软件控制的天线制造技术

天线阵列具有辐射元件和延迟线，所述辐射元件和延迟线设置在包括可变介电常数材料的层的夹层上方。经由软件来控制天线上方的各个点处的可变介电常数材料的值，从而使用软件来改变天线的操作特性。所述层的夹层可以是标准平板显示器，其中所述平板显示器上描绘的图像是利用设计用于改变介电常数的程序进行软件控制的，从而为阵列提供扫描和调谐能力。也就是说，根据阵列的不同贴片或馈电线下的不同像素的电介质属性中的特定期望变化来编程不同的图像，从而控制阵列的频率和/或方向性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】软件控制的天线相关申请本申请要求享有以下申请的优先权的权益：2016年9月1日提交的美国临时申请第62/382,489号、2016年9月1日提交的美国临时申请第62/382,506号、2016年12月7日提交的美国临时申请第62/431,393号、2017年1月31日提交的美国专利申请第15/421,388号以及2017年7月19日提交的美国专利申请第15/654,643号，所有这些申请的公开内容通过引用整体并入本文。
本公开涉及RF天线的设计和操作，并且尤其涉及具有形成方向受控的辐射束的辐射元件的阵列的天线。本公开还涉及产生全向覆盖范围和/或3D半球覆盖范围的阵列的组合。
技术介绍
当今通信中的大部分是无线地进行的，或者至少部分路径是无线的。所有无线通信都要求发送侧和接收侧两者上的天线。通常，可以利用全向天线来进行传输中的大部分。在这种天线中，传输功率与距离的立方成反比地下降。因此，为了到达许多用户处，与定向天线相比，传输功率通常相对高。另外，当若干全向天线同时操作时(例如，网吧中的多个设备)，各种传输可能彼此干扰，或者至少降低该环境中的发送和接收质量。另一个趋势是移动设备由金属(例如，铝)块制成，使得设备主体的大部分可以阻挡RF辐射。因此，天线的放置非常受限。此外，由于移动设备通常使用多种无线通信协议，因此移动设备可能要求多个天线，每个天线被设计用于特定协议(例如，WiFi、蓝牙、NFC等)的频率。因为移动设备上的实际可用面积是很宝贵的，因此在设备内设计和放置这样的天线是非常困难的。在先前的公开中，本专利技术人已经公开了利用可变介电常数来控制天线特性的天线。关于该天线的细节可以在美国专利第7,466,269号中找到，该专利的全部公开内容通过引用并入本文。本公开在'269专利中公开的基本元件上建立，并且提供了进一步的改进和特征。
技术实现思路
包括以下
技术实现思路
以便提供对本专利技术的一些方面和特征的基本理解。该
技术实现思路
不是对本专利技术的广泛综述，并且因此，其并不旨在特别地识别本专利技术的关键或重要元素或描绘本专利技术的范围。
技术实现思路
的唯一目的是以简化的形式呈现本专利技术的一些概念，作为下面呈现的更详细描述的前序。公开了一种软件控制的天线。根据一些实施例，在包括可变介电常数材料的层的夹层上方印刷或沉积天线阵列。经由软件来控制天线上方的各个点处的可变介电常数材料的值，从而使用软件来改变天线的操作特性。所述层的夹层可以是标准平板显示器，其中所述平板显示器上描绘的图像是利用设计用于改变介电常数的程序进行软件控制的，从而为阵列提供扫描和调谐能力。也就是说，根据阵列的不同贴片或馈电线下的不同像素的电介质属性中的特定期望变化来编程不同的图像，从而控制阵列的频率和/或方向性，以及天线的辐射束的方向(即，实现天线的电转向)。当天线对于用户不可见时(例如，当天线在WiFi热点内时)，阵列可以使用诸如铜、铝等之类的金属导体制成。相反，当天线可见并且平板显示器的可见性是很重要的时候(例如，在移动设备中)，阵列可以使用诸如ITO、AZO等之类的透明导体制成。当然，透明导体也可以用于不可见天线，并且金属导体可以与可见天线一起使用。所公开的实施例解决的方面是向辐射元件进行RF馈电。由于辐射贴片和延迟线是设置在可变介电常数材料上方的，该可变介电常数材料可以在操作期间改变其介电常数的值，因此需要以介电常数的变化被“屏蔽”的方式来完成将RF信号耦合到贴片和延迟线。根据所公开的实施例，提供了一种天线，包括：具有公共接地触点、多个可寻址像素触点以及顶部电介质的LCD屏；设置在顶部电介质上方的辐射元件的阵列；导电延迟线，每条导电延迟线连接到辐射元件中的一个辐射元件；以及设置在LCD屏下方并且耦合到延迟线的传输馈电。控制器耦合到公共触点和可寻址像素触点中的每个可寻址像素触点，控制器被预编程为激励像素控制触点中的选择性像素控制触点以改变辐射元件的空间方向性。所公开的实施例还提供了一种多层天线，包括：顶部电介质；底部电介质；夹在顶部电介质与底部电介质之间的可变介电常数材料；限定可变介电常数材料内的像素的多个导电电极；公共接地电极；设置在顶部电介质上方的至少一个辐射贴片，每个辐射贴片具有耦合到该辐射贴片的对应延迟线；设置在底部电介质下方的馈电线；以及馈电线与延迟线之间的RF耦合。所述耦合可以是穿过在公共接地电极中形成的对应窗口的导线。本专利技术的实施例提供了一种无线接入点，包括：收发器；天线阵列，其包括具有公共触点、多个像素控制触点以及顶部电介质的LCD屏；设置在顶部电介质顶部上的辐射元件的阵列；以及多条延迟线，每条延迟线连接到辐射元件中的一个辐射元件；多条馈电线，其一端连接到收发器并且相对的一端连接到延迟线中的一条延迟线；以及控制器，其耦合到公共触点和像素控制触点中的每个像素控制触点，控制器被预编程为激活激励像素控制触点中的选择性像素控制触点，以改变多个辐射元件的空间方向性。本专利技术的另一方面是用于操作天线的方法，该方法包括：扫描由天线辐射元件形成的辐射锥；使用在扫描期间接收的传输，识别每个始发传输的空间中的特定位置；从始发传输，识别未授权传输的位置；控制天线以向未授权传输的方向呈现零点(null)；以及通过控制天线使辐射锥朝向授权方向转向，与每个授权传输执行定向通信。扫描辐射锥可以通过施加电压以改变在天线的延迟线下呈现的介电常数来执行。可选地，对于每个授权传输，识别发送设备并且确定设备的网络和接入策略，并且将网络和接入策略应用于来自所识别的设备的通信，从而形成“RF防火墙”。附图说明包含在本说明书中并构成本说明书一部分的附图举例说明了本专利技术的实施例，并且与说明书一起用于解释和说明本专利技术的原理。附图旨在以图解方式说明示例性实施例的主要特征。附图不旨在描绘实际实施例的每个特征，也不旨在描绘所描绘的元件的相对尺寸，并且附图未按比例绘制。图1示出了根据一个实施例的软件控制的天线的横截面。图2示出了根据一个实施例的软件控制的天线的顶部正视图。图3示出了根据另一实施例的软件控制的天线的顶部正视图。图4示出了根据另一实施例的软件控制的天线的顶部正视图。图5示出了根据又一实施例的软件控制的天线的横截面。图6示出了根据又一实施例的软件控制的天线的一个辐射元件的横截面。图7示出了图6的实施例的顶部“透明”视图。图8示出了根据一个实施例的全向可转向天线。图9示出了根据利用本文描述的软件定义的天线中的任一个的实施例的方法。图10是示出如何可以将所公开的实施例中的任一个的天线并入标准IEEE802.11N接入点中的框图。具体实施方式现在将参考附图来描述本专利技术的天线的实施例。不同的实施例或其组合可以用于不同的应用或实现不同的益处。取决于试图实现的结果，本文公开的不同特征可以部分地或最大程度地使用，单独地或与其他特征组合地使用，从而平衡优点与要求和约束。因此，将参考不同的实施例来突出特定益处，但不限于所公开的实施例。也就是说，本文公开的特征不限于对其进行描述的实施例，而是可以与其他特征“混合和匹配”并且并入其他实施例中。图1示出了根据一个实施例的软件控制的天线的横截面。在图1中，具有可变介电常数材料的多层天线通过具有可变介电常数(VDC)材料来构成，例如，夹在顶部电介质115与底部电介质110之本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天线，包括：可变介电常数(VDC)层，其包括顶部电介质层、底部电介质层以及夹在所述顶部电介质层与所述底部电介质层之间的可变介电常数材料；设置在所述VDC层下方的公共接地电极；设置在所述VDC板上方的多个可寻址触点，其中每个可寻址触点限定像素并且被配置为在所述像素的位置处在所述VDC材料上方施加电场；设置在所述VDC层上方的至少一个辐射元件；设置在所述VDC层上方的至少一条延迟线；所述至少一个辐射元件中的每一个被RF耦合至所述延迟线中的至少一条；至少一条导电馈电线，其设置在所述VDC板下方并且耦合至所述至少一条延迟线。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.01 US 62/382,489;2016.09.01 US 62/382,506;1.一种天线，包括：可变介电常数(VDC)层，其包括顶部电介质层、底部电介质层以及夹在所述顶部电介质层与所述底部电介质层之间的可变介电常数材料；设置在所述VDC层下方的公共接地电极；设置在所述VDC板上方的多个可寻址触点，其中每个可寻址触点限定像素并且被配置为在所述像素的位置处在所述VDC材料上方施加电场；设置在所述VDC层上方的至少一个辐射元件；设置在所述VDC层上方的至少一条延迟线；所述至少一个辐射元件中的每一个被RF耦合至所述延迟线中的至少一条；至少一条导电馈电线，其设置在所述VDC板下方并且耦合至所述至少一条延迟线。2.根据权利要求1所述的天线，其中所述至少一条导电馈电线通过形成在所述公共接地电极中的窗口而耦合至所述至少一条延迟线。3.根据权利要求1所述的天线，其中所述至少一条导电馈电线通过穿过形成在所述公共接地电极中的窗口的触点而耦合至所述至少一条延迟线。4.根据权利要求1所述的天线，还包括设置在所述VDC层上方的覆盖绝缘层，并且其中所述至少一个辐射元件设置在所述覆盖绝缘层上方。5.根据权利要求4所述的天线，其中所述至少一条延迟线设置在所述覆盖绝缘层下方。6.根据权利要求5所述的天线，还包括形成在所述覆盖绝缘层中的通孔，以将所述至少一条延迟线耦合至对应的至少一个辐射元件。7.根据权利要求1所述的天线，其中所述至少一条延迟线中的每一条被形成为曲折的线。8.根据权利要求1所述的天线，其中所述至少一条延迟线包括多条延迟线，并且其中所述多条延迟线的子组通过导线互连。9.根据权利要求8所述的天线，其中所述至少一条导电馈电线耦合至所述导线。10.根据权利要求9所述的天线，其中所述至少一条导电馈电线在所述导线的几何中心处耦合至所述导线。11.根据权利要求1所述的天线，其中所述VDC材料包括液晶材料。12.根据权利要求1所述的天线，其中所述顶部电介质层和所述底部电介质层中的至少一个包括Rogers、PTFE(聚四氟乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·D·哈兹扎，
申请(专利权)人：韦弗有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US