TWI813398B

TWI813398B - 天線系統

Info

Publication number: TWI813398B
Application number: TW111127892A
Authority: TW
Inventors: 黃鈞麟
Original assignee: 啓碁科技股份有限公司
Priority date: 2022-07-26
Filing date: 2022-07-26
Publication date: 2023-08-21
Also published as: TW202406222A; US20240039172A1

Abstract

一種天線系統，包括：一信號饋入部、一第一天線元件、一第二天線元件、一第一傳輸線，以及一第二傳輸線。第一天線元件係耦接至一第一連接點。第二天線元件係耦接至一第二連接點。第一傳輸線係耦接於信號饋入部和第一連接點之間。第二傳輸線係耦接至信號饋入部和第二連接點之間，其中第一傳輸線和第二傳輸線兩者大致具有相同長度。第一天線元件和第二天線元件兩者大致具有相反之極化方向，使得天線系統之一輻射場型能提供複數個不同增益峰值。

Description

天線系統

本發明係關於一種天線系統，特別係關於一種具有多重增益峰值(Gain Peak)之輻射場型(Radiation Pattern)之天線系統。

隨著行動通訊技術的發達，行動裝置在近年日益普遍，常見的例如：手提式電腦、行動電話、多媒體播放器以及其他混合功能的攜帶型電子裝置。為了滿足人們的需求，行動裝置通常具有無線通訊的功能。有些涵蓋長距離的無線通訊範圍，例如：行動電話使用2G、3G、LTE(Long Term Evolution)系統及其所使用700MHz、850 MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz、2100MHz、2300MHz以及2500MHz的頻帶進行通訊，而有些則涵蓋短距離的無線通訊範圍，例如：Wi-Fi、Bluetooth系統使用2.4GHz、5.2GHz和5.8GHz的頻帶進行通訊。

無線網路基地台(Wireless Access Point)是使行動裝置於室內能高速上網之必要元件。然而，由於室內環境充滿了信號反射和多重路徑衰減(Multipath Fading)，無線網路基地台必須能同時處理來自各方向之信號。因此，如何於無線網路基地台之有限空間中設計出一種小尺寸、多輻射方向之天線系統，已成為現今設計者之一大挑戰。

在較佳實施例中，本發明提出一種天線系統，包括：一信號饋入部；一第一天線元件，耦接至一第一連接點；一第二天線元件，耦接至一第二連接點；一第一傳輸線，耦接於該信號饋入部和該第一連接點之間；以及一第二傳輸線，耦接至該信號饋入部和該第二連接點之間，其中該第一傳輸線和該第二傳輸線兩者大致具有相同長度；其中該第一天線元件和該第二天線元件兩者大致具有相反之極化方向，使得該天線系統之一輻射場型能提供複數個不同增益峰值。

在一些實施例中，該天線系統涵蓋一操作頻帶，而該操作頻帶介於5150MHz至5850MHz之間，或介於5925MHz至7125MHz之間。

在一些實施例中，該第一天線元件和該第二天線元件各自為一偶極天線。

在一些實施例中，該第一天線元件和該第二天線元件之中心對中心間距係大致等於該操作頻帶之0.64倍自由空間波長。

在一些實施例中，該天線系統更包括：一第一輔助天線元件，耦接至該第一連接點；以及一第二輔助天線元件，耦接至該第二連接點。

在一些實施例中，該天線系統更包括：一第三天線元件，耦接至一第三連接點；一第四天線元件，耦接至一第四連接點；一第三傳輸線，耦接於該第一連接點和該第三連接點之間；以及一第四傳輸線，耦接於該第二連接點和該第四連接點之間。

在一些實施例中，該第一天線元件和該第二天線元件之中心對中心間距係大致等於該操作頻帶之0.81倍自由空間波長。

在一些實施例中，該第三傳輸線和該第四傳輸線之每一者之長度皆大致等於該操作頻帶之1倍等效波長。

在一些實施例中，該天線系統更包括：一第三輔助天線元件，耦接至該第三連接點；以及一第四輔助天線元件，耦接至該第四連接點。

在一些實施例中，該天線系統更包括：一第五天線元件，耦接至一第五連接點；一第六天線元件，耦接至一第六連接點；一第五傳輸線，耦接於該第三連接點和該第五連接點之間；以及一第六傳輸線，耦接於該第四連接點和該第六連接點之間。

在一些實施例中，該第一天線元件和該第二天線元件之中心對中心間距係大致等於該操作頻帶之0.998倍自由空間波長。

在一些實施例中，該第五傳輸線和該第六傳輸線之每一者之長度皆大致等於該操作頻帶之1倍等效波長。

在一些實施例中，該天線系統更包括：一第五輔助天線元件，耦接至該第五連接點；以及一第六輔助天線元件，耦接至該第六連接點。

在一些實施例中，該第一天線元件和該第二天線元件各自為一貼片天線。

在一些實施例中，該天線系統更包括：一接地面，鄰近於該第一天線元件和該第二天線元件。

在一些實施例中，該等增益峰值之每一者之一傾斜角係根據下列方程式作計算：其中「θ」代表該傾斜角，「D」代表該第一天線元件和該第二天線元件之中心對中心間距，「λ」代表該操作頻帶之自由空間波長，而「N」代表天線元件之總數量之一半；其中該中心對中心間距係小於該自由空間波長。

在一些實施例中，該等增益峰值之每一者之一傾斜角係根據下列方程式作計算：其中「θ」代表該傾斜角，「D」代表該第一天線元件和該第二天線元件之中心對中心間距，「λ」代表該操作頻帶之自由空間波長，而「N」代表天線元件之總數量之一半；其中該中心對中心間距係大於該自由空間波長。

為讓本發明之目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉出本發明之具體實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

在說明書及申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。本領域技術人員應可理解，硬體製造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件。本說明書及申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則。在通篇說明書及申請專利範圍當中所提及的「包含」及「包括」一詞為開放式的用語，故應解釋成「包含但不僅限定於」。「大致」一詞則是指在可接受的誤差範圍內，本領域技術人員能夠在一定誤差範圍內解決所述技術問題，達到所述基本之技術效果。此外，「耦接」一詞在本說明書中包含任何直接及間接的電性連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接至一第二裝置，則代表該第一裝置可直接電性連接至該第二裝置，或經由其它裝置或連接手段而間接地電性連接至該第二裝置。

以下的揭露內容提供許多不同的實施例或範例以實施本案的不同特徵。以下的揭露內容敘述各個構件及其排列方式的特定範例，以簡化說明。當然，這些特定的範例並非用以限定。例如，若是本揭露書敘述了一第一特徵形成於一第二特徵之上或上方，即表示其可能包含上述第一特徵與上述第二特徵是直接接觸的實施例，亦可能包含了有附加特徵形成於上述第一特徵與上述第二特徵之間，而使上述第一特徵與第二特徵可能未直接接觸的實施例。另外，以下揭露書不同範例可能重複使用相同的參考符號或(且)標記。這些重複係為了簡化與清晰的目的，並非用以限定所討論的不同實施例或(且)結構之間有特定的關係。

此外，其與空間相關用詞。例如「在…下方」、「下方」、「較低的」、「上方」、「較高的」及類似的用詞，係為了便於描述圖示中一個元件或特徵與另一個(些)元件或特徵之間的關係。除了在圖式中繪示的方位外，這些空間相關用詞意欲包含使用中或操作中的裝置之不同方位。裝置可能被轉向不同方位(旋轉90度或其他方位)，則在此使用的空間相關詞也可依此相同解釋。

第1圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線系統(Antenna System)100之示意圖。例如，天線系統100可應用於一無線分享器(Wireless Access Point)當中，但亦不僅限於此。在第1圖之實施例中，天線系統100至少包括：一信號饋入部(Signal Feeding Element)110、一第一天線元件(Antenna Element)121、一第二天線元件122、一第一傳輸線(Transmission Line)130，以及一第二傳輸線140。

信號饋入部110可由一或複數個饋入金屬元件來實施。例如，信號饋入部110可耦接至一射頻(Radio Frequency，RF)模組(未顯示)，其可用於激發天線系統100。第一天線元件121係耦接至一第一連接點(Connection Point)FP1。第二天線元件122係耦接至一第二連接點FP2。第一天線元件121和第二天線元件122之形狀和種類於本發明中並不特別作限制。舉例而言，第一天線元件121和第二天線元件122可各自為一單極天線(Monopole Antenna)、一偶極天線(Dipole Antenna)、一貼片天線(Patch Antenna)、一迴圈天線(Loop Antenna)、一平面倒F字形天線(Planar Inverted F Antenna，PIFA)，或是一混合天線(Hybrid Antenna)。

第一傳輸線130和第二傳輸線140之形狀和種類於本發明中亦不特別作限制。第一傳輸線130係耦接於信號饋入部110和第一連接點FP1之間。第二傳輸線140係耦接於信號饋入部110和第二連接點FP2之間。必須注意的是，第二傳輸線140之長度L2係大致等於第一傳輸線130之長度L1。在較佳實施例中，第一天線元件121和第二天線元件122兩者大致具有相反之極化方向(Polarization Direction)，使得天線系統100之一輻射場型(Radiation Pattern)能提供複數個不同增益峰值(Gain Peak)。在此設計下，天線系統100將可用於接收或傳送各種方向上之無線信號(Wireless Signal)，從而能提升相關裝置之整體通訊品質。

以下實施例將介紹天線系統100之不同組態及細部結構特徵。必須理解的是，這些圖式和敘述僅為舉例，而非用於限制本發明之範圍。

第2圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線系統200之前視圖。第2圖和第1圖相似。在第2圖之實施例中，天線系統200包括：一信號饋入部110、一第一天線元件221、一第二天線元件222、一第一傳輸線230、一第二傳輸線240、一第一輔助天線元件(Auxiliary Antenna Element)221A，以及一第二輔助天線元件222A。在一些實施例中，天線系統200可涵蓋一操作頻帶(Operational Frequency Band)，其可介於5150MHz至5850MHz之間，或介於5925MHz至7125MHz之間。因此，天線系統200將可支援WLAN(Wireless Local Area Networks) 5GHz或新世代Wi-Fi 6E之寬頻操作。

第一天線元件221、第二天線元件222、第一輔助天線元件221A，以及第二輔助天線元件222A可各自以一偶極天線來實施，其可分佈於一介質基板之一上表面和一下表面(為簡化圖式，前述之介質基板未顯示於第2圖當中)。詳細而言，第一天線元件221和第一輔助天線元件221A皆耦接至一第一連接點FP1，以形成一第一天線陣列(Antenna Array)，而第二天線元件222和第二輔助天線元件222A皆耦接至一第二連接點FP2，以形成一第二天線陣列。第一天線陣列和第二天線陣列兩者可大致具有相反之極化方向。例如，第一天線陣列可具有平行於-Y軸之極化方向，而第二天線陣列可具有平行於+Y軸之極化方向，但亦不僅限於此。在一些實施例中，第一天線元件221和第二天線元件222皆可排列於同一條直線上，而第一輔助天線元件221A和第二輔助天線元件222A則皆可排列於另一條平行直線上。必須理解的是，第一輔助天線元件221A和第二輔助天線元件222A可用於改善天線系統200之整體對稱性，它們僅為選用元件(Optional Element)，而在其他實施例中亦可移除之。

第一傳輸線230係耦接於信號饋入部110和第一連接點FP1之間。第二傳輸線240係耦接於信號饋入部110和第二連接點FP2之間。第一傳輸線230和第二傳輸線240兩者可大致具有相同長度。在一些實施例中，第一傳輸線230更包括一第一加寬部份(Widening Portion)235，而第二傳輸線240更包括一第二加寬部份245，以微調天線系統200之阻抗匹配(Impedance Matching)。例如，前述之第一加寬部份235和第二加寬部份245可各自大致呈現一矩形或一正方形。然而，本發明並不僅限於此。在另一些實施例中，第一傳輸線230和第二傳輸線240亦可各自大致呈現一等寬直條形。

第3圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線系統200之輻射場型圖(其可沿YZ平面進行量測)。根據第3圖之量測結果，天線系統200之輻射場型可提供一第一增益峰值291、一第二增益峰值292、一第三增益峰值293，以及一第四增益峰值294，其中前述之增益峰值之每一者與±Z軸之間可各自形成一傾斜角(Tilt Angle)θ1。大致而言，天線系統200可提供朝上偏移之一第一主波束(Main Beam)和朝下偏移之一第二主波束，其中第一主波束包括第一增益峰值291和第三增益峰值293，而第二主波束包括第二增益峰值292和第四增益峰值294。例如，若將天線系統200沿著XZ平面水平地設置於一公寓之中間樓層，則其第一主波束之第一增益峰值291和第三增益峰值293將可用於支援高樓層無線通訊，而其第二主波束之第二增益峰值292和第四增益峰值294將可用於支援低樓層無線通訊，但亦不僅限於此。在一些實施例中，天線系統200之元件尺寸可如下列所述。在天線系統200當中，第一天線元件221和第二天線元件222之中心對中心間距(Center-to-Center Distance)D1(抑或，第一輔助天線元件221A和第二輔助天線元件222A之中心對中心間距D1)可大致等於天線系統200之操作頻帶之0.64倍自由空間波長(0.64λ)。前述之傾斜角θ1可約等於30度。以上元件尺寸之範圍係根據多次實驗結果而得出，其有助於最佳化天線系統200之操作頻寬(Operational Bandwidth)和阻抗匹配。第2圖之天線系統200之其餘特徵皆與第1圖之天線系統100類似，故此二實施例均可達成相似之操作效果。

第4圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線系統400之前視圖。第4圖和第2圖相似。在第4圖之實施例中，除了前述之元件以外，天線系統400更包括：一第三天線元件223、一第四天線元件224、一第三傳輸線450、一第四傳輸線460、一第三輔助天線元件223A，以及一第四輔助天線元件224A。必須理解的是，前述之第一傳輸線230和第二傳輸線240之形狀更可略為改變以微調天線系統400之阻抗匹配。在一些實施例中，天線系統400可涵蓋一操作頻帶，其可介於5150MHz至5850MHz之間，或介於5925MHz至7125MHz之間。

第三天線元件223、第四天線元件224、第三輔助天線元件223A，以及第四輔助天線元件224A可各自以一偶極天線來實施。詳細而言，第三天線元件223和第三輔助天線元件223A皆耦接至一第三連接點FP3，以形成一第三天線陣列，而第四天線元件224和第四輔助天線元件224A皆耦接至一第四連接點FP4，以形成一第四天線陣列。第三天線陣列和第四天線陣列兩者可大致具有相反之極化方向。例如，第三天線陣列可具有平行於-Y軸之極化方向，而第四天線陣列可具有平行於+Y軸之極化方向，但亦不僅限於此。在一些實施例中，第一天線元件221、第二天線元件222、第三天線元件223，以及第四天線元件224皆可排列於同一條直線上，而第一輔助天線元件221A、第二輔助天線元件222A、第三輔助天線元件223A，以及第四輔助天線元件224A則皆可排列於另一條平行直線上。

第三傳輸線450係耦接於第一連接點FP1和第三連接點FP3之間。第四傳輸線460係耦接於第二連接點FP2和第四連接點FP4之間。第四傳輸線460之長度L4可大致等於第三傳輸線450之長度L3。在一些實施例中，第三傳輸線450和第四傳輸線460可各自大致呈現一不等寬直條形，以微調天線系統400之阻抗匹配。然而，本發明並不僅限於此。在另一些實施例中，第三傳輸線450和第四傳輸線460亦可各自大致呈現一等寬直條形。

第5圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線系統400之輻射場型圖(其可沿YZ平面進行量測)。根據第5圖之量測結果，天線系統400之輻射場型可提供一第一增益峰值491、一第二增益峰值492、一第三增益峰值493，以及一第四增益峰值494，其中前述之增益峰值之每一者與±Z軸之間可各自形成一傾斜角θ2。大致而言，天線系統400可提供朝上偏移之一第一主波束和朝下偏移之一第二主波束，其中第一主波束包括第一增益峰值491和第三增益峰值493，而第二主波束包括第二增益峰值492和第四增益峰值494。在一些實施例中，天線系統400之元件尺寸可如下列所述。在天線系統400當中，第一天線元件221和第二天線元件222之中心對中心間距D2可大致等於天線系統400之操作頻帶之0.81倍自由空間波長(0.81λ)。第三傳輸線450之長度L3可大致等於天線系統400之操作頻帶之1倍等效波長(1λg)。第四傳輸線460之長度L4可大致等於天線系統400之操作頻帶之1倍等效波長(1λg)。前述之傾斜角θ2可約等於15度。換言之，在使用更多天線元件之後，天線系統400之輻射增益(Radiation Gain)將會變高，而其輻射場型之傾斜角θ2將會變小。必須理解的是，本說明書中所謂「波長(λ)」一詞係指自由空間內之波長，而當使用介電材質時(例如：介質基板)，其亦可根據介電材質與自由空間之間之一等效介電常數(Dielectric Constant)來調整為「等效波長(λg)」。反之，若未使用任何介質材質，則前述之等效波長(λg)將會等同於前述之自由空間波長(λ)。以上元件尺寸之範圍係根據多次實驗結果而得出，其有助於最佳化天線系統400之操作頻寬和阻抗匹配。第4圖之天線系統400之其餘特徵皆與第2圖之天線系統200類似，故此二實施例均可達成相似之操作效果。

第6圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線系統600之前視圖。第6圖和第4圖相似。在第6圖之實施例中，除了前述之元件以外，天線系統600更包括：一第五天線元件225、一第六天線元件226、一第五傳輸線670、一第六傳輸線680、一第五輔助天線元件225A，以及一第六輔助天線元件226A。必須理解的是，前述之第一傳輸線230、第二傳輸線240、第三傳輸線450，以及第四傳輸線460之形狀更可略為改變以微調天線系統600之阻抗匹配。在一些實施例中，天線系統600可涵蓋一操作頻帶，其可介於5150MHz至5850MHz之間，或介於5925MHz至7125MHz之間。

第五天線元件225、第六天線元件226、第五輔助天線元件225A，以及第六輔助天線元件226A可各自以一偶極天線來實施。詳細而言，第五天線元件225和第五輔助天線元件225A皆耦接至一第五連接點FP5，以形成一第五天線陣列，而第六天線元件226和第六輔助天線元件226A皆耦接至一第六連接點FP6，以形成一第六天線陣列。第五天線陣列和第六天線陣列兩者可大致具有相反之極化方向。例如，第五天線陣列可具有平行於-Y軸之極化方向，而第六天線陣列可具有平行於+Y軸之極化方向，但亦不僅限於此。在一些實施例中，第一天線元件221、第二天線元件222、第三天線元件223、第四天線元件224、第五天線元件225，以及第六天線元件226皆可排列於同一條直線上，而第一輔助天線元件221A、第二輔助天線元件222A、第三輔助天線元件223A、第四輔助天線元件224A、第五輔助天線元件225A，以及第六輔助天線元件226A則皆可排列於另一條平行直線上。

第五傳輸線670係耦接於第三連接點FP3和第五連接點FP5之間。第六傳輸線680係耦接於第四連接點FP4和第六連接點FP6之間。第六傳輸線680之長度L6可大致等於第五傳輸線670之長度L5。在一些實施例中，第五傳輸線670和第六傳輸線680可各自大致呈現一不等寬直條形，以微調天線系統600之阻抗匹配。然而，本發明並不僅限於此。在另一些實施例中，第五傳輸線670和第六傳輸線680亦可各自大致呈現一等寬直條形。

第7圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線系統600之輻射場型圖(其可沿YZ平面進行量測)。根據第7圖之量測結果，天線系統600之輻射場型可提供一第一增益峰值691、一第二增益峰值692、一第三增益峰值693，以及一第四增益峰值694，其中前述之增益峰值之每一者與±Z軸之間可各自形成一傾斜角θ3。大致而言，天線系統600可提供朝上偏移之一第一主波束和朝下偏移之一第二主波束，其中第一主波束包括第一增益峰值691和第三增益峰值693，而第二主波束包括第二增益峰值692和第四增益峰值694。在一些實施例中，天線系統600之元件尺寸可如下列所述。在天線系統600當中，第一天線元件221和第二天線元件222之中心對中心間距D3可大致等於天線系統600之操作頻帶之0.998倍自由空間波長(0.998λ)。第五傳輸線670之長度L5可大致等於天線系統600之操作頻帶之1倍等效波長(1λg)。第六傳輸線680之長度L6可大致等於天線系統600之操作頻帶之1倍等效波長(1λg)。前述之傾斜角θ3可約等於10度。換言之，在使用更多天線元件之後，天線系統600之輻射增益將會進一步變高，而其輻射場型之傾斜角θ3將會進一步變小。以上元件尺寸之範圍係根據多次實驗結果而得出，其有助於最佳化天線系統600之操作頻寬和阻抗匹配。第6圖之天線系統600之其餘特徵皆與第4圖之天線系統400類似，故此二實施例均可達成相似之操作效果。

整體而言，前述之天線系統之輻射場型之每一增益峰值之傾斜角可根據下列方程式(1)而計算得出：

……………………………………(1) 其中「θ」代表傾斜角，「D」代表第一天線元件和第二天線元件之中心對中心間距，「λ」代表天線系統之操作頻帶之自由空間波長，而「N」代表天線元件(不包括輔助天線元件)之總數量之一半(例如：在第1、2圖之實施例中N等於1，在第4圖之實施例中N等於2，而在第6圖之實施例中N等於3)。

以上方程式(1)係基於中心對中心間距(D)小於自由空間波長(λ)之假設(亦即， )而設計。反之，若中心對中心間距(D)大於自由空間波長(λ)(亦即， )，則前述之天線系統之輻射場型之每一增益峰值之傾斜角可根據下列方程式(2)而計算得出：

……………………………………(2)

第8圖係顯示根據本發明另一實施例所述之天線系統800之前視圖。第8圖和第1圖相似。在第8圖之實施例中，天線系統800包括：一信號饋入部110、一第一天線元件821、一第二天線元件822、一第一傳輸線830、一第二傳輸線840，以及一接地面(Ground Plane)850，其中第一天線元件821和第二天線元件822各自為一貼片天線(Patch Antenna)，而接地面850係鄰近於第一天線元件821和第二天線元件822。相似地，第一天線元件821和第二天線元件822兩者可大致具有相反之極化方向，且第一傳輸線830和第二傳輸線840兩者則可大致具有相同長度。必須注意的是，本說明書中所謂「鄰近」或「相鄰」一詞可指對應之二元件間距小於一既定距離(例如：10mm或更短)，但通常不包括對應之二元件彼此直接接觸之情況(亦即，前述間距縮短至0)。在天線系統800當中，第一天線元件821和第二天線元件822之中心對中心間距D4亦可套用至前述之方程式(1)或(2)，從而可計算出對應之增益峰值之傾斜角。第8圖之天線系統800之其餘特徵皆與第1圖之天線系統100類似，故此二實施例均可達成相似之操作效果。

本發明提出一種新穎之天線系統。相較於傳統設計，本發明至少具有多重增益峰值之輻射場型、較小尺寸，以及較低製造成本等優勢，故其很適合應用於各種各式之通訊裝置當中。

值得注意的是，以上所述之元件尺寸、元件形狀，以及頻率範圍皆非為本發明之限制條件。天線設計者可以根據不同需要調整這些設定值。本發明之天線系統並不僅限於第1-8圖所圖示之狀態。本發明可以僅包括第1-8圖之任何一或複數個實施例之任何一或複數項特徵。換言之，並非所有圖示之特徵均須同時實施於本發明之天線系統當中。

在本說明書以及申請專利範圍中的序數，例如「第一」、「第二」、「第三」等等，彼此之間並沒有順序上的先後關係，其僅用於標示區分兩個具有相同名字之不同元件。

本發明雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明的範圍，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100,200,400,600,700,800:天線系統 110:信號饋入部 121,221,821:第一天線元件 122,222,822:第二天線元件 130,230,830:第一傳輸線 140,240,840:第二傳輸線 221A:第一輔助天線元件 222A:第二輔助天線元件 223:第三天線元件 223A:第三輔助天線元件 224:第四天線元件 224A:第四輔助天線元件 225:第五天線元件 225A:第五輔助天線元件 226:第六天線元件 226A:第六輔助天線元件 227:第七天線元件 227A:第七輔助天線元件 228:第八天線元件 228A:第八輔助天線元件 230:第三傳輸線 240:第四傳輸線 291,491,691:第一增益峰值 292,492,692:第二增益峰值 293,493,693:第三增益峰值 294,494,694:第四增益峰值 670:第五傳輸線 680:第六傳輸線 850:接地面 D1,D2,D3,D4:間距 FP1:第一連接點 FP2:第二連接點 FP3:第三連接點 FP4:第四連接點 FP5:第五連接點 FP6:第六連接點 L1,L2,L3,L4,L5,L6:長度 X:X軸 Y:Y軸 Z:Z軸 θ1,θ2,θ3:傾斜角

第1圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線系統之示意圖。第2圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線系統之前視圖。第3圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線系統之輻射場型圖。第4圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線系統之前視圖。第5圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線系統之輻射場型圖。第6圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線系統之前視圖。第7圖係顯示根據本發明一實施例所述之天線系統之輻射場型圖。第8圖係顯示根據本發明另一實施例所述之天線系統之前視圖。

100:天線系統

110:信號饋入部

121:第一天線元件

122:第二天線元件

130:第一傳輸線

140:第二傳輸線

FP1:第一連接點

FP2:第二連接點

L1,L2:長度

Claims

一種天線系統，包括：一信號饋入部；一第一天線元件，耦接至一第一連接點；一第二天線元件，耦接至一第二連接點；一第一傳輸線，耦接於該信號饋入部和該第一連接點之間；以及一第二傳輸線，耦接至該信號饋入部和該第二連接點之間，其中該第一傳輸線和該第二傳輸線兩者大致具有相同長度；其中該第一天線元件和該第二天線元件兩者大致具有相反之極化方向，使得該天線系統之一輻射場型能提供複數個不同增益峰值；其中該天線系統涵蓋一操作頻帶；其中該等增益峰值之每一者之一傾斜角係根據下列方程式之至少一者作計算：
或
其中「θ」代表該傾斜角，「D」代表該第一天線元件和該第二天線元件之中心對中心間距，「λ」代表該操作頻帶之自由空間波長，而「N」代表天線元件之總數量之一半。
如請求項1所述之天線系統，其中該操作頻帶介於5150MHz至5850MHz之間，或介於5925MHz至7125MHz之間。
如請求項1所述之天線系統，其中該第一天線元件和該第二天線元件各自為一偶極天線。
如請求項2所述之天線系統，其中該第一天線元件和該第二天線元件之中心對中心間距係大致等於該操作頻帶之0.64倍自由空間波長。
如請求項1所述之天線系統，更包括：一第一輔助天線元件，耦接至該第一連接點；以及一第二輔助天線元件，耦接至該第二連接點。
如請求項2所述之天線系統，更包括：一第三天線元件，耦接至一第三連接點；一第四天線元件，耦接至一第四連接點；一第三傳輸線，耦接於該第一連接點和該第三連接點之間；以及一第四傳輸線，耦接於該第二連接點和該第四連接點之間。
如請求項6所述之天線系統，其中該第一天線元件和該第二天線元件之中心對中心間距係大致等於該操作頻帶之0.81倍自由空間波長。
如請求項6所述之天線系統，其中該第三傳輸線和該第四傳輸線之每一者之長度皆大致等於該操作頻帶之1倍等效波長。
如請求項6所述之天線系統，更包括：一第三輔助天線元件，耦接至該第三連接點；以及一第四輔助天線元件，耦接至該第四連接點。
如請求項6所述之天線系統，更包括：一第五天線元件，耦接至一第五連接點；一第六天線元件，耦接至一第六連接點；一第五傳輸線，耦接於該第三連接點和該第五連接點之間；以及一第六傳輸線，耦接於該第四連接點和該第六連接點之間。
如請求項10所述之天線系統，其中該第一天線元件和該第二天線元件之中心對中心間距係大致等於該操作頻帶之0.998倍自由空間波長。
如請求項10所述之天線系統，其中該第五傳輸線和該第六傳輸線之每一者之長度皆大致等於該操作頻帶之1倍等效波長。
如請求項10所述之天線系統，更包括：一第五輔助天線元件，耦接至該第五連接點；以及一第六輔助天線元件，耦接至該第六連接點。
如請求項1所述之天線系統，其中該第一天線元件和該第二天線元件各自為一貼片天線。
如請求項14所述之天線系統，更包括：一接地面，鄰近於該第一天線元件和該第二天線元件。