TWI630370B - Device and method for measuring antenna azimuth offset and automatic calibration by using magnetic force - Google Patents

Abstract

一種利用磁力測量天線方位角偏移量與自動校準之裝置及方法，係包括至少二個磁力感測器及至少一方位角自動校準模組，其中，該磁力感測器具有利用磁力測量天線方位角(Azimuth)之功能，以分別輸出一方位角感測訊號，並且，該磁力感測器結合於該方位角自動校準模組上，並以對應該天線方位角度之左極限角度、零度角及右極限角度排列位置排列組成及形成為一感測器陣列(SENSOR ARRAY)，該方位角自動校準模組結合於一天線內部或外部，以根據該磁力感測器所感測輸出之方位角感測訊號，自動處理、計算與校準天線方位角數值，為一種可自動感測、初始化處理、量測天線方位角數值偏移量的裝置及方法。

Description

一種利用磁力測量天線方位角偏移量與自動校準之裝置及方法

本發明係關於一種利用磁力測量天線方位角偏移量與自動校準之裝置及方法，係以至少二個排列為左、右極限角度位置的磁力感測器及至少一方位角自動校準模組之裝置及方法。

按，習知基地台天線廣泛應用於行動通訊系統的通訊訊號收發之用，因此，該基地台天線設置位置與方位角、傾角之角度定位準確度對於通訊品質而言則顯得相當重要，尤其是習知之基地台天線設置於高樓頂端或其他等高的制高點位置，會受到周遭自然環境因素，如：颱風、強風或地震等環境因素，或者人為的移動天線設置位置角度、其他業者於原先天線位置周遭加設其他天線的阻擋，致使原先所設置的天線會產生位置偏移或干擾，因而導致天線水平旋轉移動的方位角或傾角亦會連帶受到影響而偏移，如不予以適時重新校準與修正，將造成天線收、發訊號產生劣化與訊號品質不良之問題。

然而，習知基地台天線姿態感測器係裝設以至少二組GPS(Global Positioning System，全球定位系統)感測器或一組以上之追日方位角的追日感測器，藉此來感測及定位天線方位角，但此兩種習知基地台天線用來感測與定位天線方位角的方式，則分別存在產業利用上之不便及缺點，例如：以GPS感測器來接收多組人造衛星的GPS定位信號，以感測及定位基地台天線的方位角，則會受限於人造衛星信號涵蓋有效區域，並且，該GPS感測器必需接收到多顆人造衛星的GPS定位信號才能精準定位，更何況該人造衛星的GPS信號也會受到天線周圍的建築物遮蔽干擾因素影響，而無法保證在任何時段皆可順利接收得到，造成使用該GPS感測器來感測定位基地台天線的方式，易受太多外界因素的限制，而無法有效 提昇產業利用上的精準性及經濟效益。

又再以上述習知追日感測器方式，其限制是在於容易受到天候及時段的影響，例如：冬季或雨季天候不佳，太陽出現的時間變少或不穩定，讓該追日感測器無法每天均可追日感測與定位該基地台天線的方位角，再加上夜晚日落以後，該追日感測器也無法追日感測該基地台天線的方位角，而讓該習知的追日感測器易受到季節、天候與夜晚日落時段的影響，無法全年與全天候對該基地台天線方位角進行感測與定位操作，使該追日感測器用於基地台天線方位角感測與定位效果，嚴重影響其產業利用價值及經濟效益。

此外，習知技術中也有以光波測距儀或雷射測距儀來量測該天線的對磁北的方位角，如中華民國發明公報第I299397號「量測行動通訊基地台天線的資源資訊之方法與設備」案及美國發明專利第7,280,195號「METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING RESOURCE INFORMATION OF MOBILE COMMUNICATION BASE STATION ANTENNA」案之專利前案技術，除了設備成本高，對於該方位角的誤差校準或修正亦沒有良好的對策，該前案同樣存在著該方位角無法有效的校準而產生的天線收、發訊號品質誤差的問題與缺點。

另外，在先前專利技術文獻方面，如申請人前向 鈞局申請在案之申請案號第105141252號「一種利用磁力測量天線方位角偏移量與校準之裝置及方法」發明專利申請案，則初步揭示以一可旋轉的方位傾角計來手動操作天線方位角、傾角的採樣、校準及驗證操作之技術及方法。

除此之外，申請人前向 鈞局申請核准公告在案之中華民國發明公報第I549371號「一種泛用型基地台天線管理系統及方法」發明專利案，則揭示以透過一手持式藍牙控制器向基地台天線下達控制及設定命令、取得基地台天線之最新設定參數，以及由一智慧型通訊裝置以非接觸方式取得基地台天線機械傾角及方位角角度數據，再由該智慧型通訊裝置透過無線通訊網路將該基地台天線之最新設定參數及角度數據傳送至遠端之至少一天線管理系統資料庫伺服器進行管理之裝置及方法的技術。

本發明之主要目的在於提供一種利用磁力測量天線方位角偏移量與自動校準之裝置及方法，以改善上述習知以GPS感測器或追日感測器，因人造衛星信號受建築物遮蔽因素影響，以及，追日感測器受季節性天候、陰天或夜晚日落影響，而無法全年或全天候精準感測定位該基地台天線方位角，以及，該專利前案之天線量測儀器設備成本高之問題與缺點，並且，進一步可以由近端或遠端控制操作而自動達到量測天線方位角之偏移量。

緣此，本發明之一種利用磁力測量天線方位角偏移量與自動校準之裝置，係包括：至少二個磁力感測器，各磁力感測器具有利用磁力測量天線方位角之功能，該各磁力感測器並共同組成及形成為一感測器陣列，以分別感測輸出一天線方位角感測訊號；以及至少一方位角自動校準模組，結合於一天線之外部，並且，該各磁力感測器結合於該方位角自動校準模組上，並以對應該天線方位角度之左極限角度及右極限角度排列位置排列組成而形成該感測器陣列，該方位角自動校準模組並根據該各磁力感測器所感測輸出之方位角感測訊號，自動處理、計算與校準天線方位角數值及偏移量。

進一步，本發明之一種利用磁力測量天線方位角偏移量與自動校準之裝置，係包括：至少二個磁力感測器，各磁力感測器具有利用磁力測量天線方位角之功能，該各磁力感測器並共同組成及形成為一感測器陣列，以分別感測輸出一天線方位角感測訊號；以及至少一方位角自動校準模組，結合於一天線之內部，並且，該各磁力感測器結合於該方位角自動校準模組上，並以對應該天線方位角度之左極限角度及右極限角度排列位置排列組成而形成該感測器陣列，該方位角自動校準模組並根據該各磁力感測器所感測輸出之方位角感測訊號，自動處理、計算與校準天線方位角數值及偏移量。

上述本發明之一種利用磁力測量天線方位角偏移量與自動校準之裝置，其中，該各磁力感測器為一磁/重力感測器所構成。

上述本發明之一種利用磁力測量天線方位角偏移量與自動校準之裝置，其中，該各磁力感測器係以左極限角度、右極限角度各30度角的對應天線方位角角度位置排列。

上述本發明之一種利用磁力測量天線方位角偏移量與自動校準之裝置，其中，各磁力感測器係分別結合於一固定架上的不同高度位置上，且該各磁力感測器排列在同一垂直軸線上，該固定架並結合固定於該方位角自動校準模組之上。

上述本發明之一種利用磁力測量天線方位角偏移量與自動校準之裝置，其中，該各磁力感測器係以左、右各90度角正交垂直及零度角位置的對應天線方位角角度位置排列。

上述本發明之一種利用磁力測量天線方位角偏移量與自動校準之裝置，其中，該方位角自動校準模組係包括：至少一感測器介面單元，連結各磁力感測器，以處理及轉換該各磁力感測器輸出之天線方位角感測訊號，並轉換成對應之感測數位訊號輸出；至少一微處理單元，連結該感測器介面單元，以接收該感測器介面單元所轉換輸出之感測數位訊號，並由該微處理單元進行該感測數位訊號與數值的自動平滑化處理、計算、校準操作，並轉換成對應之方位角數值輸出；至少一通訊介面，連結該微處理單元，以將該校準後的方位角數值傳送輸出或接收自動校準控制命令給該微處理單元；至少一對介面連接器，連結該通訊介面，以供連接外部電源、提供該方位角數值輸出或自動校準控制命令輸入之用；以及至少一電源單元，連結該介面連接器、感測器介面單元、微處理單元及通訊介面，以將來自該介面連接器之外部電源之電源轉換成直流工作電源提供給該感測器介面單元、微處理單元及通訊介面。

上述本發明之一種利用磁力測量天線方位角偏移量與自動校準之裝置，其中，該方位角自動校準模組之微處理單元，係以內差法(interpolation)方式自動計算及校準對應該天線各方位角之位置的正確方位角數值。

上述本發明之一種利用磁力測量天線方位角偏移量與自動 校準之裝置，其中，該各磁力感測器及方位角自動校準模組係分別整合於一天線內之天線控制電路及該天線控制電路之一天線控制微處理器中。

本發明之一種利用磁力測量天線方位角偏移量與自動校準之方法，其步驟係包括：(a)開始；(b)讀取感測器陣列之數值，由一方位角自動校準模組對至少二個排列成對應一天線方位角之左極限角度及右極限角度位置的感測器陣列讀取天線方位角感測訊號；(c)天線方位角感測訊號是否平滑化？如果是則進行步驟(d)，如果不是則重覆步驟(b)，即由該方位角自動校準模組對步驟(b)之天線方位角感測訊號進行判讀是否已達平滑化(平均值)，如未達平滑化則一直重覆多次讀取方位角的天線方位角感測訊號動作，直到該天線方位角感測訊號平滑化為止；(d)磁力感測器陣列之天線方位角感測訊號校準，即對該步驟(c)已完成平滑化之天線方位角感測訊號，由該方位角自動校準模組再進行訊號平滑化、天線傾角與溫度之校準操作；(e)計算磁力感測器感測之方位角，將步驟(d)已完成訊號平滑化、天線傾角與溫度校準操作之天線方位角感測訊號，由該方位角自動校準模組計算出一天線方位角數值；(f)是否為初始化？即由該方位角自動校準模組判斷步驟(e)之天線方位角數值是否為初始的數值，如果是則進行步驟(f1)，如果不是則進行步驟(g)；(f1)儲存初始天線方位角數值，將步驟(e)之天線方位角數值予以儲存在該方位角自動校準模組中，並進行步驟(i)；(g)計算方位角偏移量，即將步驟(e)之天線方位角數值與原先儲存在該方位角自動校準模組中之既有的初始天線方位角數值進行比較，並以例如：內差法方式計算出該天線方位角數值的偏移量；(h)天線方位角與下傾角資訊的校準、儲存與讀取，將步驟(g)已完成計算之天線方位角數值的偏移量作為該天線方位角數值的校準依據，並由該方位角自動校準模組進行天線方位角數值、天線下傾角資訊的校準、儲存與讀取； (i)結束。

進一步，上述本發明之一種利用磁力測量天線方位角偏移量與自動校準之方法，其中，該步驟(b)之磁力感測器排列之左極限角度與右極限角度為30度。

上述本發明之一種利用磁力測量天線方位角偏移量與自動校準之方法，其中，該步驟(e)之方位角自動校準模組係以三角函數計算出該天線方位角數值。

本發明之一種利用磁力量測天線方位角偏移量與自動校準之裝置及方法之功效，係在於藉由該至少二個排列成對應一天線方位角之左極限角度及右極限角度位置的磁力感測器陣列，結合於該方位角自動校準模組上，使該磁力感測器可分別感測對應於天線方位角之左極限角度、零度角及右極限角度位置的天線方位角感訊號，並再由該方位角自動校準模組自動計算出該天線方位角之偏移量，並予以自動精確校準該天線方位角數值及下傾角，同時，該方位角自動校準模組可經由如手持式藍芽控制器或遠端的天線管理系統伺服器發出校準控制命令，而讓該陣列排列之磁力感測器及方位角自動校準模組自動對該天線方位角進行相關的方位角校準，可完全消弭上述習知技術和專利前案於天線方位角校正所易於產生之問題與缺點。

100‧‧‧裝置

10‧‧‧磁力感測器

20‧‧‧磁力感測器

30‧‧‧磁力感測器

10A‧‧‧天線方位角感測訊號

10B‧‧‧天線方位角感測訊號

10C‧‧‧天線方位角感測訊號

40‧‧‧方位角自動校準模組

41‧‧‧外殼

411‧‧‧連結裝置

42‧‧‧感測器介面單元

43‧‧‧微處理單元

431‧‧‧天線方位角數值

44‧‧‧通訊介面

45A‧‧‧介面連接器

45B‧‧‧介面連接器

46‧‧‧電源單元

50‧‧‧固定架

51‧‧‧固定格

52‧‧‧固定格

53‧‧‧固定格

200‧‧‧天線

210‧‧‧天線控制電路

211‧‧‧天線控制微處理器

220‧‧‧電纜

300‧‧‧無線藍牙控制器

400‧‧‧智慧型通訊設備

500‧‧‧天線管理系統資料庫伺服器

600‧‧‧電信業者資料庫

700‧‧‧分岐器

800‧‧‧天線控制器

900‧‧‧開始

910‧‧‧讀取感測器陣列之數值

920‧‧‧天線方位角感測訊號是否平滑化

930‧‧‧磁力感測器陣列之天線方位角感測訊號校準

940‧‧‧計算磁力感測器感測之方位角

950‧‧‧是否為初始化

955‧‧‧儲存初始天線方位角數值

960‧‧‧計算方位角偏移量

970‧‧‧天線方位角與下傾角資訊的校準、儲存與讀取

980‧‧‧結束

A‧‧‧直線軸線

B‧‧‧半圓形軌跡線

θ L‧‧‧左極限角度

θ R‧‧‧右極限角度

310‧‧‧連接電纜

AR‧‧‧感測器陣列

X‧‧‧虛擬零度角

C‧‧‧垂直軸線

第一圖係本發明之一種利用磁力測量天線方位角偏移量與自動校準之裝置的第一實施例之立體圖；第二圖為第一圖之另一角度之立體圖；第三圖係第一圖之剖視圖；第四圖為本發明之一種利用磁力測量天線方位角偏移量與自動校準之裝置的磁力感測器以同一軸線方式排列結合於該方位角自動校準模組上之示意圖； 第五圖係本發明之一種利用磁力測量天線方位角偏移量與自動校準之裝置之方位角自動校準模組的電路方塊之實施例圖；第六圖係本發明之一種利用磁力測量天線方位角偏移量與自動校準之裝置的無線藍牙控制器連結應用之示意圖；第七圖係本發明之一種利用磁力測量天線方位角偏移量與自動校準之裝置的第二實施例圖；第八圖係本發明之一種利用磁力測量天線方位角偏移量與自動校準之裝置的第三實施例圖；第九圖係本發明之一種利用磁力測量天線方位角偏移量與自動校準之裝置的第四實施例圖；第十圖係本發明之一種利用磁力測量天線方位角偏移量與自動校準之裝置的第五實施例圖；第十一圖係本發明之一種利用磁力測量天線方位角偏移量與自動校準之裝置的第六實施例圖；第十二圖係本發明之一種利用磁力測量天線方位角偏移量與自動校準之裝置的較佳應用例圖；第十三圖為本發明之一種利用磁力量測天線方位角偏移量與自動校準之方法的流程圖。

請參閱如第一圖、第二圖、第三圖、第四圖及第五圖所示，為本發明之一種利用磁力測量天線方位角偏移量與自動校準之裝置之第一實施例，其中，該裝置100係包括至少二個磁力感測器10、20，各磁力感測器10、20具有利用磁力測量天線方位角偏移之功能，該磁力感測器10、20並共同組成及形成為一感測器陣列AR(如第四圖所示)，並且，在本發明第一實施例中，以分別感測輸出一天線方位角感測訊號10A、20A(如第五圖所示)，該磁力感測器10、20之型式不限，在本發明中係列舉以磁/重力感 測器構成為例。

至少一方位角自動校準模組40，結合於一天線200(如第十二圖示)之內部或外部，並且，該磁力感測器10、20結合於該方位角自動校準模組40上，其排列方式不限，在本發明之第一實施例中，係列舉該磁力感測器10、20係以對應該天線200的方位角之左極限角度θ L及右極限角度θ R位置排列在同一直線軸線A上之方式為例，以對應該天線200方位角度之左極限角度θ L及右極限角度θ R位置排列組成而形成該感測器陣列AR為例，該方位角自動校準模組40並根據該磁力感測器10、20所感測輸出之方位角感測訊號，自動處理、計算與校準天線方位角數值，該磁力感測器10、20對應天線200的方位角之左極限角度θ L及右極限角度θ R不限，在本發明中係列舉左、右各30度角為例，並且，該方位角自動校準模組40可以根據該磁力感測器10、20分別所感測得到的左極限角度θ L的天線方位角感測訊號10A、右極限角度θ R的天線方位角感測訊號20A以如均值法(averaging method)方式計算得到一虛擬零度角X。

上述之磁力感測器10、20與該方位角自動校準模組40係以一外殼41予以包覆，該外殼41背面設有一連結裝置411，以供結合於該天線200之外部，該連結裝置411之型式不限，在本發明中係列雙面膠構成為例，以供該外殼41直接黏貼結合於該天線200外部(如第十二圖所示)。

上述之方位角自動校準模組40之型式不限，在本發明中係列舉以包括至少一感測器介面單元42、至少一微處理單元43、至少一通訊介面44、至少一對介面連接器45A及45B、至少一電源單元46構成為例，其中，該感測器介面單元42連結各磁力感測器10、20，以處理及轉換該磁力感測器10、20輸出之天線方位角感測訊號10A、20A，並轉換成對應之感測數位訊號輸出。

該微處理單元43，連結該感測器介面單元42，以接收該感測器介面單元43所轉換輸出之感測數位訊號，並由該微處理單元43進行該感測數位訊號與數值的自動平滑化處理、計算、校準操作，並轉換成對應之天線方位角數值431輸出。

該通訊介面44，連結該微處理單元43，以將該校準後的方 位角數值431傳送輸出或接收自動校準控制命令給該微處理單元43。

該介面連接器45A及45B，連結該通訊介面44，並用來供連接如第六圖所示之無線藍牙控制器300之天線外部控制裝置，以供連接外部電源、提供該方位角數值輸出或自動校準控制命令輸入之用。

該電源單元46，連結該介面連接器45A及45B(如第五圖所示)、感測器介面單元42、微處理單元43及通訊介面44，以將來自如該無線藍牙控制器300輸出之外部電源轉換成直流工作電源提供給該感測器介面單元42、微處理單元43及通訊介面44，該電源單元46之型式不限，亦可以為一直流電池組所構成，以直接供應直流工作電源給該感測器介面單元42、微處理單元43及通訊介面44。

上述之方位角自動校準模組40的感測器介面單元42、微處理單元43、通訊介面44及至少一電源單元46係可整合為一積體電路。

請再配合第六圖所示，為本發明之一種利用磁力測量天線方位角偏移量與自動校準之裝置100於配合一無線藍牙控制器300應用之狀態，其中，顯示該無線藍牙控制器300透過一連接電纜310連結該方位角自動校準模組40之介面連接器45A，以讓使用者可以在近端向該方位角自動校準模組40發出自動校準控制命令，使該方位角自動校準模組40可以自動執行該天線200之方位角的自動校準操作，並再由一智慧型通訊設備400以無線藍芽方式與該無線藍牙控制器300連結，以取得該方位角自動校準模組40最終的天線200之方位角校準的方位角數值431，並可由該智慧型通訊設備400透過無線網路將該方位角數值431傳送至一天線管理系統資料庫伺服器500，再由該天線管理系統資料庫伺服器500連結一電信業者資料庫600，以將該校準後之方位角數值431傳送至該電信業者資料庫600中供儲存、應用、分析及監控之用。

請再參閱第七圖所示，為本發明之一種利用磁力測量天線方位角偏移量與自動校準之裝置100的第二實施例，其中，顯示三個磁力感測器10、20及30係以對應該天線200的方位角之左極限角度θ L、右極限角度θ R及零度角位置排列在同一直線軸線A上之方式為例，即該磁力感測器30可作該天線200的方位角之零度角感測。

請再參閱第八圖所示，為本發明之一種利用磁力測量天線方位角偏移量與自動校準之裝置100的第三實施例，其中，顯示該磁力感測器10、20及30係以對應該天線200的方位角之左極限角度θ L、右極限角度θ R及零度角位置排列在同一半圓形軌跡線B的位置上之方式為例。

請再參閱第九圖所示，為本發明之一種利用磁力測量天線方位角偏移量與自動校準之裝置100的第四實施例，其中，顯示各磁力感測器10、20及30分別結合於一固定架50上的不同高度位置上的固定格51、52及53上，且該磁力感測器10、20及30排列在同一垂直軸線C上，該固定架50並結合固定於該方位角自動校準模組40之上，同樣地可以分別形成對應該天線200的方位角之左極限角度θ L、右極限角度θ R及零度角位置排列及感測。

請再配合第十圖所示，為本發明之一種利用磁力測量天線方位角偏移量與自動校準之裝置100的第五實施例，其中，顯示該磁力感測器10、20及30係以對應該天線200的方位角之左右各90度角正交垂直及零度角位置的對應天線方位角角度位置排列。

請再參閱第十一圖所示，為本發明之一種利用磁力測量天線方位角偏移量與自動校準之裝置100的第六實施例，其中，顯示該磁力感測器10及20、方位角自動校準模組40之介面連接器45A及45B整合至該天線200內部之一天線控制電路210中，以及，該方位角自動校準模組40之感測器介面單元42、微處理單元43、通訊介面44及至少一電源單元46則整合至該天線控制電路210之一天線控制微處理器211中。

請再配合第十二圖所示，為本發明之一種利用磁力測量天線方位角偏移量與自動校準之裝置100的較佳應用例，其中，顯示該裝置100結合於該天線200外部，該裝置100中之方位角自動校準模組40分別透過一電纜220與一分岐器700連結，該分岐器700並連結一天線控制器800，該天線控制器800連結該天線管理系統資料庫伺服器500，該天線管理系統資料庫伺服器500連結該電信業者資料庫600，除了可將該方位角自動校準模組40最終之天線200方位角校準之方位角數值431經由該分岐器700、天線控制器800傳送至遠端的天線管理系統資料庫伺服器500及電信業者資 料庫600供儲存、應用、分析及遠端監控外，更可以透過遠端的天線管理系統資料庫伺服器500或電信業者資料庫600任一者，向該裝置100中之方位角自動校準模組40發出天線200方位角自動校準控制命令，使該方位角自動校準模組40可受遠端天線管理系統資料庫伺服器500或電信業者資料庫600任一者之遠端控制，以定期或不定期方式隨時下達天線200方位角自動校準控制命令，不必由使用者到現場操作執行，即可達到使該天線200之方位角自動校準之功效。

請再參閱第十三圖所示，為本發明之一種利用磁力測量天線方位角偏移量與自動校準之方法的流程圖，其步驟係包含步驟900~980，其中：(900)開始；(910)讀取感測器陣列之數值，由該方位角自動校準模組40對該至少二個排列成對應一天線方位角之左極限角度θ L及右極限角度θ R位置的磁力感測器10、20所組成的感應器陣列AR讀取方位角的天線方位角感測訊號，該磁力感測器10、20排列之左極限角度θ L與右極限角度θ R不限，在本發明中係列舉該左極限角度θ L、右極限角度θ R各為30度為例；(920)天線方位角感測訊號是否平滑化？如果是則進行步驟(930)，如果不是則重覆步驟(910)，即由該方位角自動校準模組40對步驟(910)之天線方位角感測訊號10A、10B進行判讀是否已達平滑化(平均值)，如未達平滑化則一直重覆多次讀取方位角的天線方位角感測訊號10A、10B動作，直到該天線方位角感測訊號10A、10B平滑化為止；(930)磁力感測器陣列之天線方位角感測訊號校準，即對該步驟(920)已完成平滑化之天線方位角感測訊號10A、10B，由該方位角自動校準模組40再進行如訊號平滑化、天線傾角與溫度之校準操作；(940)計算磁力感測器感測之方位角，將步驟(930)已完成訊號平滑化、天線傾角與溫度之校準操作之天線方位角感測訊號10A、10B，由該方位角自動校準模組40計算出一天線方位角數值431，該方位角自動校準模組40計算出天線方位角數值431之方法不限，在本發明中係以三角函數計算方式為例； (950)是否為初始化？即由該方位角自動校準模組40判斷步驟(940)之天線方位角數值431是否為初始的數值，如果是則進行步驟(955)，如果不是則進行步驟(960)；(955)儲存初始天線方位角數值，將步驟(940)之天線方位角數值431予以儲存在該方位角自動校準模組40中，並進行步驟(980)；(960)計算方位角偏移量，即將步驟(940)之天線方位角數值431與原先儲存在該方位角自動校準模組40中之既有的初始天線方位角數值431進行比較，並以例如：內差法方式計算出該天線方位角數值431的偏移量，而該天線方位角數值431的偏移量之計算方式，並不以該內差法為限；(970)天線方位角與下傾角資訊的校準、儲存與讀取，將步驟(960)已完成計算之天線方位角數值431的偏移量作為該天線方位角數值431的校準依據，並由該方位角自動校準模組40進行天線方位角數值431、天線下傾角資訊的校準、儲存與讀取；(980)結束。

上述第十三圖所述之本發明之一種利用磁力測量天線方位角偏移量與自動校準之方法中的步驟(900)~(980)，可以是控制程式或控制軟體所構成，並且，預先燒錄於上述之方位角自動校準模組40之微處理單元43或第十一圖所示的天線200內部之天線控制電路210的天線控制微處理器211中。

在以上第一圖~第十三圖中所示本發明之一種利用磁力量測天線方位角偏移量與校準之裝置及方法，其中所揭示的相關說明及圖式，係僅為便於闡明本發明的技術內容及技術手段，所揭示較佳實施例之一隅，並不而限制其範疇，並且，舉凡針對本發明之細部結構修飾或元件、方法之等效替代修飾，皆不脫本發明之創作精神及範疇，其範圍將由以下的申請專利範圍來界定之。

Claims (12)

1. 一種利用磁力測量天線方位角偏移量與自動校準之裝置，係包括：至少二個磁力感測器，各磁力感測器具有利用磁力測量天線方位角偏移之功能，該各磁力感測器並共同組成及形成為一感測器陣列，以分別感測輸出一天線方位角感測訊號；以及至少一方位角自動校準模組，結合於一天線之外部，並且，該各磁力感測器結合於該方位角自動校準模組上，並以對應該天線方位角度之左極限角度及右極限角度排列位置排列組成而形成該感測器陣列，該方位角自動校準模組並根據該各磁力感測器所感測輸出之方位角感測訊號，自動處理、計算與校準天線方位角數值及偏移量。
2. 一種利用磁力測量天線方位角偏移量與自動校準之裝置，係包括：至少二個磁力感測器，各磁力感測器具有利用磁力測量天線方位角偏移之功能，該各磁力感測器並共同組成及形成為一感測器陣列，以分別感測輸出一天線方位角感測訊號；以及至少一方位角自動校準模組，結合於一天線之內部，並且，該各磁力感測器結合於該方位角自動校準模組上，並以對應該天線方位角度之左極限角度及右極限角度排列位置排列組成而形成該感測器陣列，該方位角自動校準模組並根據該各磁力感測器所感測輸出之方位角感測訊號，自動處理、計算與校準天線方位角數值及偏移量。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之一種利用磁力測量天線方位角偏移量與自動校準之裝置，其中，該各磁力感測器為一磁/重力感測器所構成。
4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之一種利用磁力測量天線方位角偏移量與自動校準之裝置，其中，該各磁力感測器係以左極限角度、右極限角度各30度角的對應天線方位角角度位置排列。
5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之一種利用磁力測量天線方位角偏移量與自動校準之裝置，其中，各磁力感測器係分別結合於一固定架上的不同高度位置上，且該各磁力感測器排列在同一垂直軸線上，該固定架並結合固定於該方位角自動校準模組之上。
6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之一種利用磁力測量天線方位角偏移量與自動校準之裝置，其中，該各磁力感測器係以左、右各90度角正交垂直及零度角位置的對應天線方位角角度位置排列。
7. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之一種利用磁力測量天線方位角偏移量與自動校準之裝置，其中，該方位角自動校準模組係包括：至少一感測器介面單元，連結各磁力感測器，以處理及轉換該各磁力感測器輸出之天線方位角感測訊號，並轉換成對應之感測數位訊號輸出；至少一微處理單元，連結該感測器介面單元，以接收該感測器介面單元所轉換輸出之感測數位訊號，並由該微處理單元進行該感測數位訊號與數值的自動平滑化處理、計算、校準操作，並轉換成對應之方位角數值輸出；至少一通訊介面，連結該微處理單元，以將該校準後的方位角數值傳送輸出或接收自動校準控制命令給該微處理單元；至少一對介面連接器，連結該通訊介面，以供連接外部電源、提供該方位角數值輸出或自動校準控制命令輸入之用；以及至少一電源單元，連結該介面連接器、感測器介面單元、微處理單元及通訊介面，以將來自該介面連接器之外部電源轉換成直流工作電源提供給該感測器介面單元、微處理單元及通訊介面。
8. 如申請專利範圍第7項所述之一種利用磁力測量天線方位角偏移量與自動校準之裝置，其中，該方位角自動校準模組之微處理單元，係以內差法(interpolation)方式自動計算及校準對應該天線各方位角之位置的正確方位角數值。
9. 如申請專利範圍第2項所述之一種利用磁力測量天線方位角偏移量與自動校準之裝置，其中，該各磁力感測器及方位角自動校準模組係分別整合於一天線內部之一天線控制電路及該天線控制電路的一天線控制微處理器中。
10. 一種利用磁力測量天線方位角偏移量與自動校準之方法，其步驟係包括： (a)開始；(b)讀取磁力感測器陣列之數值，由一方位角自動校準模組對至少二個排列成對應一天線方位角之左極限角度及右極限角度位置的感測器陣列讀取天線方位角感測訊號；(c)天線方位角感測訊號是否平滑化，如果是則進行步驟(d)，如果不是則重覆步驟(b)，即由該方位角自動校準模組對步驟(b)之天線方位角感測訊號進行判讀是否已達平滑化(平均值)，如未達平滑化則一直重覆多次讀取方位角的天線方位角感測訊號動作，直到該天線方位角感測訊號平滑化為止；(d)磁力感測器陣列之天線方位角感測訊號校準，即對該步驟(c)已完成平滑化之天線方位角感測訊號，由該方位角自動校準模組再進行訊號平滑化、天線傾角與溫度之校準操作；(e)計算磁力感測器感測之方位角，將步驟(d)已完成訊號平滑化、天線傾角與溫度校準操作之天線方位角感測訊號，由該方位角自動校準模組計算出一天線方位角數值；(f)是否為初始化．即由該方位角自動校準模組判斷步驟(e)之天線方位角數值是否為初始的數值，如果是則進行步驟(f1)，如果不是則進行步驟(g)；(f1)儲存初始天線方位角數值，將步驟(e)之天線方位角數值予以儲存在該方位角自動校準模組中，並進行步驟(i)；(g)計算方位角偏移量，即將步驟(e)之天線方位角數值與原先儲存在該方位角自動校準模組中之既有的初始天線方位角數值進行比較，並計算出該天線方位角數值的偏移量；(h)天線方位角與下傾角資訊的校準、儲存與讀取，將步驟(g)已完成計算之天線方位角數值的偏移量作為該天線方位角數值的校準依據，並由該方位角自動校準模組進行天線方位角數值、天線下傾角資訊的校準、儲存與讀取；(i)結束。
11. 如申請專利範圍第10項所述之一種利用磁力測量天線方位角偏移量與自動校準之方法，其中，該步驟(b)之磁力感測器排列之左極限角度與右極限角度為30度。
12. 如申請專利範圍第10項所述之一種利用磁力測量天線方位角偏移量與自動校準之方法，其中，該步驟(e)之方位角自動校準模組係以三角函數計算出該天線方位角數值。