TWI659624B - 毫米波強波器、毫米波傳輸系統及毫米波傳輸方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種毫米波傳輸系統及傳輸方法，毫米波傳輸系統包括一射頻發射主機、複數個毫米波強波器及一射頻接收主機，各毫米波強波器分別包括至少一接收天線及至少一發射天線，各毫米波強波器利用接收天線從射頻發射主機或其它毫米波強波器接收一毫米波射頻訊號以及利用發射天線發送毫米波射頻訊號至其他毫米波強波器或射頻接收主機，則，射頻發射主機經由毫米波強波器的中繼傳輸以將毫米波射頻訊號傳送至射頻接收主機。

Description

毫米波強波器、毫米波傳輸系統及毫米波傳輸方法

本發明有關於一種訊號強波器、訊號傳輸系統及訊號傳輸方法，尤指一種用以傳輸毫米波訊號的強波器、傳輸系統及傳輸方法。

無線通訊裝置的數量快速成長，0.3至30GHz的微波頻段已接近於滿載，日漸不敷使用，且其傳輸速度已不符實際的需求。在這樣的情況下，30至300GHz的毫米波(Millimeter Wave)頻段是逐漸受到重視，而成為下一代5G無線行動通訊的標準頻段。由於毫米波的可用帶寬及傳輸速率是可以為微波的10倍以上，因此， 以毫米波來進行通訊傳輸是可以達到較高的傳輸速率及傳輸量。

毫米波雖具備一些通訊傳輸上的優勢，然，毫米波訊號容易因天氣的因素而衰減，或者因障礙物的阻隔而無法傳送。再者，毫米波的直向性特別強，以致接收範圍相當狹小而不易被接收，因此，天線的設計就變得相當重要。於此，如何提升毫米波訊號的傳輸品質是為5G通訊欲突破的技術重點。

本發明之一目的，在於提出一種毫米波傳輸系統，其毫米波傳輸系統包括一射頻發射主機、複數個毫米波強波器及一射頻接收主機，射頻發射主機經由一或多個毫米波強波器的中繼傳輸以將一毫米波射頻訊號傳送至射頻接收主機。

本發明之一目的，在於提出一種毫米波傳輸系統，其傳輸系統的毫米波強波器是根據於毫米波射頻訊號的收發方向，以選擇配置適當的輻射場型天線、調整天線的設置角度及/或調整毫米波強波器的設置方位，以便改變毫米波射頻訊號的傳輸方向，使得射頻發射主機所發射的毫米波射頻訊號能夠被毫米波強波器順利地中繼傳輸至射頻接收主機。

本發明之一目的，在於提出一種毫米波傳輸系統，其射頻發射主機、毫米波強波器及射頻接收主機間形成有複數條訊號傳輸路徑，射頻接收主機從這些訊號傳輸路徑中選擇一條RSSI值最高的訊號傳輸路徑作為毫米波射頻訊號的傳輸路徑或者從這些訊號傳輸路徑中選擇一條路徑最短的訊號傳輸路徑作為毫米波射頻訊號的傳輸路徑，致使利用一條RSSI值最高或路徑最短的訊號傳輸路徑來傳輸毫米波射頻訊號，以提升毫米波射頻訊號的傳輸品質或傳輸速度。

為達成上述目的，本發明提供一種毫米波強波器，包括：一第一射頻天線單元，設置在一基板上，其包括：一第一接收天線，用以接收一毫米波射頻訊號；一第一濾波器，連接第一接收天線，用以濾波毫米波射頻訊號；一第一放大器，連接第一濾波器，用以放大毫米波射頻訊號；及一第一發射天線，連接第一放大器，用以發射放大後的毫米波射頻訊號；其中第一接收天線的輻射場型方向與第一發射天線的輻射場型方向是存在有一第一夾角，毫米波強波器經由第一夾角大小的設計，以使通過毫米波強波器的毫米波射頻訊號以一水平方向繼續傳輸、以一垂直方向繼續傳輸或以一特定角度的方向繼續傳輸。

本發明一實施例中，更包括有至少一第二射頻天線單元，第二射頻天線單元設置在基板上，其包括：一第二接收天線，用以接收毫米波射頻訊號；一第二濾波器，連接連接第二接收天線，用以濾波毫米波射頻訊號；一第二放大器，連接第二濾波器，用以放大毫米波射頻訊號；及一第二發射天線，連接第二放大器，用以發射放大後的毫米波射頻訊號；其中第一射頻天線單元及第二射頻天線單元組成為一雙向的射頻天線模組，第二接收天線的輻射場型方向與第二發射天線的輻射場型方向是存在有一第二夾角，經由第二夾角大小的設計以使通過毫米波強波器的毫米波射頻訊號以水平方向繼續傳輸、以垂直方向繼續傳輸或以特定角度的方向繼續傳輸。

本發明一實施例中，其中第一射頻天線單元的第一接收天線及第二射頻天線單元的第二發射天線設置在基板的一側，而第一射頻天線單元的第一發射天線及第二射頻天線單元的第二接收天線設置在基板的另一側。

本發明一實施例中，其中第一接收天線、第一發射天線、第二接收天線或第二發射天線為一八木天線或一貼片天線。

本發明一實施例中，其中毫米波強波器更包括有一微處理器，微處理器連接第一射頻天線單元及第二射頻天線單元，微處理器選擇以第一射頻天線單元或第二射頻天線單元收發毫米波射頻訊號。

本發明一實施例中，其中毫米波強波器更包括有一馬達，馬達連接處理器，微處理器控制馬達的轉動以改變毫米波強波器的一設置方位。

本發明一實施例中，其中毫米波強波器更包括有一電池模組，電池模組連接微處理器。

本發明一實施例中，其中第一接收天線、第一發射天線、第二接收天線或第二發射天線為一單極化天線或一雙極化天線，單極化天線為一具有單一輻射場型的天線，而雙極化天線為一具有兩輻射場型的天線。

本發明一實施例中，其中雙極化天線包括兩天線元件，兩天線元件為兩根極化特性相互正交的天線元件。

本發明一實施例中，其中當第一接收天線或第一發射天線為雙極化天線時，第一接收天線經由一分波器連接第一濾波器或第一發射天線經由分波器連接第一放大器；或者，當第二接收天線或第二發射天線為雙極化天線時，第二接收天線經由另一分波器連接第二濾波器或第二發射天線經由另一分波器連接第二放大器。

本發明又提供一種毫米波傳輸系統，包括：一射頻發射主機，包括一射頻發射器，用以發射一毫米波射頻訊號；複數個毫米波強波器，各毫米波強波器分別設於不同的位置上，各毫米波強波器分別包括：一第一射頻天線單元，設置在一基板上，其包括：一第一接收天線，經由射頻發射主機或另一毫米波強波器接收毫米波射頻訊號；一第一濾波器，連接第一接收天線，用以濾波毫米波射頻訊號；一第一放大器，連接第一濾波器，用以放大毫米波射頻訊號；及一第一發射天線，連接第一放大器，用以發射放大後的毫米波射頻訊號，其中第一接收天線的輻射場型方向與第一發射天線的輻射場型方向是存在有一第一夾角，毫米波強波器經由第一夾角大小的設計，以使通過毫米波強波器的毫米波射頻訊號以一水平方向繼續傳輸、以一垂直方向繼續傳輸或以一特定角度的方向繼續傳輸；及一微處理器，連接第一射頻天線單元；及一射頻接收主機，包括一控制單元及一射頻接收器，控制單元連接射頻接收器，其中射頻發射主機經由至少一毫米波強波器以中繼傳輸毫米波射頻訊號至射頻接收主機。

本發明一實施例中，其中射頻發射主機、複數個毫米波強波器及射頻接收主機之間形成有複數條訊號傳輸路徑，射頻接收主機的控制單元選定其中一條訊號傳輸路徑且分別傳送一致能訊號至選定的訊號傳輸路徑上的各毫米波強波器，選定的訊號傳輸路徑上的各毫米波強波器的微處理器將被致能訊號所致能以執行一訊號收發程序，射頻發射主機經由選定的訊號傳輸路徑以傳送毫米波射頻訊號至射頻接收主機。

本發明一實施例中，其中射頻接收主機更包括有一儲存單元，控制單元連接儲存單元，儲存單元用以記錄複數條訊號傳輸路徑。

本發明一實施例中，其中各條訊號傳輸路徑包含有一接收訊號強度指示值，射頻接收主機的控制單元選定一具有最高接收訊號強度指示值的訊號傳輸路徑作為毫米波射頻訊號的傳輸路徑。

本發明一實施例中，其中射頻接收主機的控制單元經由一距離向量演算法以從複數條訊號傳輸路徑中計算出一最短的訊號傳輸路徑，射頻接收主機的控制單元選定最短的訊號傳輸路徑作為毫米波射頻訊號的傳輸路徑。

本發明一實施例中，其中毫米波強波器更包括一第一通訊元件，微處理器連接第一通訊元件，射頻接收主機更包括一第二通訊元件，控制單元連接第二通訊元件，第一通訊元件及第二通訊元件分別為一符合於微波通訊規範的通訊元件，射頻接收主機的控制單元經由第一通訊元件及第二通訊元件以傳送致能訊號至毫米波強波器。

本發明又提供一種毫米波傳輸方法，其應用在一種毫米波傳輸系統上，毫米波傳輸系統包括一射頻發射主機、一射頻接收主機及複數個毫米波強波器，各毫米波強波器分別設於不同的位置上，毫米波傳輸方法包括下列步驟：形成有複數條訊號傳輸路徑在射頻發射主機、複數個毫米波強波器及射頻接收主機間；令射頻接收主機選定其中一條訊號傳輸路徑；令射頻接收主機分別傳送一致能訊號至選定的訊號傳輸路徑上的各毫米波強波器以致能選定的訊號傳輸路徑上的各毫米波強波器；經由射頻發射主機發射一毫米波射頻訊號；及令射頻發射主機所發射的毫米波射頻訊號經由選定的訊號傳輸路徑上的各毫米波強波器傳送至射頻接收主機。

本發明一實施例中，其中各條訊號傳輸路徑包含有一接收訊號強度指示值，射頻接收主機選定一具有最高接收訊號強度指示值的訊號傳輸路徑作為毫米波射頻訊號的傳輸路徑。

本發明一實施例中，其中射頻接收主機經由一距離向量演算法以從複數條訊號傳輸路徑中計算出一最短的訊號傳輸路徑，射頻接收主機選定最短的訊號傳輸路徑作為毫米波射頻訊號的傳輸路徑。

請參閱第1圖及第2圖，為本發明毫米波傳輸系統的架構示意圖及毫米波強波器的結構示意圖。如第1圖所示，本發明毫米波傳輸系統100包括一射頻發射主機10、至少一毫米波強波器20，例如毫米波強波器(A)、(B)、(C)、(D)，及一射頻接收主機30。射頻發射主機10及射頻接收主機30亦可分別為一電腦主機、一手機設備或一可通訊的電子設備。毫米波強波器20作為傳輸毫米波射頻訊號101的中繼節點。射頻發射主機10包括一射頻發射器11，而射頻接收主機30包括一射頻接收器31。射頻發射器11用以發射一毫米波射頻訊號101，而射頻接收主機30用以接收毫米波射頻訊號101。由於毫米波易受天氣的因素衰減、易受障礙物40阻擋以及覆蓋距離短等等缺點，因此，射頻發射主機10必須經由一或多個毫米波強波器20的中繼傳輸以將毫米波射頻訊號101傳送至射頻接收主機30。

如第2圖所示，本發明毫米波強波器20是可以設置在一基板21之上，其包括有一第一射頻天線單元22。第一射頻天線單元22包括一第一接收天線221、一第一濾波器222、一第一放大器223及一第一發射天線224。第一接收天線221、第一濾波器222、第一放大器223及第一發射天線224依序連接。第一接收天線221用以接收射頻發射主機10或其他毫米波強波器20所發射的毫米波射頻訊號101。第一濾波器222用以濾波第一接收天線221所接收的毫米波射頻訊號101中的雜訊。第一放大器223放大第一接收天線221所接收的毫米波射頻訊號101。第一發射天線224用以發射第一放大器223所放大的毫米波射頻訊號101。

本發明一實施例中，毫米波強波器20尚包括一第二射頻天線單元23及一微處理器24。微處理器24連接第一射頻天線單元22及第二射頻天線單元23。第二射頻天線單元23包括一第二接收天線231、一第二濾波器232、一第二放大器233及一第二發射天線234。第二接收天線231、第二濾波器232、第二放大器233及第二發射天線234依序連接。第二接收天線231用以接收射頻發射主機10或其他毫米波強波器20所發射的毫米波射頻訊號101。第二濾波器232用以濾波第二接收天線231所接收的毫米波射頻訊號101中的雜訊。第二放大器233放大第二接收天線231所接收的毫米波射頻訊號101。第二發射天線134用以發射第二放大器133所放大的毫米波射頻訊號101。

第一射頻天線單元22及第二射頻天線單元23是可以組成為一雙向的射頻天線模組。當毫米波強波器20運作時，微處理器24將選擇以第一射頻天線單元22及/或第二射頻天線單元23收發毫米波射頻訊號。第一射頻天線單元22的第一接收天線221及第二射頻天線單元23的第二發射天線234是可以設置在基板21的一側(如左側)，而第一射頻天線單元22的第一發射天線224及第二射頻天線單元23的第二接收天線231設置在基板21的另一側(如右側)。於此，毫米波強波器20可以利用第一射頻天線單元22及第二射頻天線單元23雙向收發毫米波射頻訊號101。例如：第一射頻天線單元22是可以在基板21的左側接收毫米波射頻訊號101而在右側發射毫米波射頻訊號101，第二射頻天線單元13是可以在基板21的右側接收毫米波射頻訊號101而在左側發射毫米波射頻訊號101。再者，本發明毫米波強波器20是可以選擇只設一組天線單元，如射頻天線單元22，或設置兩組天線單元，如射頻天線單元22、23，或也可進一步設置兩組以上的天線單元。

在本發明一實施例中，第一接收天線221、第一發射天線224、第二接收天線231及第二發射天線234是分別為一可產生單一輻射場型的單極化天線。例如：第一接收天線221、第一發射天線224、第二接收天線231或第二發射天線234為一可產生一端射式輻射場型(endfired radiation pattern)的天線，例如：八木天線(yagi antenna)，或一可產生側向式輻射場型(boardside radiation pattern)的天線，例如：貼片天線(patch antenna)。當端射式天線設置在基板21的表面時，其輻射場型是平行於基板21，而側向式天線設置在基板21的表面時，其輻射場型是垂直於基板21。

同時參閱第2圖及第3圖，本發明一實施例的毫米波強波器20中，第一射頻天線單元22的第一接收天線221、第一發射天線224以及第二射頻天線單元23的第二接收天線231是選用端射式輻射場型的天線，如八木天線，而第二射頻天線單元23的第二發射天線234是選用側向式輻射場型的天線，如貼片天線。如第3A圖所示，第一接收天線221具有一輻射場型2210，第一發射天線224具有一輻射場型2240。如第3B圖所示，第二接收天線231具有一輻射場型2310，而第二發射天線234具有一輻射場型2340。第一接收天線221的輻射場型2210的方向與第一發射天線224的輻射場型2240的方向是存在有一第一夾角A1，如180度，而第二接收天線231的輻射場型2310的方向與第二發射天線234的輻射場型2340的方向是存在有一第二夾角A2，如90度。當毫米波射頻訊號101從毫米波強波器20的左側方向發射過來時，微處理器24選擇以第一射頻天線單元22的第一接收天線221接收毫米波射頻訊號101，毫米波射頻訊號101在經過濾波及放大處理後，經由第一射頻天線單元22的第一發射天線224以一右側方向發射出去，則，通過毫米波強波器20的毫米波射頻訊號101將以水平的方向繼續傳輸。或者，當毫米波的毫米波射頻訊號101從毫米波強波器20的右側方向發射過來時，微處理器24選擇以第二射頻天線單元23的第二接收天線231接收毫米波射頻訊號101，毫米波射頻訊號101在經過濾波及放大處理後，經由第二射頻天線單元23的第二發射天線234將以一下方的垂直方向發射出去，則，通過毫米波強波器20的毫米波射頻訊號101將從原本的水平方向改變為垂直方向進行傳輸。

同時參閱第2圖及第4圖，本發明又一實施例的毫米波強波器20中，第一射頻天線單元22的第一發射天線224是選用端射式輻射場型的天線，如八木天線，而第一射頻天線單元22的第一接收天線221以及第二射頻天線單元23的第二接收天線231、第二發射天線234是選用側向式輻射場型的天線，如貼片天線。如第4A圖所示，第一接收天線221的輻射場型2210的方向與第一發射天線224的輻射場型2240的方向存在有第一夾角A1，如90度。如第4B圖所示，第二接收天線231的輻射場型2310的方向與第二發射天線234的輻射場型2340的方向是相同的，如第二夾角為0度。當毫米波射頻訊號101從毫米波強波器20的上方垂直方向發射過來時，微處理器24選擇以第一射頻天線單元22的第一接收天線221接收毫米波射頻訊號101，毫米波射頻訊號101在經過濾波及放大處理後，經由第一射頻天線單元22的第一發射天線224以一右側方向發射出去，則，通過毫米波強波器20的毫米波射頻訊號101將從原本的垂直方向改變為水平方向進行傳輸。或者，當毫米波射頻訊號101從毫米波強波器20的下方方向發射過來時，微處理器24選擇以第二射頻天線單元23的第二接收天線231接收毫米波射頻訊號101，毫米波射頻訊號101在經過濾波及放大處理後，經由第二射頻天線單元23的第二發射天線234再度以下方方向發射出去，則，通過毫米波強波器20的毫米波射頻訊號101經會回傳至原本的發射路徑。

承上各實施例的第一接收天線221、第一發射天線224、第二接收天線231及第二發射天線234是以一平面的形式設置在基板21的表面上；或者，本發明又一實施例中，第一接收天線221、第一發射天線224、第二接收天線231及/或第二發射天線234是以一立體的形式設置在基板21之上且其輻射場型與基板21的表面存在有一特定的角度。同時參閱第2圖、第3圖及第5圖所示，相較於第3圖實施例的第一接收天線221是以平面的形式設置在基板21的表面上，第5圖實施例第一接收天線221是以立體的形式設置在基板21的表面上，其輻射場型2220與基板21的表面是存在有一特定角度，例如：30度，則，第一接收天線221的輻射場型2210的方向與第一發射天線224的輻射場型2240的方向間存在有一150度的夾角A1。則，當毫米波射頻訊號101從毫米波強波器20的左側方向發射過來時，第一接收天線221接收毫米波射頻訊號101，毫米波射頻訊號101經過濾波及放大處理後經由第一射頻天線單元22的第一發射天線224以一相對於基板21表面的30度方向發射出去，則，通過毫米波強波器20的毫米波射頻訊號101將從原本的水平方向改變為一特定角度方向進行傳輸。

承上所述，毫米波強波器20中的天線類型的組合及天線角度的設置僅是本發明部分的具體實施例而已，並不限於此。熟知本案技術領域者應可理解，本發明毫米波強波器20是可以根據於毫米波射頻訊號101的收發方向選擇配置適當的輻射場型天線及/或調整天線的設置角度，以便改變毫米波射頻訊號101的傳輸方向，使得射頻發射主機10所發射的毫米波射頻訊號101能夠被毫米波強波器20順利地中繼傳輸至射頻接收主機30。

再度參閱第2圖，本發明又一實施例中，毫米波強波器20更包括有一馬達25，馬達25電性連接微處理器24。馬達25是可以選擇設置在基板21的下方，以承載毫米波強波器20。毫米波強波器20的微處理器24能夠藉由控制馬達25的轉動，以改變毫米波強波器20的一設置方位，進而調整第一射頻天線單元22或第二射頻天線單元23對於毫米波射頻訊號101的一接收角度及一發射角度。承上所述，由於毫米波的直向性特別強，導致可接收的範圍相當狹小，因此，為確保毫米波強波器20可以順利接收到毫米波射頻訊號101，毫米波強波器20的微處理器24是可以根據於毫米波射頻訊號101的波束方位，對應調整毫米波強波器20的設置方位。

以一實施例作為解說，如第2圖及第6A圖所示，本實施例毫米波強波器20的第一射頻天線單元22的第一接收天線221、第一發射天線224以及第二射頻天線單元23的第二接收天線231是選用端射式天線，如八木天線，而第二射頻天線單元23的第二發射天線234是選用側向式天線，如貼片天線。當一毫米波射頻訊號101是從左上方接近於135度的方向發射至毫米波強波器20時，其毫米波射頻訊號101的波束亦可能落在第一接收天線221的輻射場型2211之外，導致第一接收天線221無法接收毫米波射頻訊號101。因此，毫米波強波器20的控制器24是可以控制馬達25進行轉動，以一順時針方向將毫米波強波器20的設置方位轉動一特定角度B，如順時針方向轉動45度。如第6B圖所示，毫米波強波器20的設置方位調整後，毫米波射頻訊號101的波束將可以落在第一接收天線221的輻射場型2211之內而被第一接收天線221所接收，之後，第一發射天線224再以一右側上方45度的方向發射毫米波射頻訊號101出去。則，經由調整毫米波強波器20的設置方位，將可以使得第一射頻天線單元22的第一接收天線221或第二射頻天線單元23的第二接收天線231能夠在一較佳的角度順利接收到射頻發射主機10或其他毫米波強波器20所發射的毫米波射頻訊號101。

請參閱第7圖，為本發明又一實施例的毫米波強波器的第一射頻天線單元的結構示意圖。承上實施例所述，毫米波強波器20的第一射頻天線單元22的第一接收天線221及第一發射天線224是可以選用一單極化天線。或者，本發明又一實施例中，第一接收天線221及/或第一發射天線224亦可選用一雙極化天線。

如第7圖所示，在本實施例中，第一接收天線221是選用一雙極化天線，而第一發射天線224是選用一單極化的天線。第一接收天線221包括有兩天線元件2211、2212及一第一分波器2213。兩天線元件2211、2212分別經由第一分波器2213連接第一濾波器222或直接連接第一放大器233。兩天線元件2211、2212是為兩根極化特性相互正交的天線元件，其分別有各自的輻射場型，如天線元件2211具有垂直的輻射場型，而天線元件2212具有水平的輻射場型。兩天線元件2211、2212是可以選擇以兩交叉設置的貼片天線進行實現。本實施例毫米波強波器20的第一射頻天線單元22是可以利用雙極化的接收天線221從左上方方向及左側方向分別接收毫米波射頻訊號101。毫米波射頻訊號101經過濾波及放大處理後，再經由單極化的發射天線224從右側水平方向(或右上方垂直方向)發射出去。

或者，如第8圖所示，在本實施例中，第一接收天線221是選用一單極化天線，而第一發射天線224是選用一雙極化的天線。第一發射天線224包括有兩天線元件2241、2242及一第一分波器2243。兩天線元件2241、2242分別經由第一分波器2243連接第一放大器233。兩天線元件2241、2242是為兩根極化特性相互正交的天線元件，其分別有各自的輻射場型，如天線元件2241具有垂直的輻射場型，而天線元件2242具有水平的輻射場型。兩天線元件2241、2242是可以選擇以兩交叉設置的貼片天線進行實現。本實施例毫米波強波器20利用單極化的接收天線221從左側方向(或左上方方向)接收毫米波射頻訊號101。毫米波射頻訊號101經過濾波及放大處理後，傳送至雙極化的發射天線224。雙極化的發射天線224再以右側水平方向及右上方垂直方向發射毫米波射頻訊號101出去。當然，本發明又一實施例中，第一接收天線221及第一發射天線224亦可同時選用雙極化的天線。

同樣地，本發明毫米波強波器20的第二射頻天線單元23的第二接收天線231及/或第二發射天線234除選用單極化的天線外，也可以選用雙極化的天線，在此，不再重覆闡述。再者， 具有雙極化天線的毫米波強波器20也能透過馬達25的轉動而改變設置方位，以使得雙極化天線在一較佳的角度接收到毫米波射頻訊號101或發射毫米波射頻訊號101。

再度參閱第2圖，本發明一實施例中。毫米波強波器20更包括有一電池模組27，電池模組27連接微處理器24。電池模組27所儲存的電荷將提供於毫米波強波器20運作所需的能量。或者，本發明又一實施例中，毫米波強波器20也可以選擇直接利用一市電作為工作電源。

再度參閱第1圖，本發明射頻接收主機30進一步包括有一控制單元33及一儲存單元35。控制單元33連接至射頻接收器31及儲存單元35。在本發明中，射頻發射主機10、毫米波強波器20及射頻接收主機30是形成有複數條訊號傳輸路徑13，例如：第一條訊號傳輸路徑13為毫米波強波器(A)(B)(C)、第二條訊號傳輸路徑13為毫米波強波器(A)(B)(D)(C)、第三條訊號傳輸路徑13為毫米波強波器(B)(C)及第四條訊號傳輸路徑13為毫米波強波器(B)(D)。訊號傳輸路徑13將記載在射頻接收主機30的儲存單元35中。

本發明一實施例中，射頻發射主機10所發射的毫米波射頻訊號101是可以任意地從一或多條訊號傳輸路徑13傳送至射頻接收主機30。

或者，本發明又一實施例中，射頻接收主機30的控制單元33可以任意選定其中一條訊號傳輸路徑13來作為毫米波射頻訊號101的傳輸路徑。例如：射頻接收主機30的控制單元33選定第一條訊號傳輸路徑13作為毫米波射頻訊號101的傳輸路徑，分別傳送一致能訊號331至第一條訊號傳輸路徑13上的毫米波強波器(A)(B)(C)20以及傳送一禁能訊號333至未在第一條訊號傳輸路徑13上的毫米波強波器(D)20。毫米波強波器(A)(B)(C)20的微處理器24將被致能訊號331致能以執行一訊號收發程序，而毫米波強波器(D)20的微處理器24將被禁能訊號333禁能運作。之後，射頻發射主機10即可經由第一條訊號傳輸路徑13以將毫米波射頻訊號101傳送至射頻接收主機30。

本發明毫米波強波器20更包括有一第一通訊元件26，第一通訊元件26連接微處理器24。射頻接收主機30更包括一第二通訊元件36，第二通訊元件36連接控制單元33。在本發明中，第一通訊元件26及第二通訊元件36分別為一符合於微波通訊規範的通訊元件，例如：2G、3G或4G通訊元件或WiFi通訊元件。射頻接收主機30的控制單元33經由第一通訊元件26及第二通訊元件36以傳送致能訊號331或禁能訊號333至各個毫米波強波器20。

接續，毫米波強波器20在收到毫米波射頻訊號101時，將嵌入一接收訊號強度的指示(Received Signal Strength Indication，RSSI)於毫米波射頻訊號101中，並將包含有RSSI的毫米波射頻訊號101進行發射。於此，每一條訊號傳輸路徑13所傳送的毫米波射頻訊號101是包含有一對應的RSSI值，例如：第一條訊號傳輸路徑13的RSSI值為-10dbm，第二條訊號傳輸路徑13的RSSI值為-30dbm，第三條訊號傳輸路徑13的RSSI值為-15dbm，而第四條訊號傳輸路徑13的RSSI值為-25dbm。本發明又一實施例中，射頻接收主機30的控制單元33是可以選定一具有最高RSSI值的訊號傳輸路徑13作為毫米波射頻訊號101的傳輸路徑。例如：射頻接收主機30的控制單元33是可以選定具備有最高RSSI值的第一條訊號傳輸路徑13作為毫米波射頻訊號101的傳輸路徑。則，本發明毫米波傳輸系統100利用一最佳RSSI值的訊號傳輸路徑13來傳輸毫米波射頻訊號101，將可以提升訊號的傳輸品質。

另，射頻接收主機30尚包括有一距離向量演算法351，距離向量演算法351是儲存在儲存單元35之中。射頻接收主機30的控制單元33經由距離向量演算法351從那些訊號傳輸路徑13中計算出一最短距離的訊號傳輸路徑13，例如：射頻接收主機30的控制單元33經由距離向量演算法351計算出第一條訊號傳輸路徑13的路徑長度為20m，第二條訊號傳輸路徑13的路徑長度為25m，第三條訊號傳輸路徑13的路徑長度為9m，而第四條訊號傳輸路徑13的路徑長度為10m。本發明又一實施例中，射頻接收主機30的控制單元33是可以選定一具有最短的訊號傳輸路徑13作為毫米波射頻訊號101的傳輸路徑。例如：射頻接收主機30的控制單元33是可以選定最短的第三條訊號傳輸路徑13作為毫米波射頻訊號101的傳輸路徑。則，本發明毫米波傳輸系統100利用一最短的訊號傳輸路徑13來傳輸毫米波射頻訊號101，將可以提升訊號的傳輸速度。

綜合上述，本發明毫米波傳輸系統100的毫米波強波器20根據於毫米波射頻訊號101的收發方向以選擇配置適當的輻射場型天線、調整天線的設置角度及/或調整毫米波強波器20的設置方位，使得射頻發射主機10所發射的毫米波射頻訊號101能夠被毫米波強波器20順利地中繼傳輸至射頻接收主機30。再者，本發明毫米波傳輸系統100利用一最佳的訊號傳輸路徑13來傳輸毫米波射頻訊號101，以提升毫米波射頻訊號101的傳輸品質及傳輸速度。

以上所述者，僅為本發明之一較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。

100 毫米波傳輸系統 101 毫米波射頻訊號 10 射頻發射主機 11 射頻發射器 13 訊號傳輸路徑 20 毫米波強波器 21 基板 22 第一射頻天線單元 221 第一接收天線 2210 輻射場型 2211 天線元件 2212 天線元件 2213 分波器 222 第一濾波器 223 第一放大器 224 第一發射天線 2241 天線元件 2242 天線元件 2243 分波器 2240 輻射場型 23 第二射頻天線單元 231 第二接收天線 2310 輻射場型 2340 輻射場型 232 第二濾波器 233 第二放大器 234 第二發射天線 24 微處理器 25 馬達 26 第一通訊元件 27 電池模組 30 射頻接收主機 31 射頻接收器 33 控制單元 331 致能訊號 333 禁能訊號 35 儲存單元 351 距離向量演算法 36 第二通訊元件 40 障礙物

第1圖：本發明毫米波傳輸系統的架構示意圖。 第2圖：本發明毫米波強波器的結構示意圖。 第3圖：本發明一實施例的毫米波強波器收發毫米波射頻訊號的示意圖。 第3A圖：本發明一實施例的毫米波強波器的第一射頻天線單元的輻射場型圖。 第3B圖：本發明一實施例的毫米波強波器的第二射頻天線單元的輻射場型圖。 第4圖：本發明又一實施例的毫米波強波器收發毫米波射頻訊號的示意圖。 第4A圖：本發明又一實施例的毫米波強波器的第一射頻天線單元的輻射場型圖。 第4B圖：本發明又一實施例的毫米波強波器的第二射頻天線單元的輻射場型圖。 第5圖：本發明又一實施例的毫米波強波器收發毫米波射頻訊號的示意圖。 第5A圖：本發明又一實施例的毫米波強波器的第一射頻天線單元的輻射場型圖。 第5B圖：本發明又一實施例的毫米波強波器的第二射頻天線單元的輻射場型圖。 第6A圖：本發明一實施例的毫米波強波器轉動前設置方位的示意圖。 第6B圖：本發明又一實施例的毫米波強波器轉動後設置方位的示意圖。 第7圖：本發明又一實施例的毫米波強波器的第一射頻天線單元的結構示意圖。 第8圖：本發明又一實施例的毫米波強波器的第一射頻天線單元的結構示意圖。

Claims (20)

1. 一種毫米波強波器，包括： 一第一射頻天線單元，設置在一基板上，其包括： 一第一接收天線，用以接收一毫米波射頻訊號； 一第一濾波器，連接該第一接收天線，用以濾波該毫米波射頻訊號； 一第一放大器，連接該第一濾波器，用以放大該毫米波射頻訊號；及 一第一發射天線，連接該第一放大器，用以發射放大後的該毫米波射頻訊號； 其中該第一接收天線的輻射場型方向與該第一發射天線的輻射場型方向是存在有一第一夾角，該毫米波強波器經由該第一夾角大小的設計以使通過該毫米波強波器的該毫米波射頻訊號以一水平方向繼續傳輸、以一垂直方向繼續傳輸或以一特定角度的方向繼續傳輸。
2. 如申請專利範圍第１項所述的毫米波強波器，更包括有至少一第二射頻天線單元，該第二射頻天線單元設置在該基板上，其包括： 一第二接收天線，用以接收該毫米波射頻訊號； 一第二濾波器，連接連接該第二接收天線，用以濾波該毫米波射頻訊號； 一第二放大器，連接該第二濾波器，用以放大該毫米波射頻訊號；及 一第二發射天線，連接該第二放大器，用以發射放大後的該毫米波射頻訊號； 其中該第一射頻天線單元及該第二射頻天線單元組成為一雙向的射頻天線模組，該第二接收天線的輻射場型方向與該第二發射天線的輻射場型方向是存在有一第二夾角，經由該第二夾角大小的設計以使通過該毫米波強波器的該毫米波射頻訊號以該水平方向繼續傳輸、以該垂直方向繼續傳輸或以該特定角度的方向繼續傳輸。
3. 如申請專利範圍第2項所述的毫米波強波器，其中該第一射頻天線單元的該第一接收天線及該第二射頻天線單元的該第二發射天線設置在該基板的一側，而該第一射頻天線單元的該第一發射天線及該第二射頻天線單元的該第二接收天線設置在該基板的另一側。
4. 如申請專利範圍第2項所述的毫米波強波器，其中該第一接收天線、該第一發射天線、該第二接收天線或該第二發射天線為一八木天線或一貼片天線。。
5. 如申請專利範圍第2項所述的毫米波強波器，其中該毫米波強波器更包括有一微處理器，該微處理器連接該第一射頻天線單元及該第二射頻天線單元，該微處理器選擇以該第一射頻天線單元或該第二射頻天線單元收發該毫米波射頻訊號。
6. 如申請專利範圍第5項所述的毫米波強波器，其中該毫米波強波器更包括有一馬達，該馬達連接該微處理器，該微處理器控制該馬達的轉動以改變該毫米波強波器的一設置方位。
7. 如申請專利範圍第5項所述的毫米波強波器，其中該毫米波強波器更包括有一電池模組，該電池模組連接該微處理器。
8. 如申請專利範圍第2項所述的毫米波強波器，其中該第一接收天線、該第一發射天線、該第二接收天線或該第二發射天線為一單極化天線或一雙極化天線，該單極化天線為一具有單一輻射場型的天線，而該雙極化天線為一具有兩輻射場型的天線。
9. 如申請專利範圍第8項所述的毫米波強波器，其中該雙極化天線包括兩天線元件，該兩天線元件為兩根極化特性相互正交的天線元件。
10. 如申請專利範圍第8項所述的毫米波強波器，其中當該第一接收天線或該第一發射天線為該雙極化天線時，該第一接收天線經由一分波器連接該第一濾波器或該第一發射天線經由該分波器連接該第一放大器；或者，當該第二接收天線或該第二發射天線為該雙極化天線時，該第二接收天線經由另一該分波器連接該第二濾波器或該第二發射天線經由另一該分波器連接該第二放大器。
11. 一種毫米波傳輸系統，包括： 一射頻發射主機，包括一射頻發射器，用以發射一毫米波射頻訊號； 複數個毫米波強波器，各該毫米波強波器分別設於不同的位置上，各該毫米波強波器分別包括： 一第一射頻天線單元，設置在一基板上，其包括： 一第一接收天線，經由該射頻發射主機或另一該毫米波強波器接收該毫米波射頻訊號； 一第一濾波器，連接該第一接收天線，用以濾波該毫米波射頻訊號； 一第一放大器，連接該第一濾波器，用以放大該毫米波射頻訊號；及 一第一發射天線，連接該第一放大器，用以發射放大後的該毫米波射頻訊號，其中該第一接收天線的輻射場型方向與該第一發射天線的輻射場型方向是存在有一第一夾角，該毫米波強波器經由該第一夾角大小的設計，以使通過該毫米波強波器的該毫米波射頻訊號以一水平方向繼續傳輸、以一垂直方向繼續傳輸或以一特定角度的方向繼續傳輸；及 一微處理器，連接該第一射頻天線單元；及 一射頻接收主機，包括一控制單元及一射頻接收器，該控制單元連接該射頻接收器，其中該射頻發射主機經由至少一該毫米波強波器以中繼傳輸該毫米波射頻訊號至該射頻接收主機。
12. 如申請專利範圍第11項所述的毫米波傳輸系統，其中該射頻發射主機、複數個該毫米波強波器及該射頻接收主機之間形成有複數條訊號傳輸路徑，該射頻接收主機的該控制單元選定其中一條該訊號傳輸路徑且分別傳送一致能訊號至該選定的訊號傳輸路徑上的各該毫米波強波器，該選定的訊號傳輸路徑上的各該毫米波強波器的該微處理器將被該致能訊號所致能以執行一訊號收發程序，該射頻發射主機經由該選定的訊號傳輸路徑以傳送該毫米波射頻訊號至該射頻接收主機。
13. 如申請專利範圍第12項所述的毫米波傳輸系統，其中該射頻接收主機更包括有一儲存單元，該控制單元連接該儲存單元，該儲存單元用以記錄複數條該訊號傳輸路徑。
14. 如申請專利範圍第11項所述的毫米波傳輸系統，其中各條該訊號傳輸路徑包含有一接收訊號強度指示值，該射頻接收主機的該控制單元選定一具有最高接收訊號強度指示值的訊號傳輸路徑作為該毫米波射頻訊號的傳輸路徑。
15. 如申請專利範圍第12項所述的毫米波傳輸系統，其中該射頻接收主機的該控制單元經由一距離向量演算法以從複數條該訊號傳輸路徑中計算出一最短的訊號傳輸路徑，該射頻接收主機的該控制單元選定該最短的訊號傳輸路徑作為該毫米波射頻訊號的傳輸路徑。
16. 如申請專利範圍第12項所述的毫米波傳輸系統，其中該毫米波強波器更包括一第一通訊元件，該微處理器連接該第一通訊元件，該射頻接收主機更包括一第二通訊元件，該控制單元連接該第二通訊元件，該第一通訊元件及該第二通訊元件分別為一符合於微波通訊規範的通訊元件，該射頻接收主機的該控制單元經由該第一通訊元件及該第二通訊元件以傳送該致能訊號至該毫米波強波器。
17. 如申請專利範圍第11項所述的毫米波傳輸系統，其中該毫米波強波器更包括有一第二射頻天線單元，該第二射頻天線單元設置在該基板上，其包括： 一第二接收天線，用以接收該毫米波射頻訊號； 一第二濾波器，連接連接該第二接收天線，用以濾波該毫米波射頻訊號； 一第二放大器，連接該第二濾波器，用以放大該毫米波射頻訊號；及 一第二發射天線，連接該第二放大器，用以發射放大後的該毫米波射頻訊號； 其中該第一射頻天線單元及該第二射頻天線單元組成為一雙向的射頻天線模組，該第二接收天線的輻射場型方向與該第二發射天線的輻射場型方向是存在有一第二夾角，經由該第二夾角大小的設計以使通過該毫米波強波器的該毫米波射頻訊號以該水平方向繼續傳輸、以該垂直方向繼續傳輸或以該特定角度的方向繼續傳輸，該微處理器選擇以該第一射頻天線單元或該第二射頻天線單元收發該毫米波射頻訊號。
18. 一種毫米波傳輸方法，其應用在一種毫米波傳輸系統上，該毫米波傳輸系統包括一射頻發射主機、一射頻接收主機及複數個毫米波強波器，各該毫米波強波器分別設於不同的位置上，該毫米波傳輸方法包括下列步驟： 形成有複數條訊號傳輸路徑在該射頻發射主機、複數個該毫米波強波器及該射頻接收主機間； 令該射頻接收主機選定其中一條該訊號傳輸路徑； 令該射頻接收主機分別傳送一致能訊號至該選定的訊號傳輸路徑上的各該毫米波強波器以致能該選定的訊號傳輸路徑上的各該毫米波強波器； 經由該射頻發射主機發射一毫米波射頻訊號；及 令該射頻發射主機所發射的該毫米波射頻訊號經由該選定的該訊號傳輸路徑上的各該毫米波強波器傳送至該射頻接收主機。
19. 如申請專利範圍第18項所述的毫米波傳輸方法，其中各條該訊號傳輸路徑包含有一接收訊號強度指示值，該射頻接收主機選定一具有最高接收訊號強度指示值的訊號傳輸路徑作為該毫米波射頻訊號的傳輸路徑。
20. 如申請專利範圍第18項所述的毫米波傳輸方法，其中該射頻接收主機經由一距離向量演算法以從複數條該訊號傳輸路徑中計算出一最短的訊號傳輸路徑，該射頻接收主機選定該最短的訊號傳輸路徑作為該毫米波射頻訊號的傳輸路徑。