CN112398490B - 通信***及通信方法 - Google Patents

Abstract

通信***及通信方法。通信***具有第一输入端口和第二输入端口，并包括：第一天线、第二天线、第一双工器、第二双工器、第三双工器、第四双工器、第一耦合器及第二耦合器；第一至第四双工器各具有共同端、第一端以及第二端；第一双工器的共同端耦接至第一输入端口；第二双工器的共同端耦接至第二输入端口；第三双工器的共同端耦接至第一天线；第四双工器的共同端耦接至第二天线；第一至第二耦合器各具有第一、第二、第三和第四端口，第一双工器、第二双工器、第三双工器以及第四双工器的每一者的第一端和第二端皆耦接于第一耦合器和第二耦合器之间。本发明具有小尺寸、可调整辐射波束、低制造成本等优势，很适合应用于各种各式的小型化装置当中。

Description

通信***及通信方法

技术领域

本发明涉及一种通信***(Communication System)及通信方法，特别涉及一种具有可调辐射波束(Tunable Radiation Beam)的通信***及通信方法。

背景技术

随着移动通信技术的发达，移动装置在近年日益普遍，常见的例如：手提式计算机、移动电话、多媒体播放器以及其他混合功能的携带型电子装置。为了满足人们的需求，移动装置通常具有无线通信的功能。有些涵盖长距离的无线通信范围，例如：移动电话使用2G、3G、LTE(Long Term Evolution)***及其所使用700MHz、850MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz、2100MHz、2300MHz以及2500MHz的频带进行通信，而有些则涵盖短距离的无线通信范围，例如：Wi-Fi、Bluetooth***使用2.4GHz、5.2GHz和5.8GHz的频带进行通信。

为了达到良好的通信质量并顾及众多操作频段，现今通信装置常会设置多频天线及其对应的多个射频模块。然而，这些多频天线和射频模块往往须要占用较大空间，其难以设计于小型化装置的内部。有鉴于此，势必要提出一种全新的解决方案，以克服传统技术所面临的问题。

因此，需要提供一种通信***及通信方法来解决上述问题。

发明内容

在较佳实施例中，本发明提出一种通信***，该通信***具有一第一输入端口和一第二输入端口，并包括：一第一天线；一第二天线；一第一双工器，该第一双工器具有一共同端、一第一端，以及一第二端，其中该第一双工器的该共同端耦接至该第一输入端口；一第二双工器，该第二双工器具有一共同端、一第一端，以及一第二端，其中该第二双工器的该共同端耦接至该第二输入端口；一第三双工器，该第三双工器具有一共同端、一第一端，以及一第二端，其中该第三双工器的该共同端耦接至该第一天线；一第四双工器，该第四双工器具有一共同端、一第一端，以及一第二端，其中该第四双工器的该共同端耦接至该第二天线；一第一耦合器，该第一耦合器具有一第一端口、一第二端口、一第三端口，以及一第四端口，其中该第一耦合器的该第一端口耦接至该第一双工器的该第一端，该第一耦合器的该第二端口耦接至该第二双工器的该第一端，该第一耦合器的该第三端口耦接至该第三双工器的该第一端，而该第一耦合器的该第四端口耦接至该第四双工器的该第一端；以及一第二耦合器，该第二耦合器具有一第一端口、一第二端口、一第三端口，以及一第四端口，其中该第二耦合器的该第一端口耦接至该第一双工器的该第二端，该第二耦合器的该第二端口耦接至该第二双工器的该第二端，该第二耦合器的该第三端口耦接至该第三双工器的该第二端，而该第二耦合器的该第四端口耦接至该第四双工器的该第二端。

在一些实施例中，当该通信***由该第一输入端口作馈入时，该第一天线和该第二天线的一合成波束将朝向一第一方向，而当该通信***由该第二输入端口作馈入时，该第一天线和该第二天线的该合成波束将朝向异于该第一方向的一第二方向。

在一些实施例中，该第一天线和该第二天线皆同时涵盖一第一频带和一第二频带，该第一频带介于2400MHz和2500MHz之间，而该第二频带介于5150MHz和5850MHz之间。

在一些实施例中，该第一双工器、该第二双工器、该第三双工器，以及该第四双工器各自作为一频率分割器或一频率结合器。

在一些实施例中，该第一耦合器和该第二耦合器各自为一支干耦合器。

在一些实施例中，该第一耦合器呈现一第一空心正方形，该第一空心正方形的每一边长皆等于该第二频带的0.25倍波长，该第二耦合器呈现一第二空心正方形，而该第二空心正方形的每一边长皆等于该第一频带的0.25倍波长。

在一些实施例中，该第一双工器、该第二双工器、该第三双工器，以及该第四双工器的每一者皆包括：一第一支路，耦接至对应的该共同端和一第一节点之间；一第二支路，耦接至该第一节点和对应的该第一端之间；一第三支路，耦接至该第一节点；以及一第四支路，耦接至对应的该第一端。

在一些实施例中，该第一双工器、该第二双工器、该第三双工器，以及该第四双工器的每一者还包括：一第五支路，耦接至对应的该共同端和一第二节点之间；一第六支路，耦接至该第二节点和一第三节点之间；一第七支路，耦接于该第三节点和对应的该第二端之间；一第八支路，耦接至该第三节点；一第九支路，耦接至该第二节点；以及一第十支路，耦接至对应的该第二端。

在一些实施例中，该第一支路、该第二支路、该第三支路，以及该第四支路的每一者的长度皆等于该第一频带的0.25倍波长。

在一些实施例中，该第五支路、该第六支路、该第七支路、该第八支路、该第九支路，以及该第十支路的每一者的长度皆等于该第二频带的0.25倍波长。

在另一较佳实施例中，本发明提出一种通信方法，该通信方法包括下列步骤：提供一通信***，其中该通信***具有一第一输入端口和一第二输入端口，并包括一第一天线、一第二天线、一第一双工器、一第二双工器、一第三双工器、一第四双工器、一第一耦合器，以及一第二耦合器，该第一双工器耦接至该第一输入端口、该第一耦合器，以及该第二耦合器，该第二双工器耦接至该第二输入端口、该第一耦合器，以及该第二耦合器，该第一天线经由该第三双工器耦接至该第一耦合器和该第二耦合器，而该第二天线经由该第四双工器耦接至该第一耦合器和该第二耦合器；输入一双频信号至该第一双工器及该第二双工器，其中该双频信号包括一第一频带信号和一第二频带信号，而该第一双工器和该第二双工器皆用于将该第一频带信号和该第二频带信号分离；将该第一双工器所分离的该第一频带信号和该第二频带信号分别输入至该第一耦合器及该第二耦合器，以产生一第一相位差；将该第二双工器所分离的该第一频带信号和该第二频带信号分别输入至该第一耦合器及该第二耦合器，以产生一第二相位差；藉由该第三双工器结合具有该第一相位差的该第一频带信号和该第二频带信号，以形成一第一相位双频信号；藉由该第四双工器结合具有该第二相位差的该第一频带信号和该第二频带信号，以形成一第二相位双频信号；以及藉由该第一天线发射该第一相位双频信号，并藉由该第二天线发射该第二相位双频信号，以形成朝向一方向的一合成波束。

本发明提出一种新颖的通信***，其可整合双频天线和对应的匹配网络，并有效地利用通信***的内部设计空间。大致而言，本发明至少具有小尺寸、可调整辐射波束，以及低制造成本等优势，故其很适合应用于各种各式的小型化装置当中。

附图说明

图1显示根据本发明一实施例所述的通信***的示意图。

图2A显示根据本发明一实施例所述的通信***的第一操作模式的示意图。

图2B显示根据本发明一实施例所述的通信***的第二操作模式的示意图。

图3A显示根据本发明一实施例所述的通信***的俯视图。

图3B显示根据本发明一实施例所述的通信***的侧视图。

图4A显示根据本发明一实施例所述的通信***的第一操作模式的辐射场型图。

图4B显示根据本发明一实施例所述的通信***的第二操作模式的辐射场型图。

图5显示根据本发明一实施例所述的通信方法的操作流程图。

图6显示根据本发明另一实施例所述的通信***的示意图。

主要组件符号说明：

100、300、600 通信***

110、611 第一天线

120、612 第二天线

130、330 第一双工器

131、331 第一双工器的第一端

132、332 第一双工器的第二端

135、335 第一双工器的共同端

140、340 第二双工器

141、341 第二双工器的第一端

142、342 第二双工器的第二端

145、345 第二双工器的共同端

150、350 第三双工器

151、351 第三双工器的第一端

152、352 第三双工器的第二端

155、353 第三双工器的共同端

160、360 第四双工器

161、361 第四双工器的第一端

162、362 第四双工器的第二端

165、365 第四双工器的共同端

170、370 第一耦合器

171、371 第一耦合器的第一端口

172、372 第一耦合器的第二端口

173、373 第一耦合器的第三端口

174、374 第一耦合器的第四端口

180、380 第一耦合器

181、381 第二耦合器的第一端口

182、382 第二耦合器的第二端口

183、383 第二耦合器的第三端口

184、384 第二耦合器的第四端口

291、293、691、692、693、694 合成波束

292、492 第一方向

294、494 第二方向

301 电路图案

305 介质基板

306 接地面

390 第十支路

391 第一支路

392 第二支路

393 第三支路

394 第四支路

395 第五支路

396 第六支路

397 第七支路

398 第八支路

399 第九支路

613 第三天线

614 第四天线

621 第一匹配网络

622 第二匹配网络

623 第三匹配网络

624 第四匹配网络

631 第一相移器

632 第二相移器

CC1 第一曲线

CC2 第二曲线

CC3 第三曲线

CC4 第四曲线

E1 介质基板的第一表面

E2 介质基板的第二表面

L1、L2、L3、L4 长度

LC1 中心轴

N1 第一节点

N2 第二节点

N3 第三节点

PIN1 第一输入端口

PIN2 第二输入端口

X X轴

Y Y轴

Z Z轴

具体实施方式

为让本发明的目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出本发明的具体实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的元件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求书当中所提及的“包含”及“包括”一词为开放式的用语，故应解释成“包含但不仅限定于”。“大致”一词则是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，达到所述基本的技术效果。此外，“耦接”一词在本说明书中包含任何直接及间接的电性连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接至一第二装置，则代表该第一装置可直接电性连接至该第二装置，或经由其他装置或连接手段而间接地电性连接至该第二装置。

图1显示根据本发明一实施例所述的通信***(Communication System)100的示意图。通信***100可应用于一无线基站(Wireless Access Point)或是一移动装置(Mobile Device)当中，例如：一智能型手机(Smart Phone)、一平板计算机(TabletComputer)，或是一笔记本型计算机(Notebook Computer)。在图1的实施例中，通信***100具有一第一输入端口(Input Port)PIN1和一第二输入端口PIN2，并包括：一第一天线(Antenna)110、一第二天线120、一第一双工器(Diplexer)130、一第二双工器140、一第三双工器150、一第四双工器160、一第一耦合器(Coupler)170，以及一第二耦合器180。必须理解的是，虽然未显示于图1中，但通信***100还可包括其他元件，例如：一处理器(Processor)、一触控模块(Touch Control Module)、一供电模块(Power Supply Module)，或(且)一外壳(Housing)。

第一天线110和第二天线120可各自为一双频天线，其可同时涵盖一第一频带和一第二频带。例如，前述的第一频带可介于2400MHz和2500MHz之间，而前述的第二频带可介于5150MHz和5850MHz之间。因此，通信***100将至少可支持WLAN(Wireless Local AreaNetworks)2.4GHz/5GHz的双频带操作。

第一双工器130具有一共同端135、一第一端131，以及一第二端132，其中第一双工器130的共同端135耦接至第一输入端口PIN1。第二双工器140具有一共同端145、一第一端141，以及一第二端142，其中第二双工器140的共同端145耦接至第二输入端口PIN2。第三双工器150具有一共同端155、一第一端151，以及一第二端152，其中第三双工器150的共同端155耦接至第一天线110。第四双工器160具有一共同端165、一第一端161，以及一第二端162，其中第四双工器160的共同端165耦接至第二天线120。在一些实施例中，第一双工器130、第二双工器140、第三双工器150，以及第四双工器160各自作为一频率分割器(Frequency Divider)或一频率结合器(Frequency Combiner)，以响应于不同信号传递方向。例如，若任一双工器的共同端接收一双频结合信号，则此双工器的第一端和第二端可分别输出一第一频率信号和一第二频率信号(亦即，此双工器可视为频率分割器)；而若任一双工器的第一端和第二端分别接收一第一频率信号和一第二频率信号，则此双工器的共同端可输出一双频结合信号(亦即，此双工器可视为频率结合器)。

第一耦合器170具有一第一端口171、一第二端口172、一第三端口173，以及一第四端口174，其中第一耦合器170的第一端口171耦接至第一双工器130的第一端131，第一耦合器170的第二端口172耦接至第二双工器140的第一端141，第一耦合器170的第三端口173耦接至第三双工器150的第一端151，而第一耦合器170的第四端口174耦接至第四双工器160的第一端161。第二耦合器180具有一第一端口181、一第二端口182、一第三端口183，以及一第四端口184，其中第二耦合器180的第一端口181耦接至第一双工器130的第二端132，第二耦合器180的第二端口182耦接至第二双工器140的第二端142，第二耦合器180的第三端口183耦接至第三双工器150的第二端152，而第二耦合器180的第四端口184耦接至第四双工器160的第二端162。在一些实施例中，第一耦合器170和第二耦合器180各自为一支干耦合器(Branch-Line Coupler)。例如，任一耦合器可具有一输入端口、一第一输出端口、一第二输出端口，以及一隔离端口。若任一耦合器的输入端口接收一输入信号，则其第一输出端口和第二输出端口可分别输出一第一输出信号和一第二输出信号，而其隔离端口则无任何信号产生。前述输入端口、第一输出端口、第二输出端口，以及隔离端口可任意地对应至任一耦合器的第一端口、第二端口、第三端口，以第四端口。

通信***100的第一输入端口PIN1或第二输入端口PIN2两者择一可耦接至一双频信号源(例如：2.4GHz/5GHz的信号源)，而此设计可同时调整第一天线110和第二天线120两者的辐射场型(Radiation Pattern)。图2A显示根据本发明一实施例所述的通信***100的第一操作模式的示意图。在图2A的实施例中，通信***100由第一输入端口PIN1作馈入，此时第一天线110和第二天线120的一合成波束(Synthetic Beam)291将朝向一第一方向292。图2B显示根据本发明一实施例所述的通信***100的第二操作模式的示意图。在图2B的实施例中，通信***100由第二输入端口PIN2作馈入，此时第一天线110和第二天线120的一合成波束293将朝向异于前述第一方向292的一第二方向294。在本发明的设计下，第一天线110和第二天线120可共享单一匹配网络(Matching Network)(其包括所有双工器和所有耦合器)以同时调整双频辐射波束的方向，故通信***100的整体尺寸将可大幅缩小。

以下实施例将介绍通信***100的各种不同实施类型。必须注意的是，这些附图和叙述仅为举例，而非用于限制本发明的范围。

图3A显示根据本发明一实施例所述的通信***300的俯视图。图3B显示根据本发明一实施例所述的通信***300的侧视图。如图3B所示，通信***300由一电路图案(Circuit Pattern)301、一介质基板(Dielectric Substrate)305，以及一接地面(GroundPlane)306所形成。电路图案301和接地面306皆可由金属材质所制成。介质基板305可为一FR4(Flame Retardant 4)基板、一印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)，或是一软性电路板(Flexible Circuit Board，FCB)。介质基板305具有相对的一第一表面E1和一第二表面E2，其中电路图案301形成于介质基板305的第一表面E1(如图3A所示)，而接地面306形成于介质基板305的第二表面E2。在图3A、图3B的实施例中，通信***300具有一第一输入端口PIN1和一第二输入端口PIN2，并包括：一第一天线(未显示)、一第二天线(未显示)、一第一双工器330、一第二双工器340、一第三双工器350、一第四双工器360、一第一耦合器370，以及一第二耦合器380。

在一些实施例中，第一天线和第二天线各自为一双频天线，使得通信***300可同时涵盖一第一频带和一第二频带。例如，前述的第一频带可介于2400MHz和2500MHz之间，而前述的第二频带可介于5150MHz和5850MHz之间。因此，通信***300将至少可支持WLAN(Wireless Local Area Networks)2.4GHz/5GHz的双频带操作。

第一双工器330具有一共同端335、一第一端331，以及一第二端332，其中第一双工器330的共同端335耦接至第一输入端口PIN1。第二双工器340具有一共同端345、一第一端341，以及一第二端342，其中第二双工器340的共同端345耦接至第二输入端口PIN2。第三双工器350具有一共同端355、一第一端351，以及一第二端352，其中第三双工器350的共同端355耦接至第一天线。第四双工器360具有一共同端365、一第一端361，以及一第二端362，其中第四双工器360的共同端365耦接至第二天线。

第一双工器330、第二双工器340、第三双工器350，以及第四双工器360可以具有相同或是镜像的结构。例如，第一双工器330和第三双工器350可具有相同结构，而第二双工器340和第四双工器360可具有相同结构，其中第一双工器330和第三双工器350可与第二双工器340和第四双工器360沿通信***300的一中心轴LC1而呈现线对称(镜像)。以下将以第一双工器330为例来说明每一双工器的详细结构，而第二双工器340、第三双工器350，以及第四双工器360则不再重复说明。

第一双工器330包括一第一支路(Branch)391、一第二支路392、一第三支路393，以及一第四支路394，其可共同形成一第一带拒滤波器(Band-Rejection Filter)，用于滤除第一频带的信号并使第二频带的信号通过。第一支路391可大致呈现一S字形。第一支路391耦接至第一双工器330的共同端335和一第一节点N1之间。第二支路392可大致呈现一直条形。第二支路392耦接至第一节点N1和第一双工器330的第一端331之间。第三支路393可呈现一蜿蜒形(Meandering Shape)。第三支路393具有一第一端和一第二端，其中第三支路393的第一端耦接至第一节点N1，而第三支路393的第二端为一开路端(Open End)。第四支路394可呈现一蜿蜒形。第四支路394具有一第一端和一第二端，其中第四支路394的第一端耦接至第一双工器330的第一端331，而第四支路394的第二端为一开路端。第四支路394的第二端可与第三支路393的第二端朝相反方向作延伸。在一些实施例中，第一支路391、第二支路392、第三支路393，以及第四支路394的每一者的长度L1皆大致等于通信装置300的第一频带的0.25倍波长(λ/4)。

第一双工器330还包括一第五支路395、一第六支路396、一第七支路397、一第八支路398、一第九支路399，以及一第十支路390，其可共同形成一第二带拒滤波器，用于滤除第二频带的信号并使第一频带的信号通过。第五支路395可大致呈现一直条形，其线宽为所有支路中最细的。第五支路395耦接至第一双工器330的共同端335和一第二节点N1之间。第六支路396可大致呈现一直条形。第六支路396耦接至第二节点N2和一第三节点N3之间。第七支路397可大致呈现一U字形。第七支路397耦接于第三节点N3和第一双工器330的第二端332之间。第八支路398可大致呈现一L字形。第八支路398具有一第一端和一第二端，其中第八支路398的第一端耦接至第三节点N3，而第八支路398的第二端为一开路端。第九支路399可大致呈现一L字形。第九支路399具有一第一端和一第二端，其中第九支路399的第一端耦接至第二节点N2，而第九支路399的第二端为一开路端。第九支路399的第二端可与第八支路398的第二端朝相反方向作延伸。第十支路390可大致呈现一L字形。第十支路390具有一第一端和一第二端，其中第十支路390的第一端耦接至第一双工器330的第二端332，而第十支路390的第二端为一开路端。第十支路390的第二端可与第九支路399的第二端朝互相靠近的方向作延伸。在一些实施例中，第五支路395、第六支路396、第七支路397、第八支路398、第九支路399，以及第十支路390的每一者的长度L2皆大致等于通信***300的第二频带的0.25倍波长(λ/4)。

第一耦合器370具有一第一端口371、一第二端口372、一第三端口373，以及一第四端口374，其中第一耦合器370的第一端口371耦接至第一双工器330的第一端331，第一耦合器370的第二端口372耦接至第二双工器340的第一端341，第一耦合器370的第三端口373耦接至第三双工器350的第一端351，而第一耦合器370的第四端口374耦接至第四双工器360的第一端361。第二耦合器380具有一第一端口381、一第二端口382、一第三端口383，以及一第四端口384，其中第二耦合器380的第一端口381耦接至第一双工器330的第二端332，第二耦合器380的第二端口382耦接至第二双工器340的第二端342，第二耦合器380的第三端口383耦接至第三双工器350的第二端352，而第二耦合器380的第四端口384耦接至第四双工器360的第二端362。

第一耦合器370可呈现一第一空心正方形，其可用于转换第二频带的信号。当通信***300由第一输入端口PIN1作馈入时，第一耦合器370的第一端口371作为一输入端口，第一耦合器370的第二端口372作为一隔离端口，而第一耦合器370的第三端口373和第四端口374作为相位差90度的二个输出端口(第三端口373的相位领先90度)。当通信***300由第二输入端口PIN2作馈入时，第一耦合器370的第二端口372作为一输入端口，第一耦合器370的第一端口371作为一隔离端口，而第一耦合器370的第三端口373和第四端口374作为相位差90度的二个输出端口(第四端口374的相位领先90度)。在一些实施例中，此第一空心正方形的每一边长L3皆大致等于通信***300的第二频带的0.25倍波长(λ/4)。

第二耦合器380可呈现一第二空心正方形，其可用于转换第一频带的信号。当通信***300由第一输入端口PIN1作馈入时，第二耦合器380的第一端口381作为一输入端口，第二耦合器380的第二端口382作为一隔离端口，而第二耦合器380的第三端口383和第四端口384作为相位差90度的二个输出端口(第三端口383的相位领先90度)。当通信***300由第二输入端口PIN2作馈入时，第二耦合器380的第二端口382作为一输入端口，第二耦合器380的第一端口381作为一隔离端口，而第二耦合器380的第三端口383和第四端口384作为相位差90度的二个输出端口(第四端口384的相位领先90度)。在一些实施例中，此第二空心正方形的每一边长L4皆大致等于通信***300的第一频带的0.25倍波长(λ/4)。

图4A显示根据本发明一实施例所述的通信***300的第一操作模式的辐射场型图(Radiation Pattern)。在图4A的实施例中，通信***300由第一输入端口PIN1作馈入。一第一曲线CC1代表第一天线和第二天线操作于第一频带时的合成辐射场型，而一第二曲线CC2代表第一天线和第二天线操作于第二频带时的合成辐射场型。根据图4A的测量结果，无论是在第一频带或是第二频带内，第一天线和第二天线的合成波束皆会朝向一第一方向492。

图4B显示根据本发明一实施例所述的通信***300的第二操作模式的辐射场型图。在图4B的实施例中，通信***300由第二输入端口PIN2作馈入。一第三曲线CC3代表第一天线和第二天线操作于第一频带时的合成辐射场型，而一第四曲线CC4代表第一天线和第二天线操作于第二频带时的合成辐射场型。根据图4B的测量结果，无论在是第一频带或是第二频带内，第一天线和第二天线的合成波束皆会朝向一第二方向494，其异于图4A的第一方向492。

藉由选择适当的馈入点，通信***300可提供各种合成波束方向，以符合不同应用需求。图3A、图3B的通信***300的其余特征皆与图1的通信***100类似，故此二实施例均可达成相似的操作效果。

图5显示根据本发明一实施例所述的通信方法的操作流程图。首先，在步骤S510，提供一通信***，其中通信***具有一第一输入端口和一第二输入端口，并包括一第一天线、一第二天线、一第一双工器、一第二双工器、一第三双工器、一第四双工器、一第一耦合器，以及一第二耦合器，第一双工器耦接至第一输入端口、第一耦合器，以及第二耦合器，第二双工器耦接至第二输入端口、第一耦合器，以及第二耦合器，第一天线经由第三双工器耦接至第一耦合器和第二耦合器，而第二天线经由第四双工器耦接至第一耦合器和第二耦合器。在步骤S520，输入一双频信号至第一双工器及第二双工器，其中双频信号包括一第一频带信号和一第二频带信号，而第一双工器和该第二双工器皆用于将第一频带信号和第二频带信号分离。在步骤S530，将第一双工器所分离的第一频带信号和第二频带信号分别输入至第一耦合器及第二耦合器，以产生一第一相位差。在步骤S540，将第二双工器所分离的第一频带信号和第二频带信号分别输入至第一耦合器及第二耦合器，以产生一第二相位差。在步骤S550，藉由第三双工器结合具有第一相位差的第一频带信号和第二频带信号，以形成一第一相位双频信号。在步骤S560，藉由第四双工器结合具有第二相位差的第一频带信号和第二频带信号，以形成一第二相位双频信号。最后，在步骤S570，藉由第一天线发射第一相位双频信号，并藉由第二天线发射第二相位双频信号，以形成朝向一方向的一合成波束。必须注意的是，以上步骤无须依次序执行，且图1-图4B的通信***的所有特征皆可套用至图5的通信方法当中。

图6显示根据本发明另一实施例所述的通信***600的示意图。在图6的实施例中，通信***600包括一第一天线611、一第二天线612、一第三天线613、一第四天线614、一第一匹配网络621、一第二匹配网络622、一第三匹配网络623、一第四匹配网络624、一第一相移器(Phase Shifter)631，以及一第二相移器632，其中各个匹配网络的结构(包括多个多路复用器和多个耦合器)均可如图3A、图3B所述。相似地，藉由选择适当的馈入点，通信***600可利用第一天线611、第二天线612、第三天线613，以及第四天线614来产生不同的合成波束691、692、693、694。图6的通信***600的其余特征皆与图1的通信***100类似，故此二实施例均可达成相似的操作效果。

本发明提出一种新颖的通信***，其可整合双频天线和对应的匹配网络，并有效地利用通信***的内部设计空间。大致而言，本发明至少具有小尺寸、可调整辐射波束，以及低制造成本等优势，故其很适合应用于各种各式的小型化装置当中。

值得注意的是，以上所述的元件尺寸、元件形状，以及频率范围皆非为本发明的限制条件。设计者可以根据不同需要调整这些设定值。本发明的通信***和通信方法并不仅限于图1-图6所图示的状态。本发明可以仅包括图1-图6的任何一个或多个实施例的任何一或多特征。换言之，并非所有图示的特征均须同时实施于本发明的通信***和通信方法当中。

在本说明书以及权利要求书中的序数，例如“第一”、“第二”、“第三”等等，彼此之间并没有顺序上的先后关系，其仅用于标示区分两个具有相同名字的不同元件。

本发明虽以较佳实施例公开如上，然而其并非用以限定本发明的范围，任何所属领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，应当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当视所附的权利要求书所界定者为准。

Claims (19)

1.一种通信***，该通信***具有一第一输入端口和一第二输入端口，并包括：

一第一天线；

一第二天线；

一第一双工器，该第一双工器具有一共同端、一第一端，以及一第二端，其中该第一双工器的该共同端耦接至该第一输入端口；

一第二双工器，该第二双工器具有一共同端、一第一端，以及一第二端，其中该第二双工器的该共同端耦接至该第二输入端口；

一第三双工器，该第三双工器具有一共同端、一第一端，以及一第二端，其中该第三双工器的该共同端耦接至该第一天线；

一第四双工器，该第四双工器具有一共同端、一第一端，以及一第二端，其中该第四双工器的该共同端耦接至该第二天线；

一第一耦合器，该第一耦合器具有一第一端口、一第二端口、一第三端口，以及一第四端口，其中该第一耦合器的该第一端口耦接至该第一双工器的该第一端，该第一耦合器的该第二端口耦接至该第二双工器的该第一端，该第一耦合器的该第三端口耦接至该第三双工器的该第一端，而该第一耦合器的该第四端口耦接至该第四双工器的该第一端；以及

一第二耦合器，该第二耦合器具有一第一端口、一第二端口、一第三端口，以及一第四端口，其中该第二耦合器的该第一端口耦接至该第一双工器的该第二端，该第二耦合器的该第二端口耦接至该第二双工器的该第二端，该第二耦合器的该第三端口耦接至该第三双工器的该第二端，而该第二耦合器的该第四端口耦接至该第四双工器的该第二端；

其中该第一双工器及该第二双工器用于接收包括一第一频带信号和一第二频带信号的一双频信号，并且用于将该第一频带信号和该第二频带信号分离；

其中该第一耦合器及该第二耦合器用于将该第一双工器所分离的该第一频带信号和该第二频带信号产生一第一相位差；并且

其中该第一耦合器及该第二耦合器用于将该第二双工器所分离的该第一频带信号和该第二频带信号产生一第二相位差。

2.如权利要求1所述的通信***，其中当该通信***由该第一输入端口作馈入时，该第一天线和该第二天线的一合成波束将朝向一第一方向，而当该通信***由该第二输入端口作馈入时，该第一天线和该第二天线的该合成波束将朝向异于该第一方向的一第二方向。

3.如权利要求1所述的通信***，其中该第一天线和该第二天线皆同时涵盖一第一频带和一第二频带，该第一频带介于2400MHz和2500MHz之间，而该第二频带介于5150MHz和5850MHz之间。

4.如权利要求1所述的通信***，其中该第一双工器、该第二双工器、该第三双工器，以及该第四双工器各自作为一频率分割器或一频率结合器。

5.如权利要求1所述的通信***，其中该第一耦合器和该第二耦合器各自为一支干耦合器。

6.如权利要求3所述的通信***，其中该第一耦合器呈现一第一空心正方形，该第一空心正方形的每一边长皆等于该第二频带的0.25倍波长，该第二耦合器呈现一第二空心正方形，而该第二空心正方形的每一边长皆等于该第一频带的0.25倍波长。

7.如权利要求3所述的通信***，其中该第一双工器、该第二双工器、该第三双工器，以及该第四双工器的每一者皆包括：

一第一支路，该第一支路耦接至对应的该共同端和一第一节点之间；

一第二支路，该第二支路耦接至该第一节点和对应的该第一端之间；

一第三支路，该第三支路耦接至该第一节点；以及

一第四支路，该第四支路耦接至对应的该第一端。

8.如权利要求7所述的通信***，其中该第一双工器、该第二双工器、该第三双工器，以及该第四双工器的每一者还包括：

一第五支路，该第五支路耦接至对应的该共同端和一第二节点之间；

一第六支路，该第六支路耦接至该第二节点和一第三节点之间；

一第七支路，该第七支路耦接于该第三节点和对应的该第二端之间；

一第八支路，该第八支路耦接至该第三节点；

一第九支路，该第九支路耦接至该第二节点；以及

一第十支路，该第十支路耦接至对应的该第二端。

9.如权利要求7所述的通信***，其中该第一支路、该第二支路、该第三支路，以及该第四支路的每一者的长度皆等于该第一频带的0.25倍波长。

10.如权利要求8所述的通信***，其中该第五支路、该第六支路、该第七支路、该第八支路、该第九支路，以及该第十支路的每一者的长度皆等于该第二频带的0.25倍波长。

11.一种通信方法，该通信方法包括下列步骤：

提供一通信***，其中该通信***具有一第一输入端口和一第二输入端口，并包括一第一天线、一第二天线、一第一双工器、一第二双工器、一第三双工器、一第四双工器、一第一耦合器，以及一第二耦合器，该第一双工器耦接至该第一输入端口、该第一耦合器，以及该第二耦合器，该第二双工器耦接至该第二输入端口、该第一耦合器，以及该第二耦合器，该第一天线经由该第三双工器耦接至该第一耦合器和该第二耦合器，而该第二天线经由该第四双工器耦接至该第一耦合器和该第二耦合器；

输入一双频信号至该第一双工器及该第二双工器，其中该双频信号包括一第一频带信号和一第二频带信号，而该第一双工器和该第二双工器皆用于将该第一频带信号和该第二频带信号分离；

将该第一双工器所分离的该第一频带信号和该第二频带信号分别输入至该第一耦合器及该第二耦合器，以产生一第一相位差；

将该第二双工器所分离的该第一频带信号和该第二频带信号分别输入至该第一耦合器及该第二耦合器，以产生一第二相位差；

藉由该第三双工器结合具有该第一相位差的该第一频带信号和该第二频带信号，以形成一第一相位双频信号；

藉由该第四双工器结合具有该第二相位差的该第一频带信号和该第二频带信号，以形成一第二相位双频信号；以及

藉由该第一天线发射该第一相位双频信号，并藉由该第二天线发射该第二相位双频信号，以形成朝向一方向的一合成波束。

12.如权利要求11所述的通信方法，其中该第一天线和该第二天线皆同时涵盖一第一频带和一第二频带，该第一频带介于2400MHz和2500MHz之间，而该第二频带介于5150MHz和5850MHz之间。

13.如权利要求11所述的通信方法，其中该第一双工器、该第二双工器、该第三双工器，以及该第四双工器各自作为一频率分割器或一频率结合器。

14.如权利要求11所述的通信方法，其中该第一耦合器和该第二耦合器各自为一支干耦合器。

15.如权利要求12所述的通信方法，其中该第一耦合器呈现一第一空心正方形，该第一空心正方形的每一边长皆等于该第二频带的0.25倍波长，该第二耦合器呈现一第二空心正方形，而该第二空心正方形的每一边长皆等于该第一频带的0.25倍波长。

16.如权利要求12所述的通信方法，其中该第一双工器、该第二双工器、该第三双工器，以及该第四双工器的每一者皆包括一第一支路、一第二支路、一第三支路，以及一第四支路，该第一支路耦接至对应的一共同端和一第一节点之间，该第二支路耦接至该第一节点和对应的一第一端之间，该第三支路耦接至该第一节点，而该第四支路耦接至对应的该第一端。

17.如权利要求16所述的通信方法，其中该第一双工器、该第二双工器、该第三双工器，以及该第四双工器的每一者还包括一第五支路、一第六支路、一第七支路、一第八支路、一第九支路，以及一第十支路，该第五支路耦接至对应的该共同端和一第二节点之间，该第六支路耦接至该第二节点和一第三节点之间，该第七支路耦接于该第三节点和对应的一第二端之间，该第八支路耦接至该第三节点，该第九支路耦接至该第二节点，而该第十支路耦接至对应的该第二端。

18.如权利要求16所述的通信方法，其中该第一支路、该第二支路、该第三支路，以及该第四支路的每一者的长度皆等于该第一频带的0.25倍波长。

19.如权利要求17所述的通信方法，其中该第五支路、该第六支路、该第七支路、该第八支路、该第九支路，以及该第十支路的每一者的长度皆等于该第二频带的0.25倍波长。

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