具有极化分集的天线制造技术

一种水平极化天线阵列允许通过可选天线元件和重定向器将ＲＦ能量高效分布到通信环境中，这些可选天线元件和重定向器产生如基本上全向辐射图形的特定辐射图形。结合垂直极化阵列，可产生特定高增益无线环境，使得一个环境不干扰其它附近的无线环境且避免这些其它环境所产生的干扰。还可通过使用水平和／或垂直天线阵列的特定配置来产生更低增益的图形。在优选实施例中，此处所公开的天线系统用在多输入多输出（ＭＩＭＯ）无线环境中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总的来说涉及无线通信，且更具体地涉及具有极化分集的天线系统。
技术介绍
在通信系统中，存在对于更高的数据吞吐量的日益增长的需求以;M目对 应的减少可能扰乱数据通信的干扰的动力。例如，在电气与电子工程师协会(IEEE )802.11网络中，如基站的接入点可通过无线链路与一个或多个远程 接收节点如网M口卡通信.该无线M可能容易受到来自其它接入点和站(节点)、其它无线电发送设备、在接入点与远程接收节点之间的无线M 环境中的改变或扰动等的干扰。该干扰可能通过强制在更低的数据速率进行 通信来使无线M降级，或可能足够强以至于完全扰乱无线链路。一种用于减少在接入点与远程接收节点之间的无线链路中的干扰的解 决方案是在"分集"方案中提供数个全向天线。在这样的实施中，接入点的 常见配置包括经由开关网络耦合到两个或者更多在物理上分离的全向天线 的数据源。接入点可选择用来维持无线链路的全向天线中的一个。由于全向 天线之间的分离，所以各天线经历不同的信号环境并且各天线对无线M造 成不同的干扰水平。开关网,数据源耦合到在无线銜洛中经历最少干扰的 任何全向天线.对接入点使用两个或更多全向天线的一个问题在于典型的全向天线被垂直极化。垂直极化射频(RF)能量在办公或居住空间内部不像例如水平极 化RF能量那样高效地传播。迄今为止，用于产生水平极化RF天线的现有 技术解决方案尚未提供足够的RF性能以在商业上获得成功。
技术实现思路
由于天线M能量，天线的增益是一种无源现象。天线不增加功率，而 是功率被重新分布以在某个方向上提供比例如各向同性天线所传输的辐射 功率更多的辐射功率。因此，如果天线在某方向上具有大于一的增益，则该 天线在其它方向上必然具有小于一的增益。高增益天线具有范围更长和信号 质量更好的优点，但是需要在特定方向上的仔细对准。低增益天线具有更短 范围，但是天线定向一般无足轻重。在了解了这些原理的情况下，本专利技术的实施例允许使用垂直极化天线阵 列和水平极化天线阵列二者。本专利技术的水平极化天线阵列允许通过例如产生 和影响特定辐射图形(例如基本上全向辐射图形)的可选天线元件、>^射器 (reflector)和/或导向器(director)将RF能量高效分布到通信环境中.结 合垂直极化阵列，可产生特定高增益无线环境，使得一个无线环境不会干扰 其它附近的无线环境(例如在办公楼的楼层之间)，并且还避免其它环境所 产生的干扰。本专利技术的一个实施例提供一种天线系统。该天线系统可以是多输入和多 输出(MIMO)天线系统。该天线系统包括耦合到垂直极化天线阵列的多个 水平极化天线阵列。各极化阵列可耦合到不同的无线电设备(radio )。垂直 极化天线阵列可生成与一个水平极化天线阵列所生成的辐射图形基本上垂 直的辐射图形。水平极化天线阵列可包括选择性地耦合到射频馈送端口 (radio frequency feed port)的天线元件。在一些实施例中，当第一和笫二天线元件耦合到射频馈送端口时，水平 极化天线阵列中的一个所生成的辐射图形基本上为全向并且基本上在水平 极化天线阵列的平面中.在一些实施例中，水平极化天线阵列可包括用以对 耦合到射频馈送端口的天线元件所生成的辐射图形进行限制或者另外进行 影响的及Jt器或导向器。在其它实施例中， 一个或多个天线元件包括减'll电子并改变天线元件的i皆振的负载结构(loading structure )。天线元件在一个 实施例中基本上定位到方形衬底的边缘。在另一实施例中，天线元件基本上 定位到三角形衬底的边缘。本专利技术的一些实施例可在系统中的天线阵列上实施一系列寄生元件。这 些元件中的至少两个元件可通过开关网络选择性i^目互耦合。通过寄生元件 的选择性耦合，这些元件可共同地用作反射器或导向器，而在耦合之前这些 元件对于发射的辐射图形可以已经是有效地不可见的。通过共同地用作例如 反射器，可以通过在特定方向上^JN"回图形来影响阵列的驱动元件所发射的 辐射图形，从而增加在该方向上的图形的增益。在本专利技术的一些实施例中，水平极化天线阵列的射频馈送端口通过天线 元件选择器耦合到天线元件。天线元件选择器在一个实施例中包括RF开关。 在另一实施例中，天线元件选择器包括p型、本征、n型(PIN) 二极管。在天线系统的一个实施例中，通过将垂直阵列装配到水平阵列的印刷电 路板(PCB)中的一个或多个矩形缝中，水平极化天线阵列耦合到垂直极化 天线阵列。垂直阵列上的连接器片可在水平阵列的PCB中的一个或多个矩 形缝处焊接到水平阵列。在当前公开的天线系统的另一实施例中，7JC平和垂直极化天线阵列可通 过PCB连接器元件耦合。PCB连接器元件的一部分可装配到在水平拟/f匕天 线阵列的PCB内形成的一个或多个矩形缝内。PCB连接器元件上的i^接器 片可在矩形缝处焊接到水平极化阵列。PCB连接器也可焊接到垂直极化天线 阵列。例如，焊接可发生在水平和/或垂直阵列的PCB上的馈送器(feed) 相交处和/或PCB连接器处。放置到RF走线的零欧姆电阻器跳线也可用来 实现耦合。本专利技术的又一实施例乂>开了一种包括水平极化天线阵列的天线系统，该 水平极化天线阵列具有被配置成选择性地耦合到射频馈送端口的多个天线 元件。当多个天线元件的第一天线元件和第二天线元件耦合到射频馈送端口 时，生成基本上在水平极化天线阵列的平面中的基本上全向辐射图形。该系 统还包括耦合到7JC平极化天线阵列的垂直极化天线阵列.垂直极化天线阵列生成与多个水平极化天线阵列所生成的辐射图形基本上垂直的辐射图形。在一个替代实施例中，通过将每一个垂直极化天线阵列装配到在水平极 化天线阵列中的一个的印刷电路板内形成的矩形缝内，《吏各水平;fel化天线阵 列耦合到垂直极化天线阵列中的一个。在另一替代实施例中，通过将印刷电 路板连接器元件的一部分装配到在水平极化天线阵列的一个的印刷电路板 内形成的矩形缝内，使各水平极化天线阵列耦合到垂直极化天线阵列中的一 个。各垂直极化天线阵列在连接器片处焊接到印刷电路板连接器元件。附图说明图1图示了根据本专利技术实施例的示例双极化、高增益、全向天线系统。图2A图示了如在图1中提及的和在本专利技术的示例实施例中实施的天线 系统的各个组件，包括垂直极化全向阵列、两个水平极化全向阵列和馈送 PCB。图2B图示了不含馈送PCB的在图1中公开的天线系统的替代实施例.图3图示了可在本专利技术的实施例中实施的示例垂直极化全向阵列。图4A图示了可在本专利技术的示例实施例中实施的具有可选元件的水平极 化天线阵列的方形配置。图4B图示了可在本专利技术的替代实施例中实施的具有可选元件和/反射器 /导向器的水平4 U匕天线阵列的方形配置。图4C图示了可在本专利技术的替代实施例中实施的包括选择性耦合的天线 元件和选择性耦合的^Jt器/导向器的示例天线阵列。图4D图示了可在本专利技术的替代实施例中实施的具有可选元件的水平极 化天线阵列的三角形配置。图4E图示了图4A所示的和根据本专利技术示例实施例的水平极化天线阵列 的一个天线元件的示例尺寸组。图5图示了根据本专利技术替代实施例的一系列低增益天线阵列。图6图示了可从实施本专利技术的各种实施例而得到的一系列辐射图形。图7图示了关于水平和垂直天线阵列一系列所测量的辐本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多输入多输出（ＭＩＭＯ）天线系统，包括：　至少一个水平极化天线阵列；以及　耦合到所述至少一个水平极化天线阵列的垂直极化天线阵列。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：维多夏顿，威廉凯契，贝纳德巴龙，
申请(专利权)人：鲁库斯无线公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]