本發(fā)明屬于無線通訊領(lǐng)域，具體涉及智能雙頻天線系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

天線系統(tǒng)是通信系統(tǒng)組成中必不可少的，在以往的無線通信中，單個天線分別用于發(fā)射源和接收端。這種系統(tǒng)叫做SISO(單發(fā)單收)。這樣的系統(tǒng)容易發(fā)生多徑效應從而產(chǎn)生問題。當電磁波遇到丘陵、峽谷、建筑、電線電纜等障礙物時，會發(fā)生反射、繞射、散射等問題，因此電磁波會以多個路徑到達目的地。延遲的散射信號會導致信號衰落、邊緣掉話(懸崖效應)以及間歇性接收(如同尖樁籬柵的形態(tài))。在數(shù)字通信系統(tǒng)中，例如互聯(lián)網(wǎng)，這會導致數(shù)據(jù)傳輸速率下降，而且會增加系統(tǒng)誤碼率。

使用智能天線可以減少或消除由反射、偏轉(zhuǎn)、折射、散射等多徑傳輸帶來的煩惱。智能天線是一種數(shù)字無線通信天線系統(tǒng)，它的分集效果在源(發(fā)射機)，目的地(接收機)都有明顯的優(yōu)勢。分集效應的優(yōu)勢在于多個射頻(RF)信號同時發(fā)射和/或接收，來提高數(shù)據(jù)傳輸速度，降低錯誤率。智能天線也被稱為自適應天線陣、多天線，近來也被叫做MIMO(多發(fā)多收)，它是一種利用智能信號處理算法來識別空間來波方向(DOA)及特征的陣列天線，并計算出天線波束的形成量，利用控制單元控制天線的波束可以追蹤和定位一個移動的目標。而新一代的技術(shù)標準802.11ac WAVE2協(xié)議可以支持MU-MIMO(多用戶輸入輸出)，可以同時對不同位置的終端進行波束成形，然后發(fā)送數(shù)據(jù)，這樣極大的提升了網(wǎng)絡容量。

當前使用的大多數(shù)支持MU-MIMO的天線，其實質(zhì)是利用發(fā)射和接收分集，以及非智能的天線陣列來產(chǎn)生有限的幾種波束成形模式。然而天線本身的非智能并沒有得到解決。此外全向性天線的增益普遍較低，定向覆蓋能力較差，如果沒有很精確的布局，經(jīng)常會出現(xiàn)終端信號連接不穩(wěn)定等現(xiàn)象。

因此，有必要提供一種可以靈活控制天線方向圖(或稱輻射方向圖)的雙頻智能天線系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種實現(xiàn)動態(tài)掃描的雙頻智能天線系統(tǒng)，其可以靈活控制天線輻射方向圖。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供一種天線系統(tǒng)，其包括：至少一個水平極化雙頻天線單元，所述水平極化雙頻天線單元包括多個水平極化雙頻天線模塊，每個水平極化雙頻天線模塊包括水平極化雙頻天線振子、位于該水平極化雙頻天線陣子外側(cè)的第一頻段水平極化反射單元和第二頻段水平極化反射單元、與第一頻段水平極化反射單元對應的第一頻段水平極化開關(guān)單元以及與第二頻段水平極化反射單元對應的第二頻段水平極化開關(guān)單元，其中，每個水平極化反射單元分為相互間斷的兩段，每個水平極化開關(guān)單元藕接對應的水平極化反射單元的相互間斷的兩段；至少一個垂直極化雙頻天線單元，所述垂直極化雙頻天線單元包括垂直極化雙頻天線振子、圍繞所述垂直極化雙頻天線振子間隔分布的多個垂直極化雙頻反射器，每個垂直極化雙頻反射器包括第一頻段垂直平極化反射單元、第二頻段垂直極化反射單元、與第一頻段垂直極化反射單元對應的第一頻段垂直極化開關(guān)單元以及與第二頻段垂直極化反射單元對應的第二頻段垂直極化開關(guān)單元，其中，每個垂直極化開關(guān)單元耦接于對應的垂直極化反射單元和地之間；和控制單元，其通過控制各個水平極化開關(guān)單元的開啟和關(guān)斷來改變所述水平極化雙頻天線單元的輻射方向圖，通過控制各個垂直極化開關(guān)單元的開啟和關(guān)斷來改變所述垂直極化雙頻天線單元的輻射方向圖。

進一步的，所述控制單元基于多個終端反饋回來的無線信號強度，來控制各個水平極化開關(guān)單元和/或垂直極化開關(guān)單元的開啟和關(guān)斷，以自適應獲得最佳的輻射方向圖。

進一步的，所述天線系統(tǒng)還包括控制基板，所述水平極化雙頻天線單元與所述控制基板平行且間隔一定高度的放置于所述控制基板的第一表面的上方所述垂直極化雙頻天線單元垂直安裝于所述控制基板的第一表面上，每個垂直極化雙頻反射器中的第一頻段垂直平極化反射單元和第二頻段垂直極化反射單元相互平行間隔排布，每個水平極化雙頻天線模塊中的第一頻段水平極化反射單元和第二頻段水平極化反射單元相互平行間隔排布。

進一步的，當一個水平極化開關(guān)單元開啟時，與該水平極化開關(guān)單元對應的水平極化反射單元就能夠有效反射所述水平極化雙頻天線振子發(fā)射于其上的無線電波信號；當一個水平極化開關(guān)單元關(guān)斷時，與該水平極化開關(guān)單元對應的水平極化反射單元就不能有效反射所述水平極化雙頻天線振子發(fā)射于其上的無線電波信號。當一個垂直極化開關(guān)單元開啟時，與該垂直極化開關(guān)單元對應的垂直極化反射單元就能夠有效反射所述垂直極化雙頻天線振子發(fā)射于其上的無線電波信號；當一個垂直極化開關(guān)單元關(guān)斷時，與該垂直極化開關(guān)單元對應的垂直極化反射單元就不能有效反射所述垂直極化雙頻天線振子發(fā)射于其上的無線電波信號。

進一步的，所述多個水平極化雙頻天線模塊圍繞中心饋點均勻間隔分布，每個水平極化雙頻天線振子到所述中心饋點的距離相等，相同頻段的水平極化反射單元到中心饋點的距離相等。

進一步的，水平極化雙頻天線單元由PCB板制成，每個水平極化雙頻天線振子包括第一水平極化雙頻天線振子臂和與其對稱分布的第二水平極化雙頻天線振子臂。每個水平極化雙頻天線單元中，水平極化雙頻天線振子的兩個振子臂分別由同一PCB板的第一表面的金屬層和與該第一表面相對的第二表面的金屬層蝕刻制成，第一頻段水平極化反射單元和第二頻段水平極化反射單元由該PCB板的第一表面的金屬層蝕刻制成，第一頻段水平極化反射單元和/或第二頻段水平極化反射單元為預定形狀的金屬條。

進一步的，第一水平極化雙頻天線振子臂由等長的饋線連接至中心饋點；第二水平極化雙頻天線振子臂由等長的饋線連接至中心饋點；第一頻段水平極化反射單元到中心饋點的距離大于第二頻段水平極化反射單元到中心饋點的距離。

進一步的，多個垂直極化雙頻反射器圍繞所述垂直極化雙頻天線振子均勻間隔分布，相同頻段的垂直極化反射單元到垂直極化雙頻天線振子的距離相等，第一頻段水平極化反射單元和/或第二頻段水平極化反射單元為預定形狀的金屬條。

進一步的，多個垂直極化雙頻反射器為三個，所述垂直極化雙頻天線單元包括正交排布的第一PCB板單元和第二PCB板單元，第一PCB板單元和第二PCB板單元均垂直于所述控制基板的第一表面，垂直極化雙頻天線振子和一個垂直極化雙頻反射器由第一PCB板單元的一表面上的金屬層蝕刻制成；另外兩個垂直極化雙頻反射器由第二PCB板單元的一表面的金屬層蝕刻制成，該另外兩個垂直極化雙頻反射器在第二PCB板單元對稱分布。

進一步的，第一PCB板單元上還形成有與第二PCB板單元正交安裝排布所需要的安裝縫隙，當?shù)诙CB板單元通過所述安裝縫與第一PCB板單元正交安裝排布時，另外該兩個垂直極化雙頻反射器面向第一PCB板單元上的垂直極化雙頻天線振子。

進一步的，第一頻段為2.4GHz，第二頻段為5GHz；所述開關(guān)單元為二極管。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，本發(fā)明提供一種天線系統(tǒng)，其包括：一個或多個雙頻天線單元，每個雙頻天線單元包括一個或多個雙頻天線振子、位于該水平極化雙頻天線陣子外側(cè)的第一頻段反射單元和第二頻段反射單元、與第一頻段反射單元對應的第一頻段開關(guān)單元以及與第二頻段反射單元對應的第二頻段開關(guān)單元；和控制單元，其通過控制各個開關(guān)單元的開啟和關(guān)斷來改變每個雙頻天線單元的輻射方向圖。

進一步的，所述控制單元基于終端反饋回來的無線信號強度，來控制各個開關(guān)單元的開啟和關(guān)斷，以自適應獲得最佳的輻射方向圖。當?shù)谝活l段開關(guān)單元開啟時，該第一頻段開關(guān)單元對應的第一頻段反射單元就能夠有效反射所述雙頻天線振子發(fā)射于其上的第一頻段無線電波信號，當?shù)谝活l段開關(guān)單元斷開時，該第一頻段開關(guān)單元對應的第一頻段反射單元就不能夠有效反射所述雙頻天線振子發(fā)射于其上的第一頻段無線電波信號。當?shù)诙l段開關(guān)單元開啟時，該第二頻段開關(guān)單元對應的第二頻段反射單元就能夠有效反射所述雙頻天線振子發(fā)射于其上的第二頻段無線電波信號，當?shù)诙l段開關(guān)單元斷開時，該第二頻段開關(guān)單元對應的第二頻段反射單元就不能夠有效反射所述雙頻天線振子發(fā)射于其上的第二頻段無線電波信號。

進一步的，部分雙頻天線單元的每個反射單元分為相互間斷的兩段，所述開關(guān)單元藕接對應的反射單元的相互間斷的兩段；和/或，部分雙頻天線單元的每個開關(guān)單元耦接于對應的反射單元和地之間。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的特點與優(yōu)點在于，其能夠值雙頻段應用，可實現(xiàn)動態(tài)波束掃描?？梢赃m用于802.11ac wave2MU-MIMO技術(shù)。

本發(fā)明還有一些特點和優(yōu)點將在下面的附圖以及實例的實施方式中闡述。

【附圖說明】

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。其中：

圖1為本發(fā)明中的雙頻、雙極性智能天線系統(tǒng)在一個實施例中的立體示意圖；

圖2為圖1中的智能天線系統(tǒng)的俯視圖；

圖3為圖1所示智能天線系統(tǒng)中的一個水平極化雙頻天線單元的俯視圖；

圖4為圖1所示智能天線系統(tǒng)中的一個水平極化雙頻天線單元的仰視圖；

圖5為圖1所示智能天線系統(tǒng)中的一個水平極化雙頻天線單元的立體圖；

圖6為圖1所示智能天線系統(tǒng)中的一個垂直極化雙頻天線單元立體圖；

圖7為圖1所示智能天線系統(tǒng)中的一個垂直極化雙頻天線單元俯視圖；

圖8為圖6所示的垂直極化雙頻天線單元的第一PCB單元部分的正視圖；

圖9為圖6所示的垂直極化雙頻天線單元的第二PCB單元部分的正視圖；

圖10本發(fā)明中的智能天線系統(tǒng)在一個實施例中的結(jié)構(gòu)框圖；

圖11為本發(fā)明在一個實施例中4×4MU-MIMO智能天線系統(tǒng)的工作框圖。

【具體實施方式】

本發(fā)明的詳細描述主要通過程序、步驟、邏輯塊、過程或其他象征性的描述來直接或間接地模擬本發(fā)明技術(shù)方案的運作。為透徹的理解本發(fā)明，在接下來的描述中陳述了很多特定細節(jié)。而在沒有這些特定細節(jié)時，本發(fā)明則可能仍可實現(xiàn)。所屬領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員使用此處的這些描述和陳述向所屬領(lǐng)域內(nèi)的其他技術(shù)人員有效的介紹他們的工作本質(zhì)。換句話說，為避免混淆本發(fā)明的目的，由于熟知的方法和程序已經(jīng)容易理解，因此它們并未被詳細描述。

此處所稱的“一個實施例”或“實施例”是指可包含于本發(fā)明至少一個實現(xiàn)方式中的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性。在本說明書中不同地方出現(xiàn)的“在一個實施例中”并非均指同一個實施例，也不是單獨的或選擇性的與其他實施例互相排斥的實施例。本文中的耦接是指直接或間接的電性連接。

隨著802.11ac wave2的正式商用，運營商正在尋找一種能夠提供高并發(fā)能力且體積小，并且在水平方位具有最佳的無線功率覆蓋，支持MU-MIMO(多用戶輸入輸出)的智能天線系統(tǒng)。

本發(fā)明提供一種支持802.11ac WAVE2MU-MIMO技術(shù)應用的雙頻、水平+垂直雙極化天線陣列結(jié)構(gòu)方式與電子控制系統(tǒng)，來實現(xiàn)天線方向圖動態(tài)波束掃描，自適應環(huán)境，可以同時為兩組收發(fā)設備提供可靠、高效的通訊鏈路鏈接。在這兩組收發(fā)設備中，一組為WIFI接入點(AP)設備，另一組是多個客戶端設備(例如，計算機或移動電話)。

本發(fā)明的下述實施例中提供了一個支持4×4MU-MIMO的智能天線系統(tǒng)，其動態(tài)掃描每個可形成的方向圖，根據(jù)與其連接的客戶端返回的RSSI(無線信號強度)，自適應獲得最佳的輻射方向圖，并同時對多用戶實現(xiàn)波束成形，從而給與其相連的多個客戶端同時提供最可靠的鏈接。

請參考圖1所示，其為本發(fā)明中的雙頻、雙極化智能天線系統(tǒng)100在一個實施例中的立體示意圖；圖2為圖1中的智能天線系統(tǒng)100的俯視圖。結(jié)合圖1和2所示，所述天線系統(tǒng)100包括控制基板130、兩個水平極化雙頻天線單元110和兩個垂直極化雙頻天線單元120。其中，水平極化雙頻天線單元110同時工作在第一頻段和第二頻段；垂直極化雙頻天線單元120同時工作在第一頻段和第二頻段，比如，第一頻段為2.4Ghz，第二頻段為5Ghz。

由圖1和圖2所示的智能天線系100可知，兩個水平極化雙頻天線單元110與所述控制基板130平行，且間隔一定高度的放置于所述控制基板130的第一表面的上方，兩個水平極化雙頻天線單元110放置于兩個對角；兩個垂直極化雙頻天線單元120垂直放置在控制基板130第一表面的另外兩個對角。采用這種特殊的排布方式可以有效提高同極化天線單元間隔離度。需要了解的是，在其他的實施例中，所述水平極化雙頻天線單元110的個數(shù)也可以是1個，也可以是3、4或更多個，所述垂直極化雙頻天線單元120的個數(shù)也可以是1個，也可以是3、4或更多個，所述垂直極化雙頻天線單元120和所述水平極化雙頻天線單元110的個數(shù)可以不相同，也可以相同。

以下結(jié)合圖3-5詳細介紹圖1中的水平極化雙頻天線單元110。

圖3為圖1所示智能天線系統(tǒng)中的一個水平極化雙頻天線單元的俯視圖；圖4為圖1所示智能天線系統(tǒng)中的一個水平極化雙頻天線單元的仰視圖；圖5為圖1所示智能天線系統(tǒng)中的一個水平極化雙頻天線單元的立體圖。結(jié)合圖3-5所示可知，水平極化雙頻天線單元110包括多個水平極化雙頻天線模塊112，每個水平極化雙頻天線模塊112包括水平極化雙頻天線振子1121、位于該水平極化雙頻天線陣子1121外側(cè)的第一頻段水平極化反射單元1122和第二頻段水平極化反射單元1123，以及與第一頻段水平極化反射單元1122對應的第一頻段水平極化開關(guān)單元1124，與第二頻段水平極化反射單元對應的第二頻段水平極化開關(guān)單元1125。其中，每個水平極化反射單元分為相互間斷的兩段，每個水平極化開關(guān)單元藕接對應的水平極化反射單元的相互間斷的兩段。在一個實施例中，所述多個水平極化雙頻天線模塊112圍繞該水平極化雙頻天線單元的中心饋點111均勻間隔分布，第一頻段水平極化反射單元1122和第二頻段水平極化反射單元1123相互平行排布。在一個可選擇的實施例中，所述多個水平極化雙頻天線模塊112也可以圍繞該水平極化雙頻天線單元的中心饋點111不均勻的分布，第一頻段水平極化反射單元1122和第二頻段水平極化反射單元1123也可以不完全相互平行排布。

在圖3和圖4所示的實施例中，水平極化雙頻天線單元110包括三個水平極化雙頻天線模塊112，該三個水平極化雙頻天線模塊112圍繞中心饋點111間隔120度均勻分布，每個水平極化雙頻天線振子1121到所述中心饋點111的距離相等；相同頻段的水平極化反射單元到中心饋點111的距離相等；第一頻段水平極化反射單元1122到中心饋點111的距離大于第二頻段水平極化反射單元1123到中心饋點111的距離。在另一個可替代的實時例中，所述水平極化雙頻天線模塊112的個數(shù)也可以是2個，4個、5個等。

在圖3和圖4所示的實施例中，水平極化雙頻天線單元110由預定形狀的PCB板114制成，每個水平極化雙頻天線振子1121包括第一水平極化雙頻天線振子臂1121a和與其對稱分布的第二水平極化雙頻天線振子臂1121b。

圖3示出了水平極化雙頻天線單元110在PCB板114的頂層金屬層(比如銅箔)的結(jié)構(gòu)，該PCB板114的頂層(即第一表面)金屬層蝕刻有三個第一水平極化雙頻天線振子臂1121a，還在每個第一水平極化雙頻天線振子臂1121a外側(cè)蝕刻有相互平行排布的第一頻段水平極化反射單元1122和第二頻段水平極化反射單元1123，第一頻段水平極化反射單元1122和/或第二頻段水平極化反射單元1123為預定形狀的金屬條。圖3中，可以將每個第一水平極化雙頻天線振子臂1121a，以及位于其外側(cè)的第一頻段水平極化反射單元1122和第二頻段水平極化反射單元1123視為一個部分112，PCB板114的頂層金屬層上包含的這三個相同部分圍繞中心饋點111間隔120度均勻分布，三個第一水平極化雙頻天線振子臂1121a由三條等長的饋線113連接至中心饋點111，三個第一頻段水平極化反射單元1122到中心饋點111的距離相等；三個第二頻段水平極化反射單元1123到中心饋點111的距離相等。

圖4示出了水平極化雙頻天線單元110在PCB板114的底層金屬層的結(jié)構(gòu)，該PCB板114的底層(即第二表面)金屬層蝕刻有三個第二水平極化雙頻天線振子臂1121b，三個第二水平極化雙頻天線振子臂1121b圍繞中心饋點111間隔120度均勻分布，三個第二水平極化雙頻天線振子臂1121b由三條等長的饋線115連接至中心饋點111。

綜上可知，水平極化雙頻天線單元110可由預定形狀的PCB板制成，每個水平極化雙頻天線單元110中，水平極化雙頻天線振子1121的兩個振子臂分別由同一PCB板的第一表面的金屬層和與該第一表面相對的第二表面的金屬層蝕刻制成，第一頻段水平極化反射單元1122和第二頻段水平極化反射單元1123由該PCB板的第一表面的金屬層蝕刻制成。

詳細參閱圖5所示，第一頻段水平極化反射單元1122分為相互間斷的兩段1122a、1122b，第一頻段水平極化開關(guān)單元1124藕接第一頻段水平極化反射單元1122的相互間斷的兩段1122a、1122b；第二頻段水平極化反射單元1123分為相互間斷的兩段1123a、1123b，第二頻段水平極化開關(guān)單元1125藕接第二頻段水平極化反射單元1123的相互間斷的兩段1123a、1123b。

在一個實施例中，所述第一頻段水平極化開關(guān)單元1124和第二頻段水平極化開關(guān)單元1125均采用二極管。在電子學中，二極管是一個雙端電子元件，具有非對稱的電導。電流正向流過時，它具有很低(理想情況為零)的電阻值，電流逆向方向電阻值很高(理想情況為無窮大)。二極管最常見的功能是允許電流正向通過(即，二極管前向方向)，同時阻擋反向電流通過(即，二極管反向方向)。當前，最常見的一種半導體二極管是一種由半導體材料結(jié)晶片制成的p-n結(jié)，連接到兩個電端子。通過控制二極管1124、1125導通與斷開，水平極化雙頻天線單元110的輻射方向圖相應的改變。當二極管1124、1125導通時，位于二極管1124、1125兩端的兩段反射單元物理相連，此時的反射單元1123、1124對天線的輻射方向圖有反射的效果；當二極管1124、1125斷開時，位于二極管1124、1125兩端的兩段反射單元物理上并不相連，此時的反射單元1123、1124對天線的輻射方向圖影響不大。在圖5所示的實施例中，第一頻段和第二頻段各有三個反射單元，理論上，單個水平極化雙頻天線單元110的兩個頻段均有2³＝8種不同的輻射特性可供選擇。

以下結(jié)合圖6-9介紹圖1中的垂直極化雙頻天線單元120。

圖6為圖1所示智能天線系統(tǒng)中的一個垂直極化雙頻天線單元的立體圖；圖7為圖1所示智能天線系統(tǒng)中的一個垂直極化雙頻天線單元的俯視圖；圖8為圖6所示的垂直極化雙頻天線單元的第一PCB單元的正視圖；圖9為圖6所示的垂直極化雙頻天線單元的第二PCB單元的正視圖。

結(jié)合圖6-9所示可知，垂直極化雙頻天線單元120包括垂直極化雙頻天線振子122，圍繞所述垂直極化雙頻天線振子122均勻分布的多個垂直極化雙頻反射器124，每個垂直極化雙頻反射器124包括第一頻段垂直極化反射單元1241、第二頻段垂直極化反射單元1242、與第一頻段垂直極化反射單元1241對應的第一頻段垂直極化開關(guān)單元1243和與第二頻段垂直極化反射單元對應的第二頻段垂直極化開關(guān)單元1244，其中，每個垂直極化開關(guān)單元耦接于對應的垂直極化反射單元和地之間。第一頻段垂直極化反射單元和/或第二頻段垂直極化反射單元為預定形狀的金屬條。

在圖6-9所示的實施例中，每個垂直極化雙頻天線單元120包括三個垂直極化雙頻反射器124，三個垂直極化雙頻反射器124圍繞所述垂直極化雙頻天線振子122間隔120度均勻分布，相同頻段的垂直極化反射單元到垂直極化雙頻天線單元122的距離相等。在其他可替代的實施例中，所述垂直極化雙頻反射器124的個數(shù)也可以是1、2、4或其他個數(shù)個。

在圖6-9所示的實施例中，所述垂直極化雙頻天線單元120包括正交排布的第一PCB板單元126和第二PCB板單元128，且第一PCB板單元126和第二PCB板單元128均垂直于所述控制基板130的第一表面。圖8示出了垂直極化雙頻天線單元120在第一PCB板單元126的結(jié)構(gòu)，垂直極化雙頻天線振子122和一個垂直極化雙頻反射器124由第一PCB板單元126的一表面上的金屬層蝕刻制成，且垂該直極化雙頻反射器124位于垂直極化雙頻天線振122子的一側(cè)，第一PCB板單元126的另一表面沒有蝕刻金屬層；在第一PCB板單126上，位于垂直極化雙頻天線振子122的另一側(cè)還形成有與第二PCB板單元128正交安裝排布所需要的安裝縫隙129。

圖9示出了垂直極化雙頻天線單元在第二PCB板單元128的結(jié)構(gòu)，另外兩個垂直極化雙頻反射器124由第二PCB板單元128的一表面的金屬層蝕刻制成，且該另外兩個垂直極化雙頻反射器124在第二PCB板單元128上對稱分布，第二PCB板單元126通過所述安裝縫129與第一PCB板單元126正交排布，另外該兩個垂直極化雙頻反射器120關(guān)于第一PCB板單元126對稱。

結(jié)合圖6的結(jié)構(gòu)設計可知，垂直極化雙頻天線振子122到三個第一垂直極化反射單元1241的距離相同，且三個第一垂直極化反射單元1241以垂直極化雙頻天線振子122為中心，旋轉(zhuǎn)間隔120度分布；垂直極化雙頻天線振子122到三個第二垂直極化反射單元1242的距離相同，且三個第二垂直極化反射單元1242以垂直極化雙頻天線振子122為中心，旋轉(zhuǎn)120度分布。此外，信號通過饋點127直接聯(lián)通垂直極化雙頻天線振子122；第一頻段垂直極化開關(guān)單元1243藕接于第一頻段垂直平極化反射單元1241和地之間，第二頻段垂直極化開關(guān)單元1244藕接于第二頻段垂直平極化反射單元1242和地之間。

在一個實施例中，所述第一頻段垂直極化開關(guān)單元1243和第二頻段垂直極化開關(guān)單元1244均采用二極管。通過控制二極管1243、1244導通與斷開，垂直極化雙頻天線單元120的輻射方向圖相應的改變。當二極管1243、1244導通時，垂直平極化反射單元1241、1242接地，此時垂直平極化反射單元1241、1242對天線的輻射方向圖有反射的效果；當二極管1243、1244斷開時，垂直平極化反射單元1241、1242與物理地并不相連，此時的垂直平極化反射單元1241、1242對天線的輻射方向圖影響不大。在圖6所示的實施例中，第一頻段和第二頻段各有三個反射單元，理論上，單個垂直極化雙頻天線單元120的兩個頻段均有2³＝8種不同的輻射特性可供選擇。

在MU-MIMO(多用戶輸入輸出)技術(shù)出現(xiàn)之前，所有802.11設備在一個時間段內(nèi)只能與一臺終端通信。應用了MU-MIMO技術(shù)后，一臺主設備可以同時給多個終端發(fā)送數(shù)據(jù)。本發(fā)明中涉及到的4×4智能天線系統(tǒng)，可以同時給4個終端發(fā)送數(shù)據(jù)。

請參考圖10所示，其為本發(fā)明中的智能天線系統(tǒng)在一個實施例中的結(jié)構(gòu)框圖。如圖10所示的，所述天線系統(tǒng)包括：至少一個水平極化雙頻天線單元110、至少一個垂直極化雙頻天線單元120和控制單元140。所述水平極化雙頻天線單元110的個數(shù)可以根據(jù)需要確定，比如1、2或更多個，圖10中示意出了m個，分別標記為110-1,110-2,110-m，其中m為大于等于1的自然數(shù)。所述垂直極化雙頻天線單元120的個數(shù)可以根據(jù)需要確定，比如1、2或更多個，圖10中示意出了n個，分別標記為120-1,120-2,120-n，其中n為大于等于1的自然數(shù)。

射頻模塊150能夠驅(qū)動水平極化雙頻天線單元110和垂直極化雙頻天線單元120。水平極化雙頻天線單元110和垂直極化雙頻天線單元120可以為附圖1-9中所示的水平極化雙頻天線單元和垂直極化雙頻天線單元。

在水平極化雙頻天線單元110中，當一個水平極化開關(guān)單元(1122、1123)開啟時，與該水平極化開關(guān)單元(1122、1123)對應的水平極化反射單元(1124、1125)就能夠有效反射所述水平極化雙頻天線振子1121發(fā)射于其上的無線電波信號，從而導致所述天線系統(tǒng)在該水平極化開關(guān)單元(1122、1123)開啟時的輻射方向圖與所述天線系統(tǒng)在該水平極化開關(guān)單元(1122、1123)關(guān)斷時的輻射方向圖不同，從而實現(xiàn)靈活的控制所述天線系統(tǒng)的輻射方向圖。

在垂直極化雙頻天線單元120中，當一個垂直極化開關(guān)單元(1243、1244)開啟時，與該垂直極化開關(guān)單元(1243、1244)對應的垂直極化反射單元(1241、1242)就能夠有效反射所述垂直極化雙頻天線振子122發(fā)射于其上的無線電波信號，從而導致所述天線系統(tǒng)在該垂直極化開關(guān)單元(1243、1244)開啟時的輻射方向圖與所述天線系統(tǒng)在該垂直極化開關(guān)單元(1243、1244)關(guān)斷時的輻射方向圖不同，從而實現(xiàn)靈活的控制所述天線系統(tǒng)的輻射方向圖。

請參考圖11所示，其為本發(fā)明在一個實施例中，4×4MU-MIMO智能天線系統(tǒng)的工作框圖。智能天線系統(tǒng)收到四個終端(客戶1-4)反饋回來的信道矩陣后，在極短的時間內(nèi)計算出多用戶波束成形矩陣，并通過控制單元控制每個獨立的雙頻天線單元中的各自的反射單元對應的開關(guān)單元的導通和斷開，以自適應獲得最佳的輻射方向圖。并同時對多用戶實現(xiàn)波束成形，從而給與其相連的多個客戶端同時提供最可靠的鏈接。

在上述實施例中，本發(fā)明中的天線系統(tǒng)設計用于4×4多用戶輸入輸出(MU-MIMO)的Wi-Fi網(wǎng)絡架構(gòu)，同樣的設計也適用于2×2、3×3MIMO。熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員應當了解，這個設計同樣可以應用于N×M的MU-MIMO硬件架構(gòu)。本發(fā)明的特點與優(yōu)點之一包括：

天線系統(tǒng)包含四個獨立的雙頻天線單元，工作頻段覆蓋2.4GHz和5GHz，其中兩個為水平極化雙頻天線單元，另外兩個為垂直極化雙頻天線單元，這些天線單元按特定的位置排布，由各自的射頻(RF)源驅(qū)動；

每個天線單元都是PCB(印刷電路板)制成，其中水平極化雙頻天線單元水平放置于控制基板上方，垂直極化雙頻天線單元垂直放置于控制基板上，四個天線單元可以同時工作在2.4GHz/5GHz頻段，大大節(jié)省了空間；

每個天線單元均支持波束成形，四個天線單元支持MU-MIMO多用戶波束成形；

四個獨立的雙頻天線單元的物理排列是緊湊而特殊的，它提供了一個覆蓋性能最佳的方式。

所述開關(guān)單元也可以更換為其他電子可控開關(guān)單元，比如MOS(metal oxide semiconductor)晶體管、MEMS(Micro-electro-mechanical-Systems)開關(guān)等。

本發(fā)明中的“連接”、“相連”或“相接”等表示電性連接的詞語都表示電性的間接或直接連接。上述說明已經(jīng)充分揭露了本發(fā)明的具體實施方式。需要指出的是，熟悉該領(lǐng)域的技術(shù)人員對本發(fā)明的具體實施方式所做的任何改動均不脫離本發(fā)明的權(quán)利要求書的范圍。相應地，本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍也并不僅僅局限于前述具體實施方式。