專利名稱：基站免干擾天線與使用其的WiFi基站網狀網絡系統的制作方法
技術領域：
本發明是關于一種基站免干擾天線模塊以及一種WiFi無線基站網狀(mesh)網絡系統，尤指一種能提升一高頻信號于兩WiFi無線基站之間的無線傳遞效率并提升無線傳 遞高頻信號時的信噪比的基站免干擾天線模塊，以及一種能提升一高頻信號于系統所具的 兩WiFi無線基站之間的無線傳遞效率，且使系統能在維持一定服務水平的前提下，有效地 將其所具有的WiFi無線基站的布置密度降到最低的WiFi無線基站網狀網絡系統。
背景技術：
近年來，WiFi(WireleSS Fidelity)技術已被廣泛地應用在城市里的無線網狀網 絡系統中，使得人們可通過具有無線上網功能的筆記本電腦或個人數字助理(PDA)而隨處 地上網，達到所謂移動上網的目標。如圖1所示，現有的WiFi無線基站網狀網絡系統包括 一第一 WiFi無線基站11、一第二 WiFi無線基站12以及一第三WiFi無線基站13，此三座 WiFi無線基站兩兩相距約50米至150米之間。其中，第一 WiFi無線基站11是通過一實 體網絡線14而與一遠程服務器15 (如數字交換機)電性耦合，第二 WiFi無線基站12與一 第三WiFi無線基站13則通過無線網絡的方式，將它們從客戶端電子裝置(如手機、筆記 本電腦或個人數字助理等)接收來的信號先無線傳遞至第一 WiFi無線基站11 (即所謂的 cross-link程序)，再通過前述的實體網絡線14將這些信號傳遞至遠程服務器15。同理， 那些欲傳遞至位于第二 WiFi無線基站12或第三WiFi無線基站13涵蓋范圍下的手機、筆記 本電腦或個人數字助理的信號則會先通過實體網絡線14傳遞至第一 WiFi無線基站11，再 依據前述的手機、筆記本電腦或個人數字助理所處的位置，分別通過無線網絡的方式(即 所謂的cross-link程序)無線傳遞至第二 WiFi無線基站12或第三WiFi無線基站13。最 后，再由對應的第二 WiFi無線基站12或第三WiFi無線基站13將信號傳地至目標的手機、 筆記本電腦或個人數字助理。因此，在現有的WiFi無線基站網狀網絡系統中，于兩WiFi無線基站之間無線傳遞 信號的無線網絡的無線傳遞效率是非常重要的。而且，由于在城市中，布滿了建筑物、移動 的車輛以及骯臟的空氣粒子等會造成前述的無線網絡的無線傳遞效率低落的因素，所以現 有的無線網狀網絡于無線傳遞信號時的信噪比(S/N ratio)并無法有效壓低，且容易有信 號遺失的現象發生。而為了維持一定程度的服務水平，現有的WiFi無線基站網狀網絡系統 只好將其所具有的WiFi無線基站的布置密度提高(即縮短兩WiFi無線基站之間的距離)。 如此，不僅造成現有的WiFi無線基站網狀網絡系統的整體建置成本巨幅地增加(因需要設 置數目較多的WiFi無線基站)，也對生活于眾多WiFi無線基站周遭的人們的健康造成影 響。而為了克服前述的問題，業界有人提出使用一智能型天線作為WiFi無線基站之 間無線傳輸天線的解決方法，因為智能型天線可在某一特定時間間隔(time slot)內僅接 收一來自于一特定方向的具有特定頻率的高頻信號。如此，其它來自于不同方向或具不同 頻率的高頻信號(如那些被建筑物反射的高頻信號或從客戶端電子裝置發射至WiFi無線基站的信號)便不會被智能型天線接收，使得在兩WiFi無線基站之間無線傳遞信號的無線 網絡的無線傳遞效能可被提升。可是，智能型天線非常昂貴，其成本甚至較整座WiFi無線 基站的成本還高，使得業界并無法廣泛地設置一具有一智能型天線的WiFi無線基站。也就是說，前述的使用智能型天線的解決方法僅能部分地解決前述的問題。因此，業界需要一種可提升一高頻信號于兩WiFi無線基站之間的無線傳遞效率 并提升無線傳遞高頻信號時的信噪比的基站免干擾天線模塊，以及一種能提升一高頻信號 于系統所具的兩WiFi無線基站之間的無線傳遞效率，且使系統能在維持一定服務水平的 前提下，有效地將其所具有的WiFi無線基站的布置密度降到最低的WiFi無線基站網狀網 絡系統。
發明內容
有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種基站免干擾天線模塊，以提升一高頻 信號于兩WiFi無線基站之間的無線傳遞效率并提升無線傳遞高頻信號時的信噪比。本發明的另一目的在于提供一種WiFi無線基站網狀網絡系統，以提升一高頻信 號于系統所具的兩WiFi無線基站之間的無線傳遞效率，且使系統能在維持一定服務水平 的前提下，有效地將其所具有的WiFi無線基站的布置密度降到最低。為達成上述目的，本發明的基站免干擾天線模塊，被設置于一具有一信號處理單 元的WiFi無線基站上并應用于此WiFi無線基站與另一 WiFi無線基站之間的高頻信號傳 遞，包括多個高頻信號收發單元，且此多個高頻信號收發單元是分別朝向不同的方向；以 及一天線控制單元，是分別與此多個高頻信號收發單元電性耦合。其中，此天線控制單元是 與此信號處理單元電性耦合并依據一來自此信號處理單元的信號收發需求，選擇其中之一 此多個高頻信號收發單元發射或接收一圓形極化的高頻信號。為達成上述目的，本發明的WiFi無線基站網狀網絡系統，包括一第一 WiFi無線 基站，包含一第一基站免干擾天線模塊以及一第一信號處理單元，此第一基站免干擾天線 模塊包含多個第一高頻信號收發單元以及一分別與此多個第一高頻信號收發單元電性耦 合的第一天線控制單元，此第一天線控制單元是與此第一信號處理單元電性耦合并依據一 來自此第一信號處理單元的信號收發需求，選擇其中之一此多個第一高頻信號收發單元發 射或接收一圓形極化的第一高頻信號，且此多個第一高頻信號收發單元是分別朝向不同的 方向；以及一第二 WiFi無線基站，包含一第二基站免干擾天線模塊以及一第二信號處理單 元，此第二基站免干擾天線模塊包含多個第二高頻信號收發單元以及一分別與此多個第二 高頻信號收發單元電性耦合的第二天線控制單元，此第二天線控制單元是與此第二信號處 理單元電性耦合并依據一來自此第二信號處理單元的信號收發需求，選擇其中之一此多個 第二高頻信號收發單元發射或接收一圓形極化的第二高頻信號，且此多個第二高頻信號收 發單元是分別朝向不同的方向。此外，其中之一此多個第一高頻信號收發單元是朝向此第 二 WiFi無線基站，其中之一此多個第二高頻信號收發單元則朝向此第一 WiFi無線基站。因此，由于本發明的基站免干擾天線模塊的多個高頻信號收發單元所發射的高頻 信號具有圓形極化的特性(如左旋圓形極化)，且當此圓形極化的高頻信號被一障礙物(如 建筑物或車輛)反射后，其圓形極化的特性便會因而改變(如從左旋圓形極化改變為右旋 圓形極化)。所以，另一 WiFi無線基站的基站免干擾天線模塊的天線控制單元便可通過其所具有的圓形極化濾波性，使得僅一具有特定的圓形極化的高頻信號(如左旋圓形極化) 才可以被傳遞至其信號處理單元中。如此，即便前述的經過障礙物反射的圓形極化的高頻 信號也一同進入另一 WiFi無線基站的多個高頻信號收發單元，這些經過反射的圓形極化 的高頻信號由于具有右旋圓形極化的特性，它們并無法進入到另一 WiFi無線基站的信號 處理單元中。也就是說，那些由于這些經過反射的圓形極化的高頻信號所產生的噪聲便可 被有效地抑制，使得無線傳遞高頻信號時的信噪比可被提升，且此高頻信號于兩WiFi無線 基站之間的無線傳遞效率亦可被提升。同理，由于本發明的WiFi無線基站網狀網絡系統所具的兩WiFi無線基站的基站 免干擾天線模塊的高頻信號收發單元均可發射或接收一圓形極化的高頻信號，所以當其中 一個WiFi無線基站發射一圓形極化的高頻信號時，另一個WiFi無線基站便可輕易地接收 此圓形極化的高頻信號，且使得無線傳遞高頻信號時的信噪比以及無線傳遞效率均可被提 升。如此，本發明的WiFi無線基站網狀網絡系統可將其所具有的各WiFi無線基站之間的 距離拉大(即降低其WiFi無線基站的布置密度)，而仍維持一定的服務水平。
圖1是現有的WiFi無線基站網狀網絡系統的示意圖。圖2是本發明一實施例的基站免干擾天線模塊的示意圖。圖3是本發明另一實施例的WiFi無線基站網狀網絡系統的示意圖。圖4是本發明另一實施例的WiFi無線基站網狀網絡系統的第一 WiFi無線基站的 示意圖。圖5是本發明另一實施例的WiFi無線基站網狀網絡系統的第二 WiFi無線基站的示意圖。主要元件符號說明11、3第一 WiFi無線基站12、4第二 WiFi無線基站13第三WiFi無線基站14、33實體網絡線15、34遠程服務器21、22、23、24、25、26高頻信號收發單元27天線控制單元31第一基站免干擾天線模塊32第一信號處理單元41第二基站免干擾天線模塊42第二信號處理單元211、221、231、241、251、261、3111、3121、3131、3141、3151、3161、4111、4121、4131、 4141、4151、4161 矩形基板271、3171、4171圓形極化濾波部272、3172、4172電子式掃瞄開關電路板311、312、313、314、315、316 第一高頻信號收發單元
317第一天線控制單元411、412、413、414、415、416 第二高頻信號收發單元417第二天線控制單元
具體實施例方式如圖2所示，本發明一實施例的基站免干擾天線模塊包括多個高頻信號收發單元21、22、23、24、25、26以及一天線控制單元27。其中，前述的多個高頻信號收發單元21、22、 23、24、25、26是分別朝向不同的方向，且天線控制單元27是分別與前述的多個高頻信號收 發單元21、22、23、24、25、26電性耦合。此外，本發明一實施例的基站免干擾天線模塊被設 置于一 WiFi無線基站(圖中未示)上并應用于此WiFi無線基站(圖中未示)與另一 WiFi 無線基站(圖中未示)之間的高頻信號傳遞。另一方面，本發明一實施例的基站免干擾天線模塊所位于的WiFi無線基站(圖中 未示)具有一信號處理單元(圖中未示)，且前述的天線控制單元27是與此信號處理單元 (圖中未示)電性耦合。此外，天線控制單元27依據一來自此信號處理單元(圖中未示) 的信號收發需求，選擇其中之一前述的多個高頻信號收發單元21、22、23、24、25、26發射或 接收一圓形極化的高頻信號。如圖2所示，本實施例的基站免干擾天線模塊具有1到6個高頻信號收發單元，且 此1到6個高頻信號收發單元21、22、23、24、25、26分別為一貼片陣列天線(patch array antenna)并分別具有一矩形基板211、221、231、241、251、261。在本實施例中，這1到6個 矩形基板211、221、231、241、251、261的尺寸均為IOcmX IOcm0除此之外，天線控制單元27 包含一圓形極化濾波部271，以過濾前述的多個高頻信號收發單元21、22、23、24、25、26所 分別接收的高頻信號，使得僅一具有特定的圓形極化的高頻信號(如左旋圓形極化)才可 被傳遞至前述的WiFi無線基站(圖中未示)的信號處理單元(圖中未示)中。此外，在本實施例中，天線控制單元27包含一電子式掃瞄開關電路板 272 (electronic scan switch board)，以便依據一來自前述的信號處理單元(圖中未示) 的信號收發需求電子式地迅速切換并選擇前述的多個高頻信號收發單元21、22、23、24、25、 26其中之一來發射或接收一圓形極化的高頻信號。最后，在本實施例中，前述的多個高 頻信號收發單元21、22、23、24、25、26所發射或接收的具圓形極化的高頻信號的頻率約為 2. 4GHz (實際的頻率則會依照實際的需求而有些微的變化，如介于3. 4GHz至3. 6GHz之間或 5. 6GHz至5. 8GHz之間等任何適合的頻率范圍)。需注意的是，雖然本發明一實施例的基站免干擾天線模塊具有6個高頻信號收發 單元，但本發明的基站免干擾天線模塊仍可依據實際需要而具有1至6個高頻信號收發單 元。另一方面，雖然本發明一實施例的基站免干擾天線模塊的多個高頻信號收發單元分別 為一貼片陣列天線(patcharray antenna)，但這些高頻信號收發單元仍可依據實際需要而 為其它種類的天線，如波導溝道陣列天線(waveguide slot array antenna)或扇形號角天 線(sector horn)等可發射或接收一圓形極化的高頻信號的天線，而且所有的高頻信號收 發單元并不一定需為同一種類的天線。最后，雖然在本實施例中，前述的高頻信號的頻率約 為2. 4GHz，但在實際應用時，前述的高頻信號的頻率范圍仍可依據實際需要(如不同類型 的環境)而有不同數值范圍，如2. 3GHz至2. 5GHz之間、3. 4GHz至3. 6GHz之間或5. 6GHz至5. 8GHz之間等任何適合的頻率范圍。如前所述，由于本發明一實施例的基站免干擾天線模塊的多個高頻信號收發單元所發射的高頻信號具有圓形極化的特性(如左旋圓形極化)，所以當此高頻信號被一障礙 物(如建筑物或車輛)反射后，其圓形極化的特性便會因而改變(如從左旋圓形極化改變 為右旋圓形極化)。此時，若另一 WiFi無線基站的基站免干擾天線模塊的天線控制單元通 過其所具有的圓形極化濾波性，限制僅一具有特定的圓形極化的高頻信號(如左旋圓形極 化)才可通過并被傳遞至其信號處理單元，則即便前述的經過障礙物反射的高頻信號也一 同進入另一 WiFi無線基站的多個高頻信號收發單元，這些經過反射的高頻信號仍無法到 達另一 WiFi無線基站的信號處理單元中。也就是說，那些由于這些經過反射的高頻信號所 產生的噪聲便可有效地被抑制，使得本發明一實施例的基站免干擾天線模塊于無線傳遞高 頻信號時的信噪比可被提升。如前所述，由于圓形極化的高頻信號一旦被一障礙物反射，其所具的圓形極化的 特性便會因而改變，所以當圓形極化的高頻信號經過第二次反射后，其所具的圓形極化的 特性則會改變回與其被發射時相同的圓形極化特性(如左旋圓形極化)。此時，雖然此一經 過二次反射的圓形極化的高頻信號可通過另一 WiFi無線基站的基站免干擾天線模塊的天 線控制單元的圓形極化濾波部而到達另一 WiFi無線基站的信號處理單元中。但是，由于經 過二次反射，此一經過二次反射的高頻信號的強度已經衰減到極低的程度，使得此一經過 二次反射的高頻信號所造成的噪聲對于高頻信號于兩WiFi無線基站之間的無線傳遞并不 會造成影響。也就是說，本發明一實施例的基站免干擾天線模塊于無線傳遞高頻信號時的 信噪比并不會因此一經過二次反射的高頻信號的存在而被拉低。所以，通過使用本發明一 實施例的基站免干擾天線模塊，一高頻信號于兩WiFi無線基站之間的無線傳遞效率便可 被提升。如圖3所示，本發明另一實施例的WiFi無線基站網狀網絡系統包括一第一 WiFi 無線基站3以及一第二 WiFi無線基站4，兩者并相距一特定距離。在本實施例中，此一特定 距離約介于200米至300米之間，遠大于現有的WiFi無線基站網狀網絡系統所具的兩WiFi 無線基站之間的距離(約50米至150米之間)。而如圖4所示，第一 WiFi無線基站3包含一第一基站免干擾天線模塊31以及一第 一信號處理單元32，第一基站免干擾天線模塊31并包含多個第一高頻信號收發單元311、 312、313、314、315、316以及一第一天線控制單元317。此外，前述的多個第一高頻信號收發 單元311、312、313、314、315、316是分別朝向不同的方向，且第一天線控制單元317是分別 與前述的多個第一高頻信號收發單元311、312、313、314、315、316電性耦合。除此之外，第 一天線控制單元317是與第一信號處理單元32電性耦合并依據一來自第一信號處理單元 32的信號收發需求，選擇其中之一前述的多個第一高頻信號收發單元311、312、313、314、 315,316發射或接收一圓形極化的第一高頻信號。另一方面，如圖3所示，第一 WiFi無線 基站3更通過一實體網絡線33而與一遠程服務器34電性耦合。在本實施例中，實體網絡 線33為一骨干網絡(backbone network)的一網絡線，遠程服務器則為一位于一交換機房 的服務器。再如圖5所示，第二 WiFi無線基站4包含一第二基站免干擾天線模塊41以及一第 二信號處理單元42，第二基站免干擾天線模塊41并包含多個第二高頻信號收發單元411、412、413、414、415、416以及一第二天線控制單元417。此外，前述的多個第二高頻信號收發 單元411、412、413、414、415、416是分別朝向不同的方向，且第二天線控制單元414是分別 與前述的多個第二高頻信號收發單元411、412、413、414、415、416電性耦合。除此之外，第 二天線控制單元417是與第二信號處理單元42電性耦合并依據一來自第二信號處理單元 42的信號收發需求，選擇其中之一前述的多個第二高頻信號收發單元411、412、413、414、 415,416發射或接收一圓形極化的第二高頻信號。再如圖3所示，其中之一多個第一高頻信號收發單元311、312、313、314、315、 316 (即第一高頻信號收發單元311)是朝向第二 WiFi無線基站4，而其中之一多個第二高 頻信號收發單元411、412、413、414、415、416(即第二高頻信號收發單元411)則朝向第一 WiFi無線基站3。如圖4所示，在本實施例中，第一基站免干擾天線模塊31具有6個第一高頻信號 收發單元311、312、313、314、315、316，且這些第一高頻信號收發單元311、312、313、314、 315、316分別為一貼片陣列天線(patcharray antenna)并分別具有一矩形基板3111、 3121、3131、3141、3151、3161，而這 6 個矩形基板 3111、3121、3131、3141、3151、3161 的尺寸 均為IOcmX IOcm0此外，第一天線控制單元317包含一圓形極化濾波部3171，以過濾前述的 6個第一高頻信號收發單元311、312、313、314、315、316所分別接收的第一高頻信號，使得 僅一具有特定的圓形極化的第一高頻信號(如左旋圓形極化)才可被傳遞至第一 WiFi無 線基站3的第一信號處理單元32中。除此之外，在本實施例中，第一天線控制單元317更 包含一電子式掃瞄開關電路板3172，以便依據一來自第一信號處理單元32的信號收發需 求電子式地迅速切換并選擇前述的6個第一高頻信號收發單元311、312、313、314、315、316 其中之一來發射或接收一圓形極化的第一高頻信號。最后，在本實施例中，前述的6個第一高頻信號收發單元311、312、313、314、315、316所發射或接收的具圓形極化的第一高頻信 號的頻率約為2. 4GHz (實際的頻率則會依照實際的需求而有些微的變化，如介于3. 4GHz至 3. 6GHz之間或5. 6GHz至5. 8GHz之間等任何適合的頻率范圍)。再如圖5所示，在本實施例中，第二基站免干擾天線模塊41具有6個第二高頻信號收發單元411、412、413、414、415、416，且這些第二高頻信號收發單元411、412、413、414、 415,416分別為一波導溝道陣列天線(waveguide slot array antenna)并分別具有一矩 形基板 4111、4121、4131、4141、4151、4161，而這 6 個矩形基板 4111、4121、4131、4141、4151、 4161的尺寸均為IOcmX 10cm。此外，第二天線控制單元417包含一圓形極化濾波部4171， 以過濾前述的6個第二高頻信號收發單元411、412、413、414、415、416所分別接收的第二高 頻信號，使得僅一具有特定之圓形極化的第二高頻信號(如左旋圓形極化)才可被傳遞至 第二 WiFi無線基站4的第二信號處理單元42中。除此之外，在本實施例中，第二天線控制單元417更包含一電子式掃瞄開關電路板4172，以便依據一來自第二信號處理單元42的信號收發需求電子式地迅速切換并選擇 前述的6個第二高頻信號收發單元411、412、413、414、415、416其中之一來發射或接收一 圓形極化的第二高頻信號。最后，在本實施例中，前述的6個第二高頻信號收發單元411、 412、413、414、415、416所發射或接收的具圓形極化的第二高頻信號的頻率約為2. 4GHz (實 際的頻率則會依照實際的需求而有些微的變化，如介于3. 4GHz至3. 6GHz之間或5. 6GHz至 5. 8GHz之間等任何適合的頻率范圍)。
如圖3所示，當第一WiFi無線基站3自實體網絡線33接收到一欲轉傳至第二WiFi無線基站4的電路信號時，第一 WiFi無線基站3是先將此電路信號轉換為一對應的圓形極 化的第一高頻信號。接著，第一 WiFi無線基站3的第一天線控制單元317選擇朝向第二 WiFi無線基站4的第一高頻信號收發單元311發射此第一高頻信號，第二 WiFi無線基站4 的第二天線控制單元414則選擇朝向第一 WiFi無線基站3的第二高頻信號收發單元411 接收前述的第一高頻信號。另一方面，當第二 WiFi無線基站4欲將一來自客戶端電子裝置的信號傳遞至遠程 服務器34時，第二 WiFi無線基站4的第二天線控制單元417是先選擇朝向第一 WiFi無線 基站3的第二高頻信號收發單元411發射一對應于此信號的具圓形極化的第二高頻信號， 第一 WiFi無線基站3的第一天線控制單元317則選擇朝向第二 WiFi無線基站4的第一高 頻信號收發單元311接收前述的第二高頻信號。接著，第一 WiFi無線基站3將接收到的第 二高頻信號對應轉換而得到一電路信號，再通過實體網絡線33將此電路信號傳遞至遠程 服務器34。需注意的是，雖然在本實施例中，第一基站免干擾天線模塊具有6個第一高頻信 號收發單元，第二基站免干擾天線模塊具有6個第二高頻信號收發單元，但第一基站免干 擾天線模塊及第二基站免干擾天線模塊仍可依據實際需要而分別具有1至6個高頻信號收 發單元。另一方面，雖然多個第一高頻信號收發單元分別為一貼片陣列天線，但這些第一高 頻信號收發單元仍可依據實際需要而為其它種類的天線，如波導溝道陣列天線或扇形號角 天線等可發射或接收一圓形極化的高頻信號的天線，而且所有的第一高頻信號收發單元并 不一定需為同一種類的天線。同理，雖然多個第二高頻信號收發單元分別為一波導溝道陣列天線，但這些第二 高頻信號收發單元仍可依據實際需要而為其它種類的天線，如貼片陣列天線或扇形號角天 線等可發射或接收一圓形極化的高頻信號的天線，而且所有的第二高頻信號收發單元并不 一定需為同一種類的天線。最后，雖然在本實施例中，前述的第一高頻信號與第二高頻信號 的頻率均約為2. 4GHz，但在實際應用時，前述的第一高頻信號與第二高頻信號的頻率范圍 仍可依據實際需要(如不同類型的環境)而介于2. 3GHz至2. 5GHz之間、3. 4GHz至3. 6GHz 之間或5. 6GHz至5. 8GHz之間等任何適合的頻率范圍。如前所述，由于本發明另一實施例的WiFi無線基站網狀網絡系統的第一 WiFi無 線基站3通過其第一基站免干擾天線模塊31的第一高頻信號收發單元311所發射的第一 高頻信號具有圓形極化的特性(如左旋圓形極化)，所以當此第一高頻信號被一障礙物(如 建筑物或車輛)反射后，其圓形極化的特性則會改變(如從左旋圓形極化改變為右旋圓形 極化)。此時，若第二 WiFi無線基站4的第二天線控制單元417通過其所具有的圓形極化 濾波部4171，限制僅一具有特定的圓形極化的第一高頻信號(如左旋圓形極化)才可通過 并被傳遞至其第二信號處理單元42，則即便前述的經過障礙物反射的第一高頻信號也一同 進入第二 WiFi無線基站4的多個高頻信號收發單元411、412、413、414、415、416，這些經過 反射的第一高頻信號仍無法到達第二 WiFi無線基站4的第二信號處理單元42中。也就是 說，那些由于這些經過反射的第一高頻信號所產生的噪聲便可有效地被抑制，使得無線傳 遞第一高頻信號時的信噪比可被提升。如前所述，由于圓形極化的高頻信號一旦被一障礙物反射，其所具的圓形極化的特性便會因而改變，所以當圓形極化的第一高頻信號經過第二次反射后，其所具的圓形極 化的特性則會改變回與其被發射時相同的圓形極化特性(如左旋圓形極化)。此時，雖然 此一經過二次反射的圓形極化的第一高頻信號可通過第二 WiFi無線基站4的天線模塊41 的天線控制單元417的圓形極化濾波部4171而到達第二 WiFi無線基站4的信號處理單元 42中。但是，由于經過二次反射，此一經過二次反射的第一高頻信號的強度已經衰減到極低 的程度，使得此一經過二次反射的第一高頻信號所造成的噪聲對于第一高頻信號于兩WiFi 無線基站(第一 WiFi無線基站3及第二 WiFi無線基站4)之間的無線傳遞并不會造成影 響。也就是說，無線傳遞第一高頻信號時的信噪比并不會因此一經過二次反射的第一高頻 信號的存在而被拉低。所以，在本發明另一實施例的WiFi無線基站網狀網絡系統中，前述 的第一高頻信號于兩WiFi無線基站(第一 WiFi無線基站3及第二 WiFi無線基站4)之間 的無線傳遞效率便可被提升。另一方面，由于第一高頻信號在兩WiFi無線基站(第一 WiFi無線基站3及第二 WiFi無線基站4)之間的無線傳遞效率可被提升，且無線傳遞第一高頻信號時的信噪比可 被提升，所以本發明另一實施例的WiFi無線基站網狀網絡系統可將其所具有的各WiFi無 線基站之間的距離拉大(即降低其WiFi無線基站的布置密度)，而仍維持一定的服務水平 (如信號穩定度及信號遺失比例)。綜上所述，由于本發明的基站免干擾天線模塊的多個高頻信號收發單元所發射的 高頻信號具有圓形極化的特性(如左旋圓形極化)，且當此圓形極化的高頻信號被一障礙 物(如建筑物或車輛)反射后，其圓形極化的特性便會因而改變(如從左旋圓形極化改變 為右旋圓形極化)。所以，另一 WiFi無線基站的基站免干擾天線模塊的天線控制單元便 可通過其所具有的圓形極化濾波性，使得僅一具有特定的圓形極化的高頻信號(如左旋圓 形極化)才可以被傳遞至其信號處理單元中。如此，即便前述的經過障礙物反射的圓形極 化的高頻信號也一同進入另一 WiFi無線基站的多個高頻信號收發單元，這些經過反射的 圓形極化的高頻信號由于具有右旋圓形極化的特性，它們并無法進入到另一 WiFi無線基 站的信號處理單元中。也就是說，那些由于這些經過反射的圓形極化的高頻信號所產生的 噪聲便可被有效地抑制，使得無線傳遞高頻信號時的信噪比可被提升，且此高頻信號于兩 WiFi無線基站之間的無線傳遞效率亦可被提升。同理，由于本發明的WiFi無線基站網狀網絡系統所具的兩WiFi無線基站的基站 免干擾天線模塊的高頻信號收發單元均可發射或接收一圓形極化的高頻信號，所以當其中 一個WiFi無線基站發射一圓形極化的高頻信號時，另一個WiFi無線基站便可輕易地接收 此圓形極化的高頻信號，且使得無線傳遞高頻信號時的信噪比以及無線傳遞效率均可被提 升。如此，本發明的WiFi無線基站網狀網 絡系統可將其所具有的各WiFi無線基站之間的 距離拉大(即降低其WiFi無線基站的布置密度)，而仍維持一定的服務水平。上述實施例僅為了方便說明而舉例而已，本發明所主張的權利范圍自應以權利要 求范圍所述為準，而非僅限于上述實施例。
權利要求
一種基站免干擾天線模塊，被設置于一具有一信號處理單元的WiFi無線基站上并應用于該WiFi無線基站與另一WiFi無線基站之間的高頻信號傳遞，其特征在于，包括多個高頻信號收發單元，且該多個高頻信號收發單元是分別朝向不同的方向；以及一天線控制單元，分別與該多個高頻信號收發單元電性耦合；其中，該天線控制單元是與該信號處理單元電性耦合并依據一來自該信號處理單元的信號收發需求，選擇其中之一該多個高頻信號收發單元發射或接收一圓形極化的高頻信號。
2.根據權利要求1所述的基站免干擾天線模塊，其特征在于，該多個高頻信號收發單 元的數目為1至6。
3.根據權利要求1所述的基站免干擾天線模塊，其特征在于，該多個高頻信號收發單 元分別為一貼片陣列天線。
4.根據權利要求1所述的基站免干擾天線模塊，其特征在于，該天線控制單元包含一 圓形極化濾波部，以過濾該多個高頻信號收發單元所分別接收的高頻信號。
5.根據權利要求1所述的基站免干擾天線模塊，其特征在于，該多個高頻信號收發單 元分別具有一矩形基板。
6.根據權利要求1所述的基站免干擾天線模塊，其特征在于，該天線控制單元包含一 電子式掃瞄開關電路板。
7.根據權利要求1所述的基站免干擾天線模塊，其特征在于，該高頻信號的頻率范圍 是介于2. 3GHz至2. 5GHz之間、3. 4GHz至3. 6GHz之間或5. 6GHz至5. 8GHz之間。
8.一種WiFi無線基站網狀網絡系統，其特征在于，包括一第一 WiFi無線基站，包含一第一基站免干擾天線模塊以及一第一信號處理單元，該 第一基站免干擾天線模塊包含多個第一高頻信號收發單元以及一分別與該多個第一高頻 信號收發單元電性耦合的第一天線控制單元，該第一天線控制單元是與該第一信號處理單 元電性耦合并依據一來自該第一信號處理單元的信號收發需求，選擇其中之一該多個第一 高頻信號收發單元發射或接收一圓形極化的第一高頻信號，且該多個第一高頻信號收發單 元是分別朝向不同的方向；以及一第二 WiFi無線基站，包含一第二基站免干擾天線模塊以及一第二信號處理單元，該 第二基站免干擾天線模塊包含多個第二高頻信號收發單元以及一分別與該多個第二高頻 信號收發單元電性耦合的第二天線控制單元，該第二天線控制單元是與該第二信號處理單 元電性耦合并依據一來自該第二信號處理單元的信號收發需求，選擇其中之一該多個第二 高頻信號收發單元發射或接收一圓形極化的第二高頻信號，且該多個第二高頻信號收發單 元是分別朝向不同的方向；其中，其中之一該多個第一高頻信號收發單元是朝向該第二 WiFi無線基站，其中之一 該多個第二高頻信號收發單元則朝向該第一 WiFi無線基站。
9.根據權利要求8所述的WiFi無線基站網狀網絡系統，其特征在于，該第一WiFi無線 基站是通過一實體網絡線而與一遠程服務器電性耦合。
10.根據權利要求8所述的WiFi無線基站網狀網絡系統，其特征在于，當該第一天線 控制單元選擇該朝向該第二 WiFi無線基站的第一高頻信號收發單元發射該第一高頻信號 時，該第二天線控制單元則選擇該朝向該第一 WiFi無線基站的第二高頻信號收發單元接收該第一高頻信號。
11.根據權利要求10所述的WiFi無線基站網狀網絡系統，其特征在于，當該第二天線 控制單元選擇該朝向該第一 WiFi無線基站的第二高頻信號收發單元發射該第二高頻信號 時，該第一天線控制單元則選擇該朝向該第二 WiFi無線基站的第一高頻信號收發單元接 收該第二高頻信號。
12.根據權利要求8所述的WiFi無線基站網狀網絡系統，其特征在于，該多個第一高頻 信號收發單元分別為一貼片陣列天線，該多個第二高頻信號收發單元則分別為一波導溝道 陣列天線。
13.根據權利要求8所述的WiFi無線基站網狀網絡系統，其特征在于，該第一天線控制 單元包含一第一圓形極化濾波部，以過濾該多個第一高頻信號收發單元所分別接收的第一 高頻信號；該第二天線控制單元則包含一第二圓形極化濾波部，以過濾該多個第二高頻信 號收發單元所分別接收的第二高頻信號。
14.根據權利要求8所述的WiFi無線基站網狀網絡系統，其特征在于，該多個第一高頻 信號收發單元分別具有一第一矩形基板，該多個第二高頻信號收發單元則分別具有一第二 矩形基板。
15.根據權利要求8所述的WiFi無線基站網狀網絡系統，其特征在于，該第一天線控制 單元及該第二天線控制單元分別包含一電子式掃瞄開關電路板。
16.根據權利要求8所述的WiFi無線基站網狀網絡系統，其特征在于，該第一高頻信號 與該第二高頻信號的頻率范圍是分別介于2. 3GHz至2. 5GHz之間、3. 4GHz至3. 6GHz之間或 5. 6GHz 至 5. 8GHz 之間。
全文摘要
本發明公開了一種基站免干擾天線與使用其的WiFi基站網狀網絡系統。本發明的基站免干擾天線模塊包括多個分別朝向不同的方向的高頻信號收發單元；以及一分別與此多個高頻信號收發單元電性耦合的天線控制單元。此天線控制單元是依據一來自一與其電性耦合的信號處理單元的信號收發需求，選擇其中之一此多個高頻信號收發單元發射或接收一圓形極化的高頻信號。本發明的WiFi無線基站網狀網絡系統則包括兩分別具有一本發明的基站免干擾天線模塊以及一信號處理單元的WiFi無線基站，且在它們之間所無線傳遞的高頻信號為圓形極化信號。
文檔編號H04B1/18GK101800564SQ200910003590
公開日2010年8月11日 申請日期2009年1月20日 優先權日2009年1月20日
發明者周明臻, 陳鴻珅 申請人:德運科技股份有限公司