具有集成的射频通信的照明器制造技术

公开了一种照明器，其包括照明单元和无线射频通信装置，其中照明单元的至少一部分和无线射频通信装置的至少一部分与相同的散热部件热接触。无线通信装置的示例包括用于5G通信的无线毫米波回程装置。的无线毫米波回程装置。的无线毫米波回程装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有集成的射频通信的照明器


[0001]本专利技术涉及具有集成的射频通信能力的照明器，尤其是涉及(但不限于)户外照明器。

技术介绍

[0002]随着移动电信技术的发展，用户数据消耗在过去十年中已经迅速增长。因此，需要更高的下载和上传速度和更大的带宽，以满足用户要求。适应这些增长的需求的无线连接标准和规范由诸如3GPP和IEEE之类的标准化机构所主导。在一般公众中，2G，3G，4G和5G的3GPP电信标准是最公知的。5G标准的一个重要方面是使用较高的射频。虽然4G
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LTE频率范围从700MHz到2.7GHz，但是5G频率在以下两个组中被提供：其中第一组的范围为450MHz至6GHz，第二组的范围为24.25GHz至52.6GHz。一般而言，电磁频谱中从30GHz到300GHz的射频频带被称为极高频(EHF)。由于该EHF频带中的无线电波具有毫米量级的波长，所以EHF频带也被称为毫米频带，并且该频带中的无线电波被称为毫米波或mm波。
[0003]典型的毫米波通信装置包括用于提供不同功能(诸如电源功能，接口功能，数据存储功能和数据处理功能)的基带部分，以及一个或多个射频(RF)部分，每个射频部分包括发射器和/或接收器。该发射器和/或接收器需要连接到用于发射和/或接收无线电波的天线。通常，对于6GHz以上的频率，由于原本线缆中的信号损耗过大，射频部分和天线之间的物理分隔应当被最小化。
[0004]基带部分和射频部分可以被布置为单个模块或各个不同模块。为了确保毫米波通信装置的可靠操作，这些部分需要例如通过支架机械地固定，以防止振动和冲击。
[0005]典型的毫米波通信装置还包括冷却部分，例如用于将装置所耗散的热传递到冷却介质(通常是空气)的散热器，用于将热量从内部热源(例如，处理器)传递到散热器的内部传热件和/或热垫。散热器通常由诸如铝或铜的金属制成，并且例如通过翅片的方式提供有与冷却介质接触的大的表面积。
[0006]由于典型的毫米波通信装置被设计用于室外环境，因此其需要通过不受天气影响的方法来抵抗湿气，水，灰尘等，例如，通过提供防水封装壳体，通过为线缆馈通和连接器提供密封，和/或通过为不同部分提供分离的隔室。
[0007]所有上述考量都倾向于增加毫米波通信装置的尺寸和重量。
[0008]此外，无线电信号通过空气行进的距离的范围随着频率的增加而减小，因此，与利用较低频率的无线电通信相比，利用较高频率的无线电通信以覆盖某一区域需要更大数量的毫米波通信装置(例如，基站)。
[0009]此外，无线电信号穿透固体对象(诸如汽车，人体，树木和墙壁)的能力随着频率的增加而减小。对于毫米波通信，两个端点之间的通信通常需要清晰的视线(LOS)而不存在位于其间的阻障。换句话说，毫米波通信基站必须能够“看到”与其正在通信的用户设备(例如，智能电话)以便能够进行毫米波通信。因此，毫米波通信装置必须安装在不仅足够接近用户而且在其间没有任何阻障的位置。这在城市环境中是具有挑战性的，后果是必须将无
线电设备托管(安装)在人和交通所在的位置附近。
[0010]因此，期望提供一种用于毫米波通信的改进的解决方案。
[0011]室外照明网格(例如，街道照明)提供近乎理想的网格以部署无线通信设施(WiFi，4G/5G远程通信，E频带和V频带回程通信)，这是因为其提供了接近度(到人、交通的接近度)，规模(普遍存在)，粒度(两灯杆之间的距离与射频网络设计的典型要求匹配)和高度(安装设备以用于信号覆盖的高度)。获得城市(准许)和公众接受的一个关键挑战是提供美学的解决方案和最小化的形状因子。强烈希望在不可见的地方隐藏技术。
[0012]有益地，需要注意，在室外区域(公共空间以及工业区域，校园，企业等)中的数字化数据的生成，消耗和传输可以粗略地划分为三个虚拟的“层级”或“组”。虽然与OSI模型中的网络通信的各个层有一些相似性，但是它们不是一对一的相关。存在许多方式来限定这样的层或组，并且下面的描述仅仅是示例：
[0013](1)接入层或应用层
[0014]这包括、利用生成数据(诸如相机和传感器)、消费数据(诸如数字显示器)或连接到生成和/或消费数据(诸如连接到移动电话、传感器或其他装置的Wi
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Fi设备和/或电信设备)的装置的各种设备(端点)，或被生成数据(诸如相机和传感器)、消费数据(诸如数字显示器)或连接到生成和/或消费数据(诸如连接到移动电话、传感器或其他装置的Wi
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Fi设备和/或电信设备)的装置的各种设备(端点)所启用。设备可以包括这些的组合，例如具有嵌入式电信装置的传感器或相机。该层中的设备的密度可以非常高，这就是5G电信标准将支持每平方公里一百万个设备的原因。
[0015](2)光纤层
[0016]光缆的网络用于提供从端点到互联网的数据连接，以控制房间(例如，用于闭路电视照相机，CCTV)，电信核心网络等。
[0017](3)无线传输层
[0018]无线数据传输层越来越多地“插入”第1层(接入层或应用层)和第2层(光纤层)之间。这有几个原因，主要原因是实现到终端装置的光纤连接是昂贵的，耗时的并且对于城市是破坏性的(因为线缆通常被铺设在地下)。无线传输层将数据从一个或多个终端装置无线地传输到光纤位置(光纤入网点或POP)。对于产生有限量的数据(例如，每天高达几千比特)的终端装置而言，低带宽传输层就足够。存在许多可用于此的窄带协议和装置。对于产生大量数据(例如每秒高达数兆比特)的终端装置而言，存在可用的有限选项。通常在第1层中应用的电信设备有时用于此目的。存在能够以高数据速率无线地通信的各种其它装置，无论是基于射频(RF)技术，或是基于光学(光)技术。在该层中的数据传输通常被称为回程(backhaul)、中程(midhaul)或前程(fronthaul)传输。
[0019]本公开聚焦于无线通信装置，其使用用于上述第3层应用的射频(RF)频谱。它还可以应用于在上述第1层中操作的通信装置。
[0020]已知的射频通信装置使用集成在装置的构建块(即基带单元、无线电器件、天线或其组合)中的散热、对流或传导，从而导致这种射频通信装置的尺寸和重量增加。基带单元和无线电器件可以集成在一个模块中。当附接到街道照明网格的灯杆时，这导致涉及灯杆强度的技术问题以及出于美学原因的城市和市民的接受性问题。灯杆的强度受射频通信装置上的额外重量、风载以及在柱子中钻出的孔的影响，该孔用于馈送通过用于电力连接和
数据连接的电线。

技术实现思路

[0021]本专利技术的目的是提供解决上述问题中的至少一些的解决方案。
[0022]专利技术人已经认识到，通过将射频通信装置拆分成功能部件/构建块/单元并且重新配置这些单元的布局，他们可以优化照明器的针对以下两方面的使用，即不仅优化由照明器中的照明部件产生的热量的散热，而且还优化由射频通信部件产生的热量的散热。在本公开的上下文中，散热包括两个主要方面：(i)耗散由本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种照明器，包括：照明单元，以及无线射频通信装置，其中所述照明单元的至少一部分和所述无线射频通信装置的至少一部分与共用散热部件热接触。2.根据权利要求1所述的照明器，其中所述共用散热部件由照明器壳体的至少一部分所包含。3.根据权利要求1所述的照明器，其中所述共用散热部件位于由照明器壳体的至少一部分所形成的受限空间内。4.如权利要求1所述的照明器，其中，所述照明器包括照明器壳体，所述照明器壳体至少部分地包括金属壳体，所述无线射频通信装置包括基带单元、无线电器件和天线，并且其中所述无线射频通信装置的所述基带单元和/或所述无线电器件包含在由所述照明器的所述金属壳体所形成的受限空间内，并且其中，所述无线射频通信装置的天线位于由所述照明器的所述金属壳体所形成的所述受限空间之外，或者，所述无线射频通信装置的所述天线包含在由所述照明器的所述金属壳体所形成的所述受限空间内，其中所述金属壳体具有靠近所述天线的非金属区域，所述非金属区域由对射频信号透明的材料制成。5.根据权利要求4所述的照明器，其中所述无线射频通信装置的所述基带单元、所述无线电器件和/或所述天线与所述照明器壳体的所述金属壳体机械接触和/或热接触，其中所述金属壳体包括所述共用散热部件。6.如权利要求1所述的照明器，其中，所述照明器包括照明器壳体，所述照明器壳体至少部分地包括对射频无线电信号透...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：昕诺飞控股有限公司，
类型：发明
国别省市：