无线本地环路天线制造技术

本发明专利技术提供了一种无线本地环路系统，该系统包括一个通过无线链路与用户站（４１，４８）通信的无线基站（３６）。该无线链路可以传输语音服务，例如电话呼叫，或者数据服务，例如互联网浏览。该用户站包括一个可操纵天线。目前优选的用于用户站的可操纵天线包括安装在底平面的一个驱动元件，该驱动元件被也是安装在该底平面的多个寄生元件包围。为了朝着该驱动元件反射无线链路，这些寄生元件可以选择的是接地的或者是浮动的。该天线在语音或数据服务的收发期间可依据所需的方向被定向。还提供了一种在无线本地环路用户站和无线本地环路基站之间无线电通信的方法。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电信系统，更具体的是涉及用于无线本地环路系统的可操纵的用户站天线。
技术介绍
已知有各种形式的无线通信系统。例如，在工业化国家蜂窝无线语音服务现在得到了广泛的发展，人们期待有技术进步增强并扩展蜂窝无线服务和容量并产生进一步的发展。相对于由遍布北美和其它地方的现有本地电话公司提供的有线本地环路电话服务而言，无线本地环路系统(WLL)系统也是被期望变得可行的选择。WLL系统通常包括无线基站网络，每个基站为多个用户提供服务。而每个用户具有一个用户站，该用户站利用与一个或多个基站的无线通信支持语音服务(例如电话)和/或数据服务(例如互联网)。已经对WLL系统的实施作了尝试。通常，这些系统或是失败或是没有得到主要的突破。一种失败的系统是在英国实施的IONICA系统。该IONICA系统(在Smith的美国专利第5952966号中的
技术介绍
部分有详细解释)需要安装在用户端设备外部并通过电缆连接到用户端设备内的用户站的天线。这些外部天线需要由专业的安装人员安装，通常费用很高，这是因为IONICA系统要求用户天线外部安装并朝着最适合于服务用户的基站定向。这种定向的外部天线有额外的问题，当新用户和基站被添加到网络时，现有的用户需经常要让专业的安装人员重新调整其天线，以便将用户的天线指向新的基站，这就使得系统的费用增加了，并由于用户要等待专业的安装人员来进行调整而导致用户感到沮丧。已经提出IONICA至少部分的失败了，这是由于与不广泛的外部天线相关的问题。一般而言，更现代的WLL系统仍依赖于外部天线。例如，由AT&T公司公布的所谓的“投影角度”(Project Angel)系统就利用了外部天线。虽然这些最近的系统已经克服了IONICA的一些其它局限性，对外部天线的细致的安装的需求对想有权使用WLL服务的那些用户而言仍是一个障碍。可操纵的天线也是已知的。例如，Milne的美国专利4700197教导了一种自适应阵天线，该天线适于用在与卫星通信系统通信的移动终端中。Milne的专利的一个问题是它直接预料卫星系统，这样，Milne教导的不是在基于陆地的WLL系统中使用该自适应阵天线。无论如何，Milne教导了使用需要复杂的控制来操纵天线的超过一打的寄生元件，在总体上对移动终端增加了额外的费用和/或复杂性，这样使得其通常不适于用在WLL系统中。Koscica的美国专利6037905教导了一种具有多个辐射元件的可操纵天线，该发射元件由与具有设计频率的波长的一小部分的长度的导体串连连接的一组二极管构成。在Koscica背后的基本的假设是辐射元件(主动或被动)被分成远远小于波长的长度的长度，以便使其是电透过的。然而，如果这种设计被用于普通蜂窝电话应用中或WLL系统中，会由于多个二极管产生的损耗导致该天线的性能很差。Thiel的美国专利6034638教导了一种用于移动电话的可操纵天线。Thiel教导了一种具有安装在固体圆柱构件的外表面上的对称阵中的四个间距相等的单极元件的天线。该圆柱具有高电绝缘常数，并从导电的地平面延伸。该单极元件可被开关元件开关以便一个或多个单极元件是有效的，而其它的则作为寄生的控制器/反射器连接到地面，或是被留在可有效透过的开放的电路中。Thiel的专利的一个问题是它具体的应用于移动蜂窝电信系统中，这样没有教导可操纵天线在WLL用户站中应用。另外，在固体圆柱构件内安装单极元件产生的天线可能在移动电话可受到的违反规程操作上是物理上坚固的，但是当用于WLL用户站时是不必要的和/或非常昂贵的。此外，Thiel教导了元件的开关，以便当蜂窝电话被置于用户的头部附近时减少用户暴露在电磁辐射，这在WLL系统中是无关紧要的限制。而且，Thiel教导了驱动元件的开关，但据信在WLL系统中以这种方式进行的开关会导致不可接受的性能损耗。总之，Thiel专利中的天线的配置以及开关的方法是用于移动应用目的的，因此不适用于固定的无线应用。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种用于WLL系统的新颖的天线，该天线消除或减轻现有技术的上述缺点中的至少一个。在本专利技术的第一方面中，提供了一种通过无线链路在一个网络和一个用户终端之间传输至少一种用户服务的无线本地环路系统。所述系统包括至少一个互连所述网络和所述无线链路的基站。该基站可操作用于在所述链路上收发所述服务。该用户站互连所述用户终端和所述无线链路。该用户站包括一个可操纵天线，该天线可操作以具有所述链路上的所述服务的所需收发质量的方向定向。该用户服务通常是语音服务(例如电话呼叫)和/或数据服务(例如网站浏览或电子邮件)，但其它类型的服务也在本专利技术的范围之内。同样，该网络是对应于服务类型的网络，例如公共交换电话网络、专用交换电话网络和/或包交换网络。该用户终端可以是任何可操作传输该用户服务的终端，例如电话、计算机、智能装置、个人数字助理或类似的装置。该天线通常是电可操纵的并包括至少一个驱动元件和多个寄生元件，该多个寄生元件可转换以影响有关该驱动元件的该无线电链路，以使该天线以该方向收发该无线电链路。。收发质量可利用任何合适的度量来测定，例如无线链路的信噪比、位错误率、帧错误率、位速率、功率水平以及帧速率。所需收发质量可基于需要来自该用户站的最小发射功率水平的定向。该可操纵天线可只用于该链路的上行链路部分，并且该用户站可包括用于该链路的下行链路部分的第二可操纵天线。在这种情况下，该天线中的每一个都根据该上行链路的所需发射质量和该下行链路的所需接收质量而独立地在不同的方向中可操纵的。在本专利技术的另一实施例中，可包括可在水平和垂直平面两者内定向的其它类型的天线。预期本专利技术适用于用户站和基站之间的下行链路受到多路径干扰影响的情况，该干扰产生多个链路的例子，每个都从不同的方向到达天线并提供不同的接收质量，由此该天线在出现具有所需接收质量的链路的例子的方向中可操纵。同样，本专利技术适用于上行链路的发射受到多路径干扰的并且一个方向的发射提供更需要的发射质量的情况。在本专利技术的另一方面，提供了一种定向无线本地环路用户站中的可操纵天线的方法，包括以下步骤a.确定定向所述天线的适当时间； b.以给定的定向照射所述可操纵的天线并在该定向中测量一个无线链路的收发质量；c.重复所述照射步骤，直到已经照射了所需数量的定向；以及，d.朝着一个具有所需收发质量的一个定向来定向所述天线。根据本专利技术的另一方面，提供了用于无线本地环路系统的用户站，该无线本地环路系统传输在一个网络和一个用户终端之间的至少一种用户服务。该无线本地环路系统包括至少一个互连所述网络和所述无线链路的基站，该基站可操作在所述链路上收发该服务。该用户站包括一个互连所述用户终端和一个调制解调器的微处理器组件。该微处理器组件用于处理该用户服务，而该调制解调器用于调制和解调该服务。一个无线电设备也连接到该调制解调器并且用于转换用于在该无线链路上收发的该服务。一个可操纵的天线连接到该无线电设备并可操纵被以在该链路上获得该服务的所需收发质量的方向被定向。在本专利技术的另一方面，提供了用于无线本地环路用户站的天线，该天线包括连接装置，用于将该天线连接到该用户站的一个无线电设备。该天线具有至少一个驱动元件，用于收发通过无线链路与基站通信的用户服务。该天本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过无线链路在一个网络和一个用户终端之间传输至少一种用户服务的无线本地环路系统，所述系统包括：至少一个基站，互连所述网络和所述无线链路，所述基站可操作用于在所述链路上收发所述服务；以及一个用户站，互连所述用户终端和所述无线链路，所述用户站具有一个可操纵天线，该天线可操作以具有所述链路上的所述服务的所需收发质量的方向被定向。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆士R布洛杰特，弗雷德J海因茨曼，
申请(专利权)人：索马网络公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]