双极化天线阵列的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及双极化天线阵列。
【背景技术】
[0002]越来越多数目的无线通信标准被应用于便携式设备以及朝向更小、更薄和更轻的便携式设备的趋势可导致针对一个或多个天线(在下文中被称作天线)的主要设计挑战。天线表示基本不同于便携式设备中的其他组件的一类组件。例如，天线可被配置为在自由空间高效地辐射，而其他组件或多或少地与它们的周围环境相隔离。
[0003]在毫米波(mm波)频率处运行的天线-用于高数据速率短距离链路_被预计在未来将变得流行。这样的应用或标准的一个示例被称作WiGig (每秒无线千兆比特)，其运行在60GHz左右的ISM频带出。此外，毫米波无线电系统的采用预期在诸如5G蜂窝无线电之类的未来标准中扮演角色。通常，这些短距离毫米波无线电系统需要发射机与接收天线之间未被遮挡的视距(LOS，line-of-sight)来以最低的功率消耗实现最高的数据率。这样的系统还可通过使用来自周围物体的信号反射来在非视距(NLOS)配置中操作。WiGig标准的目标是通过使用无线链路使得NLOS传输成为可能。在LOS要求下，发射天线和接收天线的朝向可能要求它们各自的主瓣面向彼此以实现最大无线电链路效率。诸如那些在移动设备(例如，膝上型计算机、平板、智能电话等等)中使用的单元件天线设计受限于覆盖范围并且还在毫米波操作频率处表现出低增益。
【发明内容】
[0004]根据本公开的一个方面，提供了一种设备，包括:天线阵列，该天线阵列包括多个水平极化天线元件和多个垂直极化天线元件；射频(RF)模块，该RF模块通过天线阵列辅助无线信号的发送或接收。RF模块还包括:检测器，该检测器被配置为确定和比较水平极化天线元件和多个垂直极化天线元件之间的无线信号强度；以及开关组件，该开关组件将该多个天线元件耦合至RF模块，其中开关组件响应于水平极化天线元件和垂直极化天线元件之间的无线信号的确定和比较来将选择的多个天线元件耦合至RF模块。
[0005]根据本公开的另一方面，提供了一种天线阵列，包括:多个交错的水平极化天线元件和垂直极化天线元件，其中基于对至少一个水平极化天线元件、至少一个垂直极化天线元件、或者其组合中的无线信号强度的测量或比较，至少一个天线元件在天线阵列中的信号接收或发送期间被采用。
【附图说明】
[0006]参考附图来描述【具体实施方式】。在图示中，标号的最左侧的(一个或多个)数字标识了该标号首次在其中出现的图示。相同的标号在用于整个附图中以标示相似的特征和组件。
[0007]图1是视距(LOS)无线通信期间的便携式设备的示例布置。
[0008]图2是如这里的当前实现方式中所述的示例天线配置。
[0009]图3是如这里的当前实现方式中所述的示例天线配置的另一实现。
[0010]图4是如这里的当前实现方式中所述的无线电芯片的示例封装实现。
[0011]图5是示出了用于实现便携式设备中具有动态极化调节的天线阵列的示例方法的示例流程图。
【具体实施方式】
[0012]这里描述的是用于实现便携式设备中具有动态极化调节的天线阵列的架构、平台和方法。例如，第一便携式/固定式设备与第二便携式设备通过它们各自的天线阵列建立无线通信链路。天线阵列可包括交错的水平极化天线元件和垂直极化天线元件。在WiGig的某些应用中，无线坞接(docketing)可被实现。在无线坞接中，诸如膝上机、平板、或智能电话之类的便携式设备被坞接至静止或固定的坞接台站。
[0013]在建立无线通信链路之后，第一便携式设备确定并比较它的天线阵列的水平极化天线元件和垂直极化天线元件之间的无线信号强度。通过使用诸如梯度优化算法之类的算法，第一便携式设备得出辅助天线阵列中的最大功率传递的期望极化。此后，第一便携式设备可响应于无线信号强度的确定和选择，来选择它的天线阵列中的至少一个天线元件。所选择的至少一个天线元件可被用于发送无线信号或从第二便携式设备接收无线信号。
[0014]图1是视距(LOS)无线通信期间便携式设备的示例布置100。在某些实现方式中，便携式设备可操作于毫米波频率处。布置100示出了便携式设备102和它的天线104的爆炸图示，以及另一便携式设备106和天线108。布置100还示出了针对每个天线104和108的波导或传输线110和射频(RF)模块112。在针对60GHz或毫米波系统的某些实现方式中，芯片和天线在相同的封装基底上，其中RF模块112是收发机芯片。另外，开关可以是相同CMOS收发机或封装基底的所有部分。
[0015]便携式设备102可包括但不限于:平板计算机、上网本、笔记本计算机、膝上型计算机、移动电话、蜂窝电话、智能电话、个人数字助理、多媒体播放设备、数字音乐播放器、数字视频播放器、导航设备、数字相机等等。便携式设备102例如还可与网络环境中的其他便携式设备106通信。网络环境例如包括被配置为辅助便携式设备102和另一便携式设备106之间的通信的蜂窝网络。
[0016]例如，便携式设备102可以是毫米波便携式设备，由于它在30GHz和300GHz之间的频率(否则称作毫米波或mm波频率)处操作的特性或能力。便携式设备102例如在建立并进行与另一便携式设备106的LOS无线通信时利用天线104。LOS无线通信例如在30-300GHZ频率范围处操作，其中便携式设备之间的遮挡可轻易地降低LOS无线通信期间的无线信号强度。在以上示例中，天线104包括由如图2和3中进一步描述的水平极化和垂直极化天线元件组成的天线阵列。
[0017]在实现方式中，便携式设备102的天线104可在与便携式设备106的LOS无线通信期间利用水平极化、垂直极化、或圆形极化。例如，便携式设备102确定水平极化在与便携式设备106的LOS无线通信期间提供了最大功率传递。在此示例中，天线104的水平极化天线元件被便携式设备102用于LOS无线通信。就是说，便携式设备102可在没有影响它在无线信号的发送或接收中的效率的情况下停用或关闭天线104的垂直极化天线元件以节省功率。
[0018]在另一示例中，便携式设备102确定圆形极化在从便携式设备106接收无线信号时提供了最大功率传递。在此示例中，天线104的水平极化天线元件和垂直极化天线元件的组合可被用于提供天线104的天线辐射方向图中的圆形极化。
[0019]继续参考图1，便携式设备102可首先建立与另一便携式设备106的LOS无线通信链路。此后，便携式设备102可检测并确定辅助所建立的LOS无线通信的最大功率传递的极化方式。例如，便携式设备102利用诸如梯度优化算法之类的算法来确定提供最大功率传递的极化。在此示例中，便携式设备102可根据所确定的生成最大功率传递的极化来调节它的天线104。
[0020]作为这里的当前实现方式的示例，诸如使用便携式设备102内的分离天线之类的其他形式的检测可被用于确定生成最大功率传递的极化。在此示例中，无线信号强度的确定基于除了天线104之外的天线。
[0021]在实现方式中，RF模块112作为信号控制器辅助通过天线104的、无线信号形式的数据的发送或接收。RF模块112可利用传输线110进行无线信号的发送和接收。如图所示，传输线110将天线104中的每个水平极化天线元件和垂直极化天线元件耦合至RF模块112的收发机。
[0022]尽管示例布置100以有限形式示出了便携式设备102和106之间的毫米波无线通信的基本组件，诸如电池、一个或多个处理器、S頂卡等其他组件未被描述以便简化这里描述的实施例。另外，NLOS无线通信应用可实现与针对LOS无线通信应用所述的技术或过程相同的技术或过程。
[0023]图2示出了示例天线200，该示例天线是分别代表便携式设备102和106的天线104和108的天线。在此示例中，天线200可在LOS (例如，毫米波)无线通信期间被用作接收机或发射机。如图所示，天线200包括传输线110，进一步包括极化检测器202和开关组件204的RF模块112，以及包括天线元件208-2,208-4.....和203-32的天线阵列206。
[0024]作为这里的当前实现方式的示例，便携式设备10