CN112467355B - 天线系统 - Google Patents

Abstract

天线系统。该天线系统包括具有第一天线阵列的第一天线组合，第一天线阵列包括介质基板、接地面、第一至第四辐射部、第一及第二馈入部；介质基板具有相对的第一和第二表面；接地面设置于第一表面；第二辐射部邻近于第一辐射部，并与第一辐射部分离，介于第二辐射部和接地面之间；第四辐射部邻近于第三辐射部，并与第三辐射部分离，介于第四辐射部和接地面之间；第一馈入部具有第一馈入点并设置于第二表面，且耦接至第一辐射部上的第一连接点和第三辐射部上的第二连接点；第二馈入部具有第二馈入点并设置于第二表面，且耦接至第一辐射部上的第三连接点和第三辐射部上的第四连接点。本发明具有大波束宽、高天线增益、高隔离度及低制造成本等优势。

Description

天线系统

技术领域

本发明涉及一种天线系统，特别涉及一种宽波束及高增益的天线系统。

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元件。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多极化、宽波束，以及高增益的天线系统，已成为现今设计者的一大挑战。

因此，需要提供一种天线系统来解决上述问题。

发明内容

在较佳实施例中，一种天线系统，该天线系统包括：一第一天线组合，该第一天线组合包括一第一天线阵列，其中该第一天线阵列包括：一介质基板，该介质基板具有相对的一第一表面和一第二表面；一接地面，该接地面设置于该介质基板的该第一表面；一第一辐射部；一第二辐射部，该第二辐射部邻近于该第一辐射部，并与该第一辐射部分离，其中该第一辐射部介于该第二辐射部和该接地面之间；一第三辐射部；一第四辐射部，该第四辐射部邻近于该第三辐射部，并与该第三辐射部分离，其中该第三辐射部介于该第四辐射部和该接地面之间；一第一馈入部，该第一馈入部具有一第一馈入点，并设置于该介质基板的该第二表面，其中该第一馈入部耦接至该第一辐射部上的一第一连接点和该第三辐射部上的一第二连接点；以及一第二馈入部，该第二馈入部具有一第二馈入点，并设置于该介质基板的该第二表面，其中该第二馈入部耦接至该第一辐射部上的一第三连接点和该第三辐射部上的一第四连接点。

在一些实施例中，该天线系统涵盖介于3550MHz至3700MHz之间的一操作频带。

在一些实施例中，该第一辐射部和该第三辐射部各自大致呈现一正方形。

在一些实施例中，该第二辐射部和该第四辐射部各自大致呈现一十字形。

在一些实施例中，该第一馈入部包括一第一支路和一第二支路，而该第二馈入部包括一第三支路和一第四支路。

在一些实施例中，该接地面具有一第一开孔、一第二开孔、一第三开孔，以及一第四开孔。

在一些实施例中，该第一天线阵列还包括：一第一导电贯通元件，穿透该介质基板，并延伸进入该接地面的该第一开孔；一第二导电贯通元件，穿透该介质基板，并延伸进入该接地面的该第二开孔；一第三导电贯通元件，穿透该介质基板，并延伸进入该接地面的该第三开孔；以及一第四导电贯通元件，穿透该介质基板，并延伸进入该接地面的该第四开孔。

在一些实施例中，该第一馈入点经由该第一馈入部的该第一支路和该第一导电贯通元件耦接至该第一辐射部上的该第一连接点，该第一馈入点还经由该第一馈入部的该第二支路和该第二导电贯通元件耦接至该第三辐射部上的该第二连接点，该第二馈入点经由该第二馈入部的该第三支路和该第三导电贯通元件耦接至该第一辐射部上的该第三连接点，而该第二馈入点还经由该第二馈入部的该第四支路和该第四导电贯通元件耦接至该第三辐射部上的该第四连接点。

在一些实施例中，该第一辐射部和该第三辐射部的每一者的长度皆大致等于该操作频带的0.5倍波长。

在一些实施例中，该第一辐射部和该第三辐射部的间距大致等于该操作频带的0.5倍波长。

在一些实施例中，该第一辐射部和该第二辐射部之间形成一第一耦合间隙，该第三辐射部和该第四辐射部之间形成一第二耦合间隙，而该第一耦合间隙和该第二耦合间隙的每一者的宽度皆介于1mm至3mm之间。

在一些实施例中，该接地面与该第一辐射部和该第三辐射部的每一者的间距皆介于1mm至2mm之间。

在一些实施例中，该第一天线组合还包括一第二天线阵列，而该第二天线阵列与该第一天线阵列两者结构相同。

在一些实施例中，该天线系统还包括：一第二天线组合，其中该第二天线组合与该第一天线组合两者结构相同。

在一些实施例中，该第一天线组合位于一第一平面，该第二天线组合位于一第二平面，而该第一平面和该第二平面之间的夹角介于0度至120度之间。

在一些实施例中，该天线系统还包括：一第三天线组合，其中该第三天线组合与该第一天线组合两者结构相同；一第四天线组合，其中该第四天线组合与该第一天线组合两者结构相同；一第五天线结合，其中该第五天线组合与该第一天线组合两者结构相同；以及一第六天线组合，其中该第六天线组合与该第一天线组合两者结构相同。

在一些实施例中，该天线系统还包括：一射频模块；一第一切换器，耦接于该射频模块和该第一天线组合之间；一第二切换器，耦接于该射频模块和该第二天线组合之间；一第三切换器，耦接于该射频模块和该第三天线组合之间；一第四切换器，耦接于该射频模块和该第四天线组合之间；一第五切换器，耦接于该射频模块和该第五天线组合之间；以及一第六切换器，耦接于该射频模块和该第六天线组合之间。

在一些实施例中，该第一切换器、该第二切换器、该第三切换器、该第四切换器、该第五切换器，以及该第六切换器可用多个二极管来实施。

在一些实施例中，该第一天线组合、该第二天线组合、该第三天线组合、该第四天线组合、该第五天线组合，以及该第六天线组合的N个相邻者同时被致能，而其余则被禁能。

在一些实施例中，前述N值等于2、3或4。

本发明提供一种新颖的天线系统。相较于传统设计，本发明至少具有大波束宽、高天线增益、高隔离度，以及低制造成本等优势。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天线系统的立体图。

图1B显示根据本发明一实施例所述的天线系统的侧视图。

图1C显示根据本发明一实施例所述的天线系统的立体图。

图1D显示根据本发明一实施例所述的天线系统的立体图。

图2显示根据本发明一实施例所述的第一天线阵列的S参数图。

图3A显示根据本发明另一实施例所述的天线系统的立体图。

图3B显示根据本发明另一实施例所述的天线系统的侧视图。

图4显示根据本发明另一实施例所述的天线系统的等效电路图。

主要组件符号说明：

100、300 天线系统

101、301 第一天线组合

108 第一天线阵列

109 第二天线阵列

110 介质基板

120 接地面

121、122、123、124 开孔

130 第一辐射部

140 第二辐射部

145、165 角落缺口

150 第三辐射部

160 第四辐射部

170 第一馈入部

171 第一支路

172 第二支路

180 第二馈入部

183 第三支路

184 第四支路

191 第一导电贯通元件

192 第二导电贯通元件

193 第三导电贯通元件

194 第四导电贯通元件

302 第二天线组合

303 第三天线组合

304 第四天线组合

305 第五天线组合

306 第六天线组合

310 第一切换器

311 第一切换单元

312 第二切换单元

320 第二切换器

321 第三切换单元

322 第四切换单元

330 第三切换器

331 第五切换单元

332 第六切换单元

340 第四切换器

341 第七切换单元

342 第八切换单元

350 第五切换器

351 第九切换单元

352 第十切换单元

360 第六切换器

361 第十一切换单元

362 第十二切换单元

397 射频模块

398 第一信号源

399 第二信号源

E1 第一表面

E2 第二表面

EA1 第一平面

EA2 第二平面

CP1 第一连接点

CP2 第二连接点

CP3 第三连接点

CP4 第四连接点

D1、D2、D3、D4、D5 间距

DE1、DE2 直径

FB1 操作频带

FP1 第一馈入点

FP2 第二馈入点

GC1 第一耦合间隙

GC2 第二耦合间隙

H1 厚度

L1、L3 长度

S11 S11参数

S22 S22参数

S21 S21参数

θ1、θ2、θ3、θ4、θ5 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元件。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元件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元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天线系统(Antenna System)100的立体图。图1B显示根据本发明一实施例所述的天线系统100的侧视图。天线系统100可应用于一无线网络基站(Wireless Access Point)当中。如图1A、图1B所示，天线系统100至少包括一第一天线组合(Antenna Group)101，而第一天线组合101至少包括一第一天线阵列(AntennaArray)108。详细而言，第一天线阵列108包括：一介质基板(Dielectric Substrate)110、一接地面(Ground Plane)120、一第一辐射部(Radiation Element)130、一第二辐射部140、一第三辐射部150、一第四辐射部160、一第一馈入部(Feeding Element)170，以及一第二馈入部180。介质基板110可以是一FR4(Flame Retardant 4)基板。接地面120、第一辐射部130、第二辐射部140、第三辐射部150、第四辐射部160、第一馈入部170，以及第二馈入部180皆可用金属材质制成。图1C显示根据本发明一实施例所述的天线系统100的立体图。为简化附图，图1C中的第二辐射部140和第四辐射部160皆被移除。图1D显示根据本发明一实施例所述的天线系统100的立体图。为简化附图，图1D中的第一辐射部130、第二辐射部140、第三辐射部150，以及第四辐射部160皆被移除。请一并参考图1A、图1B、图1C、图1D以理解本发明。

介质基板110具有相对的一第一表面E1和一第二表面E2，其中接地面120设置于介质基板110的第一表面E1，而第一馈入部170和第二馈入部180皆设置于介质基板110的第二表面E2。

第一辐射部130可以大致呈现一正方形。第一辐射部130介于第二辐射部140和接地面120之间。第二辐射部140可以大致呈现一十字形。例如，第二辐射部140可具有四个角落缺口145，其中每一角落缺口145皆可大致呈现一较小正方形。在另一些实施例中，第二辐射部140亦可为正方形。第二辐射部140系呈现浮接状态(Floating)。详细而言，第二辐射部140邻近于第一辐射部130，并与第一辐射部130完全分离，其中第一辐射部130和第二辐射部140之间形成一第一耦合间隙(Coupling Gap)GC1。必须注意的是，本说明书中所谓“邻近”或“相邻”一词可指对应的二元件间距小于一既定距离(例如：5mm或更短)，但通常不包括对应的二元件彼此直接接触的情况(亦即，前述间距缩短至0)。在一些实施例中，第二辐射部140在第一辐射部130上具有一垂直投影(Vertical Projection)，其中此垂直投影完全位于第一辐射部130的内部。

第三辐射部150可以大致呈现一正方形。第三辐射部150介于第四辐射部160和接地面120之间。第四辐射部160可以大致呈现一十字形。例如，第四辐射部160可具有四个角落缺口165，其中每一角落缺口165皆可大致呈现一较小正方形。在另一些实施例中，第四辐射部160亦可为正方形。第四辐射部160呈现浮接状态。详细而言，第四辐射部160邻近于第三辐射部150，并与第三辐射部150完全分离，其中第三辐射部150和第四辐射部160之间形成一第二耦合间隙GC2。在一些实施例中，第四辐射部160在第三辐射部150上具有一垂直投影，其中此垂直投影完全位于第三辐射部150的内部。

第一馈入部170在其中央处具有一第一馈入点(Feeding Point)FP1，而第一馈入点FP1可耦接至一第一信号源(Signal Source)(未显示)。详细而言，第一馈入部170可包括一第一支路(Branch)171和一第二支路172，其可大致具有相等长度并可往互相远离的方向作延伸。第一馈入部170耦接至第一辐射部130上的一第一连接点(Connection Point)CP1和第三辐射部150上的一第二连接点CP2。第二馈入部180在其中央处具有一第二馈入点FP2，而第二馈入点FP2可耦接至一第二信号源(未显示)。详细而言，第二馈入部180可包括一第三支路183和一第四支路184，其可大致具有相等长度并可往互相远离的方向作延伸。第二馈入部180耦接至第一辐射部130上的一第三连接点CP3和第三辐射部150上的一第四连接点CP4。必须注意的是，第三连接点CP3异于第一连接点CP1，而第四连接点CP4异于第二连接点CP2。

在一些实施例中，接地面120具有一第一开孔(Opening)121、一第二开孔122、一第三开孔123，以及一第四开孔124，而第一天线阵列108还包括一第一导电贯通元件(Conductive Via Element)191、一第二导电贯通元件192、一第三导电贯通元件193，以及一第四导电贯通元件194。第一开孔121、第二开孔122、第三开孔123，以及第四开孔124的每一者皆可大致呈现一圆形。第一导电贯通元件191、第二导电贯通元件192、第三导电贯通元件193，以及第四导电贯通元件194的每一者皆可大致呈现一圆柱形。然而，本发明并不仅限于此。在另一些实施例中，第一开孔121、第二开孔122、第三开孔123，以及第四开孔124的每一者亦可改为大致呈现一正方形、一矩形、一正三角形，或是一正六边形，而第一导电贯通元件191、第二导电贯通元件192、第三导电贯通元件193，以及第四导电贯通元件194的每一者亦可改为大致呈现一三角柱形、一四角柱形，或是一六角柱形。

第一导电贯通元件191可穿透介质基板110，并延伸进入接地面120的第一开孔121。第二导电贯通元件192可穿透介质基板110，并延伸进入接地面120的第二开孔122。第三导电贯通元件193可穿透介质基板110，并延伸进入接地面120的第三开孔123。第四导电贯通元件194可穿透介质基板110，并延伸进入接地面120的第四开孔124。详细而言，第一馈入点FP1可经由第一馈入部170的第一支路171和第一导电贯通元件191耦接至第一辐射部130上的第一连接点CP1，而第一馈入点FP1还可经由第一馈入部170的第二支路172和第二导电贯通元件192耦接至第三辐射部150上的第二连接点CP2。另外，第二馈入点FP2可经由第二馈入部180的第三支路183和第三导电贯通元件193耦接至第一辐射部130上的第三连接点CP3，而第二馈入点FP2还可经由第二馈入部180的第四支路184和第四导电贯通元件194耦接至第三辐射部150上的第四连接点CP4。

在一些实施例中，第一天线阵列108的操作原理可如下列所述。第一天线阵列108可视为1x2天线阵列。第一辐射部130和第二辐射部140可共同形成第一天线阵列108的一第一天线元件(Antenna Element)。第三辐射部150和第四辐射部160可共同形成第一天线阵列108的一第二天线元件。第一天线元件和第二天线元件可具有相同结构。根据实际测量结果，第一馈入部170的同相馈入机制可使第一天线元件和第二天线元件皆能接收或传送水平极化(Horizontally-Polarized)的信号，而第二馈入部180的同相馈入机制可使第一天线元件和第二天线元件皆能接收或传送垂直极化(Vertically-Polarized)的信号。在此设计下，第一天线阵列108将至少能支持双极化方向的信号传输。

图2显示根据本发明一实施例所述的第一天线阵列108的S参数图(S parameter)，其中横轴代表操作频率(MHz)，纵轴代表S参数(dB)。在图2的实施例中，以第一馈入点FP1作为一第一端口(Port 1)，且以第二馈入点FP2作为一第二端口(Port 2)。根据图2的一S11参数曲线和一S22参数曲线，第一天线阵列108可涵盖介于3550MHz至3700MHz之间的一操作频带(Operation Frequency Band)FB1，以支持LTE(Long Term Evolution)Band 48的宽带操作。根据图2的一S21参数曲线，在前述操作频带FB1中，第一天线阵列108的隔离度(Isolation)(亦即，前述S21参数的绝对值)可达约22dB，其可有效降低天线间的互相干扰。在另一些实施例中，第一天线阵列108的操作频带FB1亦可根据不同需要进行调整。

在一些实施例中，第一天线阵列108的元件尺寸可如下列所述。介质基板110的厚度H1(亦即，第一表面E1和第二表面E2的间距)可介于0.8mm至1.6mm之间，例如：1mm。第一辐射部130的长度L1可以大致等于第一天线阵列108的操作频带FB1的0.5倍波长(λ/2)。第三辐射部150的长度L3可以大致等于第一天线阵列108的操作频带FB1的0.5倍波长(λ/2)。第一辐射部130和第三辐射部150的间距D1(亦即，第一天线元件和第二天线元件的间距)可以大致等于第一天线阵列108的操作频带FB1的0.5倍波长(λ/2)。第一耦合间隙GC1的宽度可介于1mm至3mm之间，例如：2mm。第二耦合间隙GC2的宽度可介于1mm至3mm之间，例如：2mm。接地面120与第一辐射部130的间距D2可介于1mm至2mm之间，例如：1.5mm。接地面120与第三辐射部150的间距D3可介于1mm至2mm之间，例如：1.5mm。第一开孔121、第二开孔122、第三开孔123，以及第四开孔124的每一者的直径(Diameter)DE1皆可介于2mm至6mm之间，例如：4mm。第一导电贯通元件191、第二导电贯通元件192、第三导电贯通元件193，以及第四导电贯通元件194的每一者的直径DE2皆可介于1mm至2mm之间，例如：1.2mm。第一连接点CP1和第三连接点CP3的间距D4可介于10mm至20mm之间，例如：15mm。第二连接点CP2和第四连接点CP4的间距D5可介于10mm至20mm之间，例如：15mm。以上元件尺寸的范围根据多次实验结果而得出，其有助于优化第一天线阵列108的操作带宽(Operation Bandwidth)、阻抗匹配(Impedance Matching)，以及多极化特性。

图3A显示根据本发明另一实施例所述的天线系统300的立体图。图3B显示根据本发明另一实施例所述的天线系统300的侧视图。请一并参考图3A、图3B。图3A、图3B和图1A、图1B、图1C、图1D类似。在图3A、图3B的实施例中，天线系统300包括一第一天线组合301、一第二天线组合302、一第三天线组合303、一第四天线组合304、一第五天线组合305，以及一第六天线组合306的至少二者或是全部。例如，第一天线组合301可包括彼此相邻近的一第一天线阵列108和一第二天线阵列109。第一天线阵列108的结构特征可如图1A、图1B、图1C、图1D的实施例所述。第二天线阵列109可与第一天线阵列108两者结构相同，其可共用前述的第一馈入点FP1和第二馈入点FP2。亦即，第一天线组合301可视为1x4天线阵列。另一方面，第二天线组合302、第三天线组合303、第四天线组合304、第五天线组合305，以及第六天线组合306的每一者皆可与第一天线组合301结构相同，故在此不再重复说明。必须理解的是，天线系统300的天线组合的总数量，以及每一天线组合的天线阵列的总数量仅为举例，其皆可根据不同需求进行调整。

详细而言，第一天线组合301位于一第一平面EA1，而第二天线组合302位于一第二平面EA2。第一天线组合301和第二天线组合302之间具有一夹角θ1，其可定义为第一平面EA1和第二平面EA2之间的夹角(或是第一天线组合301和第二天线组合302的二个介质基板之间的夹角)。相似地，第二天线组合302和第三天线组合303之间具有一夹角θ2，第三天线组合303和第四天线组合304之间具有一夹角θ3，第四天线组合304和第五天线组合305之间具有一夹角θ4，而第五天线组合305和第六天线组合306之间具有一夹角θ5。例如，前述夹角θ1、θ2、θ3、θ4、θ5的每一者皆可相等并介于0度至120度之间(例如可以介于0度至60度之间)，较佳皆可约为20度。在此设计下，天线系统300的第一天线组合301、第二天线组合302、第三天线组合303、第四天线组合304、第五天线组合305，以及第六天线组合306可视为6x4天线阵列，其整体可提供较大的波束宽(Beam width)和较高的增益(Gain)。

图4显示根据本发明另一实施例所述的天线系统300的等效电路图。在图4的实施例中，天线系统300还包括一射频(Radio Frequency，RF)模块397、一第一切换器(SwitchElement)310、一第二切换器320、一第三切换器330、一第四切换器340、一第五切换器350，以及一第六切换器360。第一切换器310耦接于射频模块397和第一天线组合301之间。第二切换器320耦接于射频模块397和第二天线组合302之间。第三切换器330耦接于射频模块397和第三天线组合303之间。第四切换器340耦接于射频模块397和第四天线组合304之间。第五切换器350耦接于射频模块397和第五天线组合305之间。第六切换器360耦接于射频模块397和第六天线组合306之间。

详细而言，第一切换器310可包括一第一切换单元311和一第二切换单元312。例如，第一切换单元311和第二切换单元312的每一者皆可用一二极管(Diode)来实施。射频模块397可包括一第一信号源398和一第二信号源399，其中第一信号源398可对应于水平极化的信号，而第二信号源399可对应于垂直极化的信号。第一信号源398可经由第一切换单元311耦接至第一天线组合301的第一馈入点FP1。第二信号源399可经由第二切换单元312耦接至第一天线组合301的第二馈入点FP2。第一切换单元311和第二切换单元312可根据一控制信号或一使用者输入来操作于导通状态(Closed State)或断路状态(Open State)，以选择性地致能(Enable)或禁能(Disable)第一天线组合301。相似地，第二切换器320包括一第三切换单元321和一第四切换单元322以选择性地致能或禁能第二天线组合302，第三切换器330包括一第五切换单元331和一第六切换单元332以选择性地致能或禁能第三天线组合303，第四切换器340包括一第七切换单元341和一第八切换单元342以选择性地致能或禁能第四天线组合304，第五切换器350包括一第九切换单元351和一第十切换单元352以选择性地致能或禁能第五天线组合305，而第六切换器360包括一第十一切换单元361和一第十二切换单元362以选择性地致能或禁能第六天线组合306。

在一些实施例中，天线系统300作为一波束交换天线组(Beam Switching AntennaAssembly)，使得第一天线组合301、第二天线组合302、第三天线组合303、第四天线组合304、第五天线组合305，以及第六天线组合306的N个相邻者同时被致能，而其余则被禁能。根据实际测量结果，前述N值较佳可等于2、3或4，以同时维持天线系统300的较大的波束宽和较高的增益。例如，当N等于3时，彼此相邻的第二天线组合302、第三天线组合303，以及第四天线组合304皆可被致能，而其余天线组合则被禁能。藉由选择不同的天线组合，天线系统300的主波束可调整朝向所需的方向。在此设计下，天线系统300的整体波束宽可达约120度，而天线系统300的最高增益值可达约16.2dBi，其已可满足一般多输入多输出(Multi-Input and Multi-Output，MIMO)系统的实际应用需求。必须注意的是，天线系统300无须如传统设计般使用昂贵的相位移位器(Phase Shifter)，而各个切换器还可改采相对便宜的二极管来实施，故其整体制造成本将能大幅降低。

本发明提供一种新颖的天线系统。相较于传统设计，本发明至少具有大波束宽、高天线增益、高隔离度，以及低制造成本等优势。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，以上所述的元件尺寸、元件形状，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。本发明的天线系统并不仅限于图1A-图4所图示的状态。本发明可以仅包括图1A-图4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天线系统当中。

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元件。

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，任何所属领域的普通技术人员，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)

1.一种天线系统，该天线系统包括：

一第一天线组合，该第一天线组合包括一第一天线阵列，其中该第一天线阵列包括：

一介质基板，该介质基板具有相对的一第一表面和一第二表面；

一接地面，该接地面设置于该介质基板的该第一表面；

一第一辐射部；

一第二辐射部，该第二辐射部邻近于该第一辐射部，并与该第一辐射部分离，其中该第一辐射部介于该第二辐射部和该接地面之间；

一第三辐射部；

一第四辐射部，该第四辐射部邻近于该第三辐射部，并与该第三辐射部分离，其中该第三辐射部介于该第四辐射部和该接地面之间；

一第一馈入部，该第一馈入部具有一第一馈入点，并设置于该介质基板的该第二表面，其中该第一馈入部耦接至该第一辐射部上的一第一连接点和该第三辐射部上的一第二连接点；以及

一第二馈入部，该第二馈入部具有一第二馈入点，并设置于该介质基板的该第二表面，其中该第二馈入部耦接至该第一辐射部上的一第三连接点和该第三辐射部上的一第四连接点。

2.如权利要求1所述的天线系统，其中该天线系统涵盖介于3550MHz至3700MHz之间的一操作频带。

3.如权利要求1所述的天线系统，其中该第一辐射部和该第三辐射部各自大致呈现一正方形。

4.如权利要求1所述的天线系统，其中该第二辐射部和该第四辐射部各自大致呈现一十字形。

5.如权利要求1所述的天线系统，其中该第一馈入部包括一第一支路和一第二支路，而该第二馈入部包括一第三支路和一第四支路。

6.如权利要求5所述的天线系统，其中该接地面具有一第一开孔、一第二开孔、一第三开孔，以及一第四开孔。

7.如权利要求6所述的天线系统，其中该第一天线阵列还包括：

一第一导电贯通元件，该第一导电贯通元件穿透该介质基板，并延伸进入该接地面的该第一开孔；

一第二导电贯通元件，该第二导电贯通元件穿透该介质基板，并延伸进入该接地面的该第二开孔；

一第三导电贯通元件，该第三导电贯通元件穿透该介质基板，并延伸进入该接地面的该第三开孔；以及

一第四导电贯通元件，该第四导电贯通元件穿透该介质基板，并延伸进入该接地面的该第四开孔。

8.如权利要求7所述的天线系统，其中该第一馈入点经由该第一馈入部的该第一支路和该第一导电贯通元件耦接至该第一辐射部上的该第一连接点，该第一馈入点还经由该第一馈入部的该第二支路和该第二导电贯通元件耦接至该第三辐射部上的该第二连接点，该第二馈入点经由该第二馈入部的该第三支路和该第三导电贯通元件耦接至该第一辐射部上的该第三连接点，而该第二馈入点还经由该第二馈入部的该第四支路和该第四导电贯通元件耦接至该第三辐射部上的该第四连接点。

9.如权利要求2所述的天线系统，其中该第一辐射部和该第三辐射部的每一者的长度皆大致等于该操作频带的0.5倍波长。

10.如权利要求2所述的天线系统，其中该第一辐射部和该第三辐射部的间距大致等于该操作频带的0.5倍波长。

11.如权利要求1所述的天线系统，其中该第一辐射部和该第二辐射部之间形成一第一耦合间隙，该第三辐射部和该第四辐射部之间形成一第二耦合间隙，而该第一耦合间隙和该第二耦合间隙的每一者的宽度皆介于1mm至3mm之间。

12.如权利要求1所述的天线系统，其中该接地面与该第一辐射部和该第三辐射部的每一者的间距皆介于1mm至2mm之间。

13.如权利要求1所述的天线系统，其中该第一天线组合还包括一第二天线阵列，而该第二天线阵列与该第一天线阵列两者结构相同。

14.如权利要求1所述的天线系统，该天线系统还包括：

一第二天线组合，其中该第二天线组合与该第一天线组合两者结构相同。

15.如权利要求14所述的天线系统，其中该第一天线组合位于一第一平面，该第二天线组合位于一第二平面，而该第一平面和该第二平面之间的夹角介于0度至120度之间。

16.如权利要求14所述的天线系统，该天线系统还包括：

一第三天线组合，其中该第三天线组合与该第一天线组合两者结构相同；

一第四天线组合，其中该第四天线组合与该第一天线组合两者结构相同；

一第五天线结合，其中该第五天线组合与该第一天线组合两者结构相同；以及

一第六天线组合，其中该第六天线组合与该第一天线组合两者结构相同。

17.如权利要求16所述的天线系统，该天线系统还包括：

一射频模块；

一第一切换器，该第一切换器耦接于该射频模块和该第一天线组合之间；

一第二切换器，该第二切换器耦接于该射频模块和该第二天线组合之间；

一第三切换器，该第三切换器耦接于该射频模块和该第三天线组合之间；

一第四切换器，该第四切换器耦接于该射频模块和该第四天线组合之间；

一第五切换器，该第五切换器耦接于该射频模块和该第五天线组合之间；以及

一第六切换器，该第六切换器耦接于该射频模块和该第六天线组合之间。

18.如权利要求17所述的天线系统，其中该第一切换器、该第二切换器、该第三切换器、该第四切换器、该第五切换器，以及该第六切换器可用多个二极管来实施。

19.如权利要求16所述的天线系统，其中该第一天线组合、该第二天线组合、该第三天线组合、该第四天线组合、该第五天线组合，以及该第六天线组合的N个相邻者同时被致能，而其余则被禁能。

20.如权利要求19所述的天线系统，其中前述N值等于2、3或4。