智能化天线装置及其辐射场型切换方法
【技术领域】
[0001]本发明是涉及一种天线及其辐射场型切换方法，特别是指一种可切换选择不同辐射场型，并以各种辐射场型送出训练封包，而根据封包错误率(PER)和信号强度(RSSI)以决定最佳辐射场型的天线相关技术。
【背景技术】
[0002]一般认为定向天线具有功率集中的优点，但由于具备方向性，传输死角多而直接影响其覆盖率，而全向天线传输死角少，覆盖率大，但功率相对较低。由上述可知，定向天线和全向天线各有其优缺点。而中国台湾发明专利权第1384686号“用于至一远端接收器的无线链路的系统及方法”提出一个解决方案，该系统包括一产生RF的通信器件及一发送该RF的平面天线装置。
[0003]该平面天线装置包括多个可选择天线元件，各可选择天线元件中的每一天线元件具有增益和一定向辐射场型，该定向辐射场型是大体上在该天线装置的平面中。而通过转换不同天线元件分别产生可组态的辐射场型，或选择所有或大体上所有天线元件产生一全向辐射场型，藉此不但可避免通信时的干扰，也可提供更多的辐射场型作为通信用。
[0004]尽管上述专利案提供了更多的辐射场型选择，但并未进一步公开其选择辐射场型的依据，也未公开如何决定辐射场型使其和连线的节点间提供更理想的连线效能和品质。
【发明内容】
[0005]因此本发明的主要目的在提供一种智能化天线装置及其辐射场型切换方法，主要是由天线装置主动对连接节点进行训练，以选择最适合和连接节点通信的辐射场型，进而提供最佳连线效能和品质。
[0006]为达成前述目的的一主要技术手段是使前述智能化天线装置的辐射场型切换方法包括:提供多个水平极化天线和多个垂直极化天线，并在一训练模式下执行以下步骤:
[0007]导通一个以上的水平极化天线和/或一个以上的垂直极化天线，以产生多个测试场型；
[0008]以各个测试场型分别送出多个训练封包；
[0009]比较各个测试场型所送出训练封包的封包错误率(PER)和信号强度(RSSI)，以产生一福射场型。
[0010]为达成前述目的采取的又一主要技术手段是使前述智能化天线装置包括有:
[0011]一天线模块，包括多个水平极化天线及多个垂直极化天线；
[0012]一射频切换电路，其分别和各水平极化天线、各垂直极化天线连接；所述射频切换电路并提供一训练模式，在所述训练模式下，由射频切换电路交替地导通一个以上的水平极化天线和/或一个以上的垂直极化天线分别产生不同的辐射场型，并通过各种不同的辐射场型分别送出多个训练封包，根据训练封包的封包错误率(PER)和信号强度(RSSI)决定一最适通信的辐射场型。
[0013]根据上述智能化天线装置和其辐射场型的切换方法所提供的技术方案是以多个水平极化天线和多个垂直极化天线可选择的交替导通，以产生不同的测试场型，并通过不同的测试场型分别送出多个训练封包，再比较每一个测试场型的封包错误率(PER)和信号强度(RSSI)，以决定一最适通信的辐射场型，在此状况下，智能化天线装置和连线的每一个节点，都是通过经过训练产生的最佳辐射场型来通信，藉此可提供最佳的连线效能和通信品质。
【附图说明】
[0014]图1是本发明的方法流程图；
[0015]图2是本发明天线装置一较佳实施例的立体图；
[0016]图3是本发明天线装置一较佳实施例的底视平面图；
[0017]图4是本发明天线装置一较佳实施例的上视平面图；
[0018]图5是本发明天线装置又一较佳实施例的上视平面图；
[0019]图6是本发明天线装置一较佳实施例的射频切换电路方框图；
[0020]图7是本发明一较佳实施例的训练封包结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]以下配合图式及本发明的较佳实施例，进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段。
[0022]关于本发明智能化天线装置的辐射场型切换方法的一较佳实施例，请参考图1所示，其包括:
[0023]提供多个水平极化天线和多个垂直极化天线(SlO)；
[0024]进入一训练模式(S20);在所述训练模式下执行以下步骤:
[0025]导通一个以上的水平极化天线和/或一个以上的垂直极化天线，以产生多个测试场型(S21)；
[0026]以各个测试场型分别对已连线的节点送出多个训练封包(S22)；
[0027]比较各个测试场型所送出训练封包的封包错误率(PER)和信号强度(RSSI)(S23)；
[0028]根据前一步骤的比较结果决定一辐射场型(S24)。
[0029]又本发明可利用一智能化天线装置来实现上述方法，在以下的实施例中，将说明智能化天线装置的具体构造和上述辐射场型切换方法的相关技术细节。
[0030]关于上述的智能化天线装置包括一天线模块10和一射频切换电路20，其中所述天线模块10的一较佳实施例，请参考图2所示，主要是在一基板11上分设有多个水平极化天线12和多个垂直极化天线13 ;其中:
[0031]所述基板11可以由FR4或陶瓷材料构成，在本实施例中，所述基板11大致呈矩形，其具有一底面及一表面，请参考图3所示，其底面上形成有一大面积的接地面120，该接地面120是矩形，其各个边的一端分别设有一水平极化天线12，换言之，本实施例中，在基板11上设有四个水平极化天线12，各水平极化天线12是对称地设在基板11的底面。
[0032]在本实施例中，所述水平极化天线12是由平面倒F天线(PIFA)构成，请参考图3所示，其一端和接地面120电连接，以分别构成馈入点和接地点。
[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各边的一端分别连接一由平面倒F天线构成的水平极化天线12。在本实施例中,可以进一步地在接地面120各边的另端分别连接一电流诱导单元14，以配合调节接地面120上的射频电流分布。
[0034]请参考图2所示，在本实施例中，所述垂直极化天线13是形成在一片状载体130上，所述载体130同样可以由FR4或陶瓷材料构成，优选为陶瓷材料，而具有缩小体积的效果。所述垂直极化天线13是由八木(Yagi)天线构成，主要是在所述载体130的一表面上形成有一主振子131、多个导引器132?135和一反射器136。
[0035]请参考图4所示，四个垂直极化天线13是以放射状排列且等角度地设在基板11表面，更具体而言，两个垂直极化天线13是呈一直线地设在基板11表面的两相对角落之间，另两个垂直极化天线13也是呈一直线地设在基板11表面的另两相对角落之间，各垂直极化天线13间是呈等角度排列。而各个垂直极化天线13分别对应基板11底面的一水平极化天线12。
[0036]关于上述的天线模块10，其又一较佳实施例是如图5所示，主要仍是在一基板11’上设有多个水平极化天线12’和多个垂直极化天线13’，关于基板11’的材料及衍生的功效一如先前所述，容不再赘述。所述基板11’是多边形，在本实施例中为六边形，其一表面的各边上分别设有一水平极化天线12’，也就是基板11’上设有六个水平极化天线12’，各水平极化天线12’是对称地设在基板11’表面的各边上；在本实施例中，所述各水平极化天线12’分别由一平板天线(Patch)构成。
[0037]所述多个垂直极化天线13’仍由八木天线构成，其构造可和前一实施例的垂直极化天线13相同。不同处在于本实施例中的垂直极化天线13’共有六个，其以放射状排列且等角度地设在基板11’上。
[0038]在本实施例中，前述基板11’表面在各水平极化天线12’和垂直极化天线13’之间分别形成有一反射板101。
[0039]由于本发明另一实施例采用更多数量的水平极化天线12’和垂直极化天线13’以分割水平极化场型和垂直极化场型，在此状况