相位陣列式的智能天線(xiàn)與其運(yùn)作方法
【專(zhuān)利摘要】一種相位陣列式的智能天線(xiàn)與其運(yùn)作方法。該相位陣列式的智能天線(xiàn)，用以傳遞具有一波長(zhǎng)的一電波信號(hào)，包括第一天線(xiàn)、第二天線(xiàn)以及第三天線(xiàn)。第一天線(xiàn)、第二天線(xiàn)與第三天線(xiàn)形成一三角形，并且第一天線(xiàn)、第二天線(xiàn)與第三天線(xiàn)分別配置于三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，并同時(shí)開(kāi)啟以傳送電波信號(hào)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】相位陣列式的智能天線(xiàn)與其運(yùn)作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種天線(xiàn)架構(gòu)與運(yùn)作方式，特別是涉及一種利用相位控制使天線(xiàn)場(chǎng)型可具有變化的天線(xiàn)架構(gòu)與運(yùn)作方式。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品所使用的天線(xiàn)通常為單一個(gè)全向性的天線(xiàn)裝置，以達(dá)到360度的涵蓋范圍。如美國(guó)專(zhuān)利公告第7，724，718號(hào)的圖1所示，其中存取點(diǎn)50的涵蓋范圍可以是如圖中虛線(xiàn)所示的360度。然而，由于全向性天線(xiàn)的增益并不高，無(wú)線(xiàn)通訊距離因而受限。另外一種常用的設(shè)計(jì)為于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品中采用數(shù)個(gè)指向性天線(xiàn)，并且藉由選擇不同的天線(xiàn)進(jìn)行傳輸，以控制信號(hào)傳輸?shù)姆较?。然而，由于同一時(shí)間僅單一天線(xiàn)被選擇，導(dǎo)致其余的天線(xiàn)被閑置，而無(wú)法有效利用多天線(xiàn)的特性提高增益。
[0003]有鑒于此，需要一種全新的天線(xiàn)架構(gòu)與運(yùn)作方式，可有效利用多天線(xiàn)的特性提高增益。此外，藉由相位控制使天線(xiàn)場(chǎng)型可產(chǎn)生變化，使發(fā)射信號(hào)可具有方向性，用以進(jìn)一步提高天線(xiàn)增益，并提升訊噪比，以對(duì)抗無(wú)線(xiàn)通訊系統(tǒng)中多重路徑衰退的現(xiàn)象，進(jìn)而獲得穩(wěn)定的信號(hào)品質(zhì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，一種相位陣列式的智能天線(xiàn)，用以傳遞具有一波長(zhǎng)的一電波信號(hào)，包括第一天線(xiàn)、第二天線(xiàn)以及第三天線(xiàn)。第一天線(xiàn)、第二天線(xiàn)與第三天線(xiàn)形成一三角形，并且第一天線(xiàn)、第二天線(xiàn)與第三天線(xiàn)分別配置于三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，并同時(shí)開(kāi)啟以傳送電波信號(hào)。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，一種相位陣列式的智能天線(xiàn)的運(yùn)作方法，其中智能天線(xiàn)包括第一天線(xiàn)、第二天線(xiàn)與第三天線(xiàn)，用以傳遞具有一波長(zhǎng)的電波信號(hào)，包括:藉由分別控制供應(yīng)至第一天線(xiàn)的第一端點(diǎn)的第一電壓、供應(yīng)至第二天線(xiàn)的第二端點(diǎn)的第二電壓以及供應(yīng)至第三天線(xiàn)的第三端點(diǎn)的第三電壓的電壓電平，以調(diào)整電波信號(hào)于第一天線(xiàn)的饋入點(diǎn)的第一相位、電波信號(hào)于第二天線(xiàn)的饋入點(diǎn)的第二相位以及電波信號(hào)于第三天線(xiàn)的饋入點(diǎn)的第三相位，其中第一天線(xiàn)、第二天線(xiàn)與第三天線(xiàn)形成一三角形，并且第一天線(xiàn)、第二天線(xiàn)與第三天線(xiàn)分別配置于三角形的三個(gè)頂點(diǎn)；以及同時(shí)開(kāi)啟第一天線(xiàn)、第二天線(xiàn)與第三天線(xiàn)以傳送電波信號(hào)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0006]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所述的相位陣列式的智能天線(xiàn)示意圖。
[0007]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所述的天線(xiàn)示意圖。
[0008]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所述的天線(xiàn)配置圖。
[0009]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例所述的天線(xiàn)配置圖。
[0010]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例所述的天線(xiàn)配置圖。[0011]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的又另一實(shí)施例所述的天線(xiàn)配置圖。
[0012]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的又另一實(shí)施例所述的天線(xiàn)配置圖。
[0013]圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所述的相位陣列式的智能天線(xiàn)的運(yùn)作方法流程圖。
[0014]附圖符號(hào)說(shuō)明
[0015]100~智能天線(xiàn)；
[0016]110~功率放大器；
[0017]120~處理器；
[0018]130、140、150 ~控制電路；
[0019]200、ANT1、ANT2、ANT3 ~天線(xiàn)；
[0020]301、401、501、601、701 ~切線(xiàn)；
[0021]D1、D2、D3 ~PIN 二極管； [0022]IN、N1、N2、N3 ~端點(diǎn)；
[0023]V1、V2、V3 ~電壓。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為使本發(fā)明的制造、操作方法、目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉幾個(gè)較佳實(shí)施例，并結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明如下。
[0025]實(shí)施例:
[0026]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所述的相位陣列式的智能天線(xiàn)示意圖。智能天線(xiàn)100包括三天線(xiàn)ANTl、ANT2與ANT3，其中天線(xiàn)ANTl、ANT2與ANT3可以是為全向性(omn1-directional)天線(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例,天線(xiàn)ANT1、ANT2與ANT3可形成一三角形，并且三天線(xiàn)可分別被配置于三角形的三個(gè)頂點(diǎn)。
[0027]功率放大器110可耦接至三天線(xiàn)ANT1、ANT2與ANT3，用以通過(guò)傳輸線(xiàn)將放大過(guò)的信號(hào)傳送至天線(xiàn)ANT1、ANT2與ANT3。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，功率放大器110與各天線(xiàn)之間的傳輸線(xiàn)可設(shè)計(jì)為等長(zhǎng)。亦即，功率放大器110與各天線(xiàn)之間的距離相等。此外，根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，智能天線(xiàn)100可還包括控制電路130、140與150，其中控制電路130與天線(xiàn)ANTl耦接于端點(diǎn)N1、控制電路140與天線(xiàn)ANT2耦接于端點(diǎn)N2、控制電路150與天線(xiàn)ANT3耦接于端點(diǎn)N3。
[0028]各控制電路130、140與150可分別包括一 PIN 二極管(P-1ntrinsic-N diode，簡(jiǎn)稱(chēng)為PIN diode)(如圖所示的PIN 二極管D1、D2與D3)，分別耦接于端點(diǎn)N1、N2與N3以及接地點(diǎn)之間。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，智能天線(xiàn)100可還包括處理器120，用以控制供應(yīng)至端點(diǎn)N1、N2與N3的電壓Vl、V2與V3的電壓電平。于本發(fā)明的實(shí)施例中，處理器120可以是一中央處理器、一微處理器、一數(shù)字信號(hào)處理器、或其它具備信號(hào)處理功能的裝置。值得注意的是，于本發(fā)明的其它實(shí)施例中，處理器120亦可不包含于智能天線(xiàn)100中，因此本發(fā)明并不限于以上所述的實(shí)施方式。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，天線(xiàn)ANT1、ANT2與ANT3以被配置于正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)為較佳。正三角形的邊長(zhǎng)可設(shè)計(jì)為其中η為一正整數(shù)，并且λ為欲發(fā)射的電波信號(hào)

12 5的波長(zhǎng)。舉例而言，假設(shè)欲發(fā)射信號(hào)的頻率f為2.4GHz，則藉由關(guān)系式f λ =C可得到發(fā)射信號(hào)的波長(zhǎng)，其中C代表光速(C=3X108)。此外，根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，天線(xiàn)ANT1、ANT2與ANT3可同時(shí)被開(kāi)啟以傳送放大過(guò)的信號(hào)，以獲得較佳的天線(xiàn)增益。
[0030]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所述的天線(xiàn)示意圖。圖中的箭頭表示出信號(hào)傳送的方向，而信號(hào)饋入天線(xiàn)200的端點(diǎn)IN稱(chēng)為饋入點(diǎn)(feeding point)。根據(jù)本發(fā)明的概念，藉由分別控制電壓V1、V2與V3的電壓電平，以調(diào)整放大過(guò)的信號(hào)于各天線(xiàn)的饋入點(diǎn)的相位，使得三天線(xiàn)的發(fā)射信號(hào)可具有方向性，并且最終三天線(xiàn)所發(fā)射的信號(hào)能量可相加，并沿著同一方向被傳送出去。以下段落針對(duì)本發(fā)明所提出的智能天線(xiàn)的操作方法作更詳細(xì)的介紹。
[0031]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所述的天線(xiàn)配置圖。于此實(shí)施例中，天線(xiàn)ANT1、
ANT2與ANT3被配置于正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，而三角形的邊長(zhǎng)被設(shè)計(jì)為
【權(quán)利要求】
1.一種相位陣列式的智能天線(xiàn)，用以傳遞具有一波長(zhǎng)的一電波信號(hào)，包括: 一第一天線(xiàn)； 一第二天線(xiàn)；以及 一第三天線(xiàn)； 其中該第一天線(xiàn)、該第二天線(xiàn)與該第三天線(xiàn)形成一三角形，并且該第一天線(xiàn)、該第二天線(xiàn)與該第三天線(xiàn)分別配置于該三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，并同時(shí)開(kāi)啟以傳送該電波信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的智能天線(xiàn)，其中該第一天線(xiàn)、該第二天線(xiàn)與該第三天線(xiàn)為全向性天線(xiàn)。
3.如權(quán)利要求1所述的智能天線(xiàn)，其中該三角形為一等邊三角形。



V3
4.如權(quán)利要求3所述的智能天線(xiàn)，其中該三角形的一邊長(zhǎng)為!U其中η為一正整







5數(shù)，并且λ為該電波信號(hào)的該波長(zhǎng)。
5.如權(quán)利要求1所述的智能天線(xiàn)，還包括: 一第一控制電路，與該第一天線(xiàn)耦接于一第一端點(diǎn)； 一第二控制電路，與該第二天線(xiàn)耦接于一第二端點(diǎn)； 一第三控制電路，與該第三天線(xiàn)耦接于一第三端點(diǎn)；以及 一處理器，用以分別控制供應(yīng)至該第一端點(diǎn)的一第一電壓、供應(yīng)至該第二端點(diǎn)的一第二電壓以及供應(yīng)至該第三端點(diǎn)的一第三電壓的電壓電平。
6.如權(quán)利要求5所述的智能天線(xiàn)，其中該第一控制電路、該第二控制電路與該第三控制電路分別包括一 PIN 二極管,該第一控制電路的該P(yáng)IN 二極管稱(chēng)接于該第一端點(diǎn)與一接地點(diǎn)之間，該第二控制電路的該P(yáng)IN 二極管耦接于該第二端點(diǎn)與該接地點(diǎn)之間，并且該第三控制電路的該P(yáng)IN 二極管耦接于該第三端點(diǎn)與該接地點(diǎn)之間。
7.如權(quán)利要求5所述的智能天線(xiàn)，其中當(dāng)該三角形的一高為(ixA+ |)時(shí)，其中λ為該電波信號(hào)的該波長(zhǎng)，并且i為非負(fù)的一整數(shù)，該處理器藉由控制該第一電壓、該第二電壓與該第三電壓的電壓電平調(diào)整該電波信號(hào)于該第一天線(xiàn)的一饋入點(diǎn)的一第一相位、該電波信號(hào)于該第二天線(xiàn)的一饋入點(diǎn)的一第二相位以及該電波信號(hào)于該第三天線(xiàn)的一饋入點(diǎn)的一第三相位，使得該第一相位分別與該第二相位以及該第三相位相差180度。
8.如權(quán)利要求5所述的智能天線(xiàn)，其中當(dāng)該三角形的一高為(ixl+.)時(shí)，其中λ為該



4電波信號(hào)的該波長(zhǎng)，并且i為非負(fù)的一整數(shù)，該處理器藉由控制該第一電壓、該第二電壓與該第三電壓的電壓電平調(diào)整該電波信號(hào)于該第一天線(xiàn)的一饋入點(diǎn)的一第一相位、該電波信號(hào)于該第二天線(xiàn)的一饋入點(diǎn)的一第二相位以及該電波信號(hào)于該第三天線(xiàn)的一饋入點(diǎn)的一第三相位，使得該第一相位分別與該第二相位以及該第三相位相差90度。
9.如權(quán)利要求5所述的智能天線(xiàn)，其中當(dāng)該三角形的一高為(ixA+:)時(shí)，其中λ為該




O電波信號(hào)的該波長(zhǎng)，并且i為非負(fù)的一整數(shù)，該處理器藉由控制該第一電壓、該第二電壓與該第三電壓的電壓電平調(diào)整該電波信號(hào)于該第一天線(xiàn)的一饋入點(diǎn)的一第一相位、該電波信號(hào)于該第二天線(xiàn)的一饋入點(diǎn)的一第二相位以及該電波信號(hào)于該第三天線(xiàn)的一饋入點(diǎn)的一第三相位，使得該第一相位分別與該第二相位以及該第三相位相差45度。
10.一種相位陣列式的智能天線(xiàn)的運(yùn)作方法，其中該智能天線(xiàn)包括一第一天線(xiàn)、一第二天線(xiàn)與一第三天線(xiàn)，用以傳遞具有一波長(zhǎng)的一電波信號(hào)，該方法包括: 藉由分別控制供應(yīng)至該第一天線(xiàn)的一第一端點(diǎn)的一第一電壓、供應(yīng)至該第二天線(xiàn)的一第二端點(diǎn)的一第二電壓以及供應(yīng)至該第三天線(xiàn)的一第三端點(diǎn)的一第三電壓的電壓電平，以調(diào)整該電波信號(hào)于該第一天線(xiàn)的一饋入點(diǎn)的一第一相位、該電波信號(hào)于該第二天線(xiàn)的一饋入點(diǎn)的一第二相位以及該電波信號(hào)于該第三天線(xiàn)的一饋入點(diǎn)的一第三相位，其中該第一天線(xiàn)、該第二天線(xiàn)與該第三天線(xiàn)形成一三角形，并且該第一天線(xiàn)、該第二天線(xiàn)與該第三天線(xiàn)分別配置于該三角形的三個(gè)頂點(diǎn)；以及 同時(shí)開(kāi)啟該第一天線(xiàn)、該第二天線(xiàn)與該第三天線(xiàn)以傳送該電波信號(hào)。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中該第一天線(xiàn)、該第二天線(xiàn)與該第三天線(xiàn)為全向性天線(xiàn)。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其中該三角形為一等邊三角形。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中該三角形的一邊長(zhǎng)為其中η為一正整數(shù)，并且λ為該電波信號(hào)的該波長(zhǎng)。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其中當(dāng)該三角形的一高為(ix/1+ l)時(shí)，其中λ為該電波信號(hào)的該波長(zhǎng)，并且i為非 負(fù)的一整數(shù)，藉由分別控制該第一電壓、該第二電壓與該第三電壓的電壓電平，以調(diào)整該第一相位、該第二相位與該第三相位，使得該第一相位分別與該第二相位以及該第三相位相差180度。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，其中當(dāng)該三角形的一高為(ixA + +)時(shí)，其中λ為該電



4波信號(hào)的該波長(zhǎng)，并且i為非負(fù)的一整數(shù)，藉由分別控制該第一電壓、該第二電壓與該第三電壓的電壓電平，以調(diào)整該第一相位、該第二相位與該第三相位，使得該第一相位分別與該第二相位以及該第三相位相差90度。
16.如權(quán)利要求12所述的方法，其中當(dāng)該三角形的一高為(ixl+ 4)時(shí)，其中λ為該電波信號(hào)的該波長(zhǎng)，并且i為非負(fù)的一整數(shù)，藉由分別控制該第一電壓、該第二電壓與該第三電壓的電壓電平，以調(diào)整該第一相位、該第二相位與該第三相位，使得該第一相位分別與該第二相位以及該第三相位相差45度。
【文檔編號(hào)】H01Q21/00GK103545613SQ201210269905
【公開(kāi)日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月13日
【發(fā)明者】劉彥志 申請(qǐng)人:緯創(chuàng)資通股份有限公司