TW201713052A - 射頻收發系統 - Google Patents

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Abstract

一種射頻收發系統，用來支援多輸入多輸出通訊，包含有一第一複合天線以及一第二複合天線。第一複合天線以及第二複合天線分別包含有複數個第一單元天線及複數個第二單元天線，且第一單元天線與第二單元天線交錯排列而呈一環狀結構。第一複合天線與第二複合天線分別切換於一主波束模式或一合併波束模式之間以收發無線電訊號。

Description

射頻收發系統
本發明係指一種射頻收發系統，尤指一種可避免天線場型遮蔽及訊號不同步之射頻收發系統。
具有無線通訊功能的電子產品係透過天線來發射或接收無線電波，以傳遞或交換無線電訊號，進而存取無線網路。隨著無線通訊技術不斷演進，傳輸容量及無線網路性能的需求也日益提升。其中，長期演進（Long Term Evolution，LTE）無線通訊系統及無線區域網路標準IEEE 802.11n支援的多輸入多輸出（Multi-input Multi-output，MIMO）通訊技術，可在不增加頻寬或總發射功率耗損（Transmit Power Expenditure）的情況下，大幅地增加系統的資料吞吐量（Throughput）及傳送距離，進而有效提升無線通訊系統之頻譜效率及傳輸速率而能改善通訊品質，因此，多輸入多輸出通訊技術在無線通訊技術中扮演重要的角色。
多輸入多輸出通訊技術須在空間中配置多重（或多組）天線，以藉由多重（或多組）天線間的通道來同步收發無線訊號。舉例來說，2×2多輸入多輸出通訊技術藉由兩組獨立的天線傳輸及接收通道來收發無線訊號，而4×4多輸入多輸出通訊技術則是藉由四組獨立的天線傳輸及接收通道來收發無線訊號。隨著天線數量增加，天線之間距離勢必較為受限，而使天線場型互相影響，或遮蔽傳輸的訊號，如此一來，將減低多輸入多輸出通訊技術的效能。然而，若增加天線之間的距離，則須解決訊號同步的問題，並且不符合減小尺寸的要求，而無法滿足電子產品體積縮小之趨勢。
因此，如何在有限體積及成本下，避免天線場型的互相遮蔽影響及訊號不同步的問題，也就成為業界所努力的目標之一。
因此，本發明主要提供一種射頻收發系統，以避免天線場型遮蔽及訊號不同步的問題，並具有較小的尺寸及較低的成本。
本發明揭露一種射頻收發系統，用來支援多輸入多輸出（Multi-input Multi-output，MIMO）通訊，包含有一第一複合天線，包含有複數個第一單元天線；以及一第二複合天線，包含有複數個第二單元天線；其中，該複數個第一單元天線與該複數個第二單元天線交錯排列而呈一環狀結構，且該第一複合天線與該第二複合天線分別切換於一主波束（single-beam）模式或一合併波束（combined-beam）模式之間以收發無線電訊號。
本發明另揭露一種射頻收發系統，用來支援多輸入多輸出（Multi-input Multi-output，MIMO）通訊，包含有一第一複合天線，包含有複數個第一單元天線；以及一第二複合天線，設置於該第一複合天線上，包含有複數個第二單元天線；其中，該複數個第一單元天線與該複數個第二單元天線分別排列為一環狀結構。
請參考第1A及1B圖，第1A圖為本發明實施例一射頻收發系統10之示意圖，第1B圖為射頻收發系統10之上視示意圖。射頻收發系統10可設置於一圓柱天線罩（radome）RAD中，其包含有一訊號處理模組（圖未示）、一第一複合天線ANT1及一第二複合天線ANT2。第一複合天線ANT1及第二複合天線ANT2分別支援2×2多輸入多輸出通訊技術，訊號處理模組之一切換電路（圖未示）則根據訊號傳輸的方向對應操作第一複合天線ANT1及第二複合天線ANT2，以使第一複合天線ANT1及第二複合天線ANT2分別提供兩組獨立的天線傳輸及接收通道，而使射頻收發系統10可作為一4×4多輸入多輸出波束交換天線組（Beam Switching Cantenna）。其中，第一複合天線ANT1及第二複合天線ANT2分別包含有第一單元天線A1U1、A1U2、A1U3、A1U4及第二單元天線A2U1、A2U2、A2U3、A2U4，並且如第1B圖所示，第一單元天線A1U1〜A1U4及第二單元天線A2U1〜A2U4交錯排列而呈一環狀結構，例如，第一單元天線A1U1相鄰設置於第二單元天線A2U1、A2U4之間。藉由切換電路啟動或關閉第一單元天線A1U1〜A1U4及第二單元天線A2U1〜A2U4，第一複合天線ANT1及第二複合天線ANT2可分別切換於一主波束（single-beam）模式或一合併波束（combined-beam）模式之間，以收發無線電訊號。在合併波束模式下，第一複合天線ANT1或第二複合天線ANT2中鄰近的單元天線（如第二單元天線A2U1、A2U4）可提供一合併場型，來彌補鄰近單元天線（如第二單元天線A2U1、A2U4）個別主波束天線場型的增益值在兩者交面（如交面PL1）上的衰減，而提高整體增益值。
簡言之，第一複合天線ANT1及第二複合天線ANT2共用一訊號處理模組，並藉由訊號處理模組整合處理第一複合天線ANT1及第二複合天線ANT2收發的訊號，因此，可避免訊號處理模組中的一基頻訊號處理器（圖未示）與第一複合天線ANT1及第二複合天線ANT2之間傳遞的訊號產生不同步的問題。由於第一單元天線A1U1〜A1U4及第二單元天線A2U1〜A2U4交錯排列而呈一環狀結構，因此可避免天線場型的互相遮蔽影響，且具有較小的尺寸。第一複合天線ANT1及第二複合天線ANT2均設置於圓柱天線罩RAD中，因此可解決訊號不同步的問題並節省成本。此外，當第一複合天線ANT1切換至主波束模式時，第二複合天線ANT2可切換至合併波束模式，類似地，當第一複合天線ANT1切換至合併波束模式時，第二複合天線ANT2可切換至主波束模式。如此一來，對應相同的空間位置，第一複合天線ANT1及第二複合天線ANT2的波束相關度（Envelope Correlation Coefficient，ECC）較低，因此能提高應用4×4多輸入多輸出通訊技術上的效能。
具體而言，第一單元天線A1U1〜A1U4及第二單元天線A2U1〜A2U4分別包含有反射板120a_A1U1〜120b_A1U4、120a_A2U1〜120b_A2U4、輻射部141a_A1U1〜142b_A1U4、141a_A2U1〜142b_A2U4、支撐件160a_A1U1〜160b_A1U4、160a_A2U1〜160b_A2U4及反射體190_A1U1〜190_A2U4。其中，第一單元天線A1U1〜A1U4及第二單元天線A2U1〜A2U4為相同的天線單元，而具有相同的結構及尺寸，並將圓柱天線罩RAD等分為8個大小相同的空間角，因此，第一複合天線ANT1及第二複合天線ANT2的覆蓋場型（Beam Overlapping Pattern）具有相同的大小形狀，且能均勻分布於水平切面（即xz平面）上360度的空間中，然而，第一複合天線ANT1及第二複合天線ANT2的覆蓋場型彼此錯置而具有45度的方位角差。換言之，射頻收發系統10投影至水平切面上可對稱於8個對稱軸。為求簡潔，以下僅以第一單元天線A1U1及第二單元天線A2U1作為示例性說明。第一單元天線A1U1之反射體190_A1U1及第二單元天線A2U1之反射體190_A2U1分別包含有周邊反射元件191_A1U1〜194_A1U1、191_A2U1〜194_A2U1及中心反射元件195_A1U1、195_A2U1。周邊反射元件191_A1U1〜194_A1U1、191_A2U1〜194_A2U1大致呈等腰梯形，並分別對稱環繞中心反射元件195_A1U1、195_A2U1設置，以形成錐台（frustum）結構。
由於第一單元天線A1U1的反射板、輻射部及支撐件可分別組成第一天線元件（包含有反射板120a_A1U1、輻射部141a_A1U1、142a_A1U1及支撐件160a_A1U1）及第二天線元件（包含有反射板120b_A1U1、輻射部141b_A1U1、142b_A1U1及支撐件160b_A1U1），因此第一單元天線A1U1可形成一陣列天線結構。第一單元天線A1U1之反射板120a_A1U1、120b_A1U1及輻射部141a_A1U1、142a_A1U1、141b_A1U1、142b_A1U1分別藉由支撐件160a_A1U1、160b_A1U1而設置於中心反射元件195_A1U1上，而使反射板120a_A1U1、120b_A1U1、輻射部141a_A1U1〜142b_A1U1及反射體190_A1U1彼此電性隔離。反射板120a_A1U1、120b_A1U1係用來增加天線有效的幅射面積，其形狀具有對稱性，而可為圓形或頂點數為4的倍數之正多邊形。輻射部141a_A1U1包含有金屬片1411a_A1U1、1412a_A1U1，以形成傾斜45度極化之一鑽形偶極天線（diamond dipole antenna）結構；輻射部142a_A1U1包含有金屬片1421a_A1U1、1422a_A1U1，以形成傾斜135度極化之一鑽形偶極天線結構。如此一來，反射板120a_A1U1、輻射部141a_A1U1、142a_A1U1及支撐件160a_A1U1可組成雙極化的第一天線元件，以提供兩組獨立的天線傳輸及接收通道。類似地，輻射部141b_A1U1之金屬片1411b_A1U1、1412b_A1U1及輻射部142b_A1U1之金屬片1421b_A1U1、1422b_A1U1亦分別形成傾斜45極化、傾斜135度極化之鑽形偶極天線結構，而組成雙極化的第二天線元件。為提高正交極化隔離度（Co/Cx），輻射部141a_A1U1〜142b_A1U1的幾何形狀基本上具有對稱性，且第一單元天線A1U1整體亦具有對稱性。
為提高正交極化隔離度，第二單元天線A2U1整體亦具有對稱性。舉例來說，第二單元天線A2U1中用來增加天線有效幅射面積的反射板120a_A2U1、120b_A2U1，其形狀具有對稱性，而可為圓形或頂點數為4的倍數之正多邊形。第二單元天線A2U1之輻射部141a_A2U1〜142b_A2U1的幾何形狀基本上也具有對稱性。並且，第二單元天線A2U1的反射板、輻射部及支撐件可分別組成第一天線元件（包含有反射板120a_A2U1、輻射部141a_A2U1、142a_A2U1及支撐件160a_A2U1）及第二天線元件（包含有反射板120b_A2U1、輻射部141b_A2U1、142b_A2U1及支撐件160b_A2U1），以形成一陣列天線結構。輻射部141a_A2U1包含有金屬片1411a_A2U1、1412a_A2U1，以形成傾斜45度極化之一鑽形偶極天線（diamond dipole antenna）結構；輻射部142a_A2U1包含有金屬片1421a_A2U1、1422a_A2U1，以形成傾斜135度極化之一鑽形偶極天線結構。如此一來，反射板120a_A2U1、輻射部141a_A2U1、142a_A2U1及支撐件160a_A2U1可組成雙極化的第一天線元件，以提供兩組獨立的天線傳輸及接收通道。類似地，輻射部141b_A2U1之金屬片1411b_A2U1、1412b_A2U1及輻射部142b_A2U1之金屬片1421b_A2U1、1422b_A2U1亦分別形成傾斜45極化、傾斜135度極化之鑽形偶極天線結構，而組成雙極化的第二天線元件。並且，第二單元天線A2U1之反射板120a_A2U1、120b_A2U1及輻射部141a_A2U1、142a_A2U1、141b_A2U1、142b_A2U1分別藉由支撐件160a_A2U1、160b_A2U1而設置於中心反射元件195_A2U1上，而使反射板120a_A2U1、120b_A2U1、輻射部141a_A2U1〜142b_A2U1反射體190_A2U1彼此電性隔離。
透過模擬可進一步判斷射頻收發系統10操作於長期演進無線通訊系統band2及band30的頻段時之天線輻射場型是否符合系統需求。請參考第2圖，第2圖分別為射頻收發系統10於高度H1設定為189 mm且半徑R設定為145.5 mm時之天線共振模擬結果示意圖，其中，長虛線代表傾斜45度極化天線之共振模擬結果，實線代表傾斜135度極化天線之共振模擬結果，短虛線代表傾斜45、135度極化天線之間的隔離度模擬結果。由第2圖可知，在band2及band30的頻段中，射頻收發系統10的返回損耗（return loss，S11值）小於-13.1 dB，隔離度（Isolation）大於20.2 dB，可滿足長期演進無線通訊系統對於返回損耗小於-10 dB且隔離度大於20 dB的要求。
請參考第3A圖至第4B圖、表一及表二。第3A圖為射頻收發系統10中之一單元天線的傾斜45度極化天線操作於1.85 GHz時在水平切面（即xz平面）上之主波束模式天線輻射場型，第3B圖為射頻收發系統10中之一單元天線（如第二單元天線A2U4）的傾斜45度極化天線操作於1.85 GHz時在垂直切面（即xy平面）上之主波束模式天線輻射場型，第4A圖為射頻收發系統10中之兩鄰近的單元天線的傾斜45度極化天線操作於1.85 GHz時在水平切面上之合併波束模式天線輻射場型，第4B圖為射頻收發系統10中之兩鄰近的單元天線（如第一單元天線A1U1、A1U4）的傾斜45度極化天線操作於1.85 GHz時在垂直切面上之合併波束模式天線輻射場型。其中，長虛線代表傾斜45度極化電磁場之輻射場型，實線代表傾斜135度極化電磁場之輻射場型。由第3A圖至第4B圖可知，射頻收發系統10可滿足長期演進無線通訊系統對於主波束模式最大增益值大於8 dBi、前後場型比大於20 dB且垂直切面上的3dB波束寬大於30deg的要求。此外，第5A圖及第5B圖分別為第一複合天線ANT1及第二複合天線ANT2對應的傾斜45度極化天線操作於1.85 GHz時在水平切面上之傾斜45度極化電磁場的覆蓋場型。其中，長虛線代表主波束模式時傾斜45度極化電磁場的輻射場型，實線代表合併波束模式時傾斜45度極化電磁場的輻射場型。由第5A圖及第5B圖可知，合併波束模式可提高射頻收發系統10天線幅射覆蓋場型圖的最低增益值。由於射頻收發系統10對應的傾斜135度極化天線或操作於其他頻率時也有類似上述的天線輻射場型，因此不另贅述。表一及表二分別為射頻收發系統10中傾斜45度極化天線和傾斜135度極化天線對應不同頻率之天線特性表。由表一及表二可知，單元天線（如第一單元天線或第二單元天線）的主波束模式最大增益值（antenna peak gain）為9.75～10.8 dBi，前後場型比（F/B）至少20.1 dB，垂直切面上的3dB波束寬為35～49度，且由八波束覆蓋場型圖（8-beam overlapping gain pattern）可知，射頻收發系統10運作時的最低覆蓋增益值至少為6.37 dBi，因此射頻收發系統10可滿足長期演進無線通訊系統的要求。 （表一） （表二）
請參考第6圖及表三。第6圖為射頻收發系統10的第一複合天線及第二複合天線對應的傾斜45度極化天線操作於1.85 GHz時在水平切面上之傾斜45度極化電磁場的輻射場型。其中，短虛線代表第一單元天線（如第一單元天線A1U1及第一單元天線A1U2）操作於主波束模式時之傾斜45度極化電磁場的輻射場型，長虛線代表第一單元天線（如第一單元天線A1U1及第一單元天線A1U2）操作於合併波束模式之傾斜45度極化電磁場的輻射場型，實線代表第二單元天線（如第二單元天線A2U1）操作於主波束模式時之傾斜45度極化電磁場的輻射場型。由於射頻收發系統10對應的傾斜135度極化天線或操作於其他頻率時也有類似上述的天線輻射場型，因此不另贅述。表三為對應不同頻率下射頻收發系統10的第一複合天線及第二複合天線對應的傾斜45度極化天線及傾斜135度極化天線之增益值差異列表。由第6圖及表三可知，第一單元天線與第二單元天線之間的增益值差異（Gain Imbalance）最大為3.93 dB。更進一步地，可以藉由適當調整射頻收發系統10的幾何結構與尺寸，可提升合併波束模式下的增益值，而降低增益值差異。 （表三）
請參考表四及表五。表四為對應不同頻率下射頻收發系統10中第一單元天線與第二單元天線皆操作於主波束模式時之波束相關度列表，表五為對應不同頻率下射頻收發系統10中第一單元天線操作於合併波束模式而第二單元天線操作於主波束模式時之波束相關度列表。在習知技術中，當兩相鄰單元天線皆操作於主波束模式時，波束相關度應較差而接近1，然而，表四顯示射頻收發系統10之第一單元天線（如第一單元天線A1U1）與第二單元天線（如第二單元天線A2U1）皆操作於主波束模式時的兩鄰近幅射波束的波束相關度，波束相關度至少小於0.1176而優於習知技術。表四同時顯示射頻收發系統10之第一單元天線（如第一單元天線A1U1）與第二單元天線（如第二單元天線A2U2）皆操作於主波束模式時的兩間隔幅射波束的波束相關度，波束相關度至少小於0.0013，比兩鄰近幅射波束的波束相關度更趨近於零。並且，表五顯示射頻收發系統10中第一單元天線（如第一單元天線A1U1及第一單元天線A1U2）操作於合併波束模式而第二單元天線（如第二單元天線A2U1）操作於主波束模式時的兩鄰近幅射波束的波束相關度，當兩鄰近幅射波束對應相同的空間位置時，波束相關度亦至少小於0.073，因此，藉由將第一複合天線ANT1及第二複合天線ANT2分別切換於主波束模式及合併波束模式之間，可確保多輸入多輸出通訊技術的工作效能。 （表四） （表五）
需注意的是，射頻收發系統10為本發明之實施例，本領域具通常知識者當可據以做不同的變化及修飾。舉例來說，依據對增益值的要求，單元天線（如第一單元天線A1U1）可具有陣列天線結構而包含有第一天線元件及第二天線元件，但本發明不以此為限，單元天線亦可包含有多於兩個的天線元件，或者，單元天線可不具有陣列天線結構。依據射頻收發系統操作的頻段及頻寬，單元天線（如第一單元天線A1U1）之反射板（如反射板120a_A1U1）亦可從天線元件中移除，並且，單元天線（如第一單元天線A1U1）之輻射部（如輻射部141a_A1U1）之金屬片（即金屬片1411a_A1U1、1412a_A1U1）可為鑽形偶極天線結構以外的其他天線結構。再者，由於單元天線（如第1B圖的第一單元天線A1U1）之天線元件（如第一天線元件或第二天線元件）中的兩輻射部（即輻射部141a_A1U1、142a_A1U1）相對中心反射元件（即中心反射元件195_A1U1）的設置高度可能不同，而位置較高的輻射部（即輻射部142a_A1U1）的返回損耗於低頻率時較佳，位置較低的輻射部（即輻射部141a_A1U1）的返回損耗於高頻率時較佳，因此可適當調整兩輻射部的長度尺寸來最佳化返回損耗，而使位置較高的輻射部的長度小於位置較低的輻射部。更進一步地，由於合併波束模式的波束寬（beam width）較窄，第一複合天線ANT1及第二複合天線ANT2可能同時為主波束模式；而在特定的系統規格下，射頻收發系統10亦可不操作於合併波束模式。
此外，射頻收發系統實際上可包含有N個單元天線，其中N可為任意偶數。舉例來說，請參考第7A及7B圖，第7A圖為本發明實施例一射頻收發系統70之示意圖，第7B圖為射頻收發系統70之上視示意圖。射頻收發系統70之架構類似於射頻收發系統10，故相同元件沿用相同符號表示。不同於射頻收發系統10，射頻收發系統10之第一複合天線ANT1及第二複合天線ANT2僅分別包含有第一單元天線A1U1、A1U2、A1U3及第二單元天線A2U1、A2U2、A2U3。換言之，具有相同的結構及尺寸之第一單元天線A1U1〜A1U3及第二單元天線A2U1〜A2U3僅將圓柱天線罩RAD等分為6個大小相同的空間角，而射頻收發系統70投影至水平切面上只對稱於6個對稱軸。
再者，請參考第8圖，第8圖為本發明實施例一射頻收發系統80之示意圖。射頻收發系統80之架構類似於射頻收發系統10，故相同元件沿用相同符號表示。不同於射頻收發系統10，射頻收發系統80之第二複合天線ANT2設置於第一複合天線ANT1上，而第一單元天線A1U1〜A1U4及第二單元天線A2U1〜A2U4係分別排列為一環狀結構。雖然射頻收發系統80之高度H2較射頻收發系統10之高度H1大，因此不利於射出成形（Injection Molding）製程中的脫模（Ejection）程序，但第二複合天線ANT2設置於第一複合天線ANT1上可避免天線場型的互相遮蔽影響。並且，第一複合天線ANT1之第一單元天線A1U1〜A1U4及第二複合天線ANT2之第二單元天線A2U1〜A2U4均設置於一圓柱天線罩RAD中，而能共用一訊號處理模組（圖未示），並藉由訊號處理模組整合處理第一複合天線ANT1及第二複合天線ANT2收發的訊號，因此，可確保第一複合天線ANT1及第二複合天線ANT2傳輸至訊號處理模組中的一基頻訊號處理器（圖未示）的訊號能同步。
在習知技術中，當天線數量因應多輸入多輸出通訊技術而增加時，天線之間距離將較為受限，而使天線場型互相影響，或遮蔽傳輸的訊號，因此減低多輸入多輸出通訊技術的效能。然而，若直接拉開天線之間的距離，則須額外解決訊號同步的問題，並且不符合理想天線的尺寸應儘量減小的要求，而無法滿足電子產品體積縮小之趨勢。
相較之下，由於本發明的第一單元天線及第二單元天線均設置於一圓柱天線罩中，因此可避免天線場型的互相遮蔽影響及訊號不同步的問題，且具有較小的尺寸及較低的成本。此外，當第一單元天線及第二單元天線交錯排列而呈一環狀結構時，第一複合天線可進一步對應第二複合天線而切換於主波束模式及合併波束模式之間，如此一來，即使對應相同的空間位置，第一複合天線及第二複合天線的幅射波束的波束相關度依然很低，因此能提高應用4×4多輸入多輸出通訊技術上的效能。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
10、70、80‧‧‧射頻收發系統 RAD‧‧‧圓柱天線罩 ANT1‧‧‧第一複合天線 ANT2‧‧‧第二複合天線 A1U1、A1U2、A1U3、A1U4‧‧‧第一單元天線 A2U1、A2U2、A2U3、A2U4‧‧‧第二單元天線 PL1‧‧‧交面 上午 11:42 2017/3/12 120a_A1U1〜120b_A1U4、120a_A2U1〜120b_A2U4‧‧‧反射板 141a_A1U1〜142b_A1U4、141a_A2U1〜142b_A2U4‧‧‧輻射部 160a_A1U1〜160b_A1U4、160a_A2U1〜160b_A2U4‧‧‧支撐件 190_A1U1〜190_A2U4‧‧‧反射體 191_A1U1〜194_A1U1、191_A2U1〜194_A2U1‧‧‧周邊反射元件 195_A1U1、195_A2U1‧‧‧中心反射元件 1411a_A1U1、1412a_A1U1、1421a_A1U1、1422a_A1U1、1411b_A1U1、1412b_A1U1、1421b_A1U1、1422b_A1U1、 1411a_A2U1、1412a_A2U1、1421a_A2U1、1422a_A2U1、1411b_A2U1、1412b_A2U1、1421b_A2U1、1422b_A2U1‧‧‧金屬片 H1、H2‧‧‧高度 R‧‧‧半徑
第1A圖為本發明實施例一射頻收發系統之示意圖。 第1B圖為第1A圖的射頻收發系統之上視示意圖。 第2圖分別為第1A圖的射頻收發系統之天線共振模擬結果示意圖。 第3A圖為第1A圖的射頻收發系統中之一單元天線的傾斜45度極化天線操作於1.85 GHz時在水平切面上之主波束模式天線輻射場型。 第3B圖為第1A圖的射頻收發系統中之一單元天線的傾斜45度極化天線操作於1.85 GHz時在垂直切面上之主波束模式天線輻射場型。 第4A圖為第1A圖的射頻收發系統中之兩鄰近的單元天線的傾斜45度極化天線操作於1.85 GHz時在水平切面上之合併波束模式天線輻射場型， 第4B圖為第1A圖的射頻收發系統中之兩鄰近的單元天線的傾斜45度極化天線操作於1.85 GHz時在垂直切面上之合併波束模式天線輻射場型。 第5A圖及第5B圖分別為第1A圖的第一複合天線及第二複合天線對應的傾斜45度極化天線操作於1.85 GHz時在水平切面上之傾斜45度極化電磁場的覆蓋場型。 第6圖為第1A圖的射頻收發系統的第一複合天線及第二複合天線對應的傾斜45度極化天線操作於1.85 GHz時在水平切面上之傾斜45度極化電磁場的輻射場型。 第7A圖為本發明實施例一射頻收發系統之示意圖。 第7B圖為第7A圖的射頻收發系統之上視示意圖。 第8圖為本發明實施例一射頻收發系統之示意圖。
10‧‧‧射頻收發系統
RAD‧‧‧圓柱天線罩
ANT1‧‧‧第一複合天線
ANT2‧‧‧第二複合天線
A1U1、A1U2、A1U3、A1U4‧‧‧第一單元天線
A2U1、A2U2、A2U3、A2U4‧‧‧第二單元天線
PL1‧‧‧交面
120a_A1U1、120b_A1U1、120a_A2U1、120b_A2U1‧‧‧反射板
160a_A2U1、160b_A2U1‧‧‧支撐件
191_A1U1~194_A1U1、191_A2U1~194_A2U1‧‧‧周邊反射元件
195_A1U1、195_A2U1‧‧‧中心反射元件
1411a_A1U1、1412a_A1U1、1421a_A1U1、1422a_A1U1、1411b_A1U1、1412b_A1U1、1421b_A1U1、1422b_A1U1、1411a_A2U1、1412a_A2U1、1421a_A2U1、1422a_A2U1、1411b_A2U1、1412b_A2U1、1421b_A2U1、1422b_A2U1‧‧‧金屬片
H1‧‧‧高度
R‧‧‧半徑

Claims (18)

  1. 一種射頻收發系統，用來支援多輸入多輸出（Multi-input Multi-output，MIMO）通訊，包含有： 一第一複合天線，包含有複數個第一單元天線；以及 一第二複合天線，包含有複數個第二單元天線； 其中，該複數個第一單元天線與該複數個第二單元天線交錯排列而呈一環狀結構，且該第一複合天線與該第二複合天線分別切換於一主波束（single-beam）模式或一合併波束（combined-beam）模式之間以收發無線電訊號。
  2. 如請求項1所述之射頻收發系統，其中該複數個第一單元天線中的任一第一單元天線相鄰設置於該複數個第二單元天線中的兩個第二單元天線之間，且該複數個第二單元天線中的任一第二單元天線相鄰設置於該複數個第一單元天線中的兩個第一單元天線之間。
  3. 如請求項1所述之射頻收發系統，其中該複數個第一單元天線與該複數個第二單元天線具有相同的結構及尺寸。
  4. 如請求項1所述之射頻收發系統，其中該複數個第一單元天線中的每一第一單元天線與該複數個第二單元天線中的每一第二單元天線分別具有一陣列天線結構。
  5. 如請求項1所述之射頻收發系統，其中該複數個第一單元天線中的每一第一單元天線與該複數個第二單元天線中的每一第二單元天線分別包含有： 一反射體，包含有： 一中心反射元件；以及 複數個周邊反射元件，環繞該中心反射元件設置，以形成一錐台（frustum）結構； 至少一天線元件，該至少一天線元件中的每一天線元件包含有： 至少一輻射部，設置於該中心反射元件上；以及 一反射板，設置於該至少一輻射部上，該反射板之一形狀具有對稱性。
  6. 如請求項5所述之射頻收發系統，其中該反射板為一正多邊形或圓形，且該正多邊形之頂點數為4的倍數。
  7. 如請求項5所述之射頻收發系統，其中該至少一輻射部的一第一金屬片與一第二金屬片形成一鑽形偶極天線（diamond dipole antenna）結構。
  8. 如請求項5所述之射頻收發系統，其中該複數個第一單元天線與該複數個第二單元天線中的每一中心反射元件垂直於一第一平面，且該射頻收發系統向該第一平面的投影對稱於至少一對稱軸。
  9. 如請求項1所述之射頻收發系統，其中該複數個第一單元天線與該複數個第二單元天線的個數分別不小於3。
  10. 如請求項1所述之射頻收發系統，另包含有一訊號處理模組，用來處理該第一複合天線與該第二複合天線收發之訊號，訊號處理模組包含有單一的一基頻訊號處理器，且該第一複合天線及該第二複合天線分別傳輸至該基頻訊號處理器之訊號係同步。
  11. 一種射頻收發系統，用來支援多輸入多輸出（Multi-input Multi-output，MIMO）通訊，包含有： 一第一複合天線，包含有複數個第一單元天線； 一第二複合天線，設置於該第一複合天線上，包含有複數個第二單元天線；以及 一訊號處理模組，用來處理該第一複合天線與該第二複合天線收發之訊號，訊號處理模組包含有單一的一基頻訊號處理器，且該第一複合天線及該第二複合天線分別傳輸至該基頻訊號處理器之訊號係同步； 其中，該複數個第一單元天線與該複數個第二單元天線分別排列為一環狀結構。
  12. 如請求項11所述之射頻收發系統，其中該複數個第一單元天線與該複數個第二單元天線具有相同的結構及尺寸。
  13. 如請求項11所述之射頻收發系統，其中該複數個第一單元天線中的每一第一單元天線與該複數個第二單元天線中的每一第二單元天線分別具有一陣列天線結構。
  14. 如請求項11所述之射頻收發系統，其中該複數個第一單元天線中的每一第一單元天線與該複數個第二單元天線中的每一第二單元天線分別包含有： 一反射體，包含有： 一中心反射元件；以及 複數個周邊反射元件，環繞該中心反射元件設置，以形成一錐台（frustum）結構； 至少一天線元件，該至少一天線元件中的每一天線元件包含有： 至少一輻射部，設置於該中心反射元件上；以及 一反射板，設置於該至少一輻射部上，該反射板之一形狀具有對稱性。
  15. 如請求項14所述之射頻收發系統，其中該反射板為一正多邊形或圓形，且該正多邊形之頂點數為4的倍數。
  16. 如請求項14所述之射頻收發系統，其中該至少一輻射部的一第一金屬片與一第二金屬片形成一鑽形偶極天線（diamond dipole antenna）結構。
  17. 如請求項14所述之射頻收發系統，其中該複數個第一單元天線與該複數個第二單元天線中的每一中心反射元件垂直於一第一平面，且該射頻收發系統向該第一平面的投影對稱於至少一對稱軸。
  18. 如請求項11所述之射頻收發系統，其中該複數個第一單元天線與該複數個第二單元天線的個數分別不小於3。
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