CN106785364A - 内藏式波束选择天线系统 - Google Patents

Abstract

一种内藏式波束选择天线系统，包括：接地面；电磁屏蔽罩，置于接地面；第一辐射单元，包括：第一单极天线，置于接地面的第一边缘，用以产生高频共振模态；第一低频辐射体，位于第一单极天线的左侧，具有第一延伸部与第一接地部；第二低频辐射体，位于第一单极天线的右侧，用以产生低频共振模态，具有第二延伸部与第二接地部；第一反射单元，置于接地面上，且通过第三开关连接接地面，第一反射单元位于第一低频辐射体与电磁屏蔽罩之间；以及第二反射单元，置于接地面上，且通过第四开关连接接地面，第二反射单元位于第二低频辐射体与电磁屏蔽罩之间。达到多方向性辐射场型涵盖的效果；节省天线系统占用的空间；结构合理且经济。

Description

内藏式波束选择天线系统

技术领域

本发明属于天线技术领域，具体涉及一种内藏式波束选择天线系统。

背景技术

室内无线通信装置通常需要满足在室内环境的任意位置和角度以及不同隔间或不同楼层都能接收或发送无线信号的要求。例如，无线机上盒需要接收无线存取点（AccessPoint）的信号，而无线存取点则需要能为室内各个位置的无线装置提供存取服务。又如，移动装置如平板计算机或笔记本电脑（或膝上式计算机）在室内的位置因使用者的移动而改变，于是，针对移动的状况，移动装置也须有能力接收来自不同角度的无线存取点的信号。

由上述可知，室内无线通信装置的天线设计方案需要能对各方向的信号接收或发送提供足够的效能。无线辐射场型的方向性代表了对于各个方向及角度的信号收发能力，但是天线结构的合理性和经济的廉价性等无疑是针对室内无线通信装置所使用的天线的天线设计人员所面对的技术问题。下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明的任务在于提供一种有助于利用双频辐射单元、电磁屏蔽罩以及反射单元实现具有切换辐射场型的双频操作功能而藉以满足室内无线通信装置并且体现结构的合理性以及经济的廉价性的内藏式波束选择天线系统。

本发明的任务是这样来完成的，一种内藏式波束选择天线系统，包括：

一接地面；

一电磁屏蔽罩，设置于所述的接地面；

一第一辐射单元，垂直于所述接地面且设置于接地面的一第一边缘，该第一辐射单元包括：

一第一单极天线，设置于所述接地面的所述第一边缘，且利用一射频馈入单元以产生一高频共振模态，其中所述射频馈入单元设置于所述第一单极天线与所述接地面之间；

一第一低频辐射体，位于所述第一单极天线的左侧，用以产生一低频共振模态，该第一低频辐射体具有一第一延伸部与一第一接地部，该第一延伸部用以耦合所述第一单极天线，并且该第一低频辐射体的所述第一接地部通过一第一开关连接至所述的接地面；以及

一第二低频辐射体，该第二低频辐射体位于所述第一单极天线的右侧，用以产生低频共振模态，该第二低频辐射体具有一第二延伸部与一第二接地部，该第二延伸部用以耦合所述的第一单极天线，并且该第二低频辐射体的所述第二接地部通过一第二开关连接至所述接地面；

一第一反射单元，垂直设置于所述接地面上，且通过一第三开关连接所述接地面，并且该第一反射单元位于所述第一低频辐射体与所述电磁屏蔽罩之间；以及

一第二反射单元，垂直设置于所述接地面上，且通过一第四开关连接所述接地面，该第二反射单元位于所述第二低频辐射体与所述电磁屏蔽罩之间。

在本发明的一个具体的实施例中，所述第一低频辐射体的长度与所述第二低频辐射体的长度均为所述低频共振模态的频率所对应的操作波长的四分之一，其中当所述的第一开关或所述的第二开关导通时，对应的所述第一低频辐射体或所述第二低频辐射体被导通至所述的接地面。

在本发明的另一个具体的实施例中，所述第一反射单元与所述第二反射单元的长度为所述第一单极天线的高频共振模态的频率所对应的操作波长的四分之一，其中当所述的第三开关或所述的第四开关导通时，对应的所述第一反射单元或所述第二反射单元被导通至所述接地面。

在本发明的又一个具体的实施例中，垂直于所述接地面的所述第一边缘且往该接地面的内侧延伸的方向为+X轴向，垂直于X轴且往所述第二低频辐射体延伸的方向为+Z轴向，其中当所述的第一开关导通时，所述的低频共振模态的辐射场型朝向+X轴向与+Z轴向所划分的象限偏移。

在本发明的再一个具体的实施例中，垂直于所述接地面的所述第一边缘且往所述接地面的内侧延伸的方向为+X轴向，垂直于X轴且往所述第二低频辐射体延伸的方向为+Z轴向，其中当所述的第二开关导通时，所述的低频共振模态的辐射场型朝向+X轴向与-Z轴向所划分的象限偏移。

在本发明的还有一个具体的实施例中，当所述的第一开关、第二开关、第三开关以及第四开关均不导通时，所述的高频共振模态所对应的辐射场型朝向所述的接地面偏移。

在本发明的更而一个具体的实施例中，所述电磁屏蔽罩使所述高频共振模态所对应的辐射场型朝向远离所述接地面的一侧偏移，其中当所述第一低频辐射体所连接的所述第一开关导通且当所述第二反射单元所连接的所述第四开关导通时，该第二反射单元使所述高频共振模态所对应的辐射场型进一步朝向相对于第二反射单元的方向偏移。

在本发明的进而一个具体的实施例中，所述电磁屏蔽罩使所述高频共振模态所对应的辐射场型朝向远离所述接地面的一侧偏移，其中当所述第二低频辐射体所连接的所述第二开关导通且当所述第一反射单元所连接的所述第三开关导通时，该第一反射单元使所述高频共振模态所对应的辐射场型进一步朝向相对于第一反射单元的方向偏移。

在本发明的又更而一个具体的实施例中，所述的内藏式波束选择天线系统还包括：

一第二辐射单元，垂直于所述接地面且设置于该接地面的一第二边缘，该第二边缘与所述第一边缘彼此相对，所述第二辐射单元包括：

一第二单极天线，设置于所述接地面的所述第二边缘且与所述第一单极天线彼此相对，且利用一第二射频馈入单元以产生该高频共振模态，其中所述第二射频馈入单元设置于所述第二单极天线与所述接地面之间；

一第三低频辐射体，位于所述第二单极天线的一左侧，用以产生所述低频共振模态，并且该第三低频辐射体具有一第三延伸部以及一第三接地部，第三延伸部用以耦合所述的第二单极天线，而第三低频辐射体的所述第三接地部通过一第五开关连接至所述的接地面；以及

一第四低频辐射体，该第四低频辐射体位于所述第二单极天线的右侧，用以产生所述的低频共振模态，该第四低频辐射体具有一第四延伸部与一第四接地部，第四延伸部用以耦合所述第二单极天线，并且第四低频辐射体的所述第四接地部通过一第六开关连接至所述的接地面；

一第三反射单元，垂直设置于所述的接地面上，且通过一第七开关连接所述接地面，该第三反射单元位于所述第三低频辐射体与所述电磁屏蔽罩之间；以及

一第四反射单元，垂直设置于所述的接地面上，且通过一第八开关连接所述接地面，该第四反射单元位于所述第四低频辐射体与所述电磁屏蔽罩之间。

在本发明的又进而一个具体的实施例中，所述第三低频辐射体的长度与所述第四低频辐射体的长度均为所述低频共振模态的频率所对应的操作波长的四分之一，其中当所述第五开关或所述第六开关导通时，对应的所述第三低频辐射体或所述第四低频辐射体被导通至所述的接地面，其中，所述第三反射单元以及所述第四反射单元为柱形导体，并且第三反射单元以及第四反射单元的长度为所述第二单极天线的所述高频共振模态的频率所对应的操作波长的四分之一，其中，当所述第七开关或所述第八开关导通时，对应的所述第三反射单元或所述第四反射单元被导通至所述接地面。

本发明提供的技术方案的技术效果在于：为利用双频的辐射体实现双频操作的波束选择天线系统，利用两个反射单元配合电磁屏蔽罩以实现高频辐射场型切换，且利用两个低频辐射体的切换以实现低频辐射场型切换，可达到多方向性辐射场型涵盖的效果。并且，第一辐射单元仅需设置在接地面边缘，可以显著地节省天线系统在室内用无线通信装置中所占用的空间。因此不仅结构合理而且具有经济廉价性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的内藏式波束选择天线系统的示意图。

图2A是本发明实施例提供的内藏式波束选择天线系统的第一开关导通时的2.4GHz操作频段的辐射场型图。

图2B是本发明实施例提供的内藏式波束选择天线系统的第二开关导通时的2.4GHz操作频段的辐射场型图。

图3A是本发明实施例提供的内藏式波束选择天线系统的第一开关导通时的5GHz操作频段的辐射场型图。

图3B是本发明实施例提供的内藏式波束选择天线系统的第二开关导通时的5GHz操作频段的辐射场型图。

图3C是本发明实施例提供的内藏式波束选择天线系统的第一低频辐射体所连接的第一开关与第二反射单元所连接的第四开关导通时的5GHz操作频段的辐射场型图。

图3D是本发明实施例提供的内藏式波束选择天线系统的二低频辐射体所连接的第二开关与第一反射单元所连接的第三开关导通时的5GHz操作频段的辐射场型图。

图4是本发明实施例提供的具有两组内藏式波束选择机制的波束选择天线系统的示意图。

图5A是本发明实施例提供的内藏式波束选择天线系统设置于室内无线通信装置的示意图。

图5B是本发明另一实施例提供的内藏式波束选择天线系统设置于室内无线通信装置的示意图。

图6A是图4的内藏式波束选择天线系统的第五开关导通时的2.4GHz操作频段的辐射场型图。

图6B是图4的内藏式波束选择天线系统的第六开关导通时的2.4GHz操作频段的辐射场型图。

图6C是图4的内藏式波束选择天线系统的2.4GHz操作频带的辐射场型切换的示意图。

图7A是图4的内藏式波束选择天线系统的第五开关导通时的5GHz操作频段的辐射场型图。

图7B是图4的内藏式波束选择天线系统的第六开关导通时的5GHz操作频段的辐射场型图。

图7C是图4的内藏式波束选择天线系统的第五开关与第八开关导通时的5GHz操作频段的辐射场型图。

图7D是图4的内藏式波束选择天线系统的第六开关与第七开关导通时的5GHz操作频段的辐射场型图。

图8是图4的内藏式波束选择天线系统的5GHz操作频带的辐射场型切换的示意图。

具体实施方式

为了更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明之详细说明与附图，但是此等说明与所附图式仅是用来说明本发明，而非对本发明的权利范围作任何的限制。

本发明实施例的内藏式波束选择天线系统可应于用于各种室内无线通信装置，尤其是可通过切换辐射场型以提供需要高传输数据量的室内无线通信装置以便于接收来自不同方向的无线信号。所述室内无线通信装置例如是笔记型计算机、接收视讯信号的无线机上盒、或智能电视等，但本发明并不因此限定。再者，本发明实施例的波束选择天线系统是双频操作的应用。

请参照图1，图1是本发明实施例提供的波束选择天线系统的示意图。本实施例的波束选择天线系统包括接地面1、第一辐射单元2、电磁屏蔽罩3、第一反射单元41以及第二反射单元42。图1中的机壳底座9则属于波束选择天线系统所应用的室内无线通信装置。接地面1上所设置的电磁屏蔽罩3是用以覆盖电路以免受到天线所产生的电磁信号的干扰(EMI)。电磁屏蔽罩3一般是设置于接地面1上的金属罩子，避免电磁波泄漏至罩子内，以将罩子内的电路与外界隔离，并且电磁屏蔽罩3需要导电连接至接地面1，也就是需要接地。

电磁屏蔽罩3可以例如为长方体的罩体或半球型的罩体，但本发明并不因此限定。在图1的实施例中的电磁屏蔽罩3是长方体的罩体，且电磁屏蔽罩3靠近接地面1的第一边缘11的部分是一个垂直平面31，但本发明也不因此限定。在较佳的实施例中，电磁屏蔽罩3的宽度W2至少需要大于第一辐射单元2的宽度W1，宽度W1也是第一反射单元41与第二反射单元42的距离。在图1的实施例中，电磁屏蔽罩3的宽度W2即垂直平面31的宽度。本发明实施例后续所提到的辐射场型是基于当电磁屏蔽罩3的宽度W2大于第一辐射单元2的宽度W1的情况而得到的。

第一辐射单元2垂直于接地面1且设置于接地面1的第一边缘11。第一辐射单元2包括第一单极天线29、第一低频辐射体21与第二低频辐射体22。第一单极天线29设置于接地面1的第一边缘11，且利用第一射频馈入部291以产生高频共振模态，其中第一射频馈入部291设置于第一单极天线29与接地面1之间。第一低频辐射体21位于第一单极天线29的左侧，用以产生低频共振模态，第一低频辐射体21具有第一延伸部21e与第一接地部21g，第一延伸部21e用以耦合第一单极天线29，第一低频辐射体21的第一接地部21g通过第一开关51连接至接地面1。第二低频辐射体22位于第一单极天线29的右侧，用以产生低频共振模态，第二低频辐射体22具有第二延伸部22e与第二接地部22g，第二延伸部22e用以耦合第一单极天线29，第二低频辐射体22的第二接地部22g藉由即通过第二开关52连接至接地面1。第一反射单元41垂直设置于接地面1之上，且藉由第三开关53连接接地面1，第一反射单元41位于第一低频辐射体21与电磁屏蔽罩3之间。电磁屏蔽罩3与第一单极天线29的距离较佳的为0.15至0.25倍的高频共振模态(其频率所对应)的操作波长。第一反射单元41与第一单极天线29的距离可为0.15至0.25倍的高频共振模态(其频率所对应)的操作波长。第二反射单元42垂直设置于接地面1之上，且通过第四开关54连接接地面1，第二反射单元42位于第二低频辐射体22与电磁屏蔽罩3之间。第一反射单元41与第一单极天线29的距离为0.15至0.25倍的高频共振模态(其频率所对应)的操作波长。另外，上述的第一开关51、第二开关52、第三开关53与第四开关54例如是半导体开关，但本发明并不因此限定。

第一单极天线29产生的高频共振模态例如是对应于5GHz频带的操作，第一低频辐射体21与第二低频辐射体22产生的低频共振模态例如是对应于2.4GHz频带的操作。因此，本实施例的波束选择天线系统可符合目前的Wifi无线网络应用。另外，接地面1的尺寸例如是常见的笔记型计算机(或膝上型计算机)的屏幕或内部电路板的尺寸、无线网络路由器内部的电路板尺寸，或者是数字电视机上盒（即机顶盒）内部的电路板尺寸，但本发明并不因此限定。

第一单极天线29例如是四分之一波长单极天线。第一单极天线29设置于接地面1的第一边缘11，且利用第一射频馈入部291以产生高频共振模态，其中第一射频馈入部291设置于第一单极天线29与接地面1之间。所述第一射频馈入部291例如包括传输线，甚至包括阻抗匹配网络，传输线例如是同轴传输线或微带线，而传输线也可简单的利用射频接头替代。但本发明并不因此限定第一射频馈入部291的实现方式。

接下来，进一步说明本实施例的第一低频辐射体21与第二低频辐射体22的特征。第一低频辐射体21的长度与第二低频辐射体22的长度皆是低频共振模态其频率所对应的操作波长的四分之一，其中当第一开关51或第二开关52导通时，对应的第一低频辐射体21或第二低频辐射体22被导通至接地面1。在本实施例中，所述第一低频辐射体21与第二低频辐射体22是以第一单极天线29为基准而彼此对称，并且第一单极天线29、第一低频辐射体21与第二低频辐射体22皆垂直于接地面1，如此可显著的减少天线所占用的空间。第一单极天线29、第一低频辐射体21与第二低频辐射体22可例如制作于微波基板的一个表面，或以印刷电路技术实现。在另一实施例中，第一单极天线29、第一低频辐射体21与第二低频辐射体22不在同一平面上，例如第一单极天线29、第一低频辐射体21与第二低频辐射体22可设置于室内无线通信装置的机壳(图未示)内侧，例如使用雷射（激光）直接成形(LaserDirect Structuring，LDS)技术施作于机壳内侧，藉此可将机壳组件与天线整合在一起，但本发明并不因此限定第一单极天线29、第一低频辐射体21以及第二低频辐射体22的制作方式。

接下来进一步说明本实施例的第一反射单元41与第二反射单元42的特征。第一反射单元41与第二反射单元42例如是片状的金属片，第一反射单元41与第二反射单元42也可以是柱形导体，如圆柱形、方柱形、三角柱形、多角柱形的导体，但本发明并不因此限定。第一反射单元41与第二反射单元42的形状也可以例如是锥形。第一反射单元41与第二反射单元42的长度为第一单极天线29的高频共振模态其频率所对应的操作波长的四分之一，使得其与接地面1导通时能成为四分之一波长反射体。

请参照图2A和图2B并且结合图1，接下来说明图1的波束选择天线系统其辐射场型切换的情况。垂直于接地面1的第一边缘11且往接地面1的内侧延伸的方向为+X轴向，垂直于X轴且往第二低频辐射体22延伸的方向为+Z轴向。先考虑低频共振模态(2.4GHz)的辐射场型，请参照图2A，图2A是本发明实施例提供的波束选择天线系统其第一开关51导通时的2.4GHz操作频段的辐射场型图，当第一开关51导通时(此时第二开关52不导通)，可见有三个较强的波束(或称为波瓣，是电场较强的角度)，分别是方向落于-X轴向与+Z轴向所涵盖的象限的波束L1、+X轴向与+Z轴向所涵盖的象限的波束L2与+X轴向与-Z轴向所涵盖的象限的波束L3，换句话说，可视为辐射场型是朝向远离第一低频辐射体21的方向偏移。图2B是本发明实施例提供的波束选择天线系统其第二开关52导通时的2.4GHz操作频段的辐射场型图，当第二开关52导通时(此时第一开关51不导通)，辐射场型为朝向远离第二低频辐射体22的方向偏移，详细的说，图2B可见有三个较强的波束(或称为波瓣，是电场较强的角度)，分别是方向落于-X轴向与-Z轴向所涵盖的象限的波束L4、+X轴向与-Z轴向所涵盖的象限的波束L5与+X轴向与+Z轴向所涵盖的象限的波束L6。

接下来，考虑高频共振模态(5GHz频带)的辐射场型，在此以5.5GHz的辐射场型作为整个5GHz频段的辐射场型代表。当第一开关51、第二开关52、第三开关53与第四开关54皆不导通时，高频共振模态(5GHz频带)所对应的辐射场型朝向接地面1偏移。以下考虑第一低频辐射单元21与第二低频辐射单元22的状态切换情况，第一低频辐射单元21与第二低频辐射单元22两者择一被导通。

请参照图3A和图3B，图3A是本发明实施例提供的波束选择天线系统其第一开关51导通时的5GHz操作频段的辐射场型图，在此情况下第二开关52不导通。图3B是本发明实施例提供的波束选择天线系统其第二开关52导通时的5GHz操作频段的辐射场型图，在此情况下第一开关51不导通。由图3A与图3B可见，此两种情况的高频共振模态(5GHz频带)的辐射场型基本上是基于X轴对称的。并且，高频共振模态辐射所产生的能量有部分被电磁屏蔽罩3反射，造成远离接地面的方向(-X轴向)具有一个强度较大的波束L7(或称为波瓣，是电场较强的角度)。也就是说，电磁屏蔽罩3使高频共振模态所对应的辐射场型朝向远离接地面1的一侧偏移。另外，朝向接地面的方向(+X轴向)也有另两个强度较大的波束L8、L9。

请参照图3C，图3C是本发明实施例提供的波束选择天线系统其第一低频辐射体21所连接的第一开关51与第二反射单元42所连接的第四开关53导通时的5GHz操作频段的辐射场型图，其中虚线部分C1的场型是图3A的辐射场型，可见相比于图3A的辐射场型(虚线部分C1)，第二反射单元42使得在-X轴向与-Z轴向所涵盖的象限的辐射强度被增强，如图3C中箭头所指的方向的辐射强度增强，也就是说，第二反射单元42使高频共振模态所对应的辐射场型进一步朝向相对于第二反射单元42的方向偏移。

请参照图3D，图3D是本发明实施例提供的波束选择天线系统其第二低频辐射体22所连接的第二开关52与第一反射单元41所连接的第三开关53导通时的5GHz操作频段的辐射场型图，其中虚线部分C2是图3B的辐射场型，相比于图3B的辐射场型(虚线部分C2)，第一反射单元41使在-X轴向与+Z轴向所涵盖的象限的辐射强度被增强，如图3D中箭头所指的方向的辐射强度增强，也就是说，第一反射单元41使高频共振模态所对应的辐射场型进一步朝向相对于第一反射单元41的方向偏移。另外，此时辐射场型中的天线增益最大处并没有显著变化，不再赘述。

请参照图4，在另一实施例中，波束选择天线系统除了图1实施例的第一辐射单元2与第一反射单元41、第二反射单元42，更包括第二辐射单元6、第三反射单元43与第四反射单元44。第二辐射单元6垂直于接地面1且设置于接地面1的第二边缘12，第二边缘12与第一边缘11彼此相对，也就是说第二辐射单元6与第一辐射单元2在接地面1的两个边缘即第一、第二边缘11、12彼此相对。大体上，第二辐射单元6的结构与原理相同于第一辐射单元2。第一辐射单元2、第一反射单元41与第二反射单元42配合电磁屏蔽罩3构成了第一组波束选择机制，且第二辐射单元6、第三反射单元43与第四反射单元44配合电磁屏蔽罩3构成了对称于第一组波束选择机制的第二组波束选择机制，这两组波束选择机制可达成辐射场型互补的效果。并且，使用两组波束选择机制不仅可应用于单输入单输出(Single Input andSingle Output，SISO)系统，也可应用于多输入多输出(Multiple Input and MultipleOutput，MIMO)系统。

第二辐射单元6的详细特征如下所述，第二辐射单元6包括第二单极天线69、第三低频辐射体61与第四低频辐射体62。第二单极天线69设置于接地面1的第二边缘12且与第一单极天线29彼此相对，且利用第二射频馈入单元691以产生高频共振模态，其中第二射频馈入单元691设置于第二单极天线69与接地面1之间。第三低频辐射体61位于第二单极天线69的左侧，用以产生低频共振模态，第三低频辐射体61具有第三延伸部61e与第三接地部61g，第三延伸部61e用以耦合第二单极天线69，第三低频辐射体61的第三接地部藉61g由第五开关55连接至接地面1。第四低频辐射体62位于第二单极天线69的右侧，用以产生低频共振模态，第四低频辐射体62具有第四延伸部62e与第四接地部62g，第四延伸部62g用以耦合第二单极天线69，第四低频辐射体62的第四接地部62g藉由（即通过）第六开关56连接至接地面1。第三反射单元43垂直设置于接地面1之上，且藉由（即通过）第七开关57连接接地面1。第四反射单元44垂直设置于接地面1之上，且藉由第八开关58连接接地面1。再者，第二单极天线69、第三低频辐射体61与第四低频辐射体62可以垂直于接地面1，以减少天线所占用的空间，或者是以雷射（激光）直接成形(LDS)技术施作于机壳内侧。第三低频辐射体61的长度与第四低频辐射体62的长度皆是低频共振模态其频率所对应的操作波长的四分之一，其中当第五开关55或第六开关56导通时，对应的第三低频辐射体61或第四低频辐射体62被导通至接地面1。第三反射单元43与第四反射单元44例如是片状的金属片或柱形导体，第三反射单元43与第四反射单元44的长度为第二单极天线69的高频共振模态其频率所对应的操作波长的四分之一，其中当第七开关57或第八开关58导通时，对应的第三反射单元43或第四反射单元44被导通至接地面1。另外，在图4的实施例中的电磁屏蔽罩3是长方体的罩体，且电磁屏蔽罩3靠近接地面1的第二边缘12的部分是一个垂直平面32，但本发明也不因此限定。

请参照图5A和图5B，申请人描述应用范例，图1实施例的波束选择天线系统例如应用于屏幕边框，如图5A所示的电视屏幕边框附近的位置81、82、83，电视屏幕的内部电路板只需设置对应的电磁屏蔽罩，而且电磁屏蔽罩可用以保护电路信号避免受到天线的干扰。图4实施例的具有两组波束选择机制的波束选择天线系统则可应用于机上盒或无线路由器，如图5B的内部电路板100的边缘位置84、85，内部电路板100的中央处则设置电磁屏蔽罩300以覆盖主要电路部分，但本发明并不因此限定。以下将说明图4实施例的辐射场型。

请参照图6A、6B和图6C并且结合图4，说明图4实施例的低频共振模态的辐射场型切换，图6A是图4的波束选择天线系统其第五开关55导通时的2.4GHz操作频段的辐射场型图，图6B是图4的波束选择天线系统其第六开关56导通时的2.4GHz操作频段的辐射场型图。图6A的辐射场型是(基于Z轴)对称于图2A的辐射场型，而图6B的辐射场型是(基于Z轴)对称于图2B的辐射场型。图6C是图4的波束选择天线系统其2.4GHz操作频带的辐射场型切换的示意图，可见辐射场型切换具有四种不同的方向，这四种切换模式分别受控于第一低频辐射体21所连接的第一开关51、第二低频辐射体22所连接的第二开关52、第三低频辐射体61所连接的第五开关55与第四低频辐射体62所连接的第六开关56。

请参照图7A、图7B、图7C、图7D和图8并且结合图4，接着说明图4实施例的高频共振模态的辐射场型切换，图7A是图4的波束选择天线系统其第五开关55导通时的5GHz操作频段的辐射场型图，图7A的辐射场型是(基于Z轴)对称于图3A的辐射场型。图7B是图4的波束选择天线系统其第六开关56导通时的5GHz操作频段的辐射场型图，图7B的辐射场型是(基于Z轴)对称于图3B的辐射场型。图7C是图4的波束选择天线系统其第五开关55与第八开关58导通时的5GHz操作频段的辐射场型图，图7C的辐射场型是(基于Z轴)对称于图3C的辐射场型。图7D是图4的波束选择天线系统其第六开关56与第七开关57导通时的5GHz操作频段的辐射场型图，图7D的辐射场型是(基于Z轴)对称于图3D的辐射场型。以上的场型切换情况以图8来呈现，图8是图4的波束选择天线系统其5GHz操作频带的辐射场型切换的示意图，可见图4实施例的波束选择天线系统可以涵盖X-Z平面个多种方向场型切换，可符合X-Z平面各种不同方向的辐射场型需求。基于以上对于一组波束选择机制以及两组波束选择机制的说明，本发明所属领域具有通常知识者可将本发明实施例的技术衍生至多组波束选择机制的应用。

综上所述，本发明实施例所提供的波束选择天线系统，为双频操作的波束选择天线系统，利用两个反射单元配合电磁屏蔽罩以实现高频辐射场型切换，且利用两个低频辐射体的切换以实现低频辐射场型切换，可达到多方向性辐射场型涵盖的效果。并且，第一辐射单元仅需设置在接地面边缘，可以显著地节省天线系统在室内用无线通信装置中所占用的空间。并且，所述波束选择天线系统的结构简单、制造与组装方便。再者，当使用两组(或两组以上的)波束选择机制，可以轻易达到基于接地面所在的平面上的多种不同角度的辐射场型切换的功效，以符合各种角度的通信应用。

以上所述仅为本发明之实施例，其并非用以局限本发明之专利范围。

Claims (10)

1.一种内藏式波束选择天线系统，其特征在于包括：

一接地面；

一电磁屏蔽罩，设置于所述的接地面；

一第一辐射单元，垂直于所述接地面且设置于接地面的一第一边缘，该第一辐射单元包括：

一第一单极天线，设置于所述接地面的所述第一边缘，且利用一射频馈入单元以产生一高频共振模态，其中所述射频馈入单元设置于所述第一单极天线与所述接地面之间；

一第一低频辐射体，位于所述第一单极天线的左侧，用以产生一低频共振模态，该第一低频辐射体具有一第一延伸部与一第一接地部，该第一延伸部用以耦合所述第一单极天线，并且该第一低频辐射体的所述第一接地部通过一第一开关连接至所述的接地面；以及

一第二低频辐射体，该第二低频辐射体位于所述第一单极天线的右侧，用以产生低频共振模态，该第二低频辐射体具有一第二延伸部与一第二接地部，该第二延伸部用以耦合所述的第一单极天线，并且该第二低频辐射体的所述第二接地部通过一第二开关连接至所述接地面；

一第一反射单元，垂直设置于所述接地面上，且通过一第三开关连接所述接地面，并且该第一反射单元位于所述第一低频辐射体与所述电磁屏蔽罩之间；以及

一第二反射单元，垂直设置于所述接地面上，且通过一第四开关连接所述接地面，该第二反射单元位于所述第二低频辐射体与所述电磁屏蔽罩之间。

2.根据权利要求1所述的内藏式波束选择天线系统，其特征在于所述第一低频辐射体的长度与所述第二低频辐射体的长度均为所述低频共振模态的频率所对应的操作波长的四分之一，其中当所述的第一开关或所述的第二开关导通时，对应的所述第一低频辐射体或所述第二低频辐射体被导通至所述的接地面。

3.根据权利要求1所述的内藏式波束选择天线系统，其特征在于所述第一反射单元与所述第二反射单元的长度为所述第一单极天线的高频共振模态的频率所对应的操作波长的四分之一，其中当所述的第三开关或所述的第四开关导通时，对应的所述第一反射单元或所述第二反射单元被导通至该接地面。

4.根据权利要求1所述的内藏式波束选择天线系统，其特征在于垂直于所述接地面的所述第一边缘且往该接地面的内侧延伸的方向为+X轴向，垂直于X轴且往所述第二低频辐射体延伸的方向为+Z轴向，其中当所述的第一开关导通时，所述的低频共振模态的辐射场型朝向+X轴向与+Z轴向所划分的象限偏移。

5.根据权利要求1所述的内藏式波束选择天线系统，其特征在于垂直于所述接地面的所述第一边缘且往所述接地面的内侧延伸的方向为+X轴向，垂直于X轴且往所述第二低频辐射体延伸的方向为+Z轴向，其中当所述的第二开关导通时，所述的低频共振模态的辐射场型朝向+X轴向与-Z轴向所划分的象限偏移。

6.根据权利要求1所述的内藏式波束选择天线系统，其特征在于当所述的第一开关、第二开关、第三开关以及第四开关均不导通时，所述的高频共振模态所对应的辐射场型朝向所述的接地面偏移。

7.根据权利要求6所述的内藏式波束选择天线系统，其特征在于所述电磁屏蔽罩使所述高频共振模态所对应的辐射场型朝向远离所述接地面的一侧偏移，其中当所述第一低频辐射体所连接的所述第一开关导通且当所述第二反射单元所连接的所述第四开关导通时，该第二反射单元使所述高频共振模态所对应的辐射场型进一步朝向相对于第二反射单元的方向偏移。

8.根据权利要求6所述的内藏式波束选择天线系统，其特征在于所述电磁屏蔽罩使所述高频共振模态所对应的辐射场型朝向远离所述接地面的一侧偏移，其中当所述第二低频辐射体所连接的所述第二开关导通且当所述第一反射单元所连接的所述第三开关导通时，该第一反射单元使所述高频共振模态所对应的辐射场型进一步朝向相对于第一反射单元的方向偏移。

9.根据权利要求1所述的内藏式波束选择天线系统，其特征在于所述的内藏式波束选择天线系统还包括：

一第二辐射单元，垂直于所述接地面且设置于该接地面的一第二边缘，该第二边缘与所述第一边缘彼此相对，所述第二辐射单元包括：

一第二单极天线，设置于所述接地面的所述第二边缘且与所述第一单极天线彼此相对，且利用一第二射频馈入单元以产生该高频共振模态，其中所述第二射频馈入单元设置于所述第二单极天线与所述接地面之间；

一第三低频辐射体，位于所述第二单极天线的一左侧，用以产生所述低频共振模态，并且该第三低频辐射体具有一第三延伸部以及一第三接地部，第三延伸部用以耦合所述的第二单极天线，而第三低频辐射体的所述第三接地部通过一第五开关连接至所述的接地面；以及

一第四低频辐射体，该第四低频辐射体位于所述第二单极天线的右侧，用以产生所述的低频共振模态，该第四低频辐射体具有一第四延伸部与一第四接地部，第四延伸部用以耦合所述第二单极天线，并且第四低频辐射体的所述第四接地部通过一第六开关连接至所述的接地面；

一第三反射单元，垂直设置于所述的接地面上，且通过一第七开关连接所述接地面，该第三反射单元位于所述第三低频辐射体与所述电磁屏蔽罩之间；以及

一第四反射单元，垂直设置于所述的接地面上，且通过一第八开关连接所述接地面，该第四反射单元位于所述第四低频辐射体与所述电磁屏蔽罩之间。

10.根据权利要求9所述的内藏式波束选择天线系统，其特征在于所述第三低频辐射体的长度与所述第四低频辐射体的长度均为所述低频共振模态的频率所对应的操作波长的四分之一，其中当所述第五开关或所述第六开关导通时，对应的所述第三低频辐射体或所述第四低频辐射体被导通至所述的接地面，其中，所述第三反射单元以及所述第四反射单元为柱形导体，并且第三反射单元以及第四反射单元的长度为所述第二单极天线的所述高频共振模态的频率所对应的操作波长的四分之一，其中，当所述第七开关或所述第八开关导通时，对应的所述第三反射单元或所述第四反射单元被导通至所述接地面。