[发明专利]复合式多天线系统及其无线通信装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种天线，且特别涉及一种复合式多天线系统以及使用此复合式多天线系统的无线通信装置。

背景技术

目前，无线通信技术蓬勃发展，因此人们可以常常通过无线通信装置连接上网或进行通话。不管是何种无线通信装置，都需要天线来收发特定频率的无线信号。举例来说，室外与室内的无线存取装置(Access Point，AP)都具有天线，以作为无线通信装置连接上网的桥接点。

平板天线(patch antenna)或微带天线(microstrip antenna)的天线辐射场型(radiation pattern)具有较高的指向性与较高的增益值，因此室外的无线存取装置通常会使用平板天线或微带天线。

请参照中国台湾公告第M355472号专利，此相关前案揭示一种双极化阵列天线，且双极化阵列天线包括馈入网络与多个天线单元。双极化阵列天线利用馈入网络产生相位差，以使其天线辐射场型在空间中可以达到双极化的效果。同时，因为多个天线单元以阵列方式配置于同一反射板之上，因此可以提升双极化阵列天线的天线辐射场型的指向性与增益值。

然而，上述相关前案所揭示的双极化阵列天线需要使用复杂的馈入网络，且为了提升天线增益值，双极化阵列天线还必须搭配多个天线单元来使用。又加上，一般平板天线或微带天线的共振长度约为特定频率的二分之一波长，使得上述双极化阵列天线的天线面积与尺寸都较为庞大，而不适合用多输入多输出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)的多天线通信系统。

在多个天线单元中，为了降低天线系统所使用的空间，收发天线与天线之间必须紧密摆放。然而，因为天线与天线之间紧密摆放的缘故，天线与天线之间在收发时的信号将会彼此相互干扰，且特别是在每一天线操作于相同或相近的频带时，天线与天线之间的信号将会有明显的相互耦合(mutual coupling)，而导致天线接收会有同频干扰的问题。除此之外，因为天线与天线之间的信号相互耦合的原因，系统数据吞吐量(throughout)也将因此降低。以两个平行摆放的偶极天线为例，偶极天线与偶极天线之间的间距通常需要大于操作频率(即无线信号的特定频率)的波长的0.65倍，才能降低彼此之间的干扰，以确保天线隔离度(isolation)可以小于-15分贝(dB)，而避免天线之间彼此干扰的问题。但是，由于上述多天线系统中天线之间的间距有所限制，使得整体尺寸过大，而不易置放于轻薄短小的无线通信装置的内部。

另外，由于平板与微带天线常是采用探针馈入方式，因此系统电路板上的射频信号输出端的位置与天线的馈入端位置必需互相配合，此也代表无法任意替换其它的天线来搭配同一片系统电路板。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明实施例提供一种复合式多天线系统，此复合式多天线系统包括系统电路板、天线基板以及两项紧邻摆放的至少一偶极天线与至少一单极槽孔天线。系统电路板上具有至少一系统接地面，且系统接地面用以作为复合式多天线系统的天线反射面。天线基板与系统接地面具有第一间距。偶极天线提供第一操作频带且具有第一信号馈入源，而单极槽孔天线提供第二操作频带且具有第二信号馈入源。偶极天线与单极槽孔天线都位于天线基板的表面上，单极槽孔天线位于偶极天线附近。单极槽孔天线与偶极天线之间具有第二间距，且第一信号馈入源与第二信号馈入源的信号馈入方向互相垂直，信号相位差90度。

本发明实施例提供一种无线通信装置，其中无线通信装置的收发芯片位于上述系统电路板，且电气连接复合式多天线系统。

综上所述，本发明实施例所提供的复合式多天线系统具有天线结构简单、尺寸小、制作容易、成本低、易内藏并整合在无线通信装置之中等优点。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，但是此等说明与附图仅系用来说明本发明，而非对本发明的权利范围作任何的限制。

附图说明

图1是本发明实施例提供的复合式多天线系统的立体结构图。

图2是本发明实施例提供的复合式多天线系统的俯视图。

图3是本发明实施例提供的复合式多天线系统的偶极天线与单极槽孔天线的详细俯视图。

图4是图1的偶极天线操作于5490MHz的辐射场型示意图。

图5是图1的单极槽孔天线操作于5490MHz的辐射场型示意图。

图6是图1的复合式多天线系统在不同频率下的S参数的曲线图。

图7是图1的偶极天线的天线增益与辐射效率的曲线图。