CN106785372B - 双频天线辐射场型控制系统 - Google Patents

Abstract

一种双频天线辐射场型控制系统，包括：接地面；高频辐射体，具有高频共振模态的射频信号馈入端；至少三个低频模态开关；至少三个低频辐射体，其以射频信号馈入端为圆心而在接地面上呈放射状设置，各有延伸部与接地部；至少三个高频模态开关，置于地面上；以及至少三个反射单元，每一个反射单元藉由对应的高频模态开关连接接地面，所述至少三个反射单元的长度为高频共振模态的中心频率所对应波长的四分之一。实现了利用耦合高频辐射体的低频辐射体控制低频共振模态的辐射场型并且实现了利用低频辐射体配合反射单元以控制高频共振模态的辐射场型以及实现了由高频辐射体与低频辐射体的整合使天线系统所占用的空间得以显著减小。

Description

双频天线辐射场型控制系统

技术领域

本发明属于天线技术领域，具体涉及一种双频天线辐射场型控制系统。

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利用耦合高频辐射体的低频辐射体以控制低频共振模态的辐射场型并且能进一步利用低频辐射体配合反射单元以控制高频共振模态的辐射场型以及由高频辐射体与低频辐射体的整合而藉以显著节省天线系统所占用的空间的双频天线辐射场型控制系统。

本发明的任务是这样来完成的，一种双频天线辐射场型控制系统，包括：

一接地面；

一高频辐射体，设置于所述的接地面上，并且该高频辐射体具有一用以产生一高频共振模态的射频信号馈入端；

至少三个低频模态开关，设置于所述的接地面上；

至少三个低频辐射体，与所述至少三个低频模态开关为一对一地连接，并且该至少三个低频辐射体以所述射频信号馈入端为圆心而在所述接地面上呈放射状设置，该至少三个低频辐射体各具有一延伸部与一接地部，所述延伸部用以耦合所述的高频辐射体，而所述接地部由对应的所述低频模态开关连接至所述的接地面，其中当所述的低频模态开关被导通时，被导通的所述低频模态开关所连接的所述接地部被导通至该接地面以产生一低频共振模态，该低频共振模态的频率低于所述高频共振模态的频率，当所述低频模态开关未被导通时，未被导通的该低频模态开关所连接的所述低频辐射体作为一低频场型导引单元；

用以反射所述高频共振模态的辐射能量的至少三个高频模态开关，设置于所述的地面上；以及

至少三个反射单元，与所述至少三个高频模态开关为一对一地连接并且以所述射频信号馈入端为圆心在所述接地面上呈现环形排列，每一个反射单元藉由对应的所述高频模态开关连接所述的接地面，所述至少三个反射单元的长度为所述高频共振模态的中心频率所对应波长的四分之一。

在本发明的一个具体的实施例中，在所述的至少三个低频辐射体中，每一个低频辐射体的长度均为所述低频共振模态的中心频率所对应波长的四分之一，其中当与其中一个低频辐射体所连接的所述低频模态开关被导通且其余的低频模态开关未被导通时，所述低频共振模态的辐射场型的偏移方向是相对于连接被导通的所述低频模态开关的所述低频辐射体。

在本发明的另一个具体的实施例中，所述的高频辐射体还具有至少三个垂直金属部，所述的至少三个低频辐射体与所述的至少三个垂直金属部是一对一对应的，且每一个低频辐射体与对应的垂直金属部处于同一垂直平面上。

在本发明的又一个具体的实施例中，当所述的至少三个低频辐射体中的其中一个低频辐射体所连接的所述低频模态开关被导通且其余的低频模态开关未被导通时，所述高频共振模态的辐射场型在连接被导通的所述低频模态开关的所述低频辐射体的两侧方向具有较大的增益，而当位于所述低频辐射体的两侧中的其中一侧的所述反射单元藉由所连接的所述高频模态开关导通至所述接地面时，所述高频共振模态的辐射场型朝向相对于导通至所述接地面的所述反射单元的方向偏移。

在本发明的再一个具体的实施例中，所述至少三个低频辐射体的接地部彼此以所述射频信号馈入端为圆心在所述接地面上呈环形排列。

在本发明的还有一个具体的实施例中，所述的低频辐射体的数量与所述反射单元的数量相同，而反射单元与最靠近的所述低频辐射体的距离为所述高频共振模态的中心频率所对应波长的四分之一。

在本发明的更而一个具体的实施例中，所述低频辐射体与所述反射单元在以所述射频信号馈入端为圆心的一环形上彼此交错设置。

在本发明的进而一个具体的实施例中，所述低频辐射体的数量为三个并且分别为一第一低频辐射体、一第二低频辐射体以及一第三低频辐射体；所述反射单元的数量为三个并且分别为一第一反射单元、一第二反射单元以及一第三反射单元；所述的第一低频辐射体与所述第二低频辐射体彼此的夹角为120度，第二低频辐射体与所述第三低频辐射体彼此的夹角为120度，而第三低频辐射体与所述第一低频辐射体彼此的夹角为120度，所述的第一反射单元相对于所述第一低频辐射体与所述第三低频辐射体的距离相等，所述的第二反射单元相对于所述第一低频辐射体与所述第二低频辐射体的距离相等，所述第三反射单元相对于所述第二低频辐射体与所述第三低频辐射体的距离相等。

在本发明的又更而一个具体的实施例中，当所述的至少三个低频辐射体中的所有低频辐射体的所述接地部分别藉由对应的所述低频模态开关被导通至所述接地面时，且当所述的至少三个高频模态开关均不导通时，所述的高频共振模态的辐射场型在平行于所述接地面的一平面上为全向性辐射场型。

在本发明的又进而一个具体的实施例中，所述高频共振模态的中心频率位于5GHz的频带，并且所述低频共振模态的中心频率位于2.4GHz的频带。

本发明提供的技术方案由于采用了上述结构，从而实现了利用耦合高频辐射体的低频辐射体控制低频共振模态的辐射场型并且实现了利用低频辐射体配合反射单元以控制高频共振模态的辐射场型以及实现了由高频辐射体与低频辐射体的整合使天线系统所占用的空间得以显著减小。

附图说明

图1A为本发明实施例提供的双频天线辐射场型控制系统的示意图。

图1B为图1A的俯视图。

图2为本发明实施例提供的双频天线辐射场型控制系统的返回损失图。

图3A为本发明实施例提供的双频天线辐射场型控制系统其低频共振模态的一种辐射场型图。

图3B为本发明实施例提供的双频天线辐射场型控制系统的低频共振模态的另一种辐射场型图。

图3C为本发明实施例提供的双频天线辐射场型控制系统的低频共振模态的又一种辐射场型图。

图4A为本发明实施例提供的双频天线辐射场型控制系统的高频共振模态的一种辐射场型图。

图4B为本发明实施例提供的双频天线辐射场型控制系统的高频共振模态的另一种辐射场型图。

图4C为本发明实施例提供的双频天线辐射场型控制系统的高频共振模态的又一种辐射场型图。

图5A为本发明实施例提供的双频天线辐射场型控制系统其高频共振模态的再一种辐射场型图。

图5B为本发明实施例提供的双频天线辐射场型控制系统的高频共振模态的更而一种辐射场型图。

图6A为本发明实施例提供的双频天线辐射场型控制系统其高频共振模态的进而一种辐射场型图。

图6B为本发明实施例提供的双频天线辐射场型控制系统其高频共振模态的又更而一种辐射场型图。

图7为本发明实施例提供的双频天线辐射场型控制系统其高频共振模态的又进而一种辐射场型图。

图8A为本发明提供的双频天线辐射场型控制系统的另一实施例俯视图。

图8B为本发明提供的双频天线辐射场型控制系统的又一实施例俯视图。

图8C为本发明提供的双频天线辐射场型控制系统的再一实施例俯视图。

图8D为本发明提供的双频天线辐射场型控制系统的更而一个实施例俯视图。

具体实施方式

为使能够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要求保护范围作任何的限制。

本发明实施例的双频天线辐射场型控制系统可应于用于各种无线电子装置，尤其是可藉由切换辐射场型以提供需要高传输数据量的无线电子装置以便于接收来自不同方向的无线信号。前述无线电子装置例如是笔记型计算机(或膝上型计算机)、接收视讯信号的无线机上盒、路由器或智能电视等，但本发明并不因此限定。

本实施例的一种双频天线辐射场型控制系统包括接地面、高频辐射体、至少三个低频模态开关、至少三个低频辐射体、至少三个高频模态开关以及至少三个反射单元。

请参见图1A以及图1B，在图1A及图1B的实施例中，低频辐射体与反射单元的数量都是以三个为例子以进行说明，但在其它的实施例中低频辐射体与反射单元的数量可以不相同，也可以超过三个。此外，在后续所述的各个实施例中，每一个低频模态开关对应一个低频辐射体，每一个高频模态开关对应一个高频辐射体，也就是说低频模态开关的数量与低频辐射体的数量总是相同，且高频模态开关与高频辐射体的数量总是相同。

请同时参照图1A以及图1B，本实施例的双频天线辐射场型控制系统包括接地面1、高频辐射体2、三个低频模态开关51、52、53（也可称第一、第二低频模态开关51、52以及第三低频模态开关53，以下同）、三个低频辐射体31、32、33，三个高频模态开关54、55、56以及三个反射单元41、42、43。高频辐射体2设置于接地面1之上，用以产生高频共振模态的高频辐射体2具有射频信号馈入端21以及三个垂直金属部221、222、223。三个垂直金属部221、222、223基本上是相同的形状。所述三个低频辐射体31、32、33设置于接地面1之上，三个低频辐射体31、32、33与三个垂直金属部221、222、223是一对一对应的(也就是说，低频辐射体的数量是相同于垂直金属部的数量，垂直金属部的数量是依据低频辐射体的数量而决定)，并且每一个低频辐射体31、32或33是与对应的垂直金属部221、222或223在同一个垂直平面上，但本发明并不因此限定。

低频模态开关51、52、53设置于接地面1之上。低频辐射体31、32、33与低频模态开关51、52、53为一对一地连接，且低频辐射体31、32、33以射频信号馈入端21为圆心而在接地面1之上呈现放射状设置。低频辐射体31具有延伸部311与接地部312，延伸部311用以耦合高频辐射体2的垂直金属部221，接地部312藉由对应的低频模态开关51连接至接地面1。低频辐射体32具有延伸部321与接地部322，延伸部321用以耦合高频辐射体2的垂直金属部222，接地部322藉由低频模态开关52连接至接地面1。低频辐射体33具有延伸部331与接地部332，延伸部331用以耦合高频辐射体2的垂直金属部223，接地部332藉由低频模态开关53连接至接地面1。由图1A可见，本实施例的接地部312、322、332大致垂直于接地面1，延伸部311、321、331大致平行于接地面1，使低频辐射体31、32、33大致为倒L形状，但本发明并不因此限定。高频模态开关54、55、56设置于接地面1之上。三个反射单元41、42、43与高频模态开关54、55、56为一对一地连接，且以射频信号馈入端21为圆心而在接地面1之上呈现环形排列，每一个反射单元41、42或43藉由对应的高频模态开关54、55、56连接接地面1，反射单元41、42、43用以反射高频共振模态的辐射能量。

当低频模态开关51、52或53被导通时，被导通的低频模态开关51、52或53所连接的接地部312、322或332被导通至接地面1，用以产生低频共振模态。当低频模态开关51、52或53未被导通时，未被导通的低频模态开关51、52或53所连接的低频辐射体31、32或33作为低频场型导引单元，以影响低频模态的辐射场型。

前述的低频模态开关51、52、53与高频模态开关54、55、56是射频开关，如半导体开关。低频模态开关51、52、53的导通状态以及高频模态开关54、55、56的导通状态受控于开关控制信号(图未示)，所述开关控制信号一般而言可利用控制电路产生，控制电路内可储存对应各种开关切换模式的数据表，以依需求实现不同的切换模式。由于前述的控制电路是本领域具有通常知识者能轻易了解的，因而不再赘述。

高频辐射体2产生的高频共振模态例如是对应于5GHz频带(例如5150MHz至5875MHz)的操作，低频辐射体31、32、33产生的低频共振模态例如是对应于2.4GHz频带(例如蓝芽或WiFi的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无线网络应用。高频辐射体2例如是四分之一波长单极天线。射频信号馈入端21设置于高频辐射体2与接地面1之间。所述射频信号馈入端21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射频信号馈入端21的实现方式。

在下面，申请人进一步说明图1A实施例的低频辐射体31、32、33与反射单元41、42、43的设置细节。每一个低频辐射体31、32、33的长度均为低频共振模态的中心频率所对应波长的四分之一。低频辐射体31、32或33的长度约为接地部312、322或332的长度与延伸部311、321或331的长度的总和。低频辐射体31、32、33的接地部312、322、332以射频信号馈入端21为圆心而在接地面1之上呈现环形排列。并且，在此实施例中的低频辐射体31、32、33与反射单元41、42、43在以射频信号馈入端21为圆心的环形上彼此交错设置。前述的三个低频辐射体分别可称作第一低频辐射体31、第二低频辐射体32以及第三低频辐射体33，由于反射单元的数量为三个，所述反射单元分别可称为第一反射单元41、第二反射单元42以及第三反射单元43，第一低频辐射体31与第二低频辐射体32彼此夹角为120度，第二低频辐射体32与第三低频辐射体33彼此夹角为120度，第三低频辐射体33与第一低频辐射体31彼此夹角为120度，第一反射单元41相对于第一低频辐射体31与第三低频辐射体33的距离相等，第二反射单元42相对于第一低频辐射体31与第二低频辐射体32的距离相等，且第三反射单元43相对于第二低频辐射体32与第三低频辐射体33的距离相等。在本实施例中，反射单元41、42或43与最靠近的低频辐射体31、32或33的距离D（图1B示）较佳约为高频共振模态的中心频率所对应波长的四分之一，但本发明并不因此限定。

接下来进一步说明图1A实施例的反射单元41、42、43的细节。反射单元41、42、43是柱形导体，例如是圆柱形、方柱形、三角柱形或多角柱形的导体，但本发明并不因此限定。反射单元41、42、43的形状也可以例如是锥形。反射单元41、42、43的长度H为高频共振模态的中心频率所对应波长的四分之一，使得其与接地面1导通时能成为四分之一波长反射体。在图1A的实施例中，每一个低频辐射体31、32、33的接地部312、322、332的高度恰好等于所述反射单元41、42、43的长度H，但本发明并不因此限定。

请参见图2，图2的曲线S1、S2、S3显示了在后续描述的辐射场型状态的低频共振模态的返回损失。图2的曲线S1显示了在图3A、图3B与图3C的辐射场型状态的低频共振模态的返回损失，低频共振模态的中心频率位于2.4GHz的频带。接下来先说明图1A的低频共振模态的辐射场型状态。请参照图3A，当低频辐射体31所连接的低频模态开关51被导通且其它的低频模态开关52、53未被导通时，此时只有低频辐射体31与接地面1导通，且其它的低频辐射体32与低频辐射体33与接地面1不导通，如此造成低频共振模态的辐射场型的偏移方向是相对于连接被导通的低频模态开关51的低频辐射体31，也就是(以射频信号馈入端21为参考点)相对于低频辐射体31的方向的天线增益较大。同理，请参照图3B，当低频辐射体32所连接的低频模态开关52被导通且其它的低频模态开关51、53未被导通时，低频共振模态的辐射场型的偏移方向是相对于连接被导通的低频模态开关52的低频辐射体32，也就是相对于低频辐射体32的方向的天线增益较大。同样地，请参照图3C，当低频辐射体33所连接的低频模态开关53被导通且其它的低频模态开关51、52未被导通时，低频共振模态的辐射场型的偏移方向是相对于连接被导通的低频模态开关53的低频辐射体33，也就是相对于低频辐射体33的方向的天线增益较大。简言之，当其中一个低频辐射体所连接的低频模态开关被导通且其它的低频模态开关未被导通时，低频共振模态的辐射场型的偏移方向是相对于连接被导通的低频模态开关的低频辐射体。

请参见图4A、图4B和图4C并且结合图1A以及图1B，在下面，申请人对高频共振模态的辐射场型的切换状态进行说明。当低频辐射体31所连接的低频模态开关51被导通且其它的低频模态开关52、53未被导通时，高频共振模态的辐射场型在连接被导通的低频模态开关51的低频辐射体31的两侧方向(分别是位于由负X轴向与正Z轴向所定义的象限，以及位于由正X轴向与负Z轴向所定义的象限)具有较大的增益(如图4A所示)，接着当位于低频辐射体31的一侧的反射单元41藉由所连接的高频模态开关51导通至接地面1时，高频共振模态的辐射场型朝向相对于导通至接地面1的反射单元41的方向偏移(如图4B所示)。将图4B相比于图4A可知，位于由负X轴向与正Z轴向所定义的象限的增益在图4B中是变小，此因辐射能量被反射单元41所反射的缘故。当位于低频辐射体31的另一侧的反射单元42藉由所连接的高频模态开关52导通至接地面1时，高频共振模态的辐射场型朝向相对于导通至接地面1的反射单元42的方向偏移。由图4C可见，位于由正X轴向与负Z轴向所定义的象限的增益变小，此因辐射能量被反射单元42所反射的缘故。图2的曲线S2显示了在图4B(或图4C)的辐射场型状态时的高频共振模态的返回损失，高频共振模态的中心频率位于5GHz的频带。

请参见图5A和图5B，类似于上述对图4A、图4B与图4C的辐射场型变化的说明，当低频辐射体32所连接的低频模态开关52被导通且其它的低频模态开关51、53未被导通时，高频共振模态的辐射场型在连接被导通的低频模态开关52的低频辐射体32的两侧方向(分别是朝向正Z轴向的方向，以及朝向负Z轴向的方向)具有较大的增益，接着当位于低频辐射体32的一侧的反射单元42藉由所连接的高频模态开关52导通至接地面1时，高频共振模态的辐射场型朝向相对于导通至接地面1的反射单元42的方向偏移(参照图5A)。由图5A可见，朝向负Z轴向所的方向的增益变小，此因辐射能量被反射单元42所反射的缘故。当位于低频辐射体32的另一侧的反射单元43藉由所连接的高频模态开关53导通至接地面1时，高频共振模态的辐射场型朝向相对于导通至接地面1的反射单元43的方向偏移。由图5B可见，朝向正Z轴向的方向的增益变小，此因辐射能量被反射单元43所反射的缘故。

类似于上述对图4A、图4B与图4C的辐射场型变化的说明，请参见图6A，当低频辐射体33所连接的低频模态开关53被导通且其它的低频模态开关51、52未被导通时，高频共振模态的辐射场型在连接被导通的低频模态开关53的低频辐射体33的两侧方向(分别是位于由负X轴向与负Z轴向所定义的象限，以及位于由正X轴向与正Z轴向所定义的象限)具有较大的增益，接着当位于低频辐射体33的一侧的反射单元41藉由所连接的高频模态开关51导通至接地面1时，高频共振模态的辐射场型朝向相对于导通至接地面1的反射单元41的方向偏移。由图6A可见，位于由负X轴向与负Z轴向所定义的象限的增益变小，此因辐射能量被反射单元41所反射的缘故。请参见图6B，当位于低频辐射体33的另一侧的反射单元43藉由所连接的高频模态开关53导通至接地面1时，高频共振模态的辐射场型朝向相对于导通至接地面1的反射单元43的方向偏移。由图6B可见，位于由正X轴向与正Z轴向所定义的象限的增益变小，此因辐射能量被反射单元43所反射的缘故。依据前述的图4A至图6B的辐射场型图，可以总结得知，对于本发明实施例的高频共振模态的辐射场型控制，当其中一个低频辐射体所连接的低频模态开关被导通且其它的低频模态开关未被导通时，高频共振模态的辐射场型在连接被导通的低频模态开关的低频辐射体的两侧方向的增益增大（也可称“具有较大的增益”），接着当位于低频辐射体的两侧中的其中一侧的反射单元藉由所连接的高频模态开关导通至接地面时，高频共振模态的辐射场型朝向相对于导通至接地面的反射单元的方向偏移。

请参见图7，当全部的低频辐射体31、32、33的接地部312、322、332分别藉由对应的低频模态开关51、52、53被导通至接地面1时，且当全部的高频模态开关54、55、56不导通时，高频共振模态的辐射场型在平行于接地面1的平面上为全向性辐射场型（如图7所示）。并且，在此种情况的天线返回损失如图2的曲线S3所示。

由以上对于辐射场型切换状态的描述，本发明实施例的辐射场型切换机制在应用于单输入单输出(Single Input and Single Output，SISO)系统时可产生辐射场型互补的效果。并且，当应用于多输入多输出(Multiple Input and Multiple Output，MIMO)系统，此种可提供多种天线辐射特性的系统也对于多输入多输出系统提供了多样性天线选择的优势条件。

基于图1A与图1B实施例的设计概念，在另一实施例中，低频辐射体的数量是三个，反射单元的数量则是四个，请参见图8A，如图8A的俯视图显示低频辐射体81a、82a、83a与反射单元91a、92a、93a、94a。因为是俯视图的缘故，高频辐射体的三个垂直金属部是各别与对应的低频辐射体81a、82a、83a重迭，故图8A中省略了垂直金属部的组件符号，关于垂直金属部的特征请参照前述对图1A与图1B实施例的说明。相异于图1B的实施例，图8A的低频辐射体81a与低频辐射体83a彼此的夹角是180度，低频辐射体81a与低频辐射体82a彼此的夹角是90度。低频辐射体81a与低频辐射体82a之间的45度角位置设置反射单元92a，且低频辐射体82a与低频辐射体83a之间的45度角位置设置反射单元93a。在负X轴方向，低频辐射体的左侧设置反射单元91a，且低频辐射体83a的左侧设置反射单元94a。反射单元91a、92a、93a、94a以射频信号馈入端为圆心而呈现环状排列。本实施例的反射单元(例如91a或92a)与最靠近的低频辐射体(例如81a或82a)的距离较佳的是约为高频共振模态的中心频率所对应波长的四分之一。

请参见图8B，在又一实施例中，低频辐射体的数量是四个(高频辐射体的垂直金属部的数量也是四个)，反射单元的数量则是八个，如图8B的俯视图显示低频辐射体81b、82b、83b、84b与反射单元91b、92b、93b、94b、95b、96b、97b、98b。相异于图1B的实施例，图8B的低频辐射体81b与低频辐射体82b彼此的夹角是90度，低频辐射体82b与低频辐射体83b彼此的夹角是90度，低频辐射体83b与低频辐射体84b彼此的夹角是90度。低频辐射体81b与低频辐射体84b之间每隔30度角依序设置反射单元91b、92b，低频辐射体81b与低频辐射体82b之间每隔30度角依序设置反射单元93b、94b，低频辐射体82b与低频辐射体83b之间每隔30度角依序设置反射单元95b、96b，且低频辐射体83b与低频辐射体84b之间每隔30度角依序设置反射单元97b、98b。反射单元91b、92b、93b、94b、95b、96b、97b、98b以射频信号馈入端为圆心而呈现环状排列。本实施例的反射单元(例如91b、92b)与最靠近的低频辐射体(例如84b、81b)的距离较佳的是约为高频共振模态的中心频率所对应波长的四分之一。

请参见图8C，在再一实施例中，低频辐射体的数量是四个(高频辐射体的垂直金属部的数量也是四个)，反射单元的数量则是四个，如图8C的俯视图显示低频辐射体81c、82c、83c、84c与反射单元91c、92c、93c、94c。图8C的低频辐射体81c与低频辐射体82c彼此的夹角是90度，低频辐射体82c与低频辐射体83c彼此的夹角是90度，低频辐射体83c与低频辐射体84c彼此的夹角是90度。低频辐射体81c与低频辐射体84c之间的45度角位置设置反射单元91c，低频辐射体81c与低频辐射体82c之间的45度角位置设置反射单元92c，低频辐射体82c与低频辐射体83c之间的45度角位置设置反射单元93c，且低频辐射体83c与低频辐射体84c之间的45度角位置设置反射单元94c。反射单元91c、92c、93c、94c以射频信号馈入端为圆心而呈现环状排列。本实施例的反射单元(例如91c)与最靠近的低频辐射体(例如84c或81c)的距离较佳的是约为高频共振模态的中心频率所对应波长的四分之一。

请参见图8D，在更而一实施例中，低频辐射体的数量是五个(高频辐射体的垂直金属部的数量是五个)，反射单元的数量则是五个，如图8D的俯视图显示低频辐射体81d、82d、83d、84d、85d与反射单元91d、92d、93d、94d、95d。以射频信号馈入端为圆心，以角度72度(360度的五分之一)作为间隔而对称地、依序地以辐射状设置低频辐射体81d、82d、83d、84d、85d。低频辐射体81d与低频辐射体85d之间的等分角位置设置反射单元91d，低频辐射体81d与低频辐射体82d之间的等分角位置设置反射单元92d，低频辐射体82d与低频辐射体83d之间的等分角位置设置反射单元93d，低频辐射体83d与低频辐射体84d之间的等分角位置设置反射单元94d，低频辐射体84d与低频辐射体85d之间的等分角位置设置反射单元95d。反射单元91d、92d、93d、94d、95d以射频信号馈入端为圆心而呈现环状排列。本实施例的反射单元(例如91d)与最靠近的低频辐射体(例如81d、85d)的距离较佳的是约为高频共振模态的中心频率所对应波长的四分之一。

综上所述，本发明实施例所提供的双频天线辐射场型控制系统利用耦合高频辐射体的低频辐射体以控制低频共振模态的辐射场型，更进一步利用低频辐射体配合反射单元以控制高频共振模态的辐射场型。藉此，对于单输入单输出系统(SISO)能够提供可变的双频辐射场型，且对于多输入多输出系统(MIMO)能够提供天线选择的多样性。再者，藉由高频辐射体与低频辐射体的整合，可以显著地节省天线系统所占用的空间。

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)

1.一种双频天线辐射场型控制系统，其特征在于包括：

一接地面；

一高频辐射体，设置于所述的接地面上，并且该高频辐射体具有一用以产生一高频共振模态的射频信号馈入端；

至少三个低频模态开关，设置于所述的接地面上；

至少三个低频辐射体，与所述至少三个低频模态开关为一对一地连接，并且该至少三个低频辐射体以所述射频信号馈入端为圆心而在所述接地面上呈放射状设置，该至少三个低频辐射体各具有一延伸部与一接地部，所述延伸部用以耦合所述的高频辐射体，而所述接地部由对应的所述低频模态开关连接至所述的接地面，其中当所述的低频模态开关被导通时，被导通的所述低频模态开关所连接的所述接地部被导通至该接地面以产生一低频共振模态，该低频共振模态的频率低于所述高频共振模态的频率，当所述低频模态开关未被导通时，未被导通的该低频模态开关所连接的所述低频辐射体作为一低频场型导引单元；

用以反射所述高频共振模态的辐射能量的至少三个高频模态开关，设置于所述的地面上；以及

至少三个反射单元，与所述至少三个高频模态开关为一对一地连接并且以所述射频信号馈入端为圆心在所述接地面上呈现环形排列，每一个反射单元藉由对应的所述高频模态开关连接所述的接地面，所述至少三个反射单元的长度为所述高频共振模态的中心频率所对应波长的四分之一。

2.根据权利要求1所述的双频天线辐射场型控制系统，其特征在于在所述的至少三个低频辐射体中，每一个低频辐射体的长度均为所述低频共振模态的中心频率所对应波长的四分之一。

3.根据权利要求1所述的双频天线辐射场型控制系统，其特征在于所述的高频辐射体还具有至少三个垂直金属部，所述的至少三个低频辐射体与所述的至少三个垂直金属部是一对一对应的，且每一个低频辐射体与对应的垂直金属部处于同一垂直平面上。

4.根据权利要求1所述的双频天线辐射场型控制系统，其特征在于当所述的至少三个低频辐射体中的其中一个低频辐射体所连接的所述低频模态开关被导通且其余的低频模态开关未被导通时，所述高频共振模态的辐射场型在连接被导通的所述低频模态开关的所述低频辐射体的两侧方向具有较大的增益。

5.根据权利要求1所述的双频天线辐射场型控制系统，其特征在于所述至少三个低频辐射体的接地部彼此以所述射频信号馈入端为圆心在所述接地面上呈环形排列。

6.根据权利要求1所述的双频天线辐射场型控制系统，其特征在于所述的低频辐射体的数量与所述反射单元的数量相同，而反射单元与最靠近的所述低频辐射体的距离为所述高频共振模态的中心频率所对应波长的四分之一。

7.根据权利要求6所述的双频天线辐射场型控制系统，其特征在于所述低频辐射体与所述反射单元在以所述射频信号馈入端为圆心的一环形上彼此交错设置。

8.根据权利要求1所述的双频天线辐射场型控制系统，其特征在于所述低频辐射体的数量为三个并且分别为一第一低频辐射体、一第二低频辐射体以及一第三低频辐射体；所述反射单元的数量为三个并且分别为一第一反射单元、一第二反射单元以及一第三反射单元；所述的第一低频辐射体与所述第二低频辐射体彼此的夹角为120度，第二低频辐射体与所述第三低频辐射体彼此的夹角为120度，而第三低频辐射体与所述第一低频辐射体彼此的夹角为120度，所述的第一反射单元相对于所述第一低频辐射体与所述第三低频辐射体的距离相等，所述的第二反射单元相对于所述第一低频辐射体与所述第二低频辐射体的距离相等，所述第三反射单元相对于所述第二低频辐射体与所述第三低频辐射体的距离相等。

9.根据权利要求1所述的双频天线辐射场型控制系统，其特征在于当所述的至少三个低频辐射体中的所有低频辐射体的所述接地部分别藉由对应的所述低频模态开关被导通至所述接地面时，且当所述的至少三个高频模态开关均不导通时，所述的高频共振模态的辐射场型在平行于所述接地面的一平面上为全向性辐射场型。

10.根据权利要求2所述的双频天线辐射场型控制系统，其特征在于所述高频共振模态的中心频率位于5GHz的频带，并且所述低频共振模态的中心频率位于2.4GHz的频带。