TWI544829B - 無線網路裝置與無線網路控制方法 - Google Patents

Description

無線網路裝置與無線網路控制方法

本發明是有關於一種網路裝置，且特別是有關於一種無線網路裝置及其波束交錯的無線網路控制方法。

隨著可攜式電子產品逐漸普遍，對於無線網路連線的需求程度有越來越高的趨勢。在現有的無線網路連線技術中，常見有Wi-Fi、WiMAX、3GPP-LTE等無線傳輸技術。對於無線網際網路裝置而言，例如無線接取器(Access Point；AP)或網路用戶端，因為必須藉由天線陣列方可傳送資料或接收資料，因此天線陣列係為一重要角色。

現今天線陣列為了可切換所設置之複數個天線，以提供無線網際網路裝置複數個使用方式，故設置有一切換電路，供無線網際網路裝置可切換使用不同之天線。然而，由於天線的增益及其最大有效等向發射功率是有限的，且天線接收訊號時之靈敏度亦有限，如此將會影響無線網際網路裝置之使用效能。因此，需要一種無線網路裝置與無線網路控制方法，提升有效等向發射功率，並且提升天線接收訊號時之靈敏度，進而增加無線網際網路裝置之使用效能。

有鑑於此，本發明之主要目的，在於提供一種具有波束交錯功能的無線網路裝置。藉由大幅增加不同偏斜角度的有效波束，提升天線之等向性與增益，而增加無線網路裝置之使用效能。

本發明提供一種無線網路裝置，包括一天線陣列以及一波束交錯單元(lobe interleaver)。天線陣列包括具有不同偏斜角之複數個天線元件。波束交錯單元，耦接至天線元件，並且具有複數個輸出波束埠。波束交錯單元以相同相位與相同功率分配並交錯天線陣列之一無線電信號，而產生具有不同偏斜角之複數個波束，並且波束的數量為天線元件之數量的兩倍。

本發明提供一種無線網路控制方法，包括接收一天線陣列之一無線電信號，其中天線陣列包括具有不同偏斜角之複數個天線元件；以相同相位與相同功率分配並交錯天線陣列之無線電信號；以及產生具有不同偏斜角之複數個波束，其中波束的數量為天線元件之數量的兩倍。

本發明提供一種無線網路裝置，包括一天線陣列以及至少一功率分配器(power divider)。天線陣列包括具有不同偏斜角之至少一第一天線與相對的一第二天線等複數個天線元件。至少一功率分配器耦接至至少一第一天線與第二天線，並且以相同相位與相同功率分配並交錯天線陣列之一無線電信號，以產生至少一中間波束，其中，中間波束之偏斜角係為第一天線與第二天線之偏斜角的平均值。

100‧‧‧無線網路裝置

110‧‧‧天線陣列

112A~112F‧‧‧天線元件

120‧‧‧安裝結構

130‧‧‧波束交錯單元

131A‧‧‧第一功率分配單元

131B‧‧‧第二功率分配單元

131C‧‧‧第三功率分配單元

132A~132R‧‧‧功率分配器

136A~136F‧‧‧相位調整器

150‧‧‧多工切換單元

152A~152L‧‧‧一對二切換器

154A、154B、154C‧‧‧一對十二切換器

156A~156L‧‧‧一對三切換器

160‧‧‧控制單元

170‧‧‧無線電單元

172A~172C‧‧‧傳輸接收切換器

174A~174C‧‧‧接收發器

176‧‧‧網路處理器

L1‧‧‧第一波束

L2‧‧‧第二波束

L3‧‧‧第三波束

L4‧‧‧第四波束

L5‧‧‧第五波束

L6‧‧‧第六波束

P0、P1、P2‧‧‧切換輸出信號

X1‧‧‧第一功率輸入埠

X2‧‧‧第二功率輸入埠

Y1‧‧‧第一功率輸出埠

Y2‧‧‧第二功率輸出埠

第1A圖為根據本發明實施例所提供之無線網路裝置之俯視圖；第1B圖為根據本發明實施例所提供之無線網路裝置之側視圖；第2A圖為根據本發明實施例所提供之另一種無線網路裝置之俯視圖；第2B圖為根據本發明實施例所提供之另一種無線網路裝置之側視圖；第3圖為根據本發明實施例所提供之無線網路裝置之示意圖；第4A圖為根據本發明實施例所提供之無線網路裝置及其波束交錯單元之示意圖；第4B圖為根據本發明實施例所提供之另一種無線網路裝置及其波束交錯單元之示意圖；第5圖為根據本發明實施例所提供之另一種無線網路裝置及其波束交錯單元之示意圖；第6圖為根據本發明實施例所提供之無線網路控制方法之流程圖。

以下將詳細討論本發明各種實施例之裝置及使用方法。然而值得注意的是，本發明所提供之許多可行的發明概念可實施在各種特定範圍中。這些特定實施例僅用於舉例說明本揭露之裝置及使用方法，但非用於限定本發明之範圍。

第1A、1B圖為根據本發明實施例所提供之無線網路裝置100之俯視圖與側視圖。舉例而言，無線網路裝置100包括無線接取器(Access Point)、橋接器(bridge)、閘道器(gateway)、交換器(switch)、用戶端工作站(client station)、伺服器工作站(server station)或其他型式之工作站(station)。為了減少通道間的干擾及增加系統的容量，無線網路裝置100的涵蓋範圍通常分割為數個子區段。此涵蓋區域的分割可以用不同類型的天線元件112A~112D來實施，例如是三面式(sectored)、四面式(quadrate)、六面式(hexahedral)及八面式(octahedral)等架構。

舉例而言，第1A、1B圖所示為四面式的天線架構。四個天線元件112A、112B、112C與112D係等距環繞安裝結構120，也就是四個天線元件在一個周角(360度)內平均且依序分布。換言之，相對於中央的安裝結構120而言，四個天線元件112A、112B、112C與112D分別具有0度、90度、180度以及270度之偏斜角(squint angle)。第2A、2B圖為根據本發明實施例所提供之六面式天線架構之俯視圖與側視圖。在此實施例中，六個天線元件112A、112B、112C、112D、112E與112F係在一個周角內平均且依序地等距環繞安裝結構120。換言之，相對於中央的安裝結構120而言，六個天線元件112A、112B、112C、112D、112E與112F分別具有0度、60度、120度、180度、240度以及300度之偏斜角。

值得注意的是，為了讓天線元件112A~112D達最大陣列增益及/或最大分集(diversity)增益，係可以調整每一對天線元件之間的極化(polarization)差異(相同極化(co-polarized) 或相反極化(cross-polarized))、偏斜角度(0度或180度)以及間距(較小於二分之一波長、較小於波長或是較大於波長)。在一實施例中，天線元件112A~112F之中的任兩者其極化可正交(orthogonal)可不正交(non-orthogonal)，而間距與偏斜角度皆不相關。在另一實施例中，天線元件112A~112F之中的任兩相鄰者之間距為λ/2，其中λ代表天線元件112A~112F所傳送或接收之無線電波(radio wave)的波長。

第3圖為根據本發明實施例所提供之無線網路裝置100之示意圖。如第3圖所示，無線網路裝置100包括天線陣列110、波束交錯單元130、多工切換單元150、控制單元160以及無線電(radio)單元。在一實施例中，天線陣列110係包括具有不同偏斜角之複數個天線元件。波束交錯單元130耦接至該等天線元件，並且具有複數個輸出波束埠。詳細而言，波束交錯單元130以相同相位與相同功率分配並交錯天線陣列110所傳送或接收之無線電信號，並且產生複數個波束(lobe)。值得注意的是，除了原本天線元件上所接收之訊號的波束外，再加上波束交錯單元130在天線間交錯產生的內插波束，所以上述波束的數量為天線元件之數量的兩倍。

此外，多工切換單元150係耦接於波束交錯單元130以接收上述波束，並且具有複數個輸出無線電埠。無線電單元係耦接至多工切換單元150，並且調變及/或解調變該等無線電信號。控制單元160係耦接於多工切換單元150以及無線電單元170之間，並且依據無線電信號之強度及/或品質控制多工切換單元150切換至該等輸出波束埠之中的至少一者。值得注 意的是，天線陣列110之種類包括三面式、四面式(如第1A圖所示)、六面式(如第2A圖所示)及八面式等。波束交錯單元130可以包括不同數量的波束輸出埠，以搭配不同種類的天線陣列110以及多工切換單元150，共同組成最大360度的無線電信號之涵蓋範圍。

第4A、4B圖為根據本發明實施例所提供之無線網路裝置100及其波束交錯單元130之示意圖。在一實施例中，天線陣列110具有不同偏斜角之複數個天線元件112A~112F。舉例而言，天線元件112A~112F之偏斜角分別為0度、60度、120度、180度、240度以及300度。波束交錯單元130具有複數個功率分配器132A~132R，並且功率分配器132A~132R的數量為天線元件112A~112F的三倍。舉例而言，天線陣列110具有六個天線元件112A~112F，波束交錯單元130具有十八個功率分配器132A~132R。此外，上述用於耦合功率之功率分配器132A~132R，為了不限制耦合頻寬，而可為T型接合分配器(T-junction splitter)、共線分配器(inline splitter)、威金森功率分配器(Wilkinson splitter)、分支耦合器(branch line coupler)、方向性耦合器(directional coupler)、九十度移相混合型耦合器(90-degree hybrid coupler)或者魔術T型耦合器(magic-Tee coupler)。為了降低插入損耗(insertion loss)，功率分配器132A~132R可進一步配置變壓器、相移器(phase shifter)、衰減器(attenuator)及/或阻抗匹配電路。

在一實施例中，如第4A圖所示，天線陣列110包括一第一天線(例如天線元件112A)，以及相對於第一天線的至少 一第二天線(例如天線元件112B)與一第三天線(例如天線元件112F)，波束交錯單元130對應包括一第一功率分配單元131A，以及相對於第一功率分配單元131A的至少一第二功率分配單元131B與一第三功率分配單元131C。詳細而言，第一功率分配單元131A連接至第一天線，用以產生第一波束L1以及第二波束L2。第二功率分配單元131B連接至第二天線，用以產生第三波束L3以及第四波束L4。第三功率分配單元131C連接至第三天線，用以產生第五波束L5以及第六波束L6。值得注意的是，第一功率分配單元131A、第二功率分配單元131B與第三功率分配單元131C皆分別具有一第一功率分配器、一第二功率分配器以及一第三功率分配器。舉例而言，第一功率分配單元131A具有第一功率分配器(功率分配器132A)、第二功率分配器(功率分配器132G)以及第三功率分配器(功率分配器132M)。第二功率分配單元131B具有第一功率分配器(功率分配器132B)、第二功率分配器(功率分配器132H)以及第三功率分配器(功率分配器132N)。第一功率分配單元131C具有第一功率分配器(功率分配器132F)、第二功率分配器(功率分配器132L)以及第三功率分配器(功率分配器132R)。本實施例中，是以六個天線與對應六個功率分配單元加以說明，其中對第一天線(例如天線元件112A)而言，相對的次級天線便是第二天線(例如天線元件112B)，而相對的前級天線便是第三天線(例如天線元件112F)，值得注意的是，本發明中各天線之間的相對關係不以此為限，如果在本實施例中，以天線元件112C作為第一天線，則相對的第二天線即為天線元件112D，而相對的第三天線即為天線元件 112B。因此各天線之間的操作原理與關係便不再重複贅述。此外，在其他實施例中，如果僅有兩個天線元件，當其中一個作為第一天線時，另一天線元件即為至少一相對的第二天線，此時的第二天線同時作為第一天線的前後級天線，也就是說，在這樣的實施例中，第二天線與第三天線是由同一天線元件所實現。

舉例而言，如第4B圖所示，在另一實施例中，三個功率分配器132C、132I、132O以及相位調整器136C構成了第四功率分配單元(未顯示)。另外三個功率分配器132D、132J、132P以及相位調整器136D構成了第五功率分配單元(未顯示)。另外三個功率分配器132E、132K、132Q以及相位調整器136E構成了第六功率分配單元(未顯示)。換言之，對於這六個功率分配單元而言，功率分配器132A~132F即為第一功率分配器，功率分配器132G~132H即為第二功率分配器，並且功率分配器132M~132R即為第三功率分配器。

詳細而言，在第一功率分配單元131A之中，第一功率分配器132A具有一功率輸入埠連接至第一天線，並且具有一第一功率輸出埠Y1用以輸出第二波束L2至輸出波束埠中之一第二輸出波束埠。第二功率分配器132G具有一功率輸入埠連接至第一功率分配器132A之第二功率輸出埠Y2，以及具有一第一功率輸出埠Y1連接至第二功率分配單元131B。第三功率分配器132M具有一第一功率輸入埠X1連接到第二功率分配器132G之一第二功率輸出埠Y2，並且具有一第二功率輸入埠X2連接到第三功率分配單元131C，以及具有一功率輸出埠用以輸 出第一波束L1至該等輸出波束埠中之一第一輸出波束埠。此外，第一功率分配單元131A中之第二功率分配器132G的第一功率輸出埠Y1係連接至第二功率分配單元131B中的第三功率分配器132N之第二功率輸入埠X2，而第一功率分配單元131A中之第三功率分配器132M的第二功率輸入埠X2連接到第三功率分配單元131C中的第二功率分配器132L之第一功率輸出埠Y1。

藉由上述功率分配器之配置，則第一功率分配單元131A之第三功率分配器132M所產生之第一波束L1之偏斜角，係為第一功率分配單元131A所耦接之第一天線112A的偏斜角與第三功率分配單元131C所耦接之第三天線112F的偏斜角的平均值。以此類推，第二功率分配單元131B之第三功率分配器132N所產生之第三波束L3之偏斜角，係為第一功率分配單元131A所耦接之第一天線112A的偏斜角與第二功率分配單元131B所耦接之第二天線112B的偏斜角的平均值。因此本發明所提供之無線網路裝置能夠增加不同偏斜角度的波束，因而能夠提升天線陣列110之等向性與增益。此外，第一功率分配單元131A、第二功率分配單元131B與第三功率分配單元131C等功率分配單元更具有一相位調整器(phase trimmer)136A至136F。其中相位調整器136A至136F分別耦接於各第二功率分配器之第二功率輸出埠Y2以及第三功率分配器之第一功率輸入埠Y1之間，以調校第二功率分配器以及第三功率分配器的相位，確保功率分配的過程中，各訊號的相位不致產生偏差。

在另一實施例中，天線陣列110包括至少一第一天線(例如天線元件112A)與一第二天線(例如天線元件112B)，波 束交錯單元130包括至少一第一功率分配器(例如功率分配器132A及/或功率分配器132B)以及至少一第二功率分配器(例如功率分配器132G及/或功率分配器132H)，並且產生至少一第一波束L1、一第二波束L2、一第三波束L3以及一第四波束L4。詳細而言，第一功率分配器包括一個功率輸入埠以及兩個功率輸出埠。至少一第一功率分配器之功率輸入埠連接至第一天線及/或第二天線(例如功率分配器132A連接至天線元件112A，功率分配器132B連接至天線元件112B)。此外，至少一第一功率分配器之第一功率輸出埠連接至該至少一第二功率分配器之功率輸入埠(例如功率分配器132A連接至功率分配器132G，功率分配器132B連接至功率分配器132H)。至少一第一功率分配器之第二功率輸出埠係用以輸出該第二波束及/或該第四波束(例如功率分配器132A輸出第二波束L2，功率分配器132B輸出第四波束L4)。

詳細而言，波束交錯單元130更包括至少一第三功率分配器(例如功率分配器132M及/或功率分配器132N)，並且至少一第三功率分配器包括兩個功率輸入埠以及一個功率輸出埠。在一實施例中，至少一第三功率分配器之兩個功率輸入埠係分別連接到至少一第二功率分配器之中的相對相鄰的兩者(例如功率分配器132N的兩個功率輸入端係分別連接至功率分配器132G以及功率分配器132H)。此外，至少一第三功率分配器之功率輸出埠係分別輸出第一波束L1及/或第三波束L3(例如功率分配器132M輸出第一波束L1，功率分配器132N輸出第三波束L3)。

在一實施例中，波束交錯單元130更包括至少一第一相位調整器(phase trimmer，例如相位調整器136A)。相位調整器耦接於該至少一第二功率分配器以及該至少一第三功率分配器之間(例如相位調整器136A係耦接於功率分配器132G與功率分配器132M之間)，以調校該至少一第二功率分配器以及該至少一第三功率分配器的相位。在另一實施例中，該至少一第一功率分配器以及該至少一第二功率分配器之間亦可配置相位調整器，以進一步調整或校正更多功率分配器132A~132R的相位。

在第4A圖所示之實施例中，波束交錯單元130具有18個功率分配器132A~132R，其中12個功率分配器132A~132L係為功率分流器(power splitter)，6個功率分配器132M~132R係為功率結合器(power combiner)。由此可知，功率分流器之數量為功率結合器之數量的兩倍。詳細而言，6個功率分配器132A~132F(亦即第一功率分配器)係分別連接至天線元件112A~112F，並且分別將天線元件112A~112F之無線電信號分為兩部分，分別輸出至第二功率分配器以及多工切換單元150。6個功率分配器132G~132L(亦即第二功率分配器)係分別連接功率分配器132A~132F，並且分別將功率分配器132A~132F之無線電信號分為兩部分，分別輸出至相鄰個2個第三功率分配器。最後，6個功率分配器132M~132R(亦即第三功率分配器)之中的任一者係分別連接至功率分配器132G~132L之中的任相鄰兩者，並且結合該相鄰兩功率分配器132G~132L之無線電信號，然後輸出至多工切換單元150。

值得注意的是，功率分配器132A~132R皆以相同相位和相同功率來分配或是結合所接收之無線電信號。藉由以上所述之功率分配器132A~132R的配置，波束交錯器130將6個天線元件112A~112F的無線電信號進行交錯(包括分配以及結合)，而產生12個波束。在此實施例中，此12個波束之偏斜角分別為0度、30度、60度、90度、120度、150度、180度、210度、240度、270度以及300度，其中6個波束的偏斜角係為相鄰兩個天線元件112A~112F之平均值。換言之，每個波束的寬度約為30度。舉例而言，天線元件112A與112B之偏斜角分別為0度與60度，而產生偏斜角為30度之第二波束L2。由此可知，上述波束的數量為天線元件112A~112F之數量的兩倍，並且功率分配器132A~132R的數量為天線元件112A~112F之數量的三倍。天線元件112A~112F之間距設為λ/2，以期兼顧波束形成(beam-forming)及空間分集(spatial-diversity)雙重效益。值得注意的是，上述天線陣列110之組成方式以及天線元件之數目可依據需求增減或修改，是以上述說明僅為本發明之實施例，並非用以限制本發明。

在另一實施例中，多工切換單元150係包括12個一對二切換器(1P2T Switch)152A~152L以及2個一對十二(1P12T Switch)切換器154A與154B。12個一對二切換器152A~152L分別接收波束交錯單元130所輸出的12個波束。此外，無線電單元170係包括兩個傳輸切換器(TR Switch)172A與172B、兩個接收發器(Transceiver)174A與174B、以及網路處理器(Network Processor)176。在另一實施例中，無線電單元170更包括低雜 訊放大器、功率放大器、以及基頻處理器/媒介存取控制(Medium Access Control，MAC)等。傳輸切換器172A與172B係分別連接至一對十二切換器154A與154B，以接收多工切換單元150所產生的兩個切換輸出信號P0與P1。詳細而言，多工切換單元150具有12個輸入埠以及2個輸出埠，並且依據控制單元160之指令進行多工切換，由所接收之12個波束中選擇或切換其中兩者，而輸出至無線電單元170。

值得注意的是，上述天線元件112A~112F、功率分配器132A~132R、以及一對二切換器152A~152L之數量僅用於說明之用，而非用以限制本發明之實施方式。舉例而言，在另一實施例中，天線陣列110具有N個天線元件，其中N為大於或等於二之正整數。波束交錯單元130對N個天線元件之無線電信號進行交錯，而產生NxM個波束，其中M為大於或等於二之正整數。舉例而言，當M等於二時，則波束交錯單元130具有3N個功率分配器，並且產生2N個波束。多工切換單元150則具有2N個一對二切換器152A~152L以接收2N個波束。由此可知，本發明所提供之無線網路裝置100藉由N個天線元件而產生2N個波束。由於大幅增加不同偏斜角度的波束，因而能夠提升天線陣列110之等向性、靈敏度與增益，而提升了無線電信號之傳輸效率以及無線網路裝置100之使用效能。

由此可知，多工切換單元150係作為通道配置之用，連接並切換波束交錯單元130之複數個輸出波束埠至無線電單元170，以最佳化頻譜及波束圖樣效率。如第4B圖所示，多工切換單元150在係耦接到12個輸出波束埠的波束交錯單元130， 此波束交錯單元130係饋入至6個天線元件112A~112F的天線陣列110。此多工切換單元150更耦接到無線電單元170，然後控制單元160連接於多工切換單元150與無線電單元170之間。控制單元160係控制多工切換單元150，基於無線電信號之強度及/或品質而在天線陣列110無線電單元170之間建立通道配置以及無線電通訊。

第5圖為根據本發明實施例所提供之另一種無線網路裝置100及其波束交錯單元130之示意圖。第5圖所示之無線網路裝置100類似於第4B圖所示之無線網路裝置，其主要差別在於多工切換單元150以及無線電單元170之配置。如第5圖所示，多工切換單元150係包括12個一對三切換器(1P3T Switch)156A~156L以及3個一對十二切換器154A~154C。12個一對三切換器156A~156L分別接收波束交錯單元130所輸出的12個波束。此外，無線電單元170係包括三個傳輸接收切換器172A~172C、三個接收發器174A~174C、以及網路處理器176。傳輸接收切換器172A~172C係分別連接至一對十二切換器154A~154C，以接收多工切換單元150所產生的3個切換輸出信號P0、P1與P2。詳細而言，多工切換單元150具有12個輸入埠以及3個輸出埠，並且依據控制單元160之指令進行多工切換，由所接收之12個波束中選擇或切換其中三者，而輸出至無線電單元170。

第6圖為根據本發明實施例所提供之無線網路控制方法之流程圖。首先在步驟S610中，接收一天線陣列110之一無線電信號，其中天線陣列110包括具有不同偏斜角之複數 個天線元件112A~112F。然後，在步驟S620中，以相同相位與相同功率交錯天線陣列110之無線電信號。接著進入步驟S630，產生複數個波束，並且波束的數量為天線元件112A~112F之數量的兩倍。然後，在步驟S640中，依據無線電信號之強度及/或品質切換至上述波束之中的至少一者。上述以相同相位與相同功率交錯天線陣列之無線電信號係藉由複數個功率分配器132A~132R而執行，功率分配器將接收到的天線訊號先分配成兩個半功率訊號(第一訊號)，其中一個半功率訊號會直接輸出作為對應此天線的波束，另一個半功率訊號則再進一步由功率分配器區分成二個四分之一功率訊號(第二訊號)，其中一個四分之一功率訊號會被傳送到相對次級天線所對應的功率分配器進行交錯，另一個四分之一功率訊號則會與相對前級天線對應的功率分配器所傳來之另一四分之一功率訊號(第三訊號)進行交錯以產生一內插的波束，其詳細執行步驟與方法如前所述，故此處不再贅述。

藉由本發明所提供之無線網路裝置以及無線網路控制方法，可產生較多的波束以及較多的方向性，因而實現了較好的波束品質與增益，而增加無線電信號之傳輸效能。如此一來，使用者可依據不同的環境狀況以及使用型態，於較多的波束中選擇較適合之波束，因而提升了無線網路裝置100的使用效能。

惟以上所述者，僅為本揭露之較佳實施例而已，當不能以此限定本揭露實施之範圍，即大凡依本揭露申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本 揭露專利涵蓋之範圍內。另外，本揭露的任一實施例或申請專利範圍不須達成本揭露所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本揭露之權利範圍。

100‧‧‧無線網路裝置

110‧‧‧天線陣列

112A~112F‧‧‧天線元件

130‧‧‧波束交錯單元

131A‧‧‧第一功率分配單元

131B‧‧‧第二功率分配單元

131C‧‧‧第三功率分配單元

132A~132R‧‧‧功率分配器

136A~136F‧‧‧相位調整器

150‧‧‧多工切換單元

152A~152L‧‧‧一對二切換器

154A、154B‧‧‧一對十二切換器

160‧‧‧控制單元

170‧‧‧無線電單元

172A、172B‧‧‧傳輸接收切換器

174A、174B‧‧‧接收發器

176‧‧‧網路處理器

L1‧‧‧第一波束

L2‧‧‧第二波束

L3‧‧‧第三波束

L4‧‧‧第四波束

L5‧‧‧第五波束

L6‧‧‧第六波束

P0、P1‧‧‧切換輸出信號

X1‧‧‧第一功率輸入埠

X2‧‧‧第二功率輸入埠

Y1‧‧‧第一功率輸出埠

Y2‧‧‧第二功率輸出埠

Claims (10)

1. 一種無線網路裝置，包括：一天線陣列，包括具有不同偏斜角之複數個天線元件；以及一波束交錯單元(lobe interleaver)，耦接至該等天線元件，並且具有複數個輸出波束埠，其中該波束交錯單元以相同相位與相同功率分配並交錯該天線陣列之一無線電信號，而產生具有不同偏斜角之複數個波束，並且該等波束的數量為該等天線元件之數量的兩倍。
2. 如申請專利範圍第1項所述的無線網路裝置，其中該等天線元件的偏斜角在一個周角內平均且依序分布且該等波束之偏斜角也在一個周角內平均且依序分布，該波束交錯單元具有複數個功率分配器(power divider)，並且該等功率分配器的數量為該等天線元件的三倍。
3. 如申請專利範圍第1項所述的無線網路裝置，其中該等天線元件包括一第一天線，以及相對於該第一天線之至少一第二天線與一第三天線，而該波束交錯單元包括一第一功率分配單元，以及相對於該第一功率分配單元之至少一第二功率分配單元與一第三功率分配單元，該第一功率分配單元對應連接至該第一天線，用以產生該等波束中之一第一波束以及一第二波束；該第二功率分配單元，對應連接至該第二天線，用以產生該等波束中之一第三波束以及一第四波束；該第三功率分配單元，對應連接至該第三天線，用以產生該等波束中之一第五波束以及一第六波束其中該 第一功率分配單元、該第二功率分配單元與該第三功率分配單元分別皆具有一第一功率分配器、一第二功率分配器以及一第三功率分配器。
4. 如申請專利範圍第3項所述的無線網路裝置，其中在該第一功率分配單元中：該第一功率分配器，具有一功率輸入埠連接至該第一天線，以及一第一功率輸出埠用以輸出該第二波束至該等輸出波束埠中之一第二輸出波束埠；該第二功率分配器，具有一功率輸入埠連接至該第一功率分配器之一第二功率輸出埠，以及一第一功率輸出埠連接至該第二功率分配單元；該第三功率分配器具有一第一功率輸入埠連接到該第二功率分配器之一第二功率輸出埠，一第二功率輸入埠連接到該第三功率分配單元，以及一功率輸出埠用以輸出該第一波束至該等輸出波束埠中之一第一輸出波束埠。
5. 如申請專利範圍第4項所述的無線網路裝置，其中該第一功率分配單元中之該第二功率分配器的該第一功率輸出埠係連接至該第二功率分配單元中該第三功率分配器之一第二功率輸入埠，而該第一功率分配單元中之該第三功率分配器的該第二功率輸入埠連接到該第三功率分配單元中該第二功率分配器之一第一功率輸出埠。
6. 如申請專利範圍第5項所述的無線網路裝置，其中該第一功率分配單元、該第二功率分配單元與該第三功率分配單元分別具有一相位調整器(phase trimmer)，其中該相位調整器 耦接於該第二功率分配器之該第二功率輸出埠以及該第三功率分配器之該第一功率輸入埠之間。
7. 如申請專利範圍第1項所述的無線網路裝置，更包括：一多工切換單元，藉由該等輸出波束埠耦接至該波束交錯單元，用以接收該等波束，並且具有複數個輸出無線電埠；一無線電單元(radio)，耦接至該多工切換單元，用以調變及/或解調變該等無線電信號；以及一控制單元，耦接於該多工切換單元以及該無線電單元之間，用以依據該無線電信號之強度及/或品質控制該多工切換單元切換至該等輸出波束埠之中的至少一者。
8. 一種無線網路控制方法，包括：接收一天線陣列之一無線電信號，其中該天線陣列包括具有不同偏斜角之複數個天線元件；以及以相同相位與相同功率分配並交錯該天線陣列之無線電信號，以產生具有不同偏斜角之複數個波束，其中更包括：以一功率分配單元接收並分配對應之一天線的無線電信號為二個第一功率訊號；該當前功率分配單元分別將該第一功率訊號之一作為一波束輸出，且將該第一功率訊號之另一更分配為二個第二功率訊號；該當前功率分配單元分別將該第二功率訊號之一輸出至相對於該功率分配單元的一次級功率分配單元；該功率分配單元接收來自相對於該功率分配單元的一前級功率分配單元的一第三功率訊號；以及 該功率分配單元交錯該第二功率訊號之另一與該第三功率訊號後輸出作為另一波束輸出；令該等波束的數量為該等天線元件之數量的兩倍。
9. 如申請專利範圍第8項所述的無線網路控制方法，其中該等天線元件的偏斜角在一個周角內平均且依序分布，該等波束偏斜角也在一個周角內平均且依序分布。
10. 如申請專利範圍第8項所述的無線網路控制方法，其中該當前功率分配單元、該次級功率分配單元與該前級功率分配單元係藉由複數個功率分配器(power divider)以相同相位與相同功率分配並交錯該天線陣列之無線電信號，並且該等功率分配器的數量為該等天線元件的三倍，該等功率分配器係包括至少一功率分流器(power splitter)以及至少一功率結合器(power combiner)，其中該至少一功率分流器之數量為該至少一功率結合器之數量的兩倍。