CN107230826A - 一种波束选择天线系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种波束选择天线系统，包括接地面、一个辐射单元与三个反射单元。辐射单元垂直设置于接地面的边缘。辐射单元包括单极天线与两个低频辐射体。单极天线产生高频共振模态。第一低频辐射体与第二低频辐射体分别位于单极天线的左右两侧，以产生低频共振模态，每一个低频辐射体的延伸部耦合单极天线，且接地部分别通过第一开关与第二开关连接至接地面。三个反射单元分别通过第三开关、第四开关与第五开关垂直连接于接地面之上。第三反射单元、第一反射单元与第一低频辐射体呈直线排列。第三反射单元、第二反射单元与第二低频辐射体呈直线排列。借此，实现可切换辐射场型的双频操作效果。

Description

一种波束选择天线系统

技术领域

本发明涉及一种天线，具体地，涉及一种波束选择天线系统。

背景技术

室内用无线通信装置需要让室内环境中的各种位置和角度，可能是不同隔间或不同楼层，都能够接收或发送无线信号。例如，无线机顶盒需要接收无线存取点(AccessPoint)的信号，而无线存取点则需要能够对于室内各个位置的无线装置提供存取服务。又例如，行动装置如平板电脑或笔记本电脑(或膝上型电脑)在室内的位置因为用户的移动而改变，因应移动的情况，行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。

因此，室内无线通信装置的天线设计方案需要能对于各方向的信号接收 (或发送)提供足够的效能。天线辐射场型的方向性代表了对于各个方向(或角度) 的信号收发能力。研发人员需要对于室内无线通信装置所使用的天线提出符合经济效益的解决方案。

发明内容

本发明实施例公开一种波束选择天线系统，利用双频辐射单元与反射单元的设计，可用以实现具有可切换辐射场型的双频操作的波束选择天线系统，以应用于室内用无线通信装置。

本发明实施例公开一种波束选择天线系统，包括接地面、第一辐射单元、第一反射单元、第二反射单元以及第三反射单元。第一辐射单元垂直于接地面且设置于接地面的第一边缘。第一辐射单元包括第一单极天线、第一低频辐射体与第二低频辐射体。第一单极天线设置于接地面的第一边缘，且利用第一射频馈入部以产生高频共振模态，其中第一射频馈入部设置于第一单极天线与接地面之间。第一低频辐射体位于第一单极天线的左侧用以产生低频共振模态，第一低频辐射体具有第一延伸部与第一接地部，第一延伸部用以耦合第一单极天线，第一低频辐射体的第一接地部通过第一开关连接至接地面。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，第二低频辐射体具有第二延伸部与第二接地部，第二延伸部用以耦合第一单极天线，第二低频辐射体的第二接地部通过第二开关连接至接地面。第一反射单元垂直设置于接地面之上，且通过第三开关连接接地面。第二反射单元垂直设置于接地面之上，且通过第四开关连接接地面。第三反射单元垂直设置于接地面之上，且通过第五开关连接接地面，其中第三反射单元、第一反射单元与连接第一开关的第一低频辐射体的位置呈直线排列，其中第三反射单元、第二反射单元与连接第二开关的第二低频辐射体的位置呈直线排列。

优选地，所述第一单极天线、第一低频辐射体与第二低频辐射体位于垂直于接地面的第一垂直平面。

优选地，所述第一反射单元、第二反射单元与第三反射单元是柱形导体，第一反射单元、第二反射单元与第三反射单元的长度为第一单极天线的高频共振模态的频率所对应波长的四分之一，第一低频辐射体的长度与第二低频辐射体的长度皆是低频共振模态的频率所对应波长的四分之一，其中当第一开关或第二开关导通时，对应的第一低频辐射体或第二低频辐射体被导通至接地面。

优选地，垂直于接地面的第一边缘且往接地面的内侧延伸的方向为+X轴向，平行于接地面的第一边缘且往第二低频辐射体延伸的方向为+Z轴向，其中当第一开关导通时，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。

优选地，垂直于接地面的第一边缘且往接地面的内侧延伸的方向为+X轴向，平行于接地面的第一边缘且往第二低频辐射体延伸的方向为+Z轴向，其中当第二开关导通时，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。

优选地，当第一开关、第二开关、第三开关、第四开关与第五开关皆不导通时，高频共振模态所对应的辐射场型朝向接地面偏移。

优选地，当第一反射单元所连接的第三开关导通时，第一反射单元使高频共振模态所对应的辐射场型朝向远离接地面的一侧偏移，其中当第二反射单元所连接的第四开关导通时，第二反射单元使高频共振模态所对应的辐射场型朝向远离接地面的所述一侧偏移。

优选地，当第三开关导通且第二开关导通时，高频共振模态所对应的辐射场型朝向相对于第一反射单元的方向偏移，其中当第四开关导通且第一开关导通时，高频共振模态所对应的辐射场型朝向相对于第二反射单元的方向偏移。

优选地，所述波束选择天线系统更包括第二辐射单元、第四反射单元、第五反射单元以及第六反射单元。第二辐射单元垂直于接地面且设置于接地面的第二边缘，第二边缘与第一边缘彼此相对，第二辐射单元包括第二单极天线、第三低频辐射体以及第四低频辐射体。第二单极天线设置于接地面的第二边缘且与第一单极天线彼此相对，且利用第二射频馈入部以产生高频共振模态，其中第二射频馈入部设置于第二单极天线与接地面之间。第三低频辐射体位于第二单极天线的左侧，用以产生低频共振模态，第三低频辐射体具有第三延伸部与第三接地部，第三延伸部用以耦合第二单极天线，第一低频辐射体的第一接地部通过第六开关连接至接地面。第四低频辐射体位于第二单极天线的右侧，用以产生低频共振模态，第四低频辐射体具有第四延伸部与第四接地部，第四延伸部用以耦合第二单极天线，第四低频辐射体的第四接地部通过第七开关连接至接地面。第四反射单元垂直设置于接地面之上，且通过第八开关连接接地面。第五反射单元垂直设置于接地面之上，且通过第九开关连接接地面。第六反射单元垂直设置于接地面之上，且通过第十开关连接接地面，其中第六反射单元、第四反射单元与连接第六开关的第三低频辐射体的位置呈直线排列，其中第六反射单元、第五反射单元与连接第七开关的第四低频辐射体的位置呈直线排列。

优选地，所述第二单极天线、第三低频辐射体与第四低频辐射体位于垂直于接地面的第二垂直平面。

综上所述，本发明实施例提供一种波束选择天线系统，为双频操作的波束选择天线系统，利用三个反射单元与一个辐射单元(第一辐射单元)的两个低频辐射体的切换，可达到多方向性辐射场型涵盖的效果。并且，辐射单元(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。

附图说明

图1是本发明实施例提供的波束选择天线系统的示意图。

图2是本发明实施例提供的波束选择天线系统的第一辐射单元的平面示意图。

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导通时的 2.4GHz操作频段的辐射场型图。

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导通时的 2.4GHz操作频段的辐射场型图。

图4A是本发明实施例提供的波束选择天线系统其第一开关导通时的 5GHz操作频段的辐射场型图。

图4B是本发明实施例提供的波束选择天线系统其第二开关导通时的 5GHz操作频段的辐射场型图。

图4C是本发明实施例提供的波束选择天线系统其第三开关导通时的 5GHz操作频段的辐射场型图。

图5A是本发明实施例提供的波束选择天线系统其第一开关与第四开关导通时的5GHz操作频段的辐射场型图。

图5B是本发明实施例提供的波束选择天线系统其第一开关与第五开关导通时的5GHz操作频段的辐射场型图。

图6A是本发明实施例提供的波束选择天线系统其第二开关与第三开关导通时的5GHz操作频段的辐射场型图。

图6B是本发明实施例提供的波束选择天线系统其第二开关与第五开关导通时的5GHz操作频段的辐射场型图。

图7是本发明实施例提供的具有两组波束选择机制的波束选择天线系统的示意图。

图8A是本发明实施例提供的波束选择天线系统设置无线电子装置的示意图。

图8B是本发明另一实施例提供的波束选择天线系统设置无线电子装置的示意图。

图8C是本发明另一实施例提供的波束选择天线系统设置无线电子装置的示意图。

图9A是图7的波束选择天线系统其第六开关导通时的2.4GHz操作频段的辐射场型图。

图9B是图7的波束选择天线系统其第七开关导通时的2.4GHz操作频段的辐射场型图。

图9C是图7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。

图10A是图7的波束选择天线系统其第六开关导通时的5GHz操作频段的辐射场型图。

图10B是图7的波束选择天线系统其第七开关导通时的5GHz操作频段的辐射场型图。

图10C是图7的波束选择天线系统其第八开关导通时的5GHz操作频段的辐射场型图。

图11A是图7的波束选择天线系统其第六开关与第九开关导通时的5GHz 操作频段的辐射场型图。

图11B是图7的波束选择天线系统其第六开关与第十开关导通时的5GHz 操作频段的辐射场型图。

图12A是图7的波束选择天线系统其第七开关与第八开关导通时的5GHz 操作频段的辐射场型图。

图12B是图7的波束选择天线系统其第七开关与第十开关导通时的5GHz 操作频段的辐射场型图。

图13是图7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。

具体实施方式

本发明实施例的波束选择天线系统可应于用于各种无线电子装置，尤其是可通过切换辐射场型以提供需要高传输数据量的无线电子装置以便于接收来自不同方向的无线信号。所述无线电子装置例如是笔记本电脑、接收视频信号的无线机顶盒、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。

请同时参照图1与图2，图1是本发明实施例提供的波束选择天线系统的示意图，图2是本发明实施例提供的波束选择天线系统的第一辐射单元的平面示意图。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、第一反射单元31、第二反射单元32以及第三反射单元33。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本电脑(或膝上型电脑)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。

第一低频辐射体21位于第一单极天线29的左侧(-Z轴向的一侧)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41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(+Z轴向的一侧)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通过第二开关42连接至接地面1。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的频率所对应波长的四分之一，其中当第一开关41或第二开关42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位于垂直于接地面1的第一垂直平面，所述第一垂直平面的底边与第一边缘11重叠，如此可显著的减少天线所占用的面积。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。

另外，基于第一低频辐射体21与第二低频辐射体22是利用能量耦合的方式激发，第一低频辐射体21与第二低频辐射体22的设置会影响第一单极天线 29的虚部阻抗值，因此第一辐射单元2更可包括两个浮接耦合单元23a、23b，所述两个浮接耦合单元23a、23b分别位于第一单极天线29的左右两侧，用以提升第一单极天线29的输入阻抗的电感性，所述两个浮接耦合单元23a、23b 不连接第一单极天线29，也不连接第一低频辐射体21与第二低频辐射体22，且浮接耦合单元23a位于第一单极天线29与第一低频辐射体21之间，浮接耦合单元23b位于第一单极天线29与第二低频辐射体22之间。详细的说，浮接耦合单元23a邻近第一低频辐射体21的第一延伸部21e与第一单极天线29，但不接触上述两者。浮接耦合单元23b邻近第二低频辐射体22的第二延伸部 22e与第一单极天线29，但不接触上述两者。

第一反射单元31垂直设置于接地面1之上，且通过第三开关43连接接地面1。第二反射单元32垂直设置于接地面1之上，且通过第四开关44连接接地面1。第三反射单元33垂直设置于接地面1之上，且通过第五开关45连接接地面1，其中第三反射单元33、第一反射单元31与连接第一开关41的第一低频辐射体21的位置呈直线排列，其中第三反射单元33、第二反射单元32 与连接第二开关42的第二低频辐射体22的位置呈直线排列。

第一反射单元31、第二反射单元32与第三反射单元33是柱形导体，例如是圆柱形、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31、第二反射单元32与第三反射单元33的形状也可以例如是锥形。第一反射单元31、第二反射单元32与第三反射单元33的长度为第一单极天线29的高频共振模态的频率所对应波长的四分之一。

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，平行于接地面1的第一边缘11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3A与图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41导通时的2.4GHz操作频段的辐射场型图，当第一开关41导通时，辐射场型为朝向第一低频辐射体21的方向偏移，天线增益最大的角度是位于+X轴向与-Z轴向所涵盖的象限，也就是说，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。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42导通时的2.4GHz操作频段的辐射场型图，当第二开关42导通时，辐射场型为朝向第二低频辐射体22 的方向偏移，天线增益最大的角度是位于+X轴向与+Z轴向所涵盖的象限，也就是说，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。

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41、第二开关42、第三开关43、第四开关44与第五开关45皆不导通时，高频共振模态所对应的辐射场型朝向接地面1偏移，天线增益最大的方向是朝向图1的+X轴向。以下考虑第一低频辐射体21与第二低频辐射体22的状态切换情况。图4A是本发明实施例提供的波束选择天线系统其第一开关41导通时的5GHz操作频段的辐射场型图，图4B是本发明实施例提供的波束选择天线系统其第二开关 42导通时的5GHz操作频段的辐射场型图。由图4A与图4B可见，高频共振模态(5GHz频带)的辐射场型基本上都是维持朝向接地面的方向偏移。也就是说，在不考虑反射单元(31、32、33)的情况下，第一低频辐射体21与第二低频辐射体22的接地状态并没有显著影响高频共振模态(5GHz频带)的辐射场型。

接着，图4C是本发明实施例提供的波束选择天线系统其第三开关43导通时的5GHz操作频段的辐射场型图，可见当第一反射单元31所连接的第三开关43导通时，第一反射单元31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(-X轴向)。同理，当第二反射单元32所连接的第四开关 44导通时，第二反射单元32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(-X轴向)，此时辐射场型中的天线增益最大处与图4C并没有显著差异，不做赘述。

接着，请参照图5A，图5A是本发明实施例提供的波束选择天线系统其第一开关41与第四开关44导通时的5GHz操作频段的辐射场型图。当第四开关44导通且第一开关41导通时，高频共振模态所对应的辐射场型朝向相对于第二反射单元32的方向偏移，也就是第二反射单元32造成了反射效果。接着，参照图5B，图5B是本发明实施例提供的波束选择天线系统其第一开关41与第五开关45导通时的5GHz操作频段的辐射场型图，将图5B的辐射场型相比于图5A的辐射场型，可见图5B的辐射场型更朝着-X轴向偏移，此由第五开关45所连接的第三反射单元33所造成。

接着，图6A是本发明实施例提供的波束选择天线系统其第二开关42与第三开关43导通时的5GHz操作频段的辐射场型图，当第三开关43导通且第二开关42导通时，高频共振模态所对应的辐射场型朝向相对于第一反射单元 31的方向偏移，即第一反射单元31产生反射效果。图6B是本发明实施例提供的波束选择天线系统其第二开关42与第五开关45导通时的5GHz操作频段的辐射场型图，将图6B的辐射场型相比于图6A的辐射场型，可见图6B的辐射场型更朝着-X轴向偏移，此由第五开关45所连接的第三反射单元33所造成。

接着，在另一实施例中，请参照图7，波束选择天线系统除了图1实施例的第一辐射单元2、第一反射单元31、第二反射单元32与第三反射单元33，更包括第二辐射单元5、第四反射单元34、第五反射单元35与第六反射单元 36。第二辐射单元5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5与第一辐射单元2 在接地面1的两个边缘(11、12)彼此相对。大体上，第二辐射单元5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31、第二反射单元32与第三反射单元33构成了第一组波束选择机制，且第二辐射单元5、第四反射单元34、第五反射单元35与第六反射单元36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。

第二辐射单元5的特征如下所述，第二辐射单元5包括第二单极天线59、第三低频辐射体51与第四低频辐射体52。第二单极天线59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部591 以产生高频共振模态，其中第二射频馈入部591设置于第二单极天线59与接地面1之间。第三低频辐射体51位于第二单极天线59的左侧，用以产生低频共振模态，第三低频辐射体51具有第三延伸部51e与第三接地部51g，第三延伸部51e用以耦合第二单极天线59，第三低频辐射体51的第三接地部51g 通过第六开关46连接至接地面1。第四低频辐射体52位于第二单极天线59 的右侧，用以产生低频共振模态，第四低频辐射体52具有第四延伸部52e与第四接地部52g，第四延伸部52g用以耦合第二单极天线59，第四低频辐射体 52的第四接地部52g通过第七开关47连接至接地面1。第四反射单元34垂直设置于接地面1之上，且通过第八开关48连接接地面1。第五反射单元35垂直设置于接地面1之上，且通过第九开关49连接接地面1。第六反射单元36 垂直设置于接地面1之上，且通过第十开关410连接接地面1。第六反射单元 36、第四反射单元34与连接第六开关46的第三低频辐射体51的位置呈直线排列。第六反射单元36、第五反射单元35与连接第七开关47的第四低频辐射体52的位置呈直线排列。再者，第二单极天线59、第三低频辐射体51与第四低频辐射体52位于垂直于接地面1的第二垂直平面，所述第二垂直平面的底边与第二边缘12重叠。另外，第二辐射单元5更可包括两个浮接耦合单元53a、53b，所述两个浮接耦合单元53a、53b与第一辐射单元2的浮接耦合单元23a、23b相同，不再赘述。

接着，请再参照图8A、图8B与图8C的应用范例，图1实施例的波束选择天线系统例如应用于电视的屏幕边框(如图8A所示)的位置81、82、83，或是设置于电视的脚架侧边(如图8B所示)的位置84、85、86。图7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顶盒(如图8C所示)或无线路由器的内部电路板100(作为接地面)的两侧位置，但本发明并不因此限定。以下将说明图7实施例的辐射场型。

接着说明低频共振模态的辐射场型切换，图9A是图7的波束选择天线系统其第六开关导通时的2.4GHz操作频段的辐射场型图，图9B是图7的波束选择天线系统其第七开关导通时的2.4GHz操作频段的辐射场型图。图9A的辐射场型是对称于图3A的辐射场型，而图9B的辐射场型是对称于图3B的辐射场型。因此，请参照图9C，图9C是图7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、第二低频辐射体22、第三低频辐射体51与第四低频辐射体52。

接着说明高频共振模态的辐射场型切换，图10A是图7的波束选择天线系统其第六开关46导通时的5GHz操作频段的辐射场型图，图10A的辐射场型是对称于图4A的辐射场型。图10B是图7的波束选择天线系统其第七开关 47导通时的5GHz操作频段的辐射场型图，图10B的辐射场型是对称于图4B 的辐射场型。图10C是图7的波束选择天线系统其第八开关48导通时的5GHz 操作频段的辐射场型图，图10B的辐射场型是对称于图4C的辐射场型。图11A是图7的波束选择天线系统其第六开关46与第九开关49导通时的5GHz操作频段的辐射场型图，图11A的辐射场型是对称于图5A的辐射场型。图11B是图7的波束选择天线系统其第六开关46与第十开关410导通时的5GHz操作频段的辐射场型图，图11B的辐射场型是对称于图5B的辐射场型。图12A是图7的波束选择天线系统其第七开关47与第八开关48导通时的5GHz操作频段的辐射场型图，图12A的辐射场型是对称于图6A的辐射场型。图12B是图7的波束选择天线系统其第七开关47与第十开关410导通时的5GHz操作频段的辐射场型图，图12B的辐射场型是对称于图6B的辐射场型。以上的场型切换情况以图13来呈现，图13是图7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7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，本领域普通技术人员可将本发明实施例的技术延伸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，利用三个反射单元与一个辐射单元的两个低频辐射体的切换构成一组波束选择机制，可达到多方向性辐射场型涵盖的效果。并且，辐射单元 (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，大体上可涵盖接地面所在的平面上的各种角度的通信应用。

以上所述仅为本发明的实施例，其并非用以局限本发明的专利范围。

附图标记

1：接地面

11：第一边缘

2：第一辐射单元

29：第一高频辐射单元

291：第一射频馈入部

21：第一低频辐射体

21e：第一延伸部

21g：第一接地部

22：第二低频辐射体

22e：第二延伸部

22g：第二接地部

23a、23b：浮接耦合单元

31：第一反射单元

32：第二反射单元

33：第三反射单元

41：第一开关

42：第二开关

43：第三开关

44：第四开关

45：第五开关

X、Y、Z：轴

12：第二边缘

5：第二辐射单元

59：第二高频辐射单元

591：第二射频馈入部

51：第三低频辐射体

51e：第三延伸部

51g：第三接地部

52：第四低频辐射体

52e：第四延伸部

52g：第四接地部

53a、53b：浮接耦合单元

51：第四反射单元

52：第五反射单元

53：第六反射单元

46：第六开关

47：第七开关

48：第八开关

49：第九开关

410：第十开关

81、82、83、84、85、86、87：位置

100：内部电路板。

Claims (10)

1.一种波束选择天线系统，包括：

一接地面；

一第一辐射单元，垂直于该接地面且设置于该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，设置于该接地面的该第一边缘，且利用一第一射频馈入部以产生一高频共振模态，其中该第一射频馈入部设置于该第一单极天线与该接地面之间；

一第一低频辐射体，位于该第一单极天线的一左侧，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该第一单极天线，该第一低频辐射体的该第一接地部通过一第一开关连接至该接地面；以及

一第二低频辐射体，该第二低频辐射体位于该第一单极天线的一右侧，用以产生该低频共振模态，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该第一单极天线，该第二低频辐射体的该第二接地部通过一第二开关连接至该接地面；

一第一反射单元，垂直设置于该接地面之上，且通过一第三开关连接该接地面；

一第二反射单元，垂直设置于该接地面之上，且通过一第四开关连接该接地面；以及

一第三反射单元，垂直设置于该接地面之上，且通过一第五开关连接该接地面，其中该第三反射单元、该第一反射单元与连接该第一开关的该第一低频辐射体的位置呈直线排列，其中该第三反射单元、该第二反射单元与连接该第二开关的该第二低频辐射体的位置呈直线排列。

2.如权利要求1所述的波束选择天线系统，其特征在于，该第一单极天线、该第一低频辐射体与该第二低频辐射体位于垂直于该接地面的一第一垂直平面。

3.如权利要求1所述的波束选择天线系统，其特征在于，该第一反射单元、该第二反射单元与该第三反射单元是柱形导体，该第一反射单元、该第二反射单元与该第三反射单元的长度为该第一单极天线的该高频共振模态的频率所对应波长的四分之一，其中该第一低频辐射体的长度与该第二低频辐射体的长度皆是该低频共振模态的频率所对应波长的四分之一，其中当该第一开关或该第二开关导通时，对应的该第一低频辐射体或该第二低频辐射体被导通至该接地面。

4.如权利要求1所述的波束选择天线系统，其特征在于，垂直于该接地面的该第一边缘且往该接地面的内侧延伸的方向为+X轴向，平行于该接地面的该第一边缘且往该第二低频辐射体延伸的方向为+Z轴向，其中当该第一开关导通时，该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.如权利要求1所述的波束选择天线系统，其特征在于，垂直于该接地面的该第一边缘且往该接地面的内侧延伸的方向为+X轴向，平行于该接地面的该第一边缘且往该第二低频辐射体延伸的方向为+Z轴向，其中当该第二开关导通时，该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.如权利要求1所述的波束选择天线系统，其特征在于，当该第一开关、该第二开关、该第三开关、该第四开关与该第五开关皆不导通时，该高频共振模态所对应的辐射场型朝向该接地面偏移。

7.如权利要求6所述的波束选择天线系统，其特征在于，当该第一反射单元所连接的该第三开关导通时，该第一反射单元使该高频共振模态所对应的辐射场型朝向远离该接地面的一侧偏移，其中当该第二反射单元所连接的该第四开关导通时，该第二反射单元使该高频共振模态所对应的辐射场型朝向远离该接地面的该侧偏移。

8.如权利要求7所述的波束选择天线系统，其特征在于，当该第三开关导通且该第二开关导通时，该高频共振模态所对应的辐射场型朝向相对于该第一反射单元的方向偏移，其中当该第四开关导通且该第一开关导通时，该高频共振模态所对应的辐射场型朝向相对于该第二反射单元的方向偏移。

9.如权利要求1所述的波束选择天线系统，其特征在于，更包括：

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

一第二单极天线，设置于该接地面的该第二边缘且与该第一单极天线彼此相对，且利用一第二射频馈入部以产生该高频共振模态，其中该第二射频馈入部设置于该第二单极天线与该接地面之间；

一第三低频辐射体，位于该第二单极天线的一左侧，用以产生该低频共振模态，该第三低频辐射体具有一第三延伸部与一第三接地部，该第三延伸部用以耦合该第二单极天线，该第一低频辐射体的该第一接地部通过一第六开关连接至该接地面；以及

一第四低频辐射体，该第四低频辐射体位于该第二单极天线的一右侧，用以产生该低频共振模态，该第四低频辐射体具有一第四延伸部与一第四接地部，该第四延伸部用以耦合该第二单极天线，该第四低频辐射体的该第四接地部通过一第七开关连接至该接地面；

一第四反射单元，垂直设置于该接地面之上，且通过一第八开关连接该接地面；

一第五反射单元，垂直设置于该接地面之上，且通过一第九开关连接该接地面；以及

一第六反射单元，垂直设置于该接地面之上，且通过一第十开关连接该接地面，其中该第六反射单元、该第四反射单元与连接该第六开关的该第三低频辐射体的位置呈直线排列，其中该第六反射单元、该第五反射单元与连接该第七开关的该第四低频辐射体的位置呈直线排列。

10.如权利要求9所述的波束选择天线系统，其特征在于，该第二单极天线、该第三低频辐射体与该第四低频辐射体位于垂直于该接地面的一第二垂直平面。