一接地单元1、一短路单元2、一信号馈入单元3、一第一回路辐射单元4、一第二回路辐射单元5、一第三回路辐射单元4′及一第四回路辐射单元5′。由图中的比较可知，本发明第七实施例与第一实施例最大的差别在于：在第七实施例中，新增加该第三回路辐射单元4′及该第四回路辐射单元5′，以形成一具有“两组双回路结构”的双回路天线。换句话说，该第一回路辐射单元4与该第二回路辐射单元5形成一组双回路结构，并且该第三回路辐射单元4′与该第四回路辐射单元5′形成另一组双回路结构。再者，该第三回路辐射单元4′位于该接地单元1上方一预定距离，其中该第三回路辐射单元4′的两末端分别电性连接于上述至少一短路接脚20及上述至少一信号馈入接脚30，并且该第三回路辐射单元4′相对应该第一回路辐射单元4。再者，该第四回路辐射单元5′位于该接地单元1上方一预定距离并且围绕该第三回路辐射单元4′，其中该第四回路辐射单元5′的两末端分别电性连接于上述至少一短路接脚20及上述至少一信号馈入接脚30，并且该第四回路辐射单元5′相对应该第二回路辐射单元5。
请参阅图8A及图8B所示，本发明提供一种多频多天线模块N，其包括：一接地单元1及多个双回路结构S，其中该些双回路结构S环绕地面对该接地单元1的几何中心并且设置在该接地单元1上，举例来说：将一位于该接地单元1中央处的穿孔10定为几何中心，而使得该些双回路结构S可依据该接地单元1的穿孔10，而环绕地设置在该接地单元1上。再者，定义每一条由该接地单元1的几何中心穿过每一个双回路结构S的中心线为A，在本发明所举的例子中，每两条中心线A的夹角完全相同或近乎相同。换句话说，每两个相邻的双回路结构S相对于该接地单元1的几何中心彼此间的夹角θ为相同或近乎相同，并且每一个双回路结构S包括：一短路单元2、一信号馈入单元3、一第一回路辐射单元4及一第二回路辐射单元5。此外，该些双回路结构S可由金属导电片经过冲压(或切割)及弯折而成，为了冲压的方便性，弯折角度通常为直角，但不一定要直角。
另外，每一个双回路结构S增设一绝缘体6，其设置于该接地单元1上，其中每一个双回路结构S的短路单元2、信号馈入单元3、第一回路辐射单元4及第二回路辐射单元5均紧贴在该绝缘体6的外表面上，以用于强化该短路单元2、该信号馈入单元3、该第一回路辐射单元4及该第二回路辐射单元5的结构强度。
其中，该短路单元2具有至少一设置于该接地单元1上的短路接脚20。该信号馈入单元3具有至少一与上述至少一短路接脚20相隔一预定距离且悬空于该接地单元1上方一预定距离的信号馈入接脚30。该第一回路辐射单元4位于该接地单元1上方一预定距离，其中该第一回路辐射单元4的两末端分别电性连接于上述至少一短路接脚20及上述至少一信号馈入接脚30。该第二回路辐射单元5位于该接地单元1上方一预定距离并且围绕该第一回路辐射单元4，其中该第二回路辐射单元5的两末端分别电性连接于上述至少一短路接脚20及上述至少一信号馈入接脚30。
此外，本发明多频多天线模块N更进一步包括：多个相对应该些双回路结构S的信号导线W，每一个信号导线W的一末端电性连接于每一个信号馈入单元3的至少一信号馈入接脚30，并且每一个信号导线W的另外一末端穿过该穿孔10，以使得该些信号导线W通过该穿孔10的使用而达到收纳的效果。此外，通过该些信号导线W的使用，以使得每一个信号馈入单元3的至少一信号馈入接脚30所接收到的天线信号可传递至无线宽带路由器(router)或集线器(hub)内的电路板模块(图未示)。当然，本发明的接地单元1也可以省略上述的穿孔10，而使得该些信号导线W直接延着该接地单元1的上表面贴附，这样也可以使得该些信号导线W达到收纳的效果。
以本发明图8A及图8B所举的例子来说，该些双回路结构S的数量为三个，因此每两个相邻的双回路结构S的中心线A彼此间的夹角θ为120度。然而，上述“该些双回路结构S所界定的数量”或“每两个相邻的双回路结构S的中心线彼此间的夹角θ所界定度数”均是用来举例而已，而并非用以限定本发明。
此外，每一个双回路结构S的至少一信号馈入接脚30与其中一邻近的双回路结构S的至少一短路接脚20相邻，并且每一个双回路结构S的至少一短路接脚20与另外一邻近的双回路结构S的至少一信号馈入接脚30相邻。借由上述该些短路接脚20及该些信号馈入接脚30彼此错开的设计，以降低“两相邻的短路接脚20彼此间”及“两相邻的信号馈入接脚30彼此间”产生相互干扰的问题。
请配合图8B及图9所示，依据图8B中所界定的坐标方向，图9显示其中一双回路结构S(图8B中最上面的双回路结构S)操作于2442MHz的2D辐射场型在不同平面(x-z平面、y-z平面、x-y平面)的测量结果。可看出在垂直切面在x-z平面及y-z平面上显示出“类似指向性的辐射场型(directiveradiation patterns)”。
请配合图8B及图10所示，依据图8B中所界定的坐标方向，图10显示其中一双回路结构S(图8B中最上面的双回路结构S)操作于5490MHz的2D辐射场型在不同平面(x-z平面、y-z平面、x-y平面)的测量结果。可看出在垂直切面在x-z平面及y-z平面上显示出“指向性的辐射场型(directiveradiation patterns)”。
请参阅图11所示，依据上述三个双回路结构S(如图8A所示)所界定的结构来进行测试，而结果显示出三个双回路结构(由S11、S22、S33所代表)S在不同频率(MHz)下所得到的反射数(S Parameter)(dB)。由图中可知，在2.4GHz、5.2GHz及5.8GHz的频带内具有较低(-10dB以下)的反射数。
请参阅图12所示，依据上述三个双回路结构S(如图8A所示)所界定的结构来进行测试，而结果显示出每两个双回路结构S彼此间的隔离度曲线(图式中只显示出S21、S31、S32，例如：S21所代表的是第二个与第一个双回路结构S之间的隔离度曲线，S31所代表的是第三个与第一个双回路结构S之间的隔离度曲线，S32所代表的是第三个与第二个双回路结构S之间的隔离度曲线)。由图中可知，在2.4GHz、5.2GHz及5.8GHz频带内的隔离度(isolation)可以确保在-15dB以下的良好特性。
请参阅图13所示，依据上述三个双回路结构S(如图8A所示)所界定的结构来进行测试，而结果显示出其中一双回路结构S在不同频率(MHz)下所得到的天线增益(antenna gain)(dBi)及辐射效率(radiation efficiency)(％)。此外，因为该接地单元1的上表面可视为一反射面，而使得天线辐射场型具有较高的指向性(最大天线增益值可达约7dB)。
因此，本发明多频多天线模块具有下列的优点及功效：
1、在本发明所举的例子中，采用三个独立的双回路结构，每一个独立的双回路结构由一第一回路辐射单元及一包围该第一回路辐射单元的第二回路辐射单元所组成。该第一回路辐射单元主要提供高频5.2/5.8GHz频带操作，并且该第二回路辐射单元主要提供低频2.4GHz频带操作。
2、在本发明所举的例子中，每一个双回路结构的第一回路辐射单元及第二回路辐射单元可被弯折，以有效地减少多频多天线模块的整体高度，进而使得多频多天线模块可内藏于无线宽带路由器(router)或集线器(hub)内，以保持产品整体外观的完整性与美感度
3、借由控制每一个双回路结构的信号馈入接脚与短路接脚的间距并且微调每一个双回路结构的第一回路辐射单元及第二回路辐射单元之间的距离，可获得多频多天线模块在2.4/5.2/5.8GHz无线局域网络频带内良好的阻抗匹配(2∶1VSWR或10dB返回损失定义)。
4、因为每一个双回路结构的短路接脚邻近不同天线操作频率的双回路结构的信号馈入接脚，所以本发明可大幅降低每两个具有不同天线操作频率的双回路结构之间的耦合(mutual coupling)，并且隔离度(isolation)可确保在-15dB以下的良好特性。
5、每一个双回路结构为一全波长回路天线，且为一平衡式结构，其具有大幅抑制天线接地面(或系统接地面)的表面激发电流的优势，因此接地面(该接地单元)在这里可视为一反射板，而使得天线辐射场型具有较高的指向性，以达成高增益天线的设计(最大天线增益值可达约7dB)。
另外，请参阅图14所示，本发明多频多天线模块N可安装于一天线系统壳体C(例如：无线宽带路由器的天线系统壳体或集线器的天线系统壳体)的内部，例如安装在天线系统壳体的上盖内侧，其中该接地单元1、该短路单元2、该信号馈入单元3、该第一回路辐射单元4及该第二回路辐射单元5均被包覆于该天线系统壳体C的内部。因此，本发明多频多天线模块N可内藏于无线宽带路由器(router)或集线器(hub)内，所以本发明的多频多天线模块N不需外露于天线系统壳体C外部，以保持产品整体外观的完整性与美感度。
本发明的所有范围应以权利要求书为准，凡附合本发明精神与其类似变化的实施例，均应包括在本发明的范畴中，任何本领域技术人员在本发明的领域内，可轻易思及的变化或修饰均应涵盖在本发明范围内。

Claims (13)

1.一种双回路天线，其特征在于，包括：
一接地单元；
一短路单元，其具有至少一设置于该接地单元上的短路接脚；
一信号馈入单元，其具有至少一与上述至少一短路接脚相隔一预定距离且悬空于该接地单元上方一预定距离的信号馈入接脚；
一第一回路辐射单元，其位于该接地单元上方一预定距离，其中该第一回路辐射单元的两末端分别电性连接于上述至少一短路接脚及上述至少一信号馈入接脚，并且该第一回路辐射单元提供一第一操作频带；以及
一第二回路辐射单元，其位于该接地单元上方一预定距离并且围绕该第一回路辐射单元，其中该第二回路辐射单元的两末端分别电性连接于上述至少一短路接脚及上述至少一信号馈入接脚，并且该第二回路辐射单元提供一第二操作频带；
该第一回路辐射单元与该第二回路辐射单元共用同一个该短路接脚与该信号馈入接脚，其中一中心线分别将该第一回路辐射单元与该第二回路辐射单元区分成两部分，该第一回路辐射单元的两部分相互对称，并且该第二回路辐射单元的两部分相互对称。
2.根据权利要求1所述的双回路天线，其特征在于：该第一回路辐射单元具有一电性连接于上述至少一信号馈入接脚的第一辐射部、一电性连接于上述至少一短路接脚的第二辐射部、及一连接于该第一辐射部末端及该第二辐射部末端的第三辐射部；该第二回路辐射单元具有一电性连接于上述至少一信号馈入接脚的第四辐射部、一从该第四辐射部向外延伸而出的第五辐射部、一电性连接于上述至少一短路接脚的第六辐射部、一从该第六辐射部向外延伸而出的第七辐射部、及一连接于该第五辐射部末端及该第七辐射部末端的第八辐射部。
3.根据权利要求2所述的双回路天线，其特征在于：该第一辐射部、该第二辐射部、该第五辐射部及该第七辐射部相互平行，并且该第三辐射部与该第八辐射部相互平行且相距一预定距离。
4.根据权利要求2所述的双回路天线，其特征在于：该第一辐射部具有一第一弯折区段，并且该第二辐射部具有一与该第一弯折区段相对应的第二弯折区段；该第五辐射部具有一第五弯折区段，并且该第七辐射部具有一与该第五弯折区段相对应的第七弯折区段。
5.根据权利要求1所述的双回路天线，其特征在于，更进一步包括：一设置于该接地单元上的绝缘体，其中该短路单元、该信号馈入单元、该第一回路辐射单元及该第二回路辐射单元均紧贴在该绝缘体的外表面上。
6.根据权利要求1所述的双回路天线，其特征在于：该第一回路辐射单元的两末端分别接触于上述至少一短路接脚及上述至少一信号馈入接脚，并且该第二回路辐射单元的两末端分别接触于上述至少一短路接脚及上述至少一信号馈入接脚。
7.根据权利要求1所述的双回路天线，其特征在于：该第一回路辐射单元的两末端分别接触于上述至少一短路接脚及上述至少一信号馈入接脚，并且该第二回路辐射单元的两末端通过该第一回路辐射单元而分别电性连接于上述至少一短路接脚及上述至少一信号馈入接脚。
8.根据权利要求1所述的双回路天线，其特征在于：该第二回路辐射单元的两末端分别接触于上述至少一短路接脚及上述至少一信号馈入接脚，并且该第一回路辐射单元的两末端通过该第二回路辐射单元而分别电性连接于上述至少一短路接脚及上述至少一信号馈入接脚。
9.根据权利要求1所述的双回路天线，其特征在于，更进一步包括：
一第三回路辐射单元，其位于该接地单元上方一预定距离，其中该第三回路辐射单元的两末端分别电性连接于上述至少一短路接脚及上述至少一信号馈入接脚，并且该第三回路辐射单元相对应该第一回路辐射单元；以及
一第四回路辐射单元，其位于该接地单元上方一预定距离并且围绕该第三回路辐射单元，其中该第四回路辐射单元的两末端分别电性连接于上述至少一短路接脚及上述至少一信号馈入接脚，并且该第四回路辐射单元相对应该第二回路辐射单元。
10.根据权利要求1所述的双回路天线，其特征在于：该第二回路辐射单元的两相反侧端被对称性的向下弯折。
11.一种多频多天线模块，其特征在于，包括：
一接地单元；以及
多个双回路结构，其环绕地面对该接地单元的几何中心并且设置在该接地单元上，其中每两个相邻的双回路结构的中心线彼此间的夹角为相同，并且每一个双回路结构包括：
一短路单元，其具有至少一设置于该接地单元上的短路接脚；
一信号馈入单元，其具有至少一与上述至少一短路接脚相隔一预定距离且悬空于该接地单元上方一预定距离的信号馈入接脚；
一第一回路辐射单元，其位于该接地单元上方一预定距离，其中该第一回路辐射单元的两末端分别电性连接于上述至少一短路接脚及上述至少一信号馈入接脚，并且该第一回路辐射单元提供一第一操作频带；以及
一第二回路辐射单元，其位于该接地单元上方一预定距离并且围绕该第一回路辐射单元，其中该第二回路辐射单元的两末端分别电性连接于上述至少一短路接脚及上述至少一信号馈入接脚，并且该第二回路辐射单元提供一第二操作频带；
该第一回路辐射单元与该第二回路辐射单元共用同一个该短路接脚与该信号馈入接脚，其中一中心线分别将该第一回路辐射单元与该第二回路辐射单元区分成两部分，该第一回路辐射单元的两部分相互对称，并且该第二回路辐射单元的两部分相互对称。
12.根据权利要求11所述的多频多天线模块，其特征在于：该些双回路结构的数量为三个，并且每两个相邻的双回路结构的中心线彼此间的夹角为120度。
13.根据权利要求11所述的多频多天线模块，其特征在于：该多频多天线模块安装于一天线系统壳体的内部。
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