CN108242586B - 通信装置 - Google Patents

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Abstract

一种通信装置。该通信装置包括：一天线系统，该天线系统包括：一第一双极化天线；一第一反射器，该第一反射器用于反射该第一双极化天线的辐射能量；一第一平面倒F字形天线，该第一平面倒F字形天线与该第一反射器分离；以及一第一叉形结构，该第一叉形结构介于该第一反射器和该第一平面倒F字形天线之间，并耦接至该第一反射器或该第一平面倒F字形天线。本发明的通信装置，其天线系统具有高隔离度、高天线增益等优势，很适合应用于各种室内环境，以克服传统因信号反射和多重路径衰减造成通信质量不佳的问题。

Description

通信装置
技术领域
本发明涉及一种通信装置，特别涉及一种通信装置及其天线系统。
背景技术
随着移动通信技术的发达，移动装置在近年日益普遍，常见的例如：手提式计算机、移动电话、多媒体播放器以及其他混合功能的携带型电子装置。为了满足人们的需求，移动装置通常具有无线通信的功能。有些涵盖长距离的无线通信范围，例如：移动电话使用2G、3G、LTE(Long Term Evolution)系统及其所使用700MHz、850MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz、2100MHz、2300MHz以及2500MHz的频带进行通信，而有些则涵盖短距离的无线通信范围，例如：Wi-Fi、Bluetooth系统使用2.4GHz、5.2GHz和5.8GHz的频带进行通信。
无线网络基站(Wireless Access Point)是使移动装置在室内能高速上网的必要组件。然而，由于室内环境充满了信号反射和多重路径衰减(Multipath Fading)，无线网络基站必须能同时处理来自各方向和各种极化的信号。因此，如何在无线网络基站的有限空间中设计出一种高增益、多极化方向的天线，已成为现今设计者的一大挑战。
因此，需要提供一种通信装置来满足上述需求。
发明内容
在较佳实施例中，本发明提供一种通信装置，该通信装置包括：一天线系统，该天线系统包括：一第一双极化天线；一第一反射器，该第一反射器用于反射该第一双极化天线的辐射能量；一第一平面倒F字形天线，该第一平面倒F字形天线与该第一反射器分离；以及一第一叉形结构，该第一叉形结构介于该第一反射器和该第一平面倒F字形天线之间，并耦接至该第一反射器或该第一平面倒F字形天线。
在一些实施例中，该第一平面倒F字形天线涵盖介于746MHz至894MHz之间的一低频频带，而该第一双极化天线涵盖介于1710MHz至2360MHz之间的一高频频带。
在一些实施例中，该第一双极化天线包括一第一偶极天线组件和一第二偶极天线组件，而该第一偶极天线组件与该第二偶极天线组件互相垂直。
在一些实施例中，该第一反射器为一锥形，具有较宽的一上开口和较窄的一下底板，而该第一反射器的该上开口朝向该第一双极化天线。
在一些实施例中，该第一平面倒F字形天线包括一辐射部、一接地部，以及一馈入部，而一槽孔形成于该辐射部和该接地部之间。
在一些实施例中，该馈入部跨越该槽孔并耦接至该辐射部。
在一些实施例中，该槽孔呈现一L字形。
在一些实施例中，该第一叉形结构包括一第一分支部和一第二分支部，而该第一分支部和该第二分支部皆耦接至该第一反射器的一边缘，或是皆耦接至该第一平面倒F字形天线。
在一些实施例中，该第一分支部的长度和该第二分支部的长度相等。
在一些实施例中，该第一分支部和该第二分支部的一组合为一L字形或一圆弧形。
在一些实施例中，该第一分支部和该第二分支部之间具有一夹角，而该夹角介于70度至110度之间。
在一些实施例中，该第一叉形结构为一第一双叉形结构，其包括互相分离的一第一部分和一第二部分，该第一部分耦接至该第一反射器的一边缘，而该第二部分耦接至该第一平面倒F字形天线。
在一些实施例中，该天线系统还包括一第二双极化天线、一第二反射器、一第二平面倒F字形天线，以及一第二叉形结构，其中该第二反射器用于反射该第二双极化天线的辐射能量，该第二平面倒F字形天线与该第二反射器分离，而该第二叉形结构介于该第二反射器和该第二平面倒F字形天线之间，并耦接至该第二反射器或该第二平面倒F字形天线。
在一些实施例中，该天线系统还包括一第三双极化天线、一第三反射器、一第三平面倒F字形天线，以及一第三叉形结构，其中该第三反射器用于反射该第三双极化天线的辐射能量，该第三平面倒F字形天线与该第三反射器分离，而该第三叉形结构介于该第三反射器和该第三平面倒F字形天线之间，并耦接至该第三反射器或该第三平面倒F字形天线。
在一些实施例中，该天线系统还包括一第四双极化天线、一第四反射器、一第四平面倒F字形天线，以及一第四叉形结构，其中该第四反射器用于反射该第四双极化天线的辐射能量，该第四平面倒F字形天线与该第四反射器分离，而该第四叉形结构介于该第四反射器和该第四平面倒F字形天线之间，并耦接至该第四反射器或该第四平面倒F字形天线。
在一些实施例中，该第一双极化天线、该第二双极化天线、该第三双极化天线，以及该第四双极化天线为中心对称式分布，并各自涵盖90度的空间角。
在一些实施例中，该天线系统为一波束交换天线组，并选择性地使用该第一双极化天线、该第二双极化天线、该第三双极化天线，以及该第四双极化天线的任两者来执行信号收发。
在一些实施例中，该通信装置还包括：一金属垫高柱，耦接至该第一反射器、该第二反射器、该第三反射器，以及该第四反射器，其中该金属垫高柱用于支撑该天线系统。
在一些实施例中，该通信装置还包括：一顶面反射板，耦接至该第一反射器、该第二反射器、该第三反射器，以及该第四反射器，其中该顶面反射板垂直于该第一反射器、该第二反射器、该第三反射器，以及该第四反射器。
在一些实施例中，该通信装置还包括：一非导体天线罩，为一中空结构，其中该天线系统和该顶面反射板皆位于该非导体天线罩之内。
本发明的通信装置，其天线系统具有高隔离度、高天线增益等优势。因此，本发明很适合应用于各种室内环境，以克服传统因信号反射和多重路径衰减造成通信质量不佳的问题。
附图说明
图1A显示根据本发明一实施例所述的通信装置的立体图；
图1B显示根据本发明一实施例所述的通信装置的俯视图；
图1C显示根据本发明一实施例所述的通信装置的侧视图；
图2显示根据本发明一实施例所述的通信装置的俯视图；
图3显示根据本发明一实施例所述的通信装置的俯视图；
图4显示根据本发明一实施例所述的通信装置的俯视图；
图5显示根据本发明一实施例所述的通信装置的立体图；以及
图6显示根据本发明一实施例所述的通信装置的天线系统的平面倒F字形天线在低频频带时的S参数图。
主要组件符号说明：
100、200、300、400、500～通信装置；
110、210、310、410、510～天线系统；
120～第一双极化天线；
120-2～第二双极化天线；
120-3～第三双极化天线；
120-4～第四双极化天线；
121～第一偶极天线组件；
122～第二偶极天线组件；
130～第一反射器；
130-2～第二反射器；
130-3～第三反射器；
130-4～第四反射器；
131～第一反射器的边缘；
140～第一平面倒F字形天线；
140-2～第二平面倒F字形天线；
140-3～第三平面倒F字形天线；
140-4～第四平面倒F字形天线；
141～辐射部；
142～接地部；
143～馈入部；
144～槽孔；
150、250、350～第一叉形结构；
150-2、250-2、350-2～第二叉形结构；
150-3、250-3、350-3～第三叉形结构；
150-4、250-4、350-4～第四叉形结构；
151、251、351～第一分支部；
152、252、352～第二分支部；
190～中心点；
450～第一双叉形结构；
450-2～第二双叉形结构；
450-3～第三双叉形结构；
450-4～第四双叉形结构；
451～第一双叉形结构的第一部分；
452～第一双叉形结构的第二部分；
560～金属垫高柱；
570～顶面反射板；
580～非导体天线罩；
D1～间距；
L1、L2～长度；
θ～夹角。
具体实施方式
为让本发明的目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出本发明的具体实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求书当中所提及的“包含”及“包括”一词为开放式的用语，故应解释成“包含但不仅限定于”。“大致”一词则是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，达到所述基本的技术效果。此外，“耦接”一词在本说明书中包含任何直接及间接的电性连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接至一第二装置，则代表该第一装置可直接电性连接至该第二装置，或经由其他装置或连接手段而间接地电性连接至该第二装置。
图1A显示根据本发明一实施例所述的通信装置100的立体图。图1B显示根据本发明一实施例所述的通信装置100的俯视图。图1C显示根据本发明一实施例所述的通信装置100的侧视图。请一并参考图1A、图1B、图1C。通信装置100可应用于一无线网络基站(Wireless Access Point)当中。如图1A、图1B、图1C所示，通信装置100至少包括一天线系统110。天线系统110至少包括一第一双极化天线(Dual-Polarized Antenna)120、一第一反射器(Reflector)130、一第一平面倒F字形天线(Planar Inverted F Antenna，PIFA)140，以及一第一叉形结构(Fork Structure)150。
第一双极化天线120包括一第一偶极天线组件(Dipole Antenna Element)121和一第二偶极天线组件122。第一偶极天线组件121可与第二偶极天线组件122互相垂直，以达成双极化的特性。举例而言，若第一偶极天线组件121具有一第一极化方向且第二偶极天线组件122具有一第二极化方向，则第一极化方向可与第二极化方向互相垂直。为增加操作带宽，第一偶极天线组件121和第二偶极天线组件122可皆为钻石形偶极天线组件。然而，本发明并不仅限于此。在其他实施例中，第一双极化天线120亦可包括不同种类的两天线组件，例如：单极天线组件(Monopole Antenna Element)，或是补丁天线组件(Patch AntennaElement)。
第一反射器130可为一锥形(中空结构)，具有较宽的一上开口和较窄的一下底板，其中第一反射器130的上开口朝向第一双极化天线120。详细而言，第一反射器130的上开口为较大的一长方形，而第一反射器130的下底板为较小的一长方形。第一反射器130可用于消除第一双极化天线120的背向辐射及增强其正向辐射，从而可提升第一双极化天线120的天线增益。本发明并不仅限于此。在另一些实施例中，第一反射器130亦可改为一无盖三角柱体或一无盖圆柱体(中空结构)，而其上开口亦朝向第一双极化天线120，仍不致影响本发明的效果。
第一平面倒F字形天线140邻近于第一反射器130，但与第一反射器130完全分离。详细而言，第一平面倒F字形天线140包括一辐射部141、一接地部142，以及一馈入部143，其中一槽孔144形成于辐射部141和接地部142之间。槽孔144可以呈现一L字形，其可将辐射部141和接地部142两者至少部分地分离。馈入部143可以是同轴电缆线。馈入部143跨越槽孔144并耦接至辐射部141，从而激发第一平面倒F字形天线140。在一些实施例中，第一平面倒F字形天线140的辐射部141、接地部142与第一反射器130的一边缘131皆位于同一平面上。因为第一平面倒F字形天线140与第一反射器130彼此不相连接，此设计将有助于抑制其间不必要的互相耦合效应(Mutual Coupling)。
在一些实施例中，第一平面倒F字形天线140可以涵盖介于746MHz至894MHz之间的一低频频带，而第一双极化天线120可以涵盖介于1710MHz至2360MHz之间的一高频频带。因此，本发明的天线系统110至少可支持LTE(Long Term Evolution)Band13/Band5/Band 4/Band 2/Band 66/Band 30的多频带宽带操作。另外，天线系统110的多极化特性亦有助于克服室内环境的多重路径衰减(Multipath Fading)的问题。
为了增加在高频频带时，等效反射体的大小，本发明另于第一反射器130和第一平面倒F字形天线140之间加入一第一叉形结构150，其中第一叉形结构150可耦接至第一反射器130或第一平面倒F字形天线140两者择一，皆能发挥相似的效果。须注意的是，因为第一叉形结构150具有电容效应，其可将第一反射器130的等效面积扩大延伸至第一平面倒F字形天线140处。在图1A、图1B、图1C的实施例中，第一叉形结构150包括一第一分支部151和一第二分支部152，其中第一分支部151和第二分支部152皆耦接至第一反射器130的边缘131。如图1B所示，第一分支部151和第二分支部152可以各自为一直条形金属组件，其中第一分支部151的长度L1和第二分支部152的长度L2两者可大致相等。第一分支部151和第二分支部152的一组合可呈现一L字形，而此L字形的一交叉点恰直接连接至第一反射器130的边缘131。由于第一叉形结构150和第一平面倒F字形天线140互相邻近，其间可产生一等效电容器。当天线系统110操作于前述高频频带时，此等效电容器将近似为一短路(Short-circuit)，使得第一平面倒F字形天线140耦接至第一反射器130，并可被视为第一反射器130的一延伸部分。因此，第一双极化天线120将具有够大的反射面积，以更强化天线系统110的高频天线增益。另一方面，当天线系统110操作于前述低频频带时，此等效电容器将近似为一断路(Open-circuit)，使得第一平面倒F字形天线140与第一反射器130互相隔离。在此设计下，第一平面倒F字形天线140的辐射能量将无法传递至第一反射器130与其邻近的天线，故能有效地提升天线系统110的低频隔离度(Isolation)。
在一些实施例中，天线系统110的组件尺寸可如下列所述。第一平面倒F字形天线140的槽孔144的总长度约为前述低频频带的0.25倍波长(λ/4)。第一双极化天线120的第一偶极天线组件121和第二偶极天线组件122，其总长度皆约为前述高频频带的0.5倍波长(λ/2)。为产生相长干涉，第一反射器130和第一双极化天线120(或第二偶极天线组件122)之间距D1略大于前述高频频带的0.25倍波长(λ/4)。第一分支部151的长度L1介于4mm至10mm之间，且较佳为7mm。第二分支部152的长度L2亦介于4mm至10mm之间，且较佳为7mm。第一分支部151和第二分支部152之间具有一夹角θ，其中夹角θ介于70度至110度之间，且较佳为90度。第一叉形结构150的L字形顶点至第一平面倒F字形天线140的一既定间隔介于3mm至7mm之间，且较佳为5mm。一般而言，当长度L1或长度L2增加、夹角θ缩小，或是前述既定间隔缩短时，第一叉形结构150和第一平面倒F字形天线140之间的一等效电容值将变大；反之，当长度L1或长度L2缩短、夹角θ增大，或是前述既定间隔增长时，第一叉形结构150和第一平面倒F字形天线140之间的等效电容值将变小。以上组件尺寸经由多次模拟而计算得出，其可优化天线系统110的所有平面倒F字形天线的增益(Gain)和天线间的隔离度(Isolation)。根据实际量测结果，在加入第一叉形结构150之后，天线系统110的任两相邻平面倒F字形天线之间的隔离度由原本约9.2dB上升至约13.4dB，而各个平面倒F字形天线最大增益由原本约-2.98dBi上升至约-0.27dBi，故此种设计可明显改善天线系统110的辐射效能。
在一些实施例中，天线系统110还包括一第二双极化天线120-2、一第二反射器130-2、一第二平面倒F字形天线140-2，以及一第二叉形结构150-2。第二双极化天线120-2相对于第一双极化天线120或相邻于第一双极化天线120。第二反射器130-2用于反射第二双极化天线120-2的辐射能量。第二平面倒F字形天线140-2与第二反射器130-2分离。第二叉形结构150-2介于第二反射器130-2和第二平面倒F字形天线140-2之间，并耦接至第二反射器130-2或第二平面倒F字形天线140-2。第二双极化天线120-2、第二反射器130-2、第二平面倒F字形天线140-2，以及第二叉形结构150-2的结构和功能皆与前述的第一双极化天线120、第一反射器130、第一平面倒F字形天线140，以及第一叉形结构150相同，而其间差异处仅在它们朝向不同方向。
在一些实施例中，天线系统110还包括一第三双极化天线120-3、一第三反射器130-3、一第三平面倒F字形天线140-3，以及一第三叉形结构150-3。第三双极化天线120-3相对于第一双极化天线120或相邻于第一双极化天线120。第三反射器130-3用于反射第三双极化天线120-3的辐射能量。第三平面倒F字形天线140-3与第三反射器130-3分离。第三叉形结构150-3介于第三反射器130-3和第三平面倒F字形天线140-3之间，并耦接至第三反射器130-3或第三平面倒F字形天线140-3。第三双极化天线120-3、第三反射器130-3、第三平面倒F字形天线140-3，以及第三叉形结构150-3的结构和功能皆与前述的第一双极化天线120、第一反射器130、第一平面倒F字形天线140，以及第一叉形结构150相同，而其间差异处仅在它们朝向不同方向。
在一些实施例中，天线系统110还包括一第四双极化天线120-4、一第四反射器130-4、一第四平面倒F字形天线140-4，以及一第四叉形结构150-4。第四双极化天线120-4相对于第一双极化天线120或相邻于第一双极化天线120。第四反射器130-4用于反射第四双极化天线120-4的辐射能量。第四平面倒F字形天线140-4与第四反射器130-4分离。第四叉形结构150-4介于第四反射器130-4和第四平面倒F字形天线140-4之间，并耦接至第四反射器130-4或第四平面倒F字形天线140-4。第四双极化天线120-4、第四反射器130-4、第四平面倒F字形天线140-4，以及第四叉形结构150-4的结构和功能皆与前述的第一双极化天线120、第一反射器130、第一平面倒F字形天线140，以及第一叉形结构150相同，而其间差异处仅在它们朝向不同方向。
请再次参考图1A、图1B、图1C。第一双极化天线120、第二双极化天线120-2、第三双极化天线120-3，以及第四双极化天线120-4为相对于一中心点190呈现对称式分布，并各自涵盖90度的空间角。相似地，第一反射器130、第二反射器130-2、第三反射器130-3、第四反射器130-4、第一平面倒F字形天线140、第二平面倒F字形天线140-2、第三平面倒F字形天线140-3、第四平面倒F字形天线140-4、第一叉形结构150、第二叉形结构150-2、第三叉形结构150-3、第四叉形结构150-4亦可相对于中心点190呈现对称式分布。第一平面倒F字形天线140、第二平面倒F字形天线140-2、第三平面倒F字形天线140-3，以及第四平面倒F字形天线140-4可涵盖相同的低频频带(例如：介于746MHz至894MHz之间)。第一双极化天线120、第二双极化天线120-2、第三双极化天线120-3，以及第四双极化天线120-4可涵盖相同的高频频带(例如：介于1710MHz至2360MHz之间)。在一些实施例中，天线系统110为一波束交换天线组(Beam Switching Antenna Assembly)。此波束交换天线组可同时使用第一平面倒F字形天线140、第二平面倒F字形天线140-2、第三平面倒F字形天线140-3，以及第四平面倒F字形天线140-4的每一者来执行低频信号收发，并可选择性地使用第一双极化天线120、第二双极化天线120-2、第三双极化天线120-3，以及第四双极化天线120-4的至少任意两者来执行高频信号收发。举例而言，当欲接收信号来自于四面八方时，天线系统110可仅致能(Enable)朝向最大信号强度方向的两支双极化天线，而将其余双极化天线皆禁能(Disabled)。必须理解的是，虽然图1A、图1B、图1C显示恰好四支双极化天线和四支平面倒F字形天线，实际上天线系统110可包括更多或更少数量的天线，例如：可仅包括第一双极化天线120、第二双极化天线120-2、第三双极化天线120-3，以及第四双极化天线120-4其中之一或多者，或(且)可仅包括第一平面倒F字形天线140、第二平面倒F字形天线140-2、第三平面倒F字形天线140-3，以及第四平面倒F字形天线140-4其中之一或多者。大致而言，若天线系统110共包括N支双极化天线和N支平面倒F字形天线(例如：N为大于或等于2的一正整数)，则此N支双极化天线和N支平面倒F字形天线可以等分配置于同一周角上，其中任两支相邻的双极化天线之间或任两支相邻的平面倒F字形天线之间所包夹的一劣弧(MinorArc)的度数恰为(360/N)度。
图2显示根据本发明一实施例所述的通信装置200的俯视图。图2与图1B相似。在图2的实施例中，通信装置200的一天线系统210包括一第一叉形结构250、一第二叉形结构250-2、一第三叉形结构250-3，以及一第四叉形结构250-4的至少一者。以第一叉形结构250为例，其包括一第一分支部251和一第二分支部252。第一分支部251和第二分支部252皆耦接至第一反射器130的边缘131。第一分支部251和第二分支部252的一组合可呈现一圆弧形。第一叉形结构250可与第一平面倒F字形天线140之间可产生一等效电容器。第二叉形结构250-2、第三叉形结构250-3，以及第四叉形结构250-4皆与第一叉形结构250完全相同，但它们朝向不同方向。图2的通信装置200的其余特征皆与图1A、图1B、图1C的通信装置100相似，故此二实施例均可达成相似的操作效果。
图3显示根据本发明一实施例所述的通信装置300的俯视图。图3与图1B相似。在图3的实施例中，通信装置300的一天线系统310包括一第一叉形结构350、一第二叉形结构350-2、一第三叉形结构350-3，以及一第四叉形结构350-4的至少一者。以第一叉形结构350为例，其包括一第一分支部351和一第二分支部352。第一分支部351和第二分支部352耦接至第一平面倒F字形天线140的接地部142。第一分支部351和第二分支部352的一组合可呈现一L字形或一圆弧形。第一叉形结构350可与第一反射器130的边缘131之间可产生一等效电容器。第二叉形结构350-2、第三叉形结构350-3，以及第四叉形结构350-4皆与第一叉形结构350完全相同，但它们朝向不同方向。图3的通信装置300的其余特征皆与图1A、图1B、图1C的通信装置100相似，故此二实施例均可达成相似的操作效果。
图4显示根据本发明一实施例所述的通信装置400的俯视图。图4与图1B相似。在图4的实施例中，通信装置400的一天线系统410包括一第一双叉形结构450、一第二双叉形结构450-2、一第三双叉形结构450-3，以及一第四双叉形结构450-4的至少一者。以第一双叉形结构450为例，其包括一第一部分451和一第二部分452。第一双叉形结构450的第一部分451和第二部分452各自为一单叉形结构，且彼此分离。第一双叉形结构450的第一部分451耦接至第一反射器130的边缘131。第一双叉形结构450的第二部分452耦接至第一平面倒F字形天线140的接地部142。第一双叉形结构450的第一部分451和第二部分452可各自呈现一L字形或一圆弧形。第一双叉形结构450的第一部分451和第二部分452之间可产生一等效电容器。第二双叉形结构450-2、第三双叉形结构450-3，以及第四双叉形结构450-4皆与第一双叉形结构450完全相同，但它们朝向不同方向。图4的通信装置400的其余特征皆与图1A、图1B、图1C的通信装置100相似，故此二实施例均可达成相似的操作效果。
图5显示根据本发明一实施例所述的通信装置500的立体图。图5与图1A相似。在图5的实施例中，通信装置500还包括一金属垫高柱560、一顶面反射板570，以及一非导体天线罩580。金属垫高柱560耦接至第一反射器130、第二反射器130-2、第三反射器130-3，以及第四反射器130-4。金属垫高柱560可为一中空结构，以容纳各种电子电路组件，例如：一处理器、一天线切换模块，以及一匹配电路。金属垫高柱560可用于支撑通信装置500的一天线系统510。顶面反射板570亦耦接至第一反射器130、第二反射器130-2、第三反射器130-3，以及第四反射器130-4，其中顶面反射板570垂直于第一反射器130、第二反射器130-2、第三反射器130-3，以及第四反射器130-4。顶面反射板570可用于反射天顶方向的辐射，以更增强天线系统510的天线增益。非导体天线罩580可为一中空结构(例如：一空心圆柱体或一空心方柱体，其有一上盖但没有底盖)，其中天线系统510和顶面反射板570皆完全位于非导体天线罩580之内。非导体天线罩580可用于保护天线系统510，使得它在运作时不受环境所干扰。举例而言，可以防水和抵抗日晒。
图6显示根据本发明一实施例所述的通信装置500的天线系统510的平面倒F字形天线在低频频带时的S参数图(S parameter)，其中横轴代表操作频率(MHz)，纵轴代表S21参数(dB)。在图6的实施例中，以第一平面倒F字形天线140作为一第一端口(Port1)，再以与其相邻的第二平面倒F字形天线140-2或是第四平面倒F字形天线140-4作为一第二端口(Port 2)。根据图6的量测结果可知，在前述低频频带中，相邻的两平面倒F字形天线之间的隔离度(亦即，前述S21参数的绝对值)可达至少约13.6dB。由于隔离度的增加，使得各个平面倒F字形天线的增益值亦增加，其已可满足一般多输入多输出(Multi-Input and Multi-Output)天线系统的实际应用需求。
本发明提供一种通信装置，其天线系统具有高隔离度、高天线增益等优势。因此，本发明很适合应用于各种室内环境，以克服传统因信号反射和多重路径衰减造成通信质量不佳的问题。
值得注意的是，以上所述的组件尺寸、组件参数、组件形状，以及频率范围皆非为本发明的限制条件。天线设计者可以根据不同需要调整这些设定值。另外，本发明的通信装置及天线系统并不仅限于图1A-图5所图示的状态。本发明可以仅包括图1A-图5的任何一个或多个实施例的任何一项或多项特征。换言之，并非所有图示的特征均须同时实施于本发明的通信装置及天线系统中。
在本说明书以及权利要求书中的序数，例如“第一”、“第二”、“第三”等等，彼此之间并没有顺序上的先后关系，其仅用于标示区分两个具有相同名字的不同组件。
本发明虽以较佳实施例公开如上，然而其并非用以限定本发明的范围，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，应当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当视所附的权利要求书所界定者为准。

Claims (20)

1.一种通信装置，该通信装置包括：
一天线系统，该天线系统包括：
一第一双极化天线；
一第一反射器，该第一反射器用于反射该第一双极化天线的辐射能量；
一第一平面倒F字形天线，该第一平面倒F字形天线与该第一反射器分离，并邻近于该第一反射器的一边缘；以及
一第一叉形结构，该第一叉形结构介于该第一反射器和该第一平面倒F字形天线之间，并耦接至该第一反射器的该边缘或该第一平面倒F字形天线。
2.如权利要求1所述的通信装置，其中该第一平面倒F字形天线涵盖介于746MHz至894MHz之间的一低频频带，而该第一双极化天线涵盖介于1710MHz至2360MHz之间的一高频频带。
3.如权利要求1所述的通信装置，其中该第一双极化天线包括一第一偶极天线组件和一第二偶极天线组件，而该第一偶极天线组件与该第二偶极天线组件互相垂直。
4.如权利要求1所述的通信装置，其中该第一反射器为一锥形，具有较宽的一上开口和较窄的一下底板，而该第一反射器的该上开口朝向该第一双极化天线。
5.如权利要求1所述的通信装置，其中该第一平面倒F字形天线包括一辐射部、一接地部，以及一馈入部，而一槽孔形成于该辐射部和该接地部之间。
6.如权利要求5所述的通信装置，其中该馈入部跨越该槽孔并耦接至该辐射部。
7.如权利要求5所述的通信装置，其中该槽孔呈现一L字形。
8.如权利要求1所述的通信装置，其中该第一叉形结构包括一第一分支部和一第二分支部，而该第一分支部和该第二分支部皆耦接至该第一反射器的该边缘，或是皆耦接至该第一平面倒F字形天线。
9.如权利要求8所述的通信装置，其中该第一分支部的长度和该第二分支部的长度相等。
10.如权利要求8所述的通信装置，其中该第一分支部和该第二分支部的一组合为一L字形或一圆弧形。
11.如权利要求8所述的通信装置，其中该第一分支部和该第二分支部之间具有一夹角，而该夹角介于70度至110度之间。
12.如权利要求1所述的通信装置，其中该第一叉形结构为一第一双叉形结构，包括互相分离的一第一部分和一第二部分，该第一部分耦接至该第一反射器的该边缘，而该第二部分耦接至该第一平面倒F字形天线。
13.如权利要求1所述的通信装置，其中该天线系统还包括一第二双极化天线、一第二反射器、一第二平面倒F字形天线，以及一第二叉形结构，其中该第二反射器用于反射该第二双极化天线的辐射能量，该第二平面倒F字形天线与该第二反射器分离，而该第二叉形结构介于该第二反射器和该第二平面倒F字形天线之间，并耦接至该第二反射器或该第二平面倒F字形天线。
14.如权利要求13所述的通信装置，其中该天线系统还包括一第三双极化天线、一第三反射器、一第三平面倒F字形天线，以及一第三叉形结构，其中该第三反射器用于反射该第三双极化天线的辐射能量，该第三平面倒F字形天线与该第三反射器分离，而该第三叉形结构介于该第三反射器和该第三平面倒F字形天线之间，并耦接至该第三反射器或该第三平面倒F字形天线。
15.如权利要求14所述的通信装置，其中该天线系统还包括一第四双极化天线、一第四反射器、一第四平面倒F字形天线，以及一第四叉形结构，其中该第四反射器用于反射该第四双极化天线的辐射能量，该第四平面倒F字形天线与该第四反射器分离，而该第四叉形结构介于该第四反射器和该第四平面倒F字形天线之间，并耦接至该第四反射器或该第四平面倒F字形天线。
16.如权利要求15所述的通信装置，其中该第一双极化天线、该第二双极化天线、该第三双极化天线，以及该第四双极化天线为中心对称式分布，并各自涵盖90度的空间角。
17.如权利要求15所述的通信装置，其中该天线系统为一波束交换天线组，并选择性地使用该第一双极化天线、该第二双极化天线、该第三双极化天线，以及该第四双极化天线的任两者来执行信号收发。
18.如权利要求15所述的通信装置，还包括：
一金属垫高柱，该金属垫高柱耦接至该第一反射器、该第二反射器、该第三反射器，以及该第四反射器，其中该金属垫高柱用于支撑该天线系统。
19.如权利要求15所述的通信装置，还包括：
一顶面反射板，该顶面反射板耦接至该第一反射器、该第二反射器、该第三反射器，以及该第四反射器，其中该顶面反射板垂直于该第一反射器、该第二反射器、该第三反射器，以及该第四反射器。
20.如权利要求19所述的通信装置，还包括：
一非导体天线罩，该非导体天线罩为一中空结构，其中该天线系统和该顶面反射板皆位于该非导体天线罩之内。
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