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TWI782593B - 能提升背景掃描天線隔離度的多天線系統及其隔離器模組 - Google Patents

能提升背景掃描天線隔離度的多天線系統及其隔離器模組 Download PDF

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TWI782593B
TWI782593B TW110123176A TW110123176A TWI782593B TW I782593 B TWI782593 B TW I782593B TW 110123176 A TW110123176 A TW 110123176A TW 110123176 A TW110123176 A TW 110123176A TW I782593 B TWI782593 B TW I782593B
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鄭智仁
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明泰科技股份有限公司
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Abstract

本發明係提供一種能提升背景掃描天線隔離度的多天線系統及其隔離器模組，該多天線系統包括一金屬承載盤、一背景掃描天線、複數支工作天線與一隔離器模組，其中，該隔離器模組能組裝至該金屬承載盤上，且其包含複數個隔離器，該等隔離器至少環繞成一環狀，以在其中形成一隔離空間，該背景掃描天線能位於該隔離空間中，該等工作天線則位於該隔離空間之外。如此，藉由該隔離器模組之設計，將能使該背景掃描天線與該等工作天線之間具有良好的隔離度。

Description

能提升背景掃描天線隔離度的多天線系統及其隔離器模組
本發明係關於多天線系統，尤指一種具有環型態樣的隔離器模組，且該背景掃描天線能位於該隔離器模組的一隔離空間中，複數支工作天線則位於該隔離空間之外的多天線系統。
按，隨著無線通訊產業的迅速發展，各種無線通訊設備亦不斷地推陳出新，市場上對該等無線通訊設備之要求，除了著重其外觀上的輕薄短小，更著重其是否能兼顧穩定傳輸訊號的通訊品質，其中，「天線」更是該等無線通訊設備中，用以收發無線訊號並傳輸數據所不可或缺的關鍵元件，其相關技術的研發亦隨著無線通訊產業的迅速發展，成為相關技術領域所關注的焦點。
承上，「天線」係一種能將電磁能量(electromagnetic energy)發射至空間中或從空間中接收電磁能量的導電體或導電系統，其中，為能提高傳輸資料率(Data Rate)及傳輸頻道容量(Channel Capacity)，"多天線系統(Multi-input Multi-output，簡稱MIMO系統)"已成為目前被廣泛使用的架構，此舉，造成同一電子裝置上需要的天線會以倍數成長，雖能夠在現有頻寬內提升吞吐量(Throughput)，但伴隨而來的情形是在有限空間內，多個天線彼此間的距離亦會愈來愈短，因此，天線之間的互感效應(Mutual Coupling Effect)會使天線隔離度變差，導致輻射品質下降，尤其是，以相同工作頻帶(操作頻帶)的多天線系統所遭遇的前述問題會更為嚴重。
此外，在同一個區域的網路環境中(如：辦公室、百貨賣場…等)，通常會具有複數台無線接取點或無線路由器，因此，部分無線網路產品會增加背景掃描功能，其作用在於能夠偵測當前區域內是否有其它無線通訊裝置，會對本身的無線通訊能力造成干擾，例如，在偵測到同頻段有其它無線通訊裝置會造成干擾，則該無線網路產品便能夠調整自身無線通訊的使用頻率，以增加通訊品質。然而，前述背景掃描功能需要多增加一背景掃描天線，才足以達成所需的功能。以目前常用的無線通訊系統而言，IEEE 802.11ac的無線網路標準中，Wi-Fi的工作頻帶為2.4GHz至2.484GHz，以及5.15GHz 至5.875GHz，因此，在無線接取點或無線路由器的有限空間中，除了需設置Wi-Fi 2.4GHz/5 GHz的天線、IoT 2.4GHz天線外，還需要增加背景掃描天線，故，該背景掃描天線與其它天線的兩個工作頻帶(2.4GHz/5 GHz)內都需要有較佳的隔離度，才足以保持預期的輻射品質。
傳統上為了改善天線間的隔離度，能夠採用後續方法，第一種方式是拉大天線彼此間的相隔距離，但是，前述方法會需要較多的空間，不利於無線通訊設備的輕薄化設計。第二種方式是在多個天線間增加解耦合機制來改善天線間隔離度，請參閱第1圖所示，多天線系統1包括一承載盤10、複數支天線單元12與複數支導體接地隔離物件14，其中，該等天線單元12與導體接地隔離物件14能位於該承載盤10的接地部位上，該導體接地隔離物件14能設置於距離各該天線單元12約四分之一波長位置處，因該導體接地隔離物件14的延伸長度約為天線波長的四分之一，如同單偶極天線的態樣，故會對天線單元12的輻射場型造成擠壓。
其次，第三種方式是在兩個天線單元之間設置隔離性溝槽(slit)，請參閱第2圖所示，多天線系統2包括一承載盤20與複數支天線單元22，其中，該等天線單元22能位於該承載盤20的接地部位上，且任兩個天線單元22間設有一或二個隔離性溝槽24，但是，該等隔離性溝槽24不僅會破壞接地部位的結構，還可能對多天線系統2的訊號傳輸造成不良影響，尤其是，當天線單元22的數量增加時，隔離性溝槽24的數量也要隨之增加，導致該多天線系統2的電磁相容(EMC)/電磁干擾(EMI)都需要重新評估，提高設計上的困難度。
為能在競爭激烈的市場中，脫穎而出，發明人憑藉著多年來專業從事各式天線系統設計、加工及製造之豐富實務經驗，且秉持著精益求精的研究精神，在經過長久的努力研究與實驗後，終於研發出本發明之一種能提升背景掃描天線隔離度的多天線系統及其隔離器模組，期藉由本發明之問世，提供使用者更佳的使用經驗。
本發明之一目的，係提供一種能提升背景掃描天線隔離度的多天線系統，包括一金屬承載盤、一背景掃描天線、複數支工作天線與一隔離器模組，其中，該背景掃描天線係位於該金屬承載盤上，且能偵測一掃描區域內之射頻訊號的頻率；該等工作天線係位於該金屬承載盤上，且分別與該背景掃描天線相隔一距離；該隔離器模組包含複數個隔離器，該等隔離器至少環繞成一環狀，以在其中形成一隔離空間，該隔離器模組能組裝至該金屬承載盤上，且使該背景掃描天線處於該隔離空間中，該等工作天線則位於該隔離空間之外。
可選地，該隔離器包含一介質基板、一金屬置頂層、一金屬接地層與一金屬柱，其中，該金屬置頂層係位於該介質基板的頂面；該金屬接地層係位於該介質基板的底面，且能連接至該金屬承載盤；該金屬柱係貫穿該介質基板，其頂端能連接至該金屬置頂層，其底端能連接至該金屬接地層。
可選地，該隔離器包含一介質基板、一金屬置頂層與一金屬柱，其中，該金屬置頂層係位於該介質基板的頂面；該金屬柱係貫穿該介質基板，其頂端能連接至該金屬置頂層，其底端能連接至該金屬承載盤。
可選地，該等隔離器的該等介質基板係一體成形。
可選地，該等隔離器的該等金屬置頂層係彼此相隔一間距。
可選地，該等隔離器係排列成兩個相鄰套合的內外環狀態樣，以形成雙環狀態樣的該隔離器模組。
可選地，處於外環的該等金屬置頂層之面積，會大於處於內環的該等金屬置頂層之面積。
可選地，該金屬承載盤係與一接地線路相連接。
本發明之另一目的，係提供一種能提升背景掃描天線隔離度的隔離器模組，其至少由複數個隔離器所構成，該等隔離器係至少環繞成一環狀，以在其中形成一隔離空間，且該隔離空間能供一背景掃描天線處於其中，且複數支工作天線則位於該隔離空間之外。
可選地，該隔離器包含一介質基板、一金屬置頂層、一金屬接地層與一金屬柱，其中，該金屬置頂層係位於該介質基板的頂面；該金屬接地層係位於該介質基板的底面，且能連接至該金屬承載盤；該金屬柱係貫穿該介質基板，其頂端能連接至該金屬置頂層，其底端能連接至該金屬接地層。
可選地，該隔離器包含一介質基板、一金屬置頂層與一金屬柱，其中，該金屬置頂層係位於該介質基板的頂面；該金屬柱係貫穿該介質基板，其頂端能連接至該金屬置頂層，其底端能延伸出該介質基板，以能連接至用以承接該背景掃描天線與該等工作天線的一金屬承載盤上。
可選地，該等隔離器的該等介質基板係一體成形。
可選地，該等隔離器係排列成兩個相鄰套合的內外環狀態樣，以形成雙環狀態樣的該隔離器模組。
可選地，處於外環的該等金屬置頂層之面積，會大於處於內環的該等金屬置頂層之面積。
可選地，該等隔離器的該等金屬置頂層係彼此相隔一間距。
為便 貴審查委員能對本發明目的、技術特徵及其功效，做更進一步之認識與瞭解，茲舉實施例配合圖式，詳細說明如下：
為使本發明之目的、技術內容與優點更加清楚明白，以下結合具體實施方式，並參照附圖，對本發明所公開的實施方式進一步詳細說明。本領域之技藝人士可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果，且本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外事先聲明，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸進行描繪。
應理解，在本發明之說明書中任何地方所使用的實施例，包括任何術語的使用，都僅是說明性，絕不限制本發明或任何術語的範圍與含義。同樣地，本發明並不侷限於說明書所揭露的各種實施例。雖然本文中可能使用術語第一、第二或第三等來描述各種元件，但各該元件不應受前述術語的限制，前述術語主要是用以區分一元件與另一元件，而不應對任何元件施加任何實質性限制，且不應限制各個元件在實際應用上的組裝或設置順序。另外實施例中提到的方向用語，例如“上(頂)”、“下(底)”、“前”、“後”、“左”、“右”等，僅是參考附圖的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明的保護範圍。
本發明係一種能提升背景掃描天線隔離度的多天線系統及其隔離器模組，在第一實施例中，請參閱第3圖所示，該多天線系統S包括一金屬承載盤3、複數支工作天線4、一背景掃描天線5與一隔離器模組6，其中，該金屬承載盤3的全部或局部區域能與一接地線路相連接，以形成對應的接地部分。又，該金屬承載盤3上設有該背景掃描天線5與該等工作天線4，且該背景掃描天線5與該等工作天線4還能位於該金屬承載盤3的接地部分，在該實施例中，該等工作天線4包含了四支低頻天線411、412、413、414與四支高頻天線421、422、423、424，其中，該低頻天線411、412、413、414的工作頻段為2.4GHz，該高頻天線421、422、423、424的工作頻段為5GHz，且該等低頻天線411、412、413、414與高頻天線421、422、423、424能彼此交錯排列地環繞該金屬承載盤3，使得該金屬承載盤3的頂面靠近四個邊緣處，分別設有單一支低頻天線411、412、413、414與單一支高頻天線421、422、423、424(如第3圖所示)。
承上，復請參閱第3圖所示，該背景掃描天線5係位於該金屬承載盤3的接地部分上，且能偵測一掃描區域內之射頻訊號的頻率，在該第一實施例中，該背景掃描天線5能工作於2.4GHz/5GHz之雙頻帶的工作頻段，且該背景掃描天線5係位於該金屬承載盤3的中央區域，且會與該等工作天線4相隔一距離。惟，在本發明之其他實施例中，根據實際需求能調整該等工作天線4的數量、位置與工作頻段，甚至能夠只有單一工作頻段而不區分為低頻或高頻天線，同樣地，該背景掃描天線5亦能夠只有單一工作頻段，而不侷限為雙頻帶的態樣。
復請參閱第3圖所示，該隔離器模組6包含複數個隔離器61，該等隔離器61能環繞成一環狀，以在其中形成一隔離空間60，該隔離器模組6能組裝至該金屬承載盤3上，且位於該等工作天線4與背景掃描天線5兩者之間，使得該背景掃描天線5處於該隔離空間60中，該等工作天線4則處於該隔離空間60之外，而被該隔離器模組6相互隔離分開。請參閱第4及5圖所示，該隔離器61包括一介質基板611、一金屬置頂層612、一金屬接地層613與一金屬柱614，其中，該介質基板611的頂面設有該金屬置頂層612，該介質基板611的底面設有該金屬接地層613，該介質基板611內部設有該金屬柱614，且該金屬柱614能貫穿該介質基板611，以使其頂端能連接至該金屬置頂層612，其底端能連接至該金屬接地層613，令該隔離器61所形成的等效電路模型能為L C並聯諧振電路。如此，藉由調整該隔離器61之金屬置頂層612的尺寸，或是介質基板611的高度、介電係數，或是金屬柱614的直徑，便能改變其L C並聯諧振電路中電感(L)與電容(C)的數值，以能在所需的天線工作頻段產生並聯共振，抑制耦合電流，以提升該背景掃描天線5對應於各該工作天線4之間同一工作頻段的隔離度。此外，該等隔離器61彼此間的金屬接地層613能夠不直接連接，而彼此間存有間距。
本發明之隔離器模組6具有諸多變化，以能根據產品的實際需求或生產流程，例如，在部分實施例中，該隔離器61能夠省略如第4圖的金屬接地層613，且該金屬柱614的底端能夠直接連接該金屬承載盤3，則同樣能夠形成L C並聯諧振電路的電路模型。或者，雖然第5圖所繪製的金屬柱614，其兩端是分別貼靠於該金屬置頂層612與金屬接地層613，但在部分實施例中，該金屬柱614的任一端或兩端能夠穿透對應的金屬置頂層612或金屬接地層613，以提高前述元件間的連接穩定性與導電性。或者，該金屬置頂層612雖然繪製為矩形狀，但不以此為限，在本發明之其它實施例中，金屬置頂層612的形狀能夠為圓形、六邊形、星狀…等各種形狀。另外，該等隔離器61能夠為獨立的元件，並依序排列成環狀，且固定於該金屬承載盤3上，或者，該等隔離器61的介質基板611及/或金屬接地層613能夠一體成形為單一個體，且複數片金屬置頂層612能夠彼此相隔一間距地設置於前述單一個體的介質基板611上，複數支金屬柱614亦能夠彼此相隔一間距地設置於前述單一個體的介質基板611中，以形成本發明的隔離器模組6。
復請參閱第3圖所示，在該第一實施例中，該隔離器模組6係透過複數個固定元件65(如：塑膠鉚釘)固定至該金屬承載盤3上，且該背景掃描天線5係位於該隔離空間60的中心位置，因此，當該背景掃描天線5需應用於不同的工作頻段時，能夠輕易地拆卸與更換不同的隔離器模組6，提高使用上的便利性。另外，在該第一實施例中，該隔離器模組6係為單一的介質基板611，該介質基板611的頂面設有環繞為一圈的該等金屬置頂層612，且該等金屬置頂層612彼此不會相互接觸，該介質基板611內設有該等金屬柱614，該介質基板611的底面則設有環繞為一圈的金屬接地層613，經實驗測試後，請參閱第6圖所示，當該多天線系統S不具有隔離器模組6時，其背景掃描天線5的返回損失係如線條A11所示；當該多天線系統S具有隔離器模組6時，其背景掃描天線5的返回損失係如線條B11所示；相較之下可明顯得知，該隔離器模組6對於背景掃描天線5的工作頻段不會產生負面影響，且能使該背景掃描天線5的返回損失有較佳的表現。
另外，經實驗測試後，請參閱第3及7圖所示，當該多天線系統S不具有隔離器模組6時，其背景掃描天線5對於第3圖上方的低頻天線411的隔離度係如線條A21所示；當該多天線系統S具有隔離器模組6時，其背景掃描天線5對於第3圖上方的低頻天線411的隔離度係如線條B21所示；由此可知，在線條B21之2.4GHz的工作頻段出現了一個共振深點，提升了背景掃描天線5對於低頻天線411的隔離度。請參閱第8圖所示，經實驗測試後，當該多天線系統S具有隔離器模組6時，其背景掃描天線5對於該等低頻天線411、412、413、414的隔離度係如線條B21、B22、B23、B24所示，且該等線條B21、B22、B23、B24之2.4GHz的工作頻段都同時出現了一個共振深點，因此，該隔離器模組6能有效提升背景掃描天線5與多個低頻天線411、412、413、414間的隔離度。
再者，請參閱第9圖所示，經實驗測試後，當該多天線系統S不具有隔離器模組6時，其背景掃描天線5對於2.4GHz的輻射場型特性係如線條A31所示；當該多天線系統S具有隔離器模組6時，其背景掃描天線5對於2.4GHz的輻射場型特性係如線條B31所示；由此可知，當該多天線系統S具有隔離器模組6時，其背景掃描天線5的輻射場型特性在XY平面還是維持著近全向性的輻射場型。請參閱第10圖所示，當該多天線系統S不具有隔離器模組6時，其背景掃描天線5對於5.5GHz的輻射場型特性係如線條A41所示；當該多天線系統S具有隔離器模組6時，其背景掃描天線5對於5.5GHz的輻射場型特性係如線條B41所示；由此可知，當該多天線系統S具有隔離器模組6時，其背景掃描天線5的輻射場型特性在XY平面並無明顯變形。
為了提供背景掃描天線5與該等工作天線4間的更佳隔離度，在本發明之第二實施例中，複數個隔離器61能夠排列成兩個相鄰套合的內外環狀態樣，以形成如第11圖所示之雙矩形環狀態樣的隔離器模組6。又，在該第二實施例中，該隔離器模組6為單一的介質基板611，該介質基板611係採用玻璃纖維板(FR-4 Epoxy Glass Cloth)，其介電系數約4.3左右，厚度約為1.6毫米(mm)。又，該介質基板611的頂面佈設有雙環排列態樣的複數片金屬置頂層612，該等金屬置頂層612彼此相互隔開，且每一片金屬置頂層612能分別透過貫穿該介質基板611的金屬柱614，而與該介質基板611底面的金屬接地層613相連接。
承上，經實驗測試後，請參閱第12圖所示，當該多天線系統S不具有隔離器模組6時，其背景掃描天線5對於低頻天線411的隔離度係如線條C11所示；當該多天線系統S具有隔離器模組6時，其背景掃描天線5對於低頻天線411的隔離度係如線條D11所示；同樣地，在線條D11之2.4GHz的工作頻段出現了一個共振深點，且使該背景掃描天線5對於低頻天線411的隔離度達到30 dB，呈現出優於第一實施例的隔離度效果。請參閱第13圖所示，經實驗測試後，當該多天線系統S具有隔離器模組6時，其背景掃描天線5對於該等低頻天線411、412、413、414的隔離度係如線條D11、 D12、 D13、 D14所示，且該等線條D11、 D12、 D13、 D14之2.4GHz的工作頻段都同時出現了一個共振深點，因此，該隔離器模組6能有效提升背景掃描天線5與多個低頻天線411、412、413、414間的隔離度。請參閱第14圖所示，經實驗測試後，當該多天線系統S不具有隔離器模組6時，其背景掃描天線5對於2.4GHz的輻射場型特性係如線條C21所示；當該多天線系統S具有隔離器模組6時，其背景掃描天線5對於2.4GHz的輻射場型特性係如線條D21所示；由此可知，當該多天線系統S具有隔離器模組6時，其背景掃描天線5的輻射場型特性雖有些為縮小的情況，但在XY平面還是維持著近全向性的輻射場型。
另外，當該金屬柱614的直徑改變時，能夠改變該隔離器61的隔離度，請參閱第15圖所示，當金屬柱614的直徑為1.2mm時，該背景掃描天線5對於低頻天線414的隔離度係如線條E11所示；當金屬柱614的直徑為1.0mm時，該背景掃描天線5對於低頻天線414的隔離度係如線條E12所示；當金屬柱614的直徑為0.8mm時，該背景掃描天線5對於低頻天線414的隔離度係如線條E13所示；由此可知，當金屬柱614的直徑愈小時，共振頻率愈往低頻移動。再者，當該金屬置頂層612的面積(長乘寬)改變時，亦能夠改變該隔離器61的隔離度，請參閱第16圖所示，當金屬置頂層612的面積為14.5mm乘以14.5mm時，該背景掃描天線5對於低頻天線414的隔離度係如線條E14所示；當金屬置頂層612的面積為14.7mm乘以14.7mm時，該背景掃描天線5對於低頻天線414的隔離度係如線條E15所示；當金屬置頂層612的面積為14.9mm乘以14.9mm時，該背景掃描天線5對於低頻天線414的隔離度係如線條E16所示；由此可知，當該金屬置頂層612的面積(長乘寬)愈小，共振頻率愈往高頻移動。
由於金屬置頂層612的面積大小，能影響共振頻率，因此，本發明之隔離器模組6還能夠為可工作於雙頻帶的態樣，在第三實施例中，複數個隔離器61能夠排列成兩個相鄰套合的內外環狀，以形成如第17圖所示之雙矩形環狀態樣的隔離器模組6。又，在該第三實施例中，該隔離器模組6為單一的介質基板611，該介質基板611係採用玻璃纖維板(FR-4 Epoxy Glass Cloth)，其介電系數約4.3左右，厚度約為1.6毫米(mm)。又，該介質基板611的頂面佈設有雙環排列態樣的複數片金屬置頂層612，其中，處於外環的金屬置頂層612，其面積會大於處於內環的金屬置頂層612，且每一片金屬置頂層612能分別透過貫穿該介質基板611的金屬柱614，而與該介質基板611底面的金屬接地層613相連接。如此，處於外環的該等隔離器61將能夠影響2.4 GHz之工作頻段的隔離度，處於內環的該等隔離器61將能夠影響5 GHz之工作頻段的隔離度，以提升雙頻帶之背景掃描天線5與該等工作天線4(低頻天線411、高頻天線412)的隔離度。經實驗測試後，請參閱第18圖所示，當該多天線系統S不具有隔離器模組6時，其背景掃描天線5對於高頻天線424的隔離度係如線條F11所示；當該多天線系統S具有隔離器模組6時，其背景掃描天線5對於高頻天線424的隔離度係如線條G11所示；由此可知，在線條G11之2.4GHz與5GHz的工作頻段分別出現了一個共振深點，提升了背景掃描天線5對於高頻天線424在兩個工作頻段之間的隔離度。
綜上所述可知，藉由該隔離器模組6的結構，不僅能夠有效提高工作天線4與背景掃描天線5間的隔離度，且透過調整各個隔離器61之相關元件的態樣，能夠輕易地改變該隔離器模組6所需作用的工作頻段，大幅提高設計上的便利性。
按，以上所述，僅係本發明之較佳實施例，惟，本發明所主張之權利範圍，並不侷限於此，按凡熟悉該項技藝人士，依據本發明所揭露之技術內容，可輕易思及之等效變化，均應屬不脫離本發明之保護範疇。
[習知] 1、2:多天線系統 10、20:承載盤 12、22:天線單元 14:導體接地隔離物件 24:隔離性溝槽 [本發明] 3:金屬承載盤 4:工作天線 411、412、413、414:低頻天線 421、422、423、424:高頻天線 5:背景掃描天線 6:隔離器模組 60:隔離空間 61:隔離器 611:介質基板 612:金屬置頂層 613:金屬接地層 614:金屬柱 65:固定元件 S:多天線系統
[第1圖]係習知在多個天線間增加解耦合機制的示意圖； [第2圖]係習知在多個天線間設置隔離性溝槽的示意圖； [第3圖]係本發明之第一實施例的多天線系統之示意圖； [第4圖]係本發明之隔離器的立體示意圖； [第5圖]係本發明之隔離器的側視示意圖； [第6圖]係第一實施例之多天線系統具有/不具有隔離器模組的返回損失測試圖； [第7圖]係第一實施例之多天線系統於2.4GHz的工作頻段上，具有/不具有隔離器模組的隔離度測試圖； [第8圖]係第一實施例之多天線系統於2.4GHz的工作頻段上，對各個低頻天線的隔離度測試圖； [第9圖]係第一實施例之多天線系統具有/不具有隔離器模組，該背景掃描天線於2.4GHz的輻射場型特性圖； [第10圖]係第一實施例之多天線系統具有/不具有隔離器模組，該背景掃描天線於5.5GHz的輻射場型特性圖； [第11圖]係本發明之第二實施例的多天線系統之示意圖； [第12圖]係第二實施例之多天線系統於2.4GHz的工作頻段上，具有/不具有隔離器模組的隔離度測試圖； [第13圖]係第二實施例之多天線系統於2.4GHz的工作頻段上，對各個低頻天線的隔離度測試圖； [第14圖]係第二實施例之多天線系統具有/不具有隔離器模組，該背景掃描天線於2.4GHz的輻射場型特性圖； [第15圖]係金屬柱分別為1.2mm、1.0mm、0.8mm之隔離度測試圖； [第16圖]係金屬置頂層的面積(長乘寬)分別為14.5mm乘以14.5mm、14.7mm乘以14.7mm、14.9mm乘以14.9mm之隔離度測試圖； [第17圖]係本發明之第三實施例的多天線系統之示意圖；及 [第18圖]係第三實施例之多天線系統於2.4GHz與5GHz的工作頻段上，具有/不具有隔離器模組的隔離度測試圖。
3:金屬承載盤
4:工作天線
411、412、413、414:低頻天線
421、422、423、424:高頻天線
5:背景掃描天線
6:隔離器模組
60:隔離空間
61:隔離器
611:介質基板
612:金屬置頂層
614:金屬柱
65:固定元件
S:多天線系統

Claims (15)

  1. 一種能提升背景掃描天線隔離度的多天線系統，包括： 一金屬承載盤； 一背景掃描天線，係位於該金屬承載盤上，且能偵測一掃描區域內之射頻訊號的頻率； 複數支工作天線，係位於該金屬承載盤上，且分別與該背景掃描天線相隔一距離；及 一隔離器模組，包含複數個隔離器，該等隔離器至少環繞成一環狀，以在其中形成一隔離空間，該隔離器模組能組裝至該金屬承載盤上，且使該背景掃描天線處於該隔離空間中，該等工作天線則位於該隔離空間之外。
  2. 如請求項1所述之多天線系統，其中，該隔離器包含： 一介質基板； 一金屬置頂層，係位於該介質基板的頂面； 一金屬接地層，係位於該介質基板的底面，且能連接至該金屬承載盤；及 一金屬柱，係貫穿該介質基板，其頂端能連接至該金屬置頂層，其底端能連接至該金屬接地層。
  3. 如請求項1所述之多天線系統，其中，該隔離器包含： 一介質基板； 一金屬置頂層，係位於該介質基板的頂面；及 一金屬柱，係貫穿該介質基板，其頂端能連接至該金屬置頂層，其底端能連接至該金屬承載盤。
  4. 如請求項2或3所述之多天線系統，其中，該等隔離器的該等介質基板係一體成形。
  5. 如請求項4所述之多天線系統，其中，該等隔離器的該等金屬置頂層係彼此相隔一間距。
  6. 如請求項2或3所述之多天線系統，其中，該等隔離器係排列成兩個相鄰套合的內外環狀態樣，以形成雙環狀態樣的該隔離器模組。
  7. 如請求項6所述之多天線系統，其中，處於外環的該等金屬置頂層之面積，會大於處於內環的該等金屬置頂層之面積。
  8. 如請求項1所述之多天線系統，其中，該金屬承載盤係與一接地線路相連接。
  9. 一種能提升背景掃描天線隔離度的隔離器模組，至少由複數個隔離器所構成，該等隔離器係至少環繞成一環狀，以在其中形成一隔離空間，且該隔離空間能供一背景掃描天線處於其中，且複數支工作天線則位於該隔離空間之外。
  10. 如請求項9所述之隔離器模組，其中，該隔離器包含： 一介質基板； 一金屬置頂層，係位於該介質基板的頂面； 一金屬接地層，係位於該介質基板的底面；及 一金屬柱，係貫穿該介質基板，其頂端能連接至該金屬置頂層，其底端能連接至該金屬接地層。
  11. 如請求項9所述之隔離器模組，其中，該隔離器包含： 一介質基板； 一金屬置頂層，係位於該介質基板的頂面；及 一金屬柱，係貫穿該介質基板，其頂端能連接至該金屬置頂層，其底端能延伸出該介質基板，以能連接至用以承接該背景掃描天線與該等工作天線的一金屬承載盤上。
  12. 如請求項10或11所述之隔離器模組，其中，該等隔離器的該等介質基板係一體成形。
  13. 如請求項10或11所述之隔離器模組，其中，該等隔離器係排列成兩個相鄰套合的內外環狀態樣，以形成雙環狀態樣的該隔離器模組。
  14. 如請求項13所述之隔離器模組，其中，處於外環的該等金屬置頂層之面積，會大於處於內環的該等金屬置頂層之面積。
  15. 如請求項12所述之隔離器模組，其中，該等隔離器的該等金屬置頂層係彼此相隔一間距。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117060065B (zh) * 2023-09-13 2024-05-17 南京林业大学 一种毫米波超表面天线

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101652898A (zh) * 2007-02-28 2010-02-17 日本电气株式会社 阵列天线、无线通信设备和阵列天线控制方法
CN104157982A (zh) * 2014-07-07 2014-11-19 华东交通大学 一种基于ebg结构的双极化mimo天线
CN107431270A (zh) * 2014-11-28 2017-12-01 盖尔创尼克斯有限公司 天线隔离器
CN107994353A (zh) * 2018-01-10 2018-05-04 中国计量大学 一种宽带超材料太赫兹吸波器
CN111916902A (zh) * 2019-05-10 2020-11-10 三星电子株式会社 包括天线的电子装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170317421A1 (en) * 2016-04-29 2017-11-02 L-3 Communications Corporation Low Profile Wideband Planar Antenna Element
KR102628013B1 (ko) * 2019-06-10 2024-01-22 삼성전자주식회사 광대역 안테나 및 이를 포함하는 안테나 모듈

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101652898A (zh) * 2007-02-28 2010-02-17 日本电气株式会社 阵列天线、无线通信设备和阵列天线控制方法
CN104157982A (zh) * 2014-07-07 2014-11-19 华东交通大学 一种基于ebg结构的双极化mimo天线
CN107431270A (zh) * 2014-11-28 2017-12-01 盖尔创尼克斯有限公司 天线隔离器
CN107994353A (zh) * 2018-01-10 2018-05-04 中国计量大学 一种宽带超材料太赫兹吸波器
CN111916902A (zh) * 2019-05-10 2020-11-10 三星电子株式会社 包括天线的电子装置

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