本发明专利技术公开了一种可切换波束的八木天线及其控制方法，是将多个可切换波束的八木天线以波束可相互交错的方式堆栈，而其驱动单元以直接馈电方式接收及传送射频信号，并无额外馈电电路损耗，再通过控制一控制器控制波束控制单元的天线有效电气长度，达成切换天线辐射方向功能，藉此提升可切换波束的八木天线其最大承载射频功率，并利用波束交错堆栈提供多样化功能，及比较相邻波束组合所接收的射频信号强度，来快速地寻找出最佳射频信号来源方向，避免过度使用耗时的全部天线波束扫描所引发的问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术是与可切换波束的八木天线相关，更详而言之，是一种具 有多样化效益的。
技术介绍
按，常用的切换波束天线是由数组独立的高增益天线和单极多投(single-pole multiple-throw)开关串接而成，使射频信号经一单极多投开 关连接到指向预设固定方向的高增益天线；或者，如寄生式切换天线， 由十数个天线单元构成数组，每一天线单元包含一单极天线， 一微波 开关及一电抗负载零件。
技术实现思路
惟，利用习知利用单极多投开关来切换天线波束指向，会因使用 此串接的多投开关遭受十分可观的功率损耗，其功率损耗平均大于1.5 dB，且同时能承受大功率OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号的微波开关并不普及；另，该寄生式切换天线，不仅 构造复杂且制作难度及成本高，其每个天线单元上的开关，因直接连 接该天线和该板体，所以得承受更高额的电流，同时，当波束数目增 加时，该等天线单元彼此的距离减小，相互藕合效应增加，而使其波 束控制设计复杂度增高，又，当以水平分开并列方式来摆置两组切换 波束天线以取得多样化增益(diversity gain)时，除了有两组天线相互遮 蔽(blocking)问题外，所占用面积倍增，不符今日消费性电子产品短小 轻薄的要求。有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种可切换波束的八木天 线及其控制方法，其是将多个可切换波束的八木天线以背对背垂直堆 栈方式，并使且该多个可切换波束的八木天线彼此间的波束相互交错构成，并通过切换不同波束组合的可切换波束的八木天线，而寻找出 不同方向的可切换波束的八木天线其最佳波束组合，其中，该可切换 波束的八木天线主要在一多边形状的金属材质的板体上，分别设置一 用以接收及辐射射频信号的驱动单元，与多个通过控制器控制天线有 效电气长度的波束控制单元，并于该驱动单元与该波束控制单元的延 伸轴方向再固定有多个导波单元，藉此，控制该多个控制器而使该多 个可切换波束的八木天线传输及接收不同方向射频信号，进而选择产 生最佳方向的可切换波束的八木天线的波束组合。本专利技术所提供的一种，该驱 动单元是直接连接射频装置，而该多个导波单元和该多个波束控制单 元的一端是直接连接于该板体，且该波束控制单元上的控制器设于开 路端的位置，藉此，不仅可提升该切换波束八木天线组的最大承载功 率，而且大幅简化所需射频电路及控制器性能，该多个可切换波束的八木天线以波束交错堆栈，不仅提供多样化(diversity)功能，同时，通 过比较不同波束组合所接收的射频信号强度，而更快速寻找出最佳方 向波束组合的射频信号来源。附图说明图1是本专利技术较佳实施例的可切换波束的八木天线的立体示意图。 图2是本专利技术较佳实施例的可切换波束的八木天线组的顶视图。 图3是本专利技术较佳实施例的可切换波束的八木天线组的侧视图。 图4是本专利技术较佳实施例的可切换波束的八木天线控制方法流程图。图5是本专利技术较佳实施例的可切换波束的八木天线波束组合图。 图6是本专利技术较佳实施例的可切换波束的八木天线的动作示意图。 图7是本专利技术又一较佳实施例的可切换波束的入木天线的立体示 意图。具体实施例方式首先，请参阅图1至图3所示，其为本专利技术一种可切换波束的八木天线的较佳实施例，其中，该可切换波束的八木天线ioo用背对背 的堆栈方式而与另一可切换波束的八木天线相互堆栈形成一可切换波 束的八木天线组，使该切换波束八木天线组的各别辐射场图彼此相互 交错并产生部份重叠，藉此，该切换波束八木天线组其接收到射频信号间兼具有适量的方向角多样化(angular diversity)与相关性 (correlation)，而所占用的面积小，并同时产生倍增的波束数目，本发 明较佳实施例的可切换波束的八木天线组其每一可切换波束的八木天 线100彼此呈45度角度而上、下交错排列，该可切换波束的八木天线 100其至少包含有一板体10，由金属材质所组成，该板体并成形为一多边形状，该 多边形状的边长数目是选自于由3、 4、 5、 6、 7或8所组成的群组的 边长数目，本专利技术较佳实施例的板体10其边长数目是4，即为一正4 边形状的板体10。一驱动单元20，是设于该板体10的中心位置，且该驱动单元20 固定于该板体10处，同时设有一信号端21用以连接一信号线22，该 信号线22并再连接一射频装置200， 一输入一射频信号而使该可切换 波束的八木天线100依指定方向产生波束，及依指定方向接收另一射 频信号的波束。至少二波束控制单元30，是设于该驱动单元20两侧的相对位置， 其主要是直接在多层印刷电路板31制作有一天线段32、 一控制器33 及一天线延伸段34，该天线段32与该天线延伸段34是直接印刷成形 于该多层印刷电路板31的金属表面，且该天线段32—端电气连接于 该板体10的金属表面，另端则连接该控制器33，该控制器33相对连 接该天线段32的另端，则连接该天线延伸段34，且该控制器33用以 控制该天线段32与该天线延伸段34是否产生电气连接，该控制器33 并连接有多条控制线35，该控制线35用以接收来自于该射频装置200 所传输的控制信号，而该控制线35设于该多层印刷电路板31的内层， 并贯穿该板体10且与该多层印刷电路板31金属表面的天线段32产生 绝缘，本专利技术较佳实施例的控制器33为一微波开关，而该控制器32 可由PIN型二极管(PIN diode)而组成此微波开关，或由微波集成电路(Monolithic Microwave Integrated Circuit, MMIC)所组成此微波开关， 更可通过微电子机械系统(MEMS: Micro-Electro-Mechanical Systems)来组成此微波开关。多个导波单元40，为金属导体的材质所构成，并分别固定于该板 体10上，而与该板体10产生电气连接，且该多个导波单元40沿该驱 动单元20与每一波束控制单元30所延伸的轴向排列设置，本专利技术较 佳实施例的导波单元40为与板体10 —体且一起经压模成型。而该可切换波束的八木天线100及其堆栈而成的可切换波束的八 木天线组，并通过一种可切换波束的八木天线控制方法来控制该等可 切换波束的八木天线100，并通过控制该等可切换波束的八木天线100 的波束控制单元30，来比较该等可切换波束的八木天线100其所接收 射频信号强度平均值，而寻找出其接收射频信号最佳的方向，该可切 换波束的八木天线控制方法主要包含有A、 寻找最佳射频信号组合依该可切换波束的八木天线100的设立位置其产生不同方向的波 束依序给予编号，且经由最佳化运算而产生最佳波束组合的波束组合 表，同时完成波束扫描，并读取该多个波束组合的可切换波束的八木 天线其接收到射频信号强度平均值，同时由找出所接收射频信号强度 平均值最高的最佳波束组合，并将该最佳波束组合记为第a组，而其 接收射频信号的波束强度平均值则记为Pa，其中，波束组合的最佳化 运算依给予该等可切换波束的八木天线100其产生不同方向的波束的 编号，其编号定义在整数集合(0，1，2，，.,N-1)中，其中N为该可切换波束 的八木天线100其产生不同方向波束的总数，而产生最佳波束组合编 号的加减运算为N本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可切换波束的八木天线，其特征在于，包含有： 一板体，由金属材质所组成，该板体并成形为一多边形状； 一驱动单元，设于该可切换波束的八木天线的中心位置，且该驱动单元固定于该板体处，同时设有一信号端用以连接一信号线，该信号线藉此输 入或输出一射频信号而使该可切换波束的八木天线依指定方向产生波束，或依指定方向接收另一射频信号； 至少二波束控制单元，设于该驱动单元两侧的相对位置，其中，该波束控制单元制作在多层印刷电路板，且其至少包含有一天线段、一控制器及－天线延伸段 ，该天线段一端电气连接于该板体，另端则连接该控制器，该控制器相对连接该天线段的另端，则连接该天线延伸段，且该控制器用以控制该天线段与该天线延伸段是否产生电气连接； 多个导波单元，分别固定于该板体上，而与该板体产生电气连接，且该多个导波 单元沿该驱动单元与每一波束控制单元所延伸的轴向排列设置。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：林瑞益，
申请(专利权)人：林瑞益，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]
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