具有可选择元件的多频带全方向平面天线设备制造技术

本发明专利技术公开了具有可选择元件的多频带全方向平面天线设备，该天线设备包括：基片，其具有第一层和第二层；多个天线元件，其在第一层上，每个有源天线元件选择性地耦合到通信装置，至少一个有源天线元件被配置成形成偶极的第一部分，偶极具有极化基本上在基片的平面中的定向辐射图，第一有源天线元件被配置成以第一频率工作；以及接地部件，其在基片的第二侧上，接地部件形成第一偶极的第二部分，偶极的第二部分相对于偶极的第一部分与第二部分之间的对称平面不对称。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及无线通信网络，并且更加具体地涉及具有可选择元件的多频带全方向平面天线设备。
技术介绍
在通信系统中，对于更高的数据吞吐量存在日益增加的需求，并且存在相应的动力以减少可以扰乱数据通信的干扰。例如，在IEEE802. 11标准的网络中，接入点(亦即基站)经由无线链路与一个或多个远程接收节点(亦即网络接口卡)进行数据通信。无线链路可能 容易受到干扰的影响，所述干扰来自其他接入点、其他无线电发射装置、接入点和远程接收节点之间的无线链路环境中的变化或扰动等等。例如通过迫使通信以较低的数据率进行，干扰可能使无线链路降级，或者可能足够强以致完全扰乱无线链路。用于减少接入点和远程接收节点之间的无线链路中的干扰的一种解决方案是在“分集”方案中为接入点提供几个全方向天线。例如，用于接入点的普通配置包括数据源，该数据源经由切换网络耦合到两个或更多个物理上分离的全方向天线。接入点可以选择全方向天线中的一个，由此来维持无线链路。因为全方向天线之间分离，所以每个天线遭受不同的信号环境，并且每个天线向无线链路提供不同的干扰水平。切换网络将数据源耦合到全方向天线当中的在无线链路中遭受最少干扰的任何全方向天线。然而，使用两个或更多个全方向天线用于接入点的一个问题是通常的全方向天线被垂直极化。垂直极化的射频(RF)能量不如水平极化的RF能量那样有效地在通常的办公室或居住空间内传播，另外，大多数的膝上型计算机无线卡具有水平极化的天线。迄今为止，用于制造水平极化的RF天线的常用解决方案在制造方面昂贵，或者不能提供足够的RF性能以在商业上成功。进一步的问题是全方向天线一般包括附着到接入点壳体的直立杆。该杆通常包括暴露在壳体外部的空心金属棒，并且常会遭受折断或破坏。另一个问题是每个全方向天线包括相对于接入点的分离的制造单元，这样一来就需要额外的制造步骤以在接入点中包括全方向天线。使用两个或更多个全方向天线的更进一步的问题是，因为物理分离的天线可能仍然相对彼此接近，所以几个天线中的每一个可能遭受类似的干扰水平，并且通过从一个全方向天线切换到另一个全方向天线，可能仅获得相对小的干扰减少。减少干扰的另一个解决方案涉及使用电子控制的相控阵天线的射束转向。然而，相控阵天线制造起来极其昂贵。进一步，相控阵天线需要许多相位调谐元件，其可能会漂移或变得失调。进一步，将多频带覆盖结合到具有一个或多个全方向天线的接入点中并不是普通的任务。典型地，天线在一个频带运行良好，但是在另一个频带不能工作或给出次优性能。将多频带覆盖提供到接入点中可能需要大量天线，每个天线被调谐以便以不同的频率操作。大量天线会使接入点表现为难看的“天线场”。天线场特别不适于家庭消费者应用，因为必须分离的大量天线可能要求接入点的总体尺寸增加，而大多数消费者则希望其尽可能小和不显眼。
技术实现思路
在一个方面，一种天线设备包括该天线设备包括基片，其具有第一层和第二层；多个天线元件，其在第一层上，每个有源天线元件选择性地耦合到通信装置，至少一个有源天线元件被配置成形成偶极的第一部分，偶极具有极化基本上在基片的平面中的定向辐射图，第一有源天线元件被配置成以第一频率工作；以及接地部件，其在基片的第二侧上，接地部件形成第一偶极的第二部分，偶极的第二部分相对于偶极的第一部分与第 二部分之间的对称平面不对称。在一个方面中，一种系统包括通信装置，用于产生低频带RF或高频带RF ;第一装置，用于产生第一定向辐射图；第二装置，用于产生第二定向辐射图；以及选择装置，用于从通信装置接收低频带RF或高频带RF，并且将第一装置或第二装置选择性地耦合到通信>J-U ρ α装直。在一个方面中，一种方法包括在通信装置中产生第一射频信号；以及将多个共面天线元件中的至少一个耦合到通信装置，以产生基本上在天线元件的平面中的第一定向辐射图，多个共面天线元件被配置成耦合到通信装置以提供多个定向辐射图。在一个方面中，一种天线设备包括具有第一层和第二层的基片。第一层上的天线元件包括第一偶极部件，其配置成以第一射频(例如大约2. 4至2. 4835GHz的低频带)辐射；以及第二偶极部件，其配置成以第二射频(例如大约4. 9至5. 825GHz的高频带)辐射。第二层上的接地部件包括第一偶极部件的相应部分和第二偶极部件的相应部分。天线设备可以包括多个天线元件和耦合到多个天线元件的天线元件选择器。天线元件选择器配置成将天线元件选择性地耦合到用于产生第一射频和第二射频的通信装置。天线元件选择器可以包括PIN 二极管网络。天线元件选择器可以配置成同时将第一组多个天线元件耦合到第一射频并且将第二组多个天线元件耦合到第二射频。在一个方面中，一种方法包括产生低频带RF ;产生高频带RF ;将低频带RF耦合到第一组多个平面天线元件；以及将高频带RF耦合到第二组多个平面天线元件。第一组可以不包括第二组天线元件中包括的天线元件，也可以包括其中的一个或多个天线元件。第一组天线元件可以配置成以相对于第二组天线元件不同的取向来辐射，或者可以配置成以相对于第二组天线元件大致相同的取向来辐射。在一个方面中，一种多频带耦合网络包括馈送端口，其配置成接收低频带RF或高频带RF ;第一滤波器，其配置成以预定延迟使低频带RF通过并使低频带RF移位；以及第二滤波器，其与第一滤波器并联。第二滤波器配置成以预定延迟使高频带RF通过并使高频带RF移位。预定延迟可以包括1/4波长或其奇数倍。多频带耦合网络可以包括RF开关网络，其配置成将馈送端口选择性地耦合到第一滤波器或第二滤波器。多频带耦合网络可以包括第一 PIN 二极管网络，其配置成将馈送端口选择性地耦合到第一滤波器；以及第二 PIN二极管网络，其配置成将馈送端口选择性地耦合到第二滤波器。在一个方面中，一种多频带耦合网络包括馈送端口，其配置成接收低频带RF或高频带RF;第一开关，其耦合到馈送端口 ；第二开关，其耦合到馈送端口 ；第一组耦合线(例如弯曲的迹线)，其耦合到第一开关并且配置成使低频带RF通过；以及第二组耦合线，其耦合到第二开关并且配置成使高频带RF通过。第一开关和第一组耦合线可以包括用于低频带RF的1/4波长的延迟，并且第二开关和第二组耦合线可以包括用于高频带RF的1/4波长的延迟。附图说明现在参考表示本专利技术优选实施例的附图来描述本专利技术。在附图中，相同的部件具有相同的参考标号。图示的实施例旨在举例说明而不是限制本专利技术。所述附图包括以下各图 图I图示了根据本专利技术的一个实施例的包括具有可选择元件的全方向平面天线设备的系统；图2A和图2B图示了根据本专利技术的一个实施例的图I的平面天线设备；图2C和2D (与图2A和2B总称为图2)图示了根据本专利技术的一个实施例的图I的平面天线设备的几个部件的尺寸；图3A图示了根据本专利技术的一个实施例的由选择图2的平面天线设备的不同天线元件产生的各种辐射图；图3B (与图3A总称为图3)图示了根据本专利技术的一个实施例的用于图2的平面天线设备的仰角辐射图；图4A和图4B (总称为图4)图示了根据本专利技术的图I的平面天线设备110的可替选实施例；图5图示了根据本专利技术的一个实施例的用于在图I的平面天线设备中使用的多频带天线元件的一个元件；图6图示了根据本专利技术的一个实施例的用于将图5的多频带本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天线设备，包括：基片，其具有第一层和第二层；多个天线元件，其在所述第一层上，每个有源天线元件选择性地耦合到通信装置，至少一个有源天线元件被配置成形成偶极的第一部分，所述偶极具有极化基本上在所述基片的平面中的定向辐射图，第一有源天线元件被配置成以第一频率工作；以及接地部件，其在所述基片的第二侧上，所述接地部件形成第一偶极的第二部分，所述偶极的所述第二部分相对于所述偶极的第一部分与第二部分之间的对称平面不对称。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：维多·夏顿，
申请(专利权)人：鲁库斯无线公司，
类型：发明
国别省市：