应用于wifi中的多模式锥形天线系统的制作方法

文档序号:8924299阅读:370来源:国知局
应用于wifi中的多模式锥形天线系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于天线领域,具体涉及一组由四个独立的天线组成一个锥形的天线单元,通过电子控制每个独立的天线,已形成特定的辐射方向图,自适应环境,为收发设备提供可靠、高效的通信链路链接。
【背景技术】
[0002]天线系统是通信系统组成中必不可少的,在以往的无线通信中,单个天线分别用于发射源和接收端。这种系统叫做SISO(single input single output,即:单发单收)。这样的系统容易发生多径效应从而产生问题。当电磁波遇到丘陵、峡谷、建筑、电线电缆等障碍物时,会发生反射、绕射、散射等问题,因此电磁波会以多个路径到达目的地。延迟的散射信号会导致信号衰落、边缘掉话(悬崖效应)以及间歇性接收(如同尖粧篱栅的形态)。在数字通信系统中,例如互联网,这会导致数据传输速率下降,而且会增加系统误码率。
[0003]使用智能天线可以减少或消除由反射、偏转、折射、散射等多径传输带来的烦恼。智能天线是一种数字无线通信天线系统,它的分集效应在源(发射机),目的地(接收机)都有明显的优势。分集效应的优势在于多个射频(Rad1 Frequency,简称RF)信号同时发射和/或接收,来提高数据传输速度,降低错误率。智能天线也被称为自适应天线阵、多天线,近来也被叫做MIMO(Multiple-1nput Multiple-Out-put,即:多发多收),它是一种利用智能信号处理算法来识别空间来波方向(DOA)及特征的阵列天线,并计算出天线波束的形成量,利用控制单元控制天线的波束可以追踪和定位一个移动的目标。
[0004]当前使用的大多数智能天线都是由天线阵组成,通过改变每个天线单元的幅度、相位来组成不同的辐射方向图,但是这种天线阵一般仅在某一片特定扇区内自适应调整,无法满足360度全向覆盖要求。如果没有很精确的布局,很难满足覆盖要求。因此,急需一种可以在水平面内灵活控制天线方向图的天线系统。

【发明内容】

[0005]这段描述的目的在于总结本发明的一些架构,然后介绍一些优选的具体实施例,在这段描述与在摘要中的描述会有一些简化和省略,为的是避免混淆本段的描述与摘要的描述。这样的简化并不是在限制本发明的范围。
[0006]本发明的目的在于提供一种天线系统,其能够提供垂直极化的射频链路。包括一组由四个独立的天线组成一个锥形形状的天线单元,基板以及外围控制电路。通过电子控制每个独立的天线,已形成特定的辐射方向图,自适应环境,为收发设备提供可靠、高效的通信链路链接。
[0007]根据本发明一个优选的实施例,锥形天线单元由四个独立金属锥面组成。通过设计、仿真计算得出金属锥面特定的底面半径、圆锥角、高度等参数。然后将金属锥面沿斜边四等分,得到四个完全一样的天线。
[0008]根据本发明一个优选的实施例,每个锥面天线采用锥角处馈电,馈电处通过一个电子开关(射频二极管)与外围控制电路连接。每一个电子开关也都是独立的,可以电子控制对应天线的状态,接通或者断开。
[0009]根据不同的用途,本发明可以应用于一种解决方案、一种装置或一个系统的一部分。根据一个实施例,本发明是一种天线系统,其包括:一组由四个独立的天线组成一个锥形的天线单元,每个独立的天线通过电子开关控制导通或者断开,从而改变天线系统的辐射方向图,给通讯设备提供更好的无线链路。
[0010]本发明的特点与优点在于,提供了一种体积小、工作频带宽、辐射方向图可以改变并且成本更低更容易制造的天线。本发明还有一些特点和优点将在下面的附图以及实例的实施方式中阐述。
【附图说明】
[0011]以下附图和描述有助于更深刻的理解本发明的特征、优点。
[0012]图1所示为一组由四个独立的天线组成一个锥形的天线单元的立体视图;
[0013]图2所示为一组由四个独立的天线组成一个锥形的天线单元的俯视图;
[0014]图3所示为锥形天线单元馈电及控制原理结构视图;
[0015]图4所示为一组由四个独立的天线组成一个锥形的天线单元的侧视图;
[0016]图5A所示为所有独立天线均导通时锥形天线单元的驻波图;
[0017]图5B所示为对应于图5A天线模式的水平面辐射方向图;
[0018]图6A所示为任意一个独立天线导通,其余三个独立天线断开时锥形天线单元的驻波图;
[0019]图6B所示为对应于图6A天线模式的水平面辐射方向图;
[0020]图7A所示为两个相邻的独立天线导通,其余两个独立天线断开时锥形天线单元的驻波图;
[0021]图7B所示为对应于图7A天线模式的水平面辐射方向图;
[0022]图8A所示为任意一个独立天线断开,其余三个独立天线导通时锥形天线单元的驻波图;
[0023]图8B所示为对应于图8A天线模式的水平面辐射方向图。
【具体实施方式】
[0024]本发明的详细描述包含了过程、步骤、逻辑运算、处理以及其他使用符号直接或间接的表明通信装置与馈电网络的耦合等类似的操作。这些过程的描述通常被熟悉本领域的技术人员用来与其他同领域的技术人员作有效的沟通。
[0025]以下描述中用到的“一个具体实施例”或“具体实施例”是指结合该具体实施例中所描述的特定特征、结构或特性,并至少包含在本发明内的一个具体实施例。出现的“在一个具体实施例中”并不一定是指在同一个具体实施例,这些具体实施例也不存在相互排斥或相互替换。
[0026]运营商一直在寻找一种能够提供在水平方位最佳的无线功率覆盖且体积小的天线系统。本发明的一个实施例提供了一种天线系统,包括一组由四个独立的天线组成一个锥形的天线单元,基板以及外围控制电路。通过电子控制每个独立的天线,已形成特定的辐射方向图,自适应环境,为收发设备提供可靠、高效的通信链路链接。此外,本发明的一个实施例介绍的天线系统尺寸小,且容易制造,提供了一种低成本的解决方案以满足市场需求。
[0027]参照【附图说明】,
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