智能化天線裝置及其輻射場型切換方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是涉及一種天線及其輻射場型切換方法，特別是指一種可切換選擇不同輻射場型，并以各種輻射場型送出訓(xùn)練封包，而根據(jù)封包錯(cuò)誤率(PER)和信號(hào)強(qiáng)度(RSSI)以決定最佳輻射場型的天線相關(guān)技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]一般認(rèn)為定向天線具有功率集中的優(yōu)點(diǎn)，但由于具備方向性，傳輸死角多而直接影響其覆蓋率，而全向天線傳輸死角少，覆蓋率大，但功率相對(duì)較低。由上述可知，定向天線和全向天線各有其優(yōu)缺點(diǎn)。而中國臺(tái)灣發(fā)明專利權(quán)第1384686號(hào)“用于至一遠(yuǎn)端接收器的無線鏈路的系統(tǒng)及方法”提出一個(gè)解決方案，該系統(tǒng)包括一產(chǎn)生RF的通信器件及一發(fā)送該RF的平面天線裝置。
[0003]該平面天線裝置包括多個(gè)可選擇天線元件，各可選擇天線元件中的每一天線元件具有增益和一定向輻射場型，該定向輻射場型是大體上在該天線裝置的平面中。而通過轉(zhuǎn)換不同天線元件分別產(chǎn)生可組態(tài)的輻射場型，或選擇所有或大體上所有天線元件產(chǎn)生一全向輻射場型，藉此不但可避免通信時(shí)的干擾，也可提供更多的輻射場型作為通信用。
[0004]盡管上述專利案提供了更多的輻射場型選擇，但并未進(jìn)一步公開其選擇輻射場型的依據(jù)，也未公開如何決定輻射場型使其和連線的節(jié)點(diǎn)間提供更理想的連線效能和品質(zhì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此本發(fā)明的主要目的在提供一種智能化天線裝置及其輻射場型切換方法，主要是由天線裝置主動(dòng)對(duì)連接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行訓(xùn)練，以選擇最適合和連接節(jié)點(diǎn)通信的輻射場型，進(jìn)而提供最佳連線效能和品質(zhì)。
[0006]為達(dá)成前述目的的一主要技術(shù)手段是使前述智能化天線裝置的輻射場型切換方法包括:提供多個(gè)水平極化天線和多個(gè)垂直極化天線，并在一訓(xùn)練模式下執(zhí)行以下步驟:
[0007]導(dǎo)通一個(gè)以上的水平極化天線和/或一個(gè)以上的垂直極化天線，以產(chǎn)生多個(gè)測試場型；
[0008]以各個(gè)測試場型分別送出多個(gè)訓(xùn)練封包；
[0009]比較各個(gè)測試場型所送出訓(xùn)練封包的封包錯(cuò)誤率(PER)和信號(hào)強(qiáng)度(RSSI)，以產(chǎn)生一福射場型。
[0010]為達(dá)成前述目的采取的又一主要技術(shù)手段是使前述智能化天線裝置包括有:
[0011]一天線模塊，包括多個(gè)水平極化天線及多個(gè)垂直極化天線；
[0012]一射頻切換電路，其分別和各水平極化天線、各垂直極化天線連接；所述射頻切換電路并提供一訓(xùn)練模式，在所述訓(xùn)練模式下，由射頻切換電路交替地導(dǎo)通一個(gè)以上的水平極化天線和/或一個(gè)以上的垂直極化天線分別產(chǎn)生不同的輻射場型，并通過各種不同的輻射場型分別送出多個(gè)訓(xùn)練封包，根據(jù)訓(xùn)練封包的封包錯(cuò)誤率(PER)和信號(hào)強(qiáng)度(RSSI)決定一最適通信的輻射場型。
[0013]根據(jù)上述智能化天線裝置和其輻射場型的切換方法所提供的技術(shù)方案是以多個(gè)水平極化天線和多個(gè)垂直極化天線可選擇的交替導(dǎo)通，以產(chǎn)生不同的測試場型，并通過不同的測試場型分別送出多個(gè)訓(xùn)練封包，再比較每一個(gè)測試場型的封包錯(cuò)誤率(PER)和信號(hào)強(qiáng)度(RSSI)，以決定一最適通信的輻射場型，在此狀況下，智能化天線裝置和連線的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)，都是通過經(jīng)過訓(xùn)練產(chǎn)生的最佳輻射場型來通信，藉此可提供最佳的連線效能和通信品質(zhì)。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的方法流程圖；
[0015]圖2是本發(fā)明天線裝置一較佳實(shí)施例的立體圖；
[0016]圖3是本發(fā)明天線裝置一較佳實(shí)施例的底視平面圖；
[0017]圖4是本發(fā)明天線裝置一較佳實(shí)施例的上視平面圖；
[0018]圖5是本發(fā)明天線裝置又一較佳實(shí)施例的上視平面圖；
[0019]圖6是本發(fā)明天線裝置一較佳實(shí)施例的射頻切換電路方框圖；
[0020]圖7是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的訓(xùn)練封包結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下配合圖式及本發(fā)明的較佳實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段。
[0022]關(guān)于本發(fā)明智能化天線裝置的輻射場型切換方法的一較佳實(shí)施例，請(qǐng)參考圖1所示，其包括:
[0023]提供多個(gè)水平極化天線和多個(gè)垂直極化天線(SlO)；
[0024]進(jìn)入一訓(xùn)練模式(S20);在所述訓(xùn)練模式下執(zhí)行以下步驟:
[0025]導(dǎo)通一個(gè)以上的水平極化天線和/或一個(gè)以上的垂直極化天線，以產(chǎn)生多個(gè)測試場型(S21)；
[0026]以各個(gè)測試場型分別對(duì)已連線的節(jié)點(diǎn)送出多個(gè)訓(xùn)練封包(S22)；
[0027]比較各個(gè)測試場型所送出訓(xùn)練封包的封包錯(cuò)誤率(PER)和信號(hào)強(qiáng)度(RSSI)(S23)；
[0028]根據(jù)前一步驟的比較結(jié)果決定一輻射場型(S24)。
[0029]又本發(fā)明可利用一智能化天線裝置來實(shí)現(xiàn)上述方法，在以下的實(shí)施例中，將說明智能化天線裝置的具體構(gòu)造和上述輻射場型切換方法的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)。
[0030]關(guān)于上述的智能化天線裝置包括一天線模塊10和一射頻切換電路20，其中所述天線模塊10的一較佳實(shí)施例，請(qǐng)參考圖2所示，主要是在一基板11上分設(shè)有多個(gè)水平極化天線12和多個(gè)垂直極化天線13 ;其中:
[0031]所述基板11可以由FR4或陶瓷材料構(gòu)成，在本實(shí)施例中，所述基板11大致呈矩形，其具有一底面及一表面，請(qǐng)參考圖3所示，其底面上形成有一大面積的接地面120，該接地面120是矩形，其各個(gè)邊的一端分別設(shè)有一水平極化天線12，換言之，本實(shí)施例中，在基板11上設(shè)有四個(gè)水平極化天線12，各水平極化天線12是對(duì)稱地設(shè)在基板11的底面。
[0032]在本實(shí)施例中，所述水平極化天線12是由平面倒F天線(PIFA)構(gòu)成，請(qǐng)參考圖3所示，其一端和接地面120電連接，以分別構(gòu)成饋入點(diǎn)和接地點(diǎn)。
[0033]如前揭所述，所述基板11的底面形成有一矩形接地面120，并在接地面120各邊的一端分別連接一由平面倒F天線構(gòu)成的水平極化天線12。在本實(shí)施例中,可以進(jìn)一步地在接地面120各邊的另端分別連接一電流誘導(dǎo)單元14，以配合調(diào)節(jié)接地面120上的射頻電流分布。
[0034]請(qǐng)參考圖2所示，在本實(shí)施例中，所述垂直極化天線13是形成在一片狀載體130上，所述載體130同樣可以由FR4或陶瓷材料構(gòu)成，優(yōu)選為陶瓷材料，而具有縮小體積的效果。所述垂直極化天線13是由八木(Yagi)天線構(gòu)成，主要是在所述載體130的一表面上形成有一主振子131、多個(gè)導(dǎo)引器132?135和一反射器136。
[0035]請(qǐng)參考圖4所示，四個(gè)垂直極化天線13是以放射狀排列且等角度地設(shè)在基板11表面，更具體而言，兩個(gè)垂直極化天線13是呈一直線地設(shè)在基板11表面的兩相對(duì)角落之間，另兩個(gè)垂直極化天線13也是呈一直線地設(shè)在基板11表面的另兩相對(duì)角落之間，各垂直極化天線13間是呈等角度排列。而各個(gè)垂直極化天線13分別對(duì)應(yīng)基板11底面的一水平極化天線12。
[0036]關(guān)于上述的天線模塊10，其又一較佳實(shí)施例是如圖5所示，主要仍是在一基板11’上設(shè)有多個(gè)水平極化天線12’和多個(gè)垂直極化天線13’，關(guān)于基板11’的材料及衍生的功效一如先前所述，容不再贅述。所述基板11’是多邊形，在本實(shí)施例中為六邊形，其一表面的各邊上分別設(shè)有一水平極化天線12’，也就是基板11’上設(shè)有六個(gè)水平極化天線12’，各水平極化天線12’是對(duì)稱地設(shè)在基板11’表面的各邊上；在本實(shí)施例中，所述各水平極化天線12’分別由一平板天線(Patch)構(gòu)成。
[0037]所述多個(gè)垂直極化天線13’仍由八木天線構(gòu)成，其構(gòu)造可和前一實(shí)施例的垂直極化天線13相同。不同處在于本實(shí)施例中的垂直極化天線13’共有六個(gè)，其以放射狀排列且等角度地設(shè)在基板11’上。
[0038]在本實(shí)施例中，前述基板11’表面在各水平極化天線12’和垂直極化天線13’之間分別形成有一反射板101。
[0039]由于本發(fā)明另一實(shí)施例采用更多數(shù)量的水平極化天線12’和垂直極化天線13’以分割水平極化場型和垂直極化場型，在此狀況