寬波束多環形天線模塊的製作方法

2023-05-27 17:10:36 2

專利名稱：：寬波束多環形天線模塊的製作方法
技術領域：
：本發明關於一種多環形天線模塊，特別是一種能夠產生良好天線性能的寬波束多環形天線模塊(antennamodulewithwidebeamwidth)。
背景技術：
：傳統無線區域網路或802.lla/b/g/n橋接點天線大多為外露式天線結構，最常見的形式為披覆有塑料或橡膠套筒的偶極天線。這類型天線通常為單頻2.4GHz或雙頻2.4/5GHz天線，其天線主體高度通常為無線寬頻路由器或集線器厚度的3倍高，並且天線主體設置在一側邊且外露在機殼上方。使用者在操作上需先安裝天線，再調整天線接收位置，天線亦容易遭受外力破壞，且佔據空間並破壞美觀，特別是應用於多天線系統時。另外，應用在2.4/5GHZ無線區域網路或802.lla/b/g/n的雙頻天線時，天線大都只有單一個信號饋入點。典型設計的雙頻天線為一種雙頻偶極橋接點天線結構，該天線利用兩個輻射銅管，有別於傳統單頻偶極天線使用同軸傳輸線的中心導線，達成2.4/5GHz雙頻操作。然而，在同步(concurrent)雙頻操作時，需額外增加一雙工器(diplexer)電路，同步傳送/接收2.4GHz與5GHz頻帶信號至2.4GHz模塊與5GHz模塊，不但增加成本，且造成整體系統功率損耗。再者，傳統技術還另外公開一種雙頻交叉極化偶極天線，其公開一雙天線系統，包括兩項雙頻偶極天線，以產生兩個操作頻帶，其分別在2.4GHz與5GHz模態附近。然而因為雙天線為堆疊結構，整體天線系統亦處於較高姿態。除了上述缺點外，再者常見的無線寬頻橋接點或路由器通常會安裝在天花板(onceiling)、壁掛(wallmount)、桌上(ontable)等方位(orientations),不同位置需不同類型的天線輻射場型。例如，使用在天花板的橋接點天線場型要求為倒三角錐(conical)輻射；壁掛在牆上的橋接點需要高指向性(directional)輻射場型；平躺在桌上的橋接點天線則為全向性(omnidirectional)輻射。但是一般的天線輻射場型只能提供特定的涵蓋範圍。例如，單極(mnonopole)天線只能產生水平(horizontal)方向全向性輻射場型或鉛直(elevation)方向三角錐(conical)輻射場型；平板/微帶天線(patch/microstripantenna)具有垂向(broadside)輻射場型的特性。這意味著一般的無線寬頻橋接點或路由器設備只適合在特定的場合上使用，亦即應用在天花板上的橋接點就不適合作為壁掛式的橋接點，顯然地因為天線輻射場型與方向不同，將造成通信死角而產生接收與發射品質不良的問題。於是，本發明人有感上述缺陷的可改善，且依據多年來從事此方面的相關經驗，悉心觀察且研究，並配合理論運用，而提出一種設計合理且有效改善上述缺陷的本發明。
發明內容本發明所要解決的技術問題，在於提供一種寬波束多環形天線模塊，其除了尺寸小、高度低、天線之間隔離度小、輻射特性良好、用途範圍廣(例如可設置在天花板、牆上、桌上等)之外，亦不需額外增加一雙工器電路，即可取代傳統外露式2.4/5GHZ雙頻橋接點(access-point)天線。此外，本發明多天線模塊可內藏於無線寬頻路由器(router)或集線器(hub)內，以保持產品整體外觀的完整性與美感度。為了解決上述技術問題，根據本發明的其中一種方案，提供一種寬波束多環形天線模塊，其包括一接地單元、多個第一環形單元及多個第二環形單元。其中，該些第一環形單元環繞該接地單元的幾何中心且分別垂直設置在該接地單元的外側邊上，其中每一個第一環形單元具有至少一設置在該接地單元上的第一短路接腳、至少一與上述至少一第一短路接腳相隔一預定距離且懸空在該接地單元上方一預定距離的第一信號饋入接腳、及至少一垂直設置於該接地單元上方一預定距離且連接到上述至少一第一短路接腳及上述至少一第一信號饋入接腳之間的第一環形輻射本體。該些第二環形單元環繞該接地單元的幾何中心且分別垂直設置在該接地單元的外側邊上，並且該些第二環形單元與該些第一環形單元對稱地交錯排列，其中每一個第二環形單元具有至少一設置在該接地單元上的第二短路接腳、至少一與上述至少一第二短路接腳相隔一預定距離且懸空在該接地單元上方一預定距離的第二信號饋入接腳、及至少一垂直設置於該接地單元上方一預定距離且連接到上述至少一第二短路接腳及上述至少一第二信號饋入接腳之間的第二環形輻射本體。為了解決上述技術問題，根據本發明的其中一種方案，提供一種寬波束多環形天線模塊，其安裝在一天線系統殼體的內部，其中該寬波束多環形天線模塊包括一接地單元、多個第一環形單元及多個第二環形單元。其中，該些第一環形單元環繞該接地單元的幾何中心且分別垂直設置在該接地單元的外側邊上，其中每一個第一環形單元具有至少一設置在該接地單元上的第一短路接腳、至少一與上述至少一第一短路接腳相隔一預定距離且懸空在該接地單元上方一預定距離的第一信號饋入接腳、及至少一垂直設置於該接地單元上方一預定距離且連接到上述至少一第一短路接腳及上述至少一第一信號饋入接腳之間的第一環形輻射本體。該些第二環形單元環繞該接地單元的幾何中心且分別垂直設置在該接地單元的外側邊上，並且該些第二環形單元與該些第一環形單元對稱地交錯排列，其中每一個第二環形單元具有至少一設置在該接地單元上的第二短路接腳、至少一與上述至少一第二短路接腳相隔一預定距離且懸空在該接地單元上方一預定距離的第二信號饋入接腳、及至少一垂直設置於該接地單元上方一預定距離且連接到上述至少一第二短路接腳及上述至少一第二信號饋入接腳之間的第二環形輻射本體。再者，該接地單元、該些第一環形單元與該些第二環形單元均被包覆在該天線系統殼體的內部。因此，針對上述寬波束多環形天線模塊，本發明的有益效果在於1、在本發明所舉的例子中，寬波束多環形天線模塊包括三個獨立的第一環形單元(大環形尺寸)與三個獨立的第二環形單元(小環形尺寸)。每一個第一環形單元與每一個第二環形單元分別負責低頻2.4GHz頻帶操作與高頻5GHz頻帶操作，以實現同步雙頻操作的目的。因此本發明有別於傳統的雙頻天線，傳統雙頻天線只有單一信號饋入端，在同步雙頻操作時需額外增加一雙工器電路，不但增加成本，亦造成整體系統功率的損耗。2、在本發明所舉的例子中，寬波束多環形天線模塊的整體高度不超過15mm，以達成內藏式多橋接點天線的可能性。換句話說，本發明寬波束多環形天線模塊可內藏於無線寬頻路由器(router)或集線器(hub)內，以保持產品整體外觀的完整性與美感度。3、在本發明所舉的例子中，通過(1)控制每一個第一環形單元的第一短路接腳及第一信號饋入接腳的間距、(控制每一個第二環形單元的第二短路接腳及第二信號饋入接腳的間距、及C3)控制每一個第一環形單元及每一個第二環形單元相對於接地單元的高度，可獲得寬波束多環形天線模塊在2.4GHz與5GHz無線區域網路頻帶內良好的阻抗匹配(以2IVSWR或IOdB返回損失定義)。4、在本發明所舉的例子中，因為每一個第一環形單元的第一短路接腳鄰近不同天線操作頻率的第二環形單元的第二信號饋入接腳(或每一個第二環形單元的第二短路接腳鄰近不同天線操作頻率的第一環形單元的第一信號饋入接腳)，所以本發明可大幅降低每兩個具有不同天線操作頻率的第一環形單元與第二環形單元之間的耦合(mutualcoupling)，達成隔離度(isolation)在_15dB以下的良好特性。5、在本發明所舉的例子中，每一個第一環形單元及每一個第二環形單元均為一全波長環形天線(one-wavelengthloop)，且為一平衡式結構(balancedstructure)，其具有大幅抑制天線接地面(或系統接地面)的表面激發電流的優勢，因此接地面(該接地單元)在這裡可視為一反射板，而使得本發明的天線輻射場型具有較高的指向性(directivity)，以達成高增益天線的設計。6、在本發明所舉的例子中，每一個第一環形單元及每一個第二環形單元均垂直地放置在接地面的邊緣(亦即該接地單元的最外側邊)，天線的輻射場型受到接地面兩正交方向(orthogonaldirections)(—個方向垂直接地面(與天線平行)，另一個方向則平行接地面)的反射，每一個第一環形單元及每一個第二環形單元在與天線垂直平面的3dB半功率(half-power)波束寬度可涵蓋極座標(polarcoordinate)上至少一個象限(quadrant)以上的角度(例如每一個第一環形單元及每一個第二環形單元的3dB半功率波束寬度在2.4與5GHz頻帶分別大於約141度與155度)，因此每一個第一環形單元及每一個第二環形單元具有較寬的波束寬度輻射場型。7、當本發明寬波束多環形天線模塊的三個第一環形單元(操作於2.4GHz頻帶)或三個第二環形單元(操作於5GHz頻帶)一起操作時，三個各自獨立的第一環形單元(或三個各自獨立的第二環形單元)將組合成可涵蓋一個半平面空間並且每一點的天線增益值(或功率大小)都相近的輻射場型。如此，內建有本發明寬波束多環形天線模塊的無線寬頻橋接點或路由器裝置將可放置在不同的環境上使用，例如天花板、牆上、桌上等。8、本發明寬波束多環形天線模塊整體採用金屬片衝壓(stamping)或切割製作，可由單一輻射金屬片成型。因此本發明可有效地節省製作成本及加工時間。為了能還進一步了解本發明為達成預定目的所採取的技術、手段及功效，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，相信本發明的目的、特徵與特點，當可由此得一深入且具體的了解，然而附圖僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制。圖IA為本發明寬波束多環形天線模塊的第一實施例的上視示意圖；圖IB為本發明寬波束多環形天線模塊的第一實施例的立體示意圖；圖IC為本發明第一實施例的其中一第一環形單元的前視示意圖；圖ID為本發明第一實施例的其中一第二環形單元的前視示意圖；圖IE為本發明第一實施例的其中一第一環形單元操作於M42MHZ在不同平面(x-z平面、y-z平面、x-y平面)的輻射場型示意圖；圖IF為本發明第一實施例的其中一第二環形單元操作於M90MHZ在不同平面(x-z平面、y-z平面、x-y平面)的輻射場型示意圖；圖IG為本發明第一實施例的三個第一環形單元與三個第二環形單元在不同頻率下所得到的反射係數的曲線圖；圖IH為本發明第一實施例的每兩個環形單元彼此間的隔離度曲線圖；圖II為本發明第一實施例的其中一第一環形單元與其中一第二環形單元在不同頻率下所得到的天線增益及輻射效率的曲線圖；圖IJ為本發明第一實施例內設在一天線系統殼體內的立體示意圖；圖2A為本發明第二實施例的其中一第一環形單元的前視示意圖；圖2B為本發明第二實施例的其中一第二環形單元的前視示意圖；圖3A為本發明第三實施例的其中一第一環形單元的前視示意圖；圖;3B為本發明第三實施例的其中一第二環形單元的前視示意圖；圖4A為本發明寬波束多環形天線模塊的第四實施例的上視示意圖；以及圖4B為本發明寬波束多環形天線模塊的第四實施例的立體示意圖。主要元件符號說明天線系統殼體C寬波束多環形天線模塊M接地單元1穿孔10外側邊100第—-環形單元2幾何中心線A第—4豆路接腳20第—4言號饋入接腳21第—4言號饋入點210第—-環形輻射本體22第—-彎曲部220第二環形單元3幾何中心線B第二短路接腳30第二信號饋入接腳31第二信號饋入點310第二環形輻射本體32第二彎曲部320信號導線4夾角θ、θ『具體實施例方式請參閱圖IA至圖ID所示，本發明第一實施例提供一種寬波束多環形天線模塊M，其包括一接地單元1、多個第一環形單元2及多個第二環形單元3。此外，該接地單元1、該些第一環形單元2及該些第二環形單元3可為一體成型式片狀體。當然，該些第一環形單元2及該些第二環形單元3亦可分別成型後再設置在該接地單元1上。其中，該些第一環形單元2與該些第二環形單元3彼此交替且對稱地排列在該接地單元1上，並且每一個第一環形單元2的幾何中心線A(該幾何中心線A連接到該接地單元1的幾何中心)與每一個第二環形單元3的幾何中心線B(該幾何中心線B連接到該接地單元1的幾何中心)彼此間的夾角θ為相同。另外，每兩個第一環形單元2的兩個幾何中心線A(或每兩個第二環形單元3的兩個幾何中心線B)彼此間的夾角Θ'亦可為相同。例如以本發明第一實施例所舉的例子而言，該些第一環形單元2的數量為三個，該些第二環形單元3的數量亦為三個，並且每一個第一環形單元2的幾何中心線A與每一個第二環形單元3的幾何中心線B彼此間的夾角θ為60度(如圖IA所示)。然而，上述該些第一環形單元2及該些第二環形單元3的數量及每一個第一環形單元2的幾何中心線A與每一個第二環形單元3的幾何中心線B彼此間的夾角θ的度數均是用來舉例而已，而並非用以限定本發明。再者，該接地單元1可為正多邊形導電板體、圓形導電板體、或任何外觀形狀的導電板體(本發明第一實施例以正多邊形導電板體來作說明)，並且該接地單元1的中央處具有一穿孔10。另外，本發明寬波束多環形天線模塊M還進一步包括多個相對應該些第一環形單元2及該些第二環形單元3的信號導線4，並且該些信號導線4穿過該穿孔10，以使得該些信號導線4通過該穿孔10而達到收納的效果，並且通過該些信號導線4的使用，以使得該些第一環形單元2及該些第二環形單元3所接收到的天線信號可傳遞至無線寬頻路由器(router)或集線器(hub)內的電路板(圖未示)。當然，本發明第一實施例中的接地單元1也可以省略上述穿孔10的設計，而使得該些信號導線4直接延著該接地單元1的上表面貼附，這樣也可以使得該些信號導線4達到收納的效果。此外，配合圖IB及圖IC所示，該些第一環形單元2環繞該接地單元1的幾何中心並且分別垂直設置在該接地單元1的外側邊100上，其中每一個第一環形單元2具有至少一設置在該接地單元1上的第一短路接腳20、至少一與上述至少一第一短路接腳20相隔一預定距離且懸空在該接地單元1上方一預定距離的第一信號饋入接腳21、及至少一垂直設置於該接地單元1上方一預定距離且連接到上述至少一第一短路接腳20及上述至少一第一信號饋入接腳21之間的第一環形輻射本體22。請參考圖IC所示，每一個第一環形單元2的第一短路接腳20與第一信號饋入接腳21對稱地設置在每一個第一環形單元2的幾何中心線A的兩側。請配合圖IA及圖IE所示，依據圖IA中所界定的座標方向，圖IE顯示其中一第一環形單元2(例如圖IA中最上面的第一環形單元2(loop1))操作於M42MHz的輻射場型在不同平面(x-z平面、y-ζ平面、χ-y平面)的測量結果。由圖IE中可知，每一個第一環形單元2均為一全波長環形天線(one-wavelengthloop)，且為一平衡式結構(balancedstructure)，其具有大幅抑制該接地單元1的表面激發電流的優勢，因此該接地單元1在這裡可視為一反射板，而使得本發明的天線輻射場型具有較高的指向性(directivity)，特別是在+ζ與-χ方向上，以達成高增益天線的設計。由圖IE中可知，每一個第一環形單元2均垂直地放置在該接地單元1的邊緣(亦即該接地單元1的最外側邊100)，天線的輻射場型受到該接地單元1兩正交方向(orthogonaldirections)(一個方向垂直接地面(與天線平行)，另一個方向則平行接地面)的反射，每一個第一環形單元2在與天線垂直平面的3dB半功率(half-power)波束寬度可涵蓋極座標(polarcoordinate)上至少一個象限(quadrant)以上的角度(例如圖IE中的x-z平面上，每一個第一環形單元2(loop1)在與天線垂直平面的3dB半功率波束寬度在2.4GHz頻帶大於約141度)，因此每一個第一環形單元2具有較寬的波束寬度輻射場型。換句話說，三個各自獨立的第一環形單元2將組合成可涵蓋一個半平面空間並且每一點的天線增益值(或功率大小)都相近的輻射場型。如此，內建有本發明寬波束多環形天線模塊M的無線寬頻橋接點或路由器裝置將可放置在不同的環境上使用，例如天花板、牆上、桌上等〇另外，配合圖IB及圖ID所示，該些第二環形單元3環繞該接地單元1的幾何中心並且分別垂直設置在該接地單元1的外側邊100上，其中每一個第二環形單元3具有至少一設置在該接地單元1上的第二短路接腳30、至少一與上述至少一第二短路接腳30相隔一預定距離且懸空在該接地單元1上方一預定距離的第二信號饋入接腳31、及至少一垂直設置於該接地單元1上方一預定距離且連接到上述至少一第二短路接腳30及上述至少一第二信號饋入接腳31之間的第二環形輻射本體32。請參考圖ID所示，每一個第二環形單元3的第二短路接腳30與第二信號饋入接腳31對稱地設置在每一個第二環形單元3的幾何中心線B的兩側。請配合圖IA及圖IF所示，依據圖IA中所界定的座標方向，圖IF顯示其中一第二環形單元3(例如圖1中最下面的第二環形單元3(6環))操作於M90MHz的輻射場型在不同平面(x-z平面、y-z平面、x-y平面)的測量結果。由圖IF中可知，每一個第二環形單元3均為一全波長環形天線(one-wavelengthloop)，且為一平衡式結構(balancedstructure)，其具有大幅抑制該接地單元1的表面激發電流的優勢，因此該接地單元1在這裡可視為一反射板，而使得本發明的天線輻射場型具有較高的指向性(directivity)，特別是在+ζ與-χ方向上，以達成高增益天線的設計。由圖IF中可知，每一個第二環形單元3均垂直地放置在該接地單元1的邊緣(亦即該接地單元1的最外側邊100)，天線的輻射場型受到該接地單元1兩正交方向(orthogonaldirections)(一個方向垂直接地面(與天線平行)，另一個方向則平行接地面)的反射，每一個第二環形單元3在與天線垂直平面的3dB半功率(half-power)波束寬度可涵蓋極座標(polarcoordinate)上至少一個象限(quadrant)以上的角度(例如圖IF中的x-z平面上，每一個第二環形單元3在與天線垂直平面的3dB半功率(half-power)波束寬度在5GHz頻帶大於約155度)，因此每一個第二環形單元3具有較寬的波束寬度輻射場型。換句話說，三個各自獨立的第二環形單元3將組合成可涵蓋一個半平面空間並且每一點的天線增益值(或功率大小)都相近的輻射場型。如此，內建有本發明寬波束多環形天線模塊的無線寬頻橋接點或路由器裝置將可放置在不同的環境上使用，例如天花板、牆上、桌上等〇再者，依據不同的設計需求，該些第一環形單元2及該些第二環形單元3至少具有下列五種不同的設計態樣一、請參閱圖IB所示，每一個第一環形單元2的第一信號饋入接腳21與其中一鄰近的第二環形單元3的第二短路接腳30相鄰，並且每一個第一環形單元2的第一短路接腳20與另外一鄰近的第二環形單元3的第二信號饋入接腳31相鄰。換句話說，以其中一第一環形單元2來看，該第一環形單元2的第一信號饋入接腳21與左邊的第二環形單元3的第二短路接腳30相鄰，並且該第一環形單元2的第一短路接腳20與右邊的第二環形單元3的第二信號饋入接腳31相鄰。通過上述接腳間彼此錯開的設計，以降低該第一信號饋入接腳21與該第二信號饋入接腳31彼此間產生相互幹擾的問題，並且降低該第一短路接腳20與該第二短路接腳30彼此間產生相互幹擾的問題。因此，本發明可大幅降低每兩個具有不同天線操作頻率的第一環形單元2與第二環形單元3之間的耦合(mutualcoupling)，達成隔離度(isolation)在_15dB以下的良好特性。二、請配合圖IC及圖ID所示，每一個第一環形單元2的第一短路接腳20與第一信號饋入接腳21彼此相隔一預定距離，並且每一個第二環形單元3的第二短路接腳30與第二信號饋入接腳31彼此相隔一預定距離，以達良好的匹配。此外，依據不同的設計需求，設計者可通過調整此相隔的預定距離，以改變天線的操作頻率。另外，上述第一短路接腳20與第一信號饋入接腳21之間的預定距離及上述第二短路接腳30與第二信號饋入接腳31之間的預定距離均可隨著所需要天線性能來進行調整。再者，每一個第一環形單元2及每一個第二環形單元3相對於接地單元1的高度亦可隨著所需要天線性能來進行調整。因此，通過(1)控制每一個第一環形單元2的第一短路接腳20及第一信號饋入接腳21的間距、(控制每一個第二環形單元3的第二短路接腳30及第二信號饋入接腳31的間距、及C3)控制每一個第一環形單元2及每一個第二環形單元3相對於接地單元1的高度，可獲得寬波束多環形天線模塊在2.4GHz與5GHz無線區域網路頻帶內良好的阻抗匹配(以21VSffR或IOdB返回損失定義)。三、請配合圖IB至圖ID所示，每一個第一信號饋入接腳21的底部具有一第一信號饋入點210，並且每一個第二信號饋入接腳31的底部具有一第二信號饋入點310。此外，該些第一信號饋入點210及該些第二信號饋入點310均面向該接地單元1的幾何中心(該些第一信號饋入點210及該些第二信號饋入點310分別相對於該接地單元1的幾何中心的距離可以不同，但相同操作頻帶的環形天線的饋入點相對於該接地單元1的幾何中心的距離必須相同)。另外，該些信號導線4分別電性連接到該些第一信號饋入接腳21的該些第一信號饋入點210及該些第二信號饋入接腳31的該些第二信號饋入點310。通過該些信號導線4的使用，以使得該些第一環形單元2及該些第二環形單元3所接收到的天線信號可傳遞至無線寬頻路由器(router)或集線器(hub)內的電路板(圖未示)。四、請配合圖IA及圖IB所示，每一個第一環形單元2的第一短路接腳20、第一信號饋入接腳21及第一環形輻射本體22位於同一平面或同一曲面上上，並且每一個第二環形單元3的第二短路接腳30、第二信號饋入接腳31及第二環形輻射本體32位於同一平面或同一曲面上。五、該些第一環形單元2具有相同的天線操作頻率(例如低頻操作頻率)，並且該些第二環形單元3具有相同的天線操作頻率(例如高頻操作頻率)。例如該些第一環形單元2的天線操作頻率可為2.4GHz，並且該些第二環形單元3的天線操作頻率可為5GHz。再者，依據上述五點對於該些第一環形單元2及該些第二環形單元3所界定的結構，舉例來說圖IA中顯示三個第一環形單元2，定義最上面的為第一個第一環形單元2，左下角為第二個第一環形單元2，右下角為第三個第一環形單元2；圖IA中顯示三個第二環形單元3，定義右上角為第一個第二環形單元3，左上角為第二個第二環形單元3，最下面為第三個第二環形單元3。請配合圖IA及圖IG所示，依據上述對於該些第一環形單元2及該些第二環形單元3所界定的結構來進行測試，而結果顯示出該些第一環形單元(由Sll、S22、S33所代表)2及該些第二環形單元(由S44、S55、S66所代表)3在不同頻率(Frequency)(MHz)下所得到的反射參數(SParameter)(dB)。由圖中可知，在2.4GHz及5GHz的操作頻帶內具有較低(-IOdB以下)的反射參數。請配合圖IA及第圖IH所示，依據上述對於該些第一環形單元2及該些第二環形單元3所界定的結構來進行測試，而結果顯示出任意一個第一環形單元2與任意一個第二環形單元3彼此間的隔離度曲線。其中，圖IH中的S21所代表的是第二個第一環形單元2與第一個第一環形單元2之間的隔離度曲線、S31所代表的是第三個第一環形單元2與第一個第一環形單元2之間的隔離度曲線、S41所代表的是第一個第二環形單元3與第一個第一環形單元2之間的隔離度曲線、S51所代表的是第二個第二環形單元3與第一個第一環形單元2之間的隔離度曲線、S61所代表的是第三個第二環形單元3與第一個第一環形單元2之間的隔離度曲線、SM所代表的是第二個第二環形單元3與第一個第二環形單元3之間的隔離度曲線、S64所代表的是第三個第二環形單元3與第一個第二環形單元3之間的隔離度曲線。由圖中可知，在2.4GHz及5GHz頻帶內的隔離度(isolation)可以達成在-15dB以下的良好特性。請配合圖IA及第圖II所示，依據上述對於該些第一環形單元2及該些第二環形單元3所界定的結構來進行測試，而結果顯示出第一個第一環形單元2(loop1)及第三個第二環形單元3(loop6)在不同頻率(Frequency)(MHz)下所得到的天線增益(antennagain)(dBi)及輻射效率(radiationefficiency)(%)0由圖中可知，該些第一環形單元的增益在6.5dBi附近，該些第二環形單元在5.5dBi附近，天線輻射效率都在80%以上。另外，請參閱圖IJ所示，本發明寬波束多環形天線模塊M可安裝在一天線系統殼體C(例如無線寬頻路由器的天線系統殼體或集線器的天線系統殼體)的內部，例如安裝在天線系統殼體的上蓋內側，其中該接地單元1、該些第一環形單元2及該些第二環形單元3均被包覆在該天線系統殼體C的內部。因此，本發明寬波束多環形天線模塊M可內藏於無線寬頻路由器(router)或集線器(hub)內，所以本發明的寬波束多環形天線模塊M不需外露在天線系統殼體C外部，以保持產品整體外觀的完整性與美感度。再者，本發明第二實施例提供一種寬波束多環形天線模塊M，其包括一接地單元1、多個第一環形單元2及多個第二環形單元3。由圖2A及圖2B中可知，第二實施例與第一實施例最大的差別在於在第二實施例中，每一個第一環形單元2的第一環形輻射本體22為一連接到該第一短路接腳20及該第一信號饋入接腳21之間的弧形體，並且每一個第二環形單元3的第一環形輻射本體32為一連接到該第二短路接腳30及該第二信號饋入接腳31之間的弧形體。當然，第二實施例依然可以達到上述第一實施例的寬波束多環形天線模塊M所能產生的功能與效果。此外，本發明第三實施例提供一種寬波束多環形天線模塊M，其包括一接地單元1、多個第一環形單元2及多個第二環形單元3。由圖3A及圖;3B中可知，第三實施例與第一實施例最大的差別在於在第三實施例中，每一個第一環形單元2的第一環形輻射本體22具有兩個相對稱的第一彎曲部220，並且每一個第二環形單元3的第二環形輻射本體32具有兩個相對稱的第二彎曲部320。增加輻射本體的長度，可提供較長的諧振路徑，降低天線操作頻率，進而縮小天線尺寸。當然，第三實施例依然可以達到上述第一實施例的寬波束多環形天線模塊M所能產生的功能與效果。請參閱圖4A及圖4B所示，本發明第四實施例提供一種寬波束多環形天線模塊M，其包括一接地單元1、多個第一環形單元2及多個第二環形單元3。由圖中可知，第四實施例與第一實施例最大的差別在於在第四實施例中，每一個第一環形單元2的第一短路接腳20、第一信號饋入接腳21及第一環形輻射本體22位於同一曲面上，並且每一個第二環形單元3的第二短路接腳30、第二信號饋入接腳31及第二環形輻射本體32位於同一曲面上。在此實施例中還可增加環形輻射本體兩側邊的寬度，以提供較長的諧振路徑，且又不會造成整體體積上的增加。當然，第四實施例依然可以達到上述第一實施例的寬波束多環形天線模塊M所能產生的功能與效果。綜上所述，本發明的寬波束多環形天線模塊至少具有下列的優點1、在本發明所舉的例子中，寬波束多環形天線模塊包括三個獨立的第一環形單元(大環形尺寸)與三個獨立的第二環形單元(小環形尺寸)。每一個第一環形單元與每一個第二環形單元分別負責低頻2.4GHz頻帶操作與高頻5GHz頻帶操作，以實現同步雙頻操作的目的。因此本發明有別於傳統的雙頻天線，傳統雙頻天線只有單一信號饋入端，在同步雙頻操作時需額外增加一雙工器電路，不但增加成本，亦造成整體系統功率的損耗。2、在本發明所舉的例子中，寬波束多環形天線模塊的整體高度不超過15mm，以達成內藏式多橋接點天線的可能性。換句話說，本發明寬波束多環形天線模塊可內藏在無線寬頻路由器(router)或集線器(hub)內，以保持產品整體外觀的完整性與美感度。3、在本發明所舉的例子中，通過(1)控制每一個第一環形單元的第一短路接腳及第一信號饋入接腳的間距、(控制每一個第二環形單元的第二短路接腳及第二信號饋入接腳的間距、及C3)控制每一個第一環形單元及每一個第二環形單元相對於接地單元的高度，可獲得寬波束多環形天線模塊在2.4GHz與5GHz無線區域網路頻帶內良好的阻抗匹配(以2IVSWR或IOdB返回損失定義)。4、在本發明所舉的例子中，因為每一個第一環形單元的第一短路接腳鄰近不同天線操作頻率的第二環形單元的第二信號饋入接腳(或每一個第二環形單元的第二短路接腳鄰近不同天線操作頻率的第一環形單元的第一信號饋入接腳)，所以本發明可大幅降低每兩個具有不同天線操作頻率的第一環形單元與第二環形單元之間的耦合(mutualcoupling)，達成隔離度(isolation)在_15dB以下的良好特性。5、在本發明所舉的例子中，每一個第一環形單元及每一個第二環形單元均為一全波長環形天線(one-wavelengthloop)，且為一平衡式結構(balancedstructure)，其具有大幅抑制天線接地面(或系統接地面)的表面激發電流的優勢，因此接地面(該接地單元)在這裡可視為一反射板，而使得本發明的天線輻射場型具有較高的指向性(directivity)，以達成高增益天線的設計。6、在本發明所舉的例子中，每一個第一環形單元及每一個第二環形單元均垂直地放置在接地面的邊緣(亦即該接地單元的最外側邊)，天線的輻射場型受到接地面兩正交方向(orthogonaldirections)(—個方向垂直接地面(與天線平行)，另一個方向則平行接地面)的反射，每一個第一環形單元及每一個第二環形單元在與天線垂直平面的的3dB半功率(half-power)波束寬度可涵蓋極座標(polarcoordinate)上至少一個象限(quadrant)以上的角度(例如每一個第一環形單元及每一個第二環形單元的3dB半功率波束寬度在2.4與5GHz頻帶分別大於約141度與155度)，因此每一個第一環形單元及每一個第二環形單元具有較寬的波束寬度輻射場型。7、當本發明寬波束多環形天線模塊的三個第一環形單元(操作於2.4GHz頻帶)或三個第二環形單元(操作於5GHz頻帶)一起操作時，三個各自獨立的第一環形單元(或三個各自獨立的第二環形單元)將組合成可涵蓋一個半平面空間並且每一點的天線增益值(或功率大小)都相近的輻射場型。如此，內建有本發明寬波束多環形天線模塊的無線寬頻橋接點或路由器裝置將可放置在不同的環境上使用，例如天花板、牆上、桌上等。8、本發明寬波束多環形天線模塊整體採用金屬片衝壓(stamping)或切割製作，可由單一輻射金屬片成型。因此本發明可有效地節省製作成本及加工時間。本發明的所有範圍應以權利要求書為準，凡合於本發明的精神與其類似變化的實施例，均應包括在本發明的範疇中，任何本領域技術人員在本發明的領域內，可輕易想到的變化或修飾均應涵蓋本發明中。權利要求1.一種寬波束多環形天線模塊，其特徵在於，包括一接地單元；多個第一環形單元，其環繞該接地單元的幾何中心且分別垂直設置在該接地單元的外側邊上，其中每一個第一環形單元具有至少一設置在該接地單元上的第一短路接腳、至少一與上述至少一第一短路接腳相隔一預定距離且懸空在該接地單元上方一預定距離的第一信號饋入接腳、及至少一垂直設置於該接地單元上方一預定距離且連接到上述至少一第一短路接腳及上述至少一第一信號饋入接腳之間的第一環形輻射本體；以及多個第二環形單元，其環繞該接地單元的幾何中心且分別垂直設置在該接地單元的外側邊上，並且該些第二環形單元與該些第一環形單元對稱地交錯排列，其中每一個第二環形單元具有至少一設置在該接地單元上的第二短路接腳、至少一與上述至少一第二短路接腳相隔一預定距離且懸空在該接地單元上方一預定距離的第二信號饋入接腳、及至少一垂直設置於該接地單元上方一預定距離且連接到上述至少一第二短路接腳及上述至少一第二信號饋入接腳之間的第二環形輻射本體。2.根據權利要求1所述的寬波束多環形天線模塊，其特徵在於還進一步包括多個相對應該些第一環形單元及該些第二環形單元的信號導線，其分別電性連接到該些第一信號饋入接腳及該些第二信號饋入接腳，其中該接地單元的中央處具有一穿孔，並且該些信號導線穿過該穿孔。3.根據權利要求1所述的寬波束多環形天線模塊，其特徵在於其中每一個第一環形單元的幾何中心線與每一個第二環形單元的幾何中心線彼此間的夾角為相同。4.根據權利要求1所述的寬波束多環形天線模塊，其特徵在於其中每一個第一環形單元的第一信號饋入接腳與其中一鄰近的第二環形單元的第二短路接腳相鄰，並且每一個第一環形單元的第一短路接腳與另外一鄰近的第二環形單元的第二信號饋入接腳相鄰。5.根據權利要求1所述的寬波束多環形天線模塊，其特徵在於每一個第一環形單元的第一短路接腳與第一信號饋入接腳對稱地設置在每一個第一環形單元的幾何中心線的兩側，並且每一個第二環形單元的第二短路接腳與第二信號饋入接腳對稱地設置在每一個第二環形單元的幾何中心線的兩側。6.根據權利要求1所述的寬波束多環形天線模塊，其特徵在於每一個第一環形單元的第一短路接腳、第一信號饋入接腳及第一環形輻射本體位於同一平面或同一曲面上，並且每一個第二環形單元的第二短路接腳、第二信號饋入接腳及第二環形輻射本體位於同一平面或同一曲面上。7.根據權利要求1所述的寬波束多環形天線模塊，其特徵在於該些第一環形單元具有相同的天線操作頻率，並且該些第二環形單元具有相同的天線操作頻率。8.根據權利要求1所述的寬波束多環形天線模塊，其特徵在於該接地單元、該些第一環形單元及該些第二環形單元為一體成型式片狀體。9.根據權利要求1所述的寬波束多環形天線模塊，其特徵在於每一個第一環形單元的第一環形輻射本體為一連接到該第一短路接腳及該第一信號饋入接腳之間的弧形體，並且每一個第二環形單元的第二環形輻射本體為一連接到該第二短路接腳及該第二信號饋入接腳之間的弧形體。10.根據權利要求1所述的寬波束多環形天線模塊，其特徵在於每一個第一環形單元的第一環形輻射本體具有兩個相對稱的第一彎曲部，並且每一個第二環形單元的第二環形輻射本體具有兩個相對稱的第二彎曲部。11.一種寬波束多環形天線模塊，其安裝在一天線系統殼體的內部，其中該寬波束多環形天線模塊的特徵在於，包括一接地單元；多個第一環形單元，其環繞該接地單元的幾何中心且分別垂直設置在該接地單元的外側邊上，其中每一個第一環形單元具有至少一設置在該接地單元上的第一短路接腳、至少一與上述至少一第一短路接腳相隔一預定距離且懸空在該接地單元上方一預定距離的第一信號饋入接腳、及至少一垂直設置於該接地單元上方一預定距離且連接到上述至少一第一短路接腳及上述至少一第一信號饋入接腳之間的第一環形輻射本體；以及多個第二環形單元，其環繞該接地單元的幾何中心且分別垂直設置在該接地單元的外側邊上，並且該些第二環形單元與該些第一環形單元對稱地交錯排列，其中每一個第二環形單元具有至少一設置在該接地單元上的第二短路接腳、至少一與上述至少一第二短路接腳相隔一預定距離且懸空在該接地單元上方一預定距離的第二信號饋入接腳、及至少一垂直設置於該接地單元上方一預定距離且連接到上述至少一第二短路接腳及上述至少一第二信號饋入接腳之間的第二環形輻射本體；其中，該接地單元、該些第一環形單元與該些第二環形單元均被包覆在該天線系統殼體的內部。全文摘要一種寬波束多環形天線模塊，其包括一接地單元、多個第一環形單元及第二環形單元。該些第一環形單元垂直設置在接地單元的外側邊上，每一個第一環形單元具有一設置在接地單元上的第一短路接腳、一與第一短路接腳相隔一預定距離且懸空的第一信號饋入接腳、及一連接到第一短路接腳及第一信號饋入接腳之間的第一環形輻射本體。該些第二環形單元垂直設置在接地單元的外側邊上，每一個第二環形單元具有一設置在接地單元上的第二短路接腳、一與第二短路接腳相隔一預定距離且懸空的第二信號饋入接腳、及一連接到第二短路接腳及第二信號饋入接腳之間的第二環形輻射本體。文檔編號H01Q7/00GK102055072SQ20091021017公開日2011年5月11日申請日期2009年10月29日優先權日2009年10月29日發明者蘇紹文申請人:光寶科技股份有限公司,旭麗電子(廣州)有限公司