CN106159447B

CN106159447B - 智能天线模块以及全指向性天线

Info

Publication number: CN106159447B
Application number: CN201510175089.XA
Authority: CN
Inventors: 刘安锡; 詹长庚; 谢忠翰
Original assignee: Wistron Neweb Corp
Current assignee: Wistron Neweb Corp
Priority date: 2015-04-14
Filing date: 2015-04-14
Publication date: 2019-06-25
Anticipated expiration: 2035-04-14
Also published as: CN106159447A

Abstract

一种智能天线模块以及全指向性天线。该智能天线模块包括：一全指向性天线；以及至少一反射单元，该至少一反射单元用来调整该全指向性天线的辐射场型，其中该至少一反射单元包括：一反射部；以及一开关，该开关耦接于该反射部与该全指向性天线的一接地部之间，用来根据一控制信号，电性连接或分离该反射部以及该接地部，以调整该全指向性天线的辐射场型。本发明的智能天线模块同时具备全指向性辐射场型以及指向性辐射场型的功能，可作为一波束切换天线，藉此达到改善共同信道衰退的目的以及提升智能天线模块的数据吞吐量。

Description

智能天线模块以及全指向性天线

技术领域

本发明涉及一种智能天线模块以及全指向性天线，尤指一种通过调整至少一反射单元的接地状态来调整辐射场型的智能天线模块以及全指向性天线。

背景技术

随着无线通信技术的普及化，用户增加的情况使得共同信道衰退(co-channelfading)对无线通信质量的影响也越加显著。共同信道衰退不仅弱化无线通信装置的传输质量，也会限制通信频段的使用效率。传统上，智能天线(smart antenna)可作为共同信道衰退的解决方案，而智能天线可分为适应性天线(adaptive antenna)以及波束切换天线(switched-beam antenna)等两大类别。

适应性天线可通过自动地调整其辐射场型以阻隔干扰信号，然而，适应性天线需配置相对复杂的射频(Radio-frequency，RF)电路来进行波束操纵(beam steering)，以实现辐射场型的调整。相比之下，波束切换天线仅需配置相对简易的一组切换开关来控制波束的切换，因此波束切换天线的硬件实践性以及成本效益较优于适应性天线。

近年来，波束切换天线已应用在支持无线局域网络标准IEEE 802.11b/g/n的无线通信装置，例如无线存取点。除此之外，随着无线通信技术不断演进，无线通信装置所配置的天线数量可能增加。举例来说，无线局域网络标准IEEE 802.11n支持多输入多输出(Multi-input Multi-output，MIMO)通信技术，亦即相关无线通信装置可通过多重(或多组)天线同步收发无线信号，以在不增加带宽或总发射功率耗损(Transmit PowerExpenditure)的情况下，大幅地增加***的数据吞吐量(Throughput)及传送距离，进而有效提升无线通信***的频谱效率及传输速率，改善通信质量。

由上述可知，要实现多输入多输出功能中空间多任务、多样技术，先决条件必需搭配多组天线，以将空间分成许多信道，进而提供多个天线场型。当同一电子产品在有限空间下配置多组天线时，通信上的基本需求之一是这些天线都是独立，彼此不会相互影响，且具有良好的隔离度。然而，在有限空间下，要提高天线隔离度同时又要维持多输入多输出的数据吞吐量，势必增加许多设计难度。因此，如何设计符合传输需求的天线，同时兼顾尺寸及功能，已成为业界所努力的目标之一。

发明内容

因此，本发明的主要目的即在于提供一种智能天线模块以及全指向性天线，其可通过调整至少一反射单元的接地状态来调整辐射场型，以实现波束操纵。

本发明公开一种智能天线模块，该智能天线模块包括：一全指向性天线以及至少一反射单元；该至少一反射单元用来调整该全指向性天线的辐射场型，其中该至少一反射单元包括：一反射部以及一开关；该开关耦接于该反射部与该全指向性天线的一接地部之间，用来根据一控制信号，电性连接或分离该反射部以及该接地部，以调整该全指向性天线的辐射场型。

本发明还公开一种全指向性天线，该全指向性天线包括：一接地部、一馈入部以及一辐射部；该馈入部电性连接于一无线信号；该辐射部电性连接于该馈入部，用来共振该无线信号，其中该辐射部包括：一第一支臂，该第一支臂电性连接于该馈入部，从该馈入部朝一第一方向延伸；一第二支臂，该第二支臂电性连接于该第一支臂，从该第一支臂朝一第二方向延伸；以及一第三支臂，该第三支臂电性连接于该第二支臂以及该接地部之间，该第三支臂包括：一第一弯折；一第一分支，该第一分支电性连接于该第二支臂以及该第一弯折之间，从该第二支臂朝一第三方向延伸；以及一第二分支，该第二分支电性连接于该第一弯折以及该接地部之间，从该第一弯折朝该第一方向的反方向延伸；一第四支臂，该第四支臂电性连接于该第一支臂，从该第一支臂朝该第二方向的反方向延伸；以及一第五支臂，该第五支臂电性连接于该第四支臂以及该接地部之间，该第五支臂包括：一第二弯折；一第三分支，该第三分支电性连接于该第四支臂以及该第二弯折之间，从该第四支臂朝该第三方向的反方向延伸；以及一第四分支，该第四分支电性连接于该第二弯折以及该接地部之间，从该第二弯折朝该第一方向的反方向延伸；其中，该第一、第二及第三方向相互垂直。

本发明的智能天线模块同时具备全指向性辐射场型以及指向性辐射场型的功能，可作为一波束切换天线，藉此达到改善共同信道衰退的目的以及提升智能天线模块的数据吞吐量。

附图说明

图1为本发明实施例的一智能天线模块的示意图。

图2为本发明实施例的另一智能天线模块的示意图。

图3为本发明实施例图1的全指向性天线的示意图。

图4为本发明实施例图1的全指向性天线的馈入结构图。

图5为本发明实施例图1的反射单元的示意图。

图6为本发明实施例图1的反射单元的等效电路图。

图7为本发明实施例的另一智能天线模块的示意图。

图8为本发明实施例图7的全指向性天线的示意图。

图9为本发明实施例图7的反射单元的示意图。

图10为本发明实施例图7的全指向性天线的馈入结构图。

图11绘示了图1的智能天线模块在5G频段的回返耗损。

图12绘示了图7的智能天线模块在2.4G频段的回返耗损。

图13绘示图1的智能天线模块在5G频段的x-y平面的辐射场型图。

图14绘示图2的智能天线模块在5G频段的x-y平面的辐射场型图。

图15绘示图7的智能天线模块在2.4G频段的x-z平面的辐射场型图。

主要组件符号说明：

1、2、7 智能天线模块

10、70 全指向性天线

11、12、13、21、22、23、24、71、72、73、74 反射单元

14 基板

15、25、75、76 支架

x、y、z 方向

FP 馈入部

100、700 辐射部

110、710 反射部

101、102、112、113、支臂

701、702、703、704、705、712、713

7031、7032、7051、7052 分支

706、707 开路残段

111、7033、7053 弯折

RF_sig 无线信号

CT_sig 控制信号

GND、GND_L2 接地部

141_L1、142_L2、143_L1、144_L2 接垫

FST、FST_1、GST_1、GST_2 插槽

GV 接地贯孔

SV 信号贯孔

SW 开关

D1、D2 二极管

CK 射频扼流组件

L1、L2、L3 长度

具体实施方式

本发明的智能天线模块具备两种操作模式，其为全指向性(omni-directional)模式以及指向性(directional)模式。当智能天线模块操作于全指向性模式时，可使其具有全指向性辐射场型，以收发来自全水平面的无线信号；另一方面，当得知有兴趣的无线信号来源的方向时，本发明的智能天线模块操作于指向性模式，可使其具有指向性辐射场型，且指向性辐射场型的主要波束指向方向亦可适应性地调整到大致朝向无线信号来源的方向，藉以实现波束操纵。如此一来，本发明的智能天线模块同时具备全指向性辐射场型以及指向性辐射场型的功能，可作为一波束切换天线，藉此达到改善共同信道衰退的目的以及提升智能天线模块的数据吞吐量。

具体而言，请参考图1，其为本发明实施例的一智能天线模块1的示意图。智能天线模块1可整合在具有无线通信功能的电子装置内，例如无线存取点、个人计算机或笔记本型计算机等，且上述电子装置可配置有多个智能天线模块1，以支持多输入多输出通信技术。电子装置内的无线信号处理模块和/或其他信号处理单元可耦接于智能天线模块1，用来产生至少一控制信号至智能天线模块1，因此智能天线模块1可根据该控制信号来调整其辐射场型，以实现波束操纵。

在结构上，智能天线模块1包含有一全指向性天线10、反射单元11、12及13、一基板14以及一支架15。基板14中形成有接地部GND(未绘于图1)。反射单元11、12及13分别用来根据对应的控制信号，电性连接至接地部GND或分离接地部GND，以调整全指向性天线10的辐射场型。全指向性天线10、反射单元11、12、13以及支架15设置于基板14的第一面上(例如，表面)。支架15耦接于全指向性天线10以及反射单元11、12、13，用来固定全指向性天线10及反射单元11、12、13。

在操作上，当智能天线模块1操作于一全指向性模式时，所有的反射单元11、12、13呈现浮接(floating)状态，此时全指向性天线10的辐射场型为一全指向性场型。反之，当智能天线模块1操作于一指向性模式时，反射单元11、12、13的一者电性连接至接地部GND，此时反射单元11、12、13中的一者可视为全指向性天线10的一部分，用来反射全指向性天线10的全指向性场型，使全指向性天线10的辐射场型呈现一指向性场型。其中，指向性场型的一主要波束指向方向大致平行于从电性连接至接地部GND的反射单元朝向全指向性天线10的方向。以反射单元11为例，当反射单元11接地且反射单元12、13浮接时，反射单元11可视为全指向性天线10的一部分，用来反射全指向性天线10的辐射场型，此时指向性场型的主要波束指向方向大致平行于从反射单元11朝向全指向性天线10的方向(即x方向的反向)。

如此一来，通过控制信号将反射单元11、12、13中的一者电性连接至接地部GND，可使全指向性天线10的辐射场型呈现指向性场型，其中主要波束指向方向可具有三种不同的指向方向。在较佳实施例中，反射单元11、12、13均等地设置于全指向性天线10周围，而相邻设置的反射单元，如反射单元11与12、12与13或11与13，与全指向性天线10之间具有一圆心角，圆心角等于360/N，其中N是反射单元的数量。在图1的实施例中，数量N为3，圆心角为120度。因此，假设x方向为0度的情况下，反射单元11、12、13分别设置于全指向性天线10周围的0度、120度以及240度方位。当反射单元11接地时，主要波束指向方向大致平行于从反射单元11朝向全指向性天线10的方向(即180度方向)；当反射单元12接地时，主要波束指向方向大致平行于从反射单元12朝向全指向性天线10的方向(即300度方向)；当反射单元13接地时，主要波束指向方向大致平行于从反射单元13朝向全指向性天线10的方向(即60度方向)。

换言之，本发明的智能天线模块1可控制反射单元11、12、13与接地部GND的连接及分离状态，以调整全指向性天线10的辐射场型。当智能天线模块1操作于全指向性模式时，所有的反射单元11、12、13与接地部GND呈现分离状态，使全指向性天线10具有全指向性辐射场型；另一方面，当得知有兴趣的无线信号来源的方向时，智能天线模块1可操作于指向性模式，反射单元11、12、13中的一者与接地部GND呈现连接状态，使全指向性天线10具有指向性辐射场型。如此一来，本发明的智能天线模块1同时具备全指向性辐射场型以及指向性辐射场型的功能，可作为一波束切换天线，藉此达到改善共同信道衰退的目的以及提升智能天线模块的数据吞吐量。

需注意的是，图1的智能天线模块1为本发明的实施例，凡是符合上述架构及对应操作方式的天线模块皆属本发明的范畴，而不限于上述实施例。举例来说，当智能天线模块1操作于指向性模式时，反射单元11、12、13中的相邻二者可电性连接至接地部GND，使全指向性天线10的辐射场型为一指向性场型，其中指向性场型的主要波束指向方向大致平行于从电性连接至接地部GND的相邻二反射单元的中间点朝向全指向性天线10的方向。如此一来，波束操纵的方向可更添灵活性。例如，当反射单元11、12接地时，主要波束指向方向大致平行于从二相邻的反射单元11、12的中间点朝向全指向性天线10的方向(即240度方向)；当反射单元12、13接地时，主要波束指向方向大致平行于从二相邻的反射单元12、13的中间点朝向全指向性天线10的方向(即0度方向)；当反射单元11、13接地时，主要波束指向方向大致平行于从二相邻的反射单元11、13的中间点朝向全指向性天线10的方向(即120度方向)。主要波束指向方向对应反射单元的接地状态可参见如下表格1。

因此，通过调整反射单元的接地状态，本发明的智能天线模块1可具备六种不同的主要波束指向方向，如此可使波束操纵更具灵活性。

除此之外，反射单元11、12、13与全指向性天线10的相对位置可视实际需要调整，而不限于图1的实施例。例如，反射单元11、12、13与全指向性天线10之间的圆心角可为任意角度；或者，反射单元11、12、13的一者或多者可远离或接近全指向性天线10。反射单元的数量N不限，至少一个即可，视实际应用需求。在较佳实施例中，反射单元的数量N为3或4。请参考图2，其为本发明实施例的另一智能天线模块2的示意图。智能天线模块1与2的差异在于智能天线模块2的反射单元的数量N为4。

在结构上，智能天线模块2包含有反射单元21、22、23及24，假设x方向为0度的情况下，反射单元21、22、23及24分别设置于全指向性天线10周围的0度、90度、180度以及270度方位。智能天线模块2的一支架25耦接于全指向性天线10以及反射单元21、22、23及24，以强化全指向性天线10以及反射单元21、22、23、24的稳定度。

在操作上，当智能天线模块2操作于全指向性模式时，所有的反射单元21、22、23、24呈现浮接状态，可使全指向性天线10具有全指向性辐射场型。另一方面，当智能天线模块2操作于指向性模式时，全指向性天线10的主要波束指向方向可具有八种不同的指向方向，如此可使波束操纵更具灵活性。主要波束指向方向对应反射单元的接地状态可参见如下表格2。

因此，通过调整反射单元的接地状态以及增加反射单元的数量，本发明的智能天线模块可具备多种不同的主要波束指向方向，如此可使波束操纵更具灵活性。

进一步地，请参考图3，其为本发明实施例的全指向性天线10的示意图。如图3所示，全指向性天线10包含有一馈入部FP以及一辐射部100。辐射部100电性连接于馈入部FP，用来共振一无线信号RF_sig。辐射部100包含有支臂101及102。支臂101电性连接于馈入部FP，从馈入部FP朝z方向延伸，支臂102电性连接于支臂101，沿x方向延伸。其中，全指向性天线10是一T形单极天线或一弯折式单极天线(bended-monopole)，且为垂直极化。其中，x、y及z方向相互垂直。

请参考图4，其为本发明实施例的全指向性天线10的馈入结构透视图。基板14的第一面(即表面)上形成有一接垫141_L1以及接地部GND，辐射部100可通过焊接而设置于基板14的第一面。基板14的第二面(即底面)上形成有一接垫142_L2以及一接地部GND_L2。接垫142_L2可作为馈入部FP，用来馈入无线信号RF_sig。基板14内部形成有多个接地贯孔(ground via)GV以及多个信号贯孔(signal via)SV，接地贯孔GV用来电性连接接地部GND以及GND_L2，信号贯孔SV用来电性连接接垫141_L1以及142_L2。此外，基板14内可形成有一插槽FST_1，辐射部100可***插槽FST_1中，以固定辐射部100。

请参考图5，其为本发明实施例的反射单元11的透视图。请注意，图1绘示的反射单元11、12、13以及图2绘示的反射单元21、22、23、24的结构完全一致，在此仅以反射单元11为例说明。如图5所示，反射单元11包含有一反射部110以及一开关SW。开关SW耦接于反射部110与接地部GND之间，用来根据一控制信号CT_sig，电性连接或分离反射部110以及接地部GND(和GND_L2)，以调整全指向性天线10的辐射场型。其中，控制信号CT_sig可为通用型的输入输出(General Purpose I/O，GPIO)信号，由电子装置内的无线信号处理模块和/或其他信号处理单元所产生，以控制反射单元11的接地状态。

反射部110包含有弯折111以及支臂112及113。支臂112耦接于开关以及弯折111之间，从开关SW朝z方向延伸。支臂113的一端电性连接于弯折111，支臂113的另一端为开路，从弯折111沿从全指向性天线10朝向反射部110的方向延伸(即x方向)。然而不限于此，在其他实施例中，反射部的开路支臂112亦可从弯折111沿反射部110朝向全指向性天线10的方向延伸(即x方向的反方向)。

基板14的第一面上形成有一接垫143_L1以及接地部GND，反射部110可通过焊接而设置于基板的第一面。基板14的第二面上形成有一接垫144_L2以及接地部GND_L2。信号贯孔SV用来电性连接接垫143_L1以及144_L2。此外，接地贯孔GV形成于开关SW周围，用来电性连接接地部GND及GND_L2。开关SW较佳地设置于基板14的第二面上，相对于辐射部100设置于基板14的第一面上，如此配置有利于生产制造。

请参考图6，其为本发明实施例的反射单元11的等效电路图。开关SW耦接于反射部110与接地部GND之间，用来根据控制信号CT_sig，电性连接或分离反射部110以及接地部GND，以调整全指向性天线10的辐射场型。

开关SW包含至少一开关组件(本实施例以二极管D1、D2为例)以及一射频扼流组件(Choke)CK。本实施例的二极管D1及D2的阳极耦接于反射部110，二极管D1及D2的阴极耦接于接地部GND，由于采用两个二极管来提升反射部110与接地部GND之间的导电性，以增加全指向性天线10的主要波束的指向性(directivity)。在其他实施例中，开关SW亦可包含三个(或以上)或单一开关组件。开关组件较佳地为PIN-二极管(P-intrinsic-N Diode)或任何可以作为开关的射频切换组件，例如PN接面二极管(PN Diode)、晶体管或微机电***(Microelectromechanical Systems，MEMS)等。本实施例的射频扼流组件CK的一端耦接于控制信号CT_sig，另一端耦接于二极管D1及D2的阳极以及反射部110，用来防止控制信号CT_sig影响整体天线的特性及稳定性，及防止CT_sig的噪声电流流至接地部GND和反射单元。且射频扼流组件CK可防止接地部GND及反射部110的信号流至控制信号CT_sig。

在操作上，当控制信号CT_sig为高电位时，二极管D1、D2同时被导通，以将反射部110电性连接至接地部GND；当控制信号CT_sig为低电位时，二极管D1、D2同时被关闭，以将反射部110分离接地部GND。因此，控制信号CT_sig可控制反射部110的接地状态，以调整整体天线的辐射场型。

请参考图7，其为本发明实施例的另一智能天线模块7的示意图。智能天线模块7与图2的智能天线模块2的架构以及操作方式相似，同样为一全指向性天线搭配四个反射单元，因此智能天线模块7的全指向性天线的主要波束指向方向可具有八种不同的指向方向。智能天线模块7与智能天线模块2的差异在于全指向性天线及反射单元的形状不同，其中智能天线模块7另外增加一支架来固定反射单元，以强化反射单元的稳定度。

如图7所示，智能天线模块7包含有一全指向性天线70、反射单元71、72、73、74、基板14以及支架75、76。每一反射单元71、72、73、74用来根据对应的控制信号，电性连接至接地部GND或分离接地部GND，以调整全指向性天线70的辐射场型。支架75连接于全指向性天线70，用来固定全指向性天线70，以强化其稳定度。支架76用来固定反射单元71、72、73、74，以强化其稳定度。

请参考图8，其为本发明实施例的全指向性天线70的示意图。如图8所示，全指向性天线70包含有馈入部FP以及一辐射部700。辐射部700电性连接于馈入部FP，用来共振无线信号RF_sig。辐射部700包含有支臂701、702、703、704及705。支臂703及705电性连接至接地部GND，在本实施例，全指向性天线70可视为一双接地引脚单极天线(dual shorted-pinmonopole)，此类型的天线可消除谐波频率，使其在主要共振频率的辐射效率优化。

在结构上，支臂701电性连接于馈入部FP，从馈入部FP朝z方向延伸。支臂702电性连接于支臂701，从支臂701朝x方向的反方向延伸。支臂703电性连接于支臂702以及接地部GND之间。支臂703包含有分支7031、7032以及弯折7033。分支7031电性连接于支臂702以及弯折7033之间，从支臂702朝y方向延伸。分支7032电性连接于弯折7033以及接地部GND之间，从弯折7033朝z方向的反方向延伸。

支臂704电性连接于支臂701，从支臂701朝x方向延伸。支臂705电性连接于支臂704以及接地部GND之间，且支臂705包含有分支7051、7052以及弯折7053。分支7051电性连接于支臂704以及弯折7053之间，从支臂704朝y方向的反方向延伸。分支7052电性连接于弯折7053以及接地部GND之间，从弯折7053朝z方向的反方向延伸。

支臂702与支臂703的分支7031的组合构成开口朝向y方向的U形状，以及支臂704与支臂705的分支7051的组合构成开口朝向y方向的反方向的U形状；支臂703的分支7032呈现开口朝向x方向的U形状，以及支臂705的分支7052呈现开口朝向x方向的反方向的U形状。

支臂701具有一长度L1，支臂702及704分别具有一长度L2，长度L1及L2的总和大致为无线信号RF_sig的四分之一波长。支臂703及705分别具有一长度L3，长度L3大致为无线信号RF_sig的四分之一波长。因此，支臂701、702及703的总长度大致为无线信号RF_sig的半波长，且支臂701、704及705的总长度大致为无线信号RF_sig的半波长。

值得注意的是，辐射部700可另外包含开路残段(Open-stub)706及707，用来提升辐射部700共振无线信号RF_sig的辐射效率和天线阻抗匹配。开路残段706电性连接于支臂702与703的连接处，开路残段707电性连接于支臂704与705连接处。换言之，开路残段706及707可设置于约为无线信号RF_sig的四分之一波长处，以改变四分之一波长处的射频电流大小，如此可降低回返耗损(return loss)，提升辐射部700共振无线信号RF_sig的辐射效率，而且可减少天线操作在全向性和指向性的状态下的阻抗差异。

请参考图9，其为本发明实施例的反射单元71的示意图。请注意，图7绘示的反射单元71、72、73及74的结构完全一致，在此仅以反射单元71为例说明。如图9所示，反射单元71包含有一反射部710以及开关SW。反射部710包含有支臂712及713。支臂712耦接于开关SW，从开关SW朝z方向延伸。支臂713电性连接于支臂712，沿全指向性天线70朝向反射单元71的垂直方向延伸(y方向)。其中，反射部710大致呈一T形。

请参考图10，其为本发明实施例的全指向性天线70的馈入结构图。全指向性天线10与70的馈入结构的差异在于，基板14内形成有插槽FST、GST_1及GST_2。辐射部700的支臂701可***插槽FST中，而支臂703及705可分别***插槽GST_1及GST_2中，以分别固定支臂701、703及705。

请参考图11，其绘示了图1的智能天线模块1在IEEE 802.11a/n/ac标准的5G频段(4.9～5.95GHz)的回返耗损。智能天线模块1操作在全指向性模式的回返耗损以粗实线表示。智能天线模块1操作在指向性模式时，反射单元11、12及13分别接地的回返耗损分别以细实线、虚线以及粗虚线表示。如图11所示，智能天线模块1在4.9GHz的回返耗损大致低于-4.905dB(32.32％)，在5.8GHz的回返耗损大致低于-10.26dB(9.41％)。

请参考图12，其绘示了图7的智能天线模块7在2.4G频段(2.4～2.5GHz)的回返耗损。智能天线模块7操作在全指向性模式的回返耗损以粗实线表示。智能天线模块7操作在指向性模式时，反射单元71、72、73及74分别接地的回返耗损分别以细实线、细虚线、粗虚线及细点线表示。如图12所示，智能天线模块1在2.4GHz的回返耗损大致低于-10.45dB(9.01％)，在2.5GHz的回返耗损大致低于-12.36dB(5.81％)。

请参考图13，其绘示智能天线模块1在5G频段的x-y平面的辐射场型图。智能天线模块1操作在全指向性模式的辐射场型以粗实线表示。智能天线模块1操作在指向性模式时，反射单元11、12及13分别接地的辐射场型分别以细实线、虚线以及粗虚线表示。如图13所示，当反射单元11、12及13分别接地时，智能天线模块1的辐射场型分别在接近180度、300度以及60度的方向具有最大值，此乃主要波束的指向方向。

请参考图14，其绘示智能天线模块2在5G频段的x-y平面的辐射场型图。智能天线模块2操作在全指向性模式的辐射场型以粗实线表示。智能天线模块2操作在指向性模式时，反射单元21、22、23及24分别接地的辐射场型分别以细实线、细虚线、细点线以及粗虚线表示。如图14所示，当反射单元21、22、23及24分别接地时，智能天线模块2的辐射场型分别在接近180度、270度、0度及90度的方向具有最大值，此乃主要波束的指向方向。

请参考图15，其绘示智能天线模块7在2.4G频段的x-z平面的辐射场型图。智能天线模块7操作在全指向性模式的辐射场型以粗实线表示。智能天线模块7操作在指向性模式时，反射单元71、72、73及74分别接地的辐射场型分别以细实线、细虚线、粗虚线及细点线表示。由图15可知，反射单元71及73分别接地时在x方向和其反方向(也就是个别主要波束指向方向)有最大值，表示能量集中在此方向，亦即天线的指向性。

综上所述，本发明的智能天线模块可控制至少一反射单元的接地状态，以调整全指向性天线的辐射场型。当智能天线模块操作于全指向性模式时，所有的反射单元呈现浮接状态，使全指向性天线具有全指向性辐射场型；另一方面，当得知有兴趣的无线信号来源的方向时，智能天线模块可操作于指向性模式，至少一反射单元中的一者呈现接地状态，使全指向性天线具有指向性辐射场型。如此一来，本发明的智能天线模块同时具备全指向性辐射场型以及指向性辐射场型的功能，可作为一波束切换天线，藉此达到改善共同信道衰退的目的以及提升智能天线模块的数据吞吐量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡是根据本发明权利要求书的范围所作的等同变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种智能天线模块，该智能天线模块包括：

一全指向性天线；以及

至少一反射单元，该至少一反射单元用来调整该全指向性天线的辐射场型，其中该至少一反射单元包括：

一反射部；以及

一开关，该开关耦接于该反射部与该全指向性天线的一接地部之间，用来根据一控制信号，电性连接或分离该反射部以及该接地部，以调整该全指向性天线的辐射场型；

其中该全指向性天线包括：

该接地部；

一馈入部，该馈入部电性连接于一无线信号；以及

一辐射部，该辐射部电性连接于该馈入部以及该接地部，用来共振该无线信号，该辐射部包括：

一第一支臂，该第一支臂电性连接于该馈入部，从该馈入部朝一第一方向延伸；

一第二支臂，该第二支臂电性连接于该第一支臂，从该第一支臂朝一第二方向延伸；以及

一第三支臂，该第三支臂电性连接于该第二支臂以及该接地部之间，该第三支臂包括：

一第一弯折；

一第一分支，该第一分支电性连接于该第二支臂以及该第一弯折之间，从该第二支臂朝一第三方向延伸；以及

一第二分支，该第二分支电性连接于该第一弯折以及该接地部之间，从该第一弯折朝该第一方向的反方向延伸；

一第四支臂，该第四支臂电性连接于该第一支臂，从该第一支臂朝该第二方向的反方向延伸；以及

一第五支臂，该第五支臂电性连接于该第四支臂以及该接地部之间，该第五支臂包括：

一第二弯折；

一第三分支，该第三分支电性连接于该第四支臂以及该第二弯折之间，从该第四支臂朝该第三方向的反方向延伸；以及

一第四分支，该第四分支电性连接于该第二弯折以及该接地部之间，从该第二弯折朝该第一方向的反方向延伸；

其中，该第一、第二及第三方向彼此垂直。

2.如权利要求1所述的智能天线模块，其中该第一支臂具有一第一长度，该第二、第四支臂分别具有一第二长度，该第一长度及该第二长度的总和大致为该无线信号的四分之一波长；该第三、第五支臂分别具有一第三长度，该第三长度大致为该无线信号的该四分之一波长。

3.如权利要求1所述的智能天线模块，还包括：

一第一开路残段，该第一开路残段电性连接于该第二支臂与该第三支臂的连接处；以及

一第二开路残段，该第二开路残段电性连接于该第四支臂与该第五支臂的连接处。

4.如权利要求1所述的智能天线模块，其中该第二支臂与该第三支臂的该第一分支的组合构成开口朝向该第三方向的U形状，以及该第四支臂与该第五支臂的该第三分支的组合构成开口朝向该第三方向的反方向的U形状，该第三支臂的该第二分支呈现开口朝向该第二方向的反方向的U形状，以及该第五支臂的该第四分支呈现开口朝向该第二方向的U形状。

5.如权利要求1所述的智能天线模块，其中该反射部包括：

一第六支臂，该第六支臂耦接于该开关，从该开关朝该第一方向延伸；以及

一第七支臂，该第七支臂电性连接于该第六支臂，沿该全指向性天线朝向该反射单元的垂直方向延伸；

其中该反射部大致呈T形。

6.一种全指向性天线，该全指向性天线包括：

一接地部；

一馈入部，该馈入部电性连接于一无线信号；以及

一辐射部，该辐射部电性连接于该馈入部，用来共振该无线信号，其中该辐射部包括：

一第一弯折；

一第二弯折；

其中，该第一、第二及第三方向相互垂直。

7.如权利要求6所述的全指向天线，其中该第一支臂具有一第一长度，该第二、第四支臂分别具有一第二长度，该第一长度及该第二长度的总和大致为该无线信号的四分之一波长；该第三、第五支臂分别具有一第三长度，该第三长度大致为该无线信号的该四分之一波长。

8.如权利要求6所述的全指向天线，还包括：

9.如权利要求6所述的全指向天线，其中该第二支臂与该第三支臂的该第一分支的组合构成开口朝向该第三方向的U形状，以及该第四支臂与该第五支臂的该第三分支的组合构成开口朝向该第三方向的反方向的U形状，该第三支臂的该第二分支呈现开口朝向该第二方向的反方向的U形状，以及该第五支臂的该第四分支呈现开口朝向该第二方向的U形状。