[发明专利]多频多天线系统及其通信装置

说明书

技术领域

本揭露涉及一种多天线结构及其通信装置。

背景技术

由于无线通信信号质量、可靠度与传输速度需求的不断提升，导致了多天线系统，例如：场型切换天线(Pattern Switchable or Beam-Steering Antenna)系统或者多输入多输出天线(MIMO Antenna，Multi-input Multi-output Antenna)系统技术的发展。举例说明，目前无线区域网络(Wireless Local Area Network，WLAN)系统频段(2400~2484MHz，84MHz)的MIMO天线技术(IEEE 802.11n)已能成功应用于产品当中，例如：笔记型计算机(Laptop)、手持式通信装置或者无线桥接器(Wireless Access Point)等产品。

除了WLAN系统外，第四代(4G)移动通信系统，例如：长程演进(Long Term Revolution，LTE)系统，也发展成能够达成MIMO多天线系统的应用。因此，未来第四代(4G)移动通信系统将可以达成比第二代(2G)或第三代(3G)移动通信系统更高速的移动上网能力。由于不同国家所规划的通信频段不一定相同，例如:美国规划采用LTE700(704~787MHz)频段，中国与欧洲分别规划采用LTE2300(2300~2400MHz)与LTE2500(2500~2690MHz)频段等。如此增加了MIMO多天线系统的设计挑战。

当多个相同频段操作的天线，共同设计于空间有限的装置内，如果每个天线又同时需要达成多频操作的需求，多频段解耦合等的问题提高了多天线系统设计的复杂度。

现有WLAN系统的2400MHz操作频率的四分之一波长仅约为31mm。其天线共振所需尺寸小，因此在装置内，多个天线之间可以具有较大的间隔距离，来减少相互耦合的问题。然而，LTE700系统的700MHz操作频率的四分之一波长约为107mm，其为2400MHz频率的四分之一波长长度的三倍以上。所以LTE700频段的天线需要更大的共振尺寸来达成操作，如此在空间有限的装置内，多个天线之间的间隔距离变小了。因此导致多天线之间的隔离度问题会更增加技术困难。如果在两相邻天线间，设计电气连接金属线的方式，其应用于单一频段能量解耦合，而非多频操作的能量解耦合。

另一应用于操作波长较短(例如，2400MHz频段)的单一频段，在两相邻天线间，设计短路于接地面的金属结构或槽缝，来增加两个相邻天线之间的隔离度。该接地金属结构或槽缝在接地面上激发感应电流，其操作在波长较长频段所激发的感应电流，会影响相邻天线单元产生匹配良好的共振模态。

本揭露提出一种多频多天线系统及其通信装置。

发明内容

本揭露的实施范例揭露一种多频多天线系统及其通信装置。依据实施范例的一些实作例能解决上述等技术问题。

根据一实施例，本揭露提出一多频多天线系统，其包括：接地面、第一天线单元、第二天线单元、耦合导体线以及接地导体线。该第一天线单元，具有第一导体部、第一低通滤波部以及第一延伸导体部。该第一导体部经由第一信号源耦合连接于该接地面，该第一低通滤波部电气连接于该第一导体部与该第一延伸导体部之间。该第一导体部使该第一天线单元具有第一较高频带共振路径，该第一较高频带共振路径产生第一较高操作频带。该第一导体部、该第一低通滤波部与该第一延伸导体部使该第一天线单元具有第一较低频带共振路径，该第一较低频带共振路径产生第一较低操作频带。该第一较高与较低操作频带均分别用来收发至少一通信系统频段的电磁信号。该第二天线单元，具有第二导体部、第二低通滤波部以及第二延伸导体部。该第二导体部经由第二信号源耦合连接于该接地面，该第二低通滤波部电气连接于该第二导体部与该第二延伸导体部之间。该第二导体部使该第二天线单元具有第二较高频带共振路径，该第二较高频带共振路径产生第二较高操作频带。该第二导体部、该第二低通滤波部与该第二延伸导体部使该第二天线单元具有第二较低频带共振路径。该第二较低频带共振路径产生第二较低操作频带。该第二较高与较低操作频带均分别用来收发至少一通信系统频段的电磁信号。该第一与第二较低操作频带涵盖至少一相同的通信系统频段，该第一与第二较高操作频带涵盖至少一相同的通信系统频段。该耦合导体线，设置分别邻近于该第一天线单元与该第二天线单元，其具有第一耦合部以及第二耦合部。该第一耦合部与该第一天线单元具有第一耦合间隙，该第二耦合部与该第二天线单元具有第二耦合间隙。该接地导体线，设置于该第一天线单元与该第二天线单元之间，并电气连接于该接地面。