用于提供无线宽带接入的无线电和天线设备的制作方法

用于提供无线宽带接入的无线电和天线设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种用于提供无线宽带接入的无线电和天线设备。用于无线传输的无线电设备包括允许安装到柱或架台并且调节设备的角度的集成的可调节底座。该设备可以包括具有高增益的被配置成在例如5.15-5.85GHz频带和/或2.40-2.48GHz频带下操作的紧凑阵列天线。天线发射器可以与包含连接发射元件的天线馈源的平面分开且也与接地平面分开的平面内。天线阵列可以与无线电控制电路系统一起包含在保护性防天气壳体内。
【专利说明】用于提供无线宽带接入的无线电和天线设备

【技术领域】
[0001]本文描述的装置(设备和系统)以及制造总体上涉及无线电和天线设备，其被配置成形成用作用于甚至在相对偏远的地区访问互联网的系统的部分的宽带无线系统的部分。本文描述的无线传输站可以被配置用于室内、室外或者室内和室外使用。

【背景技术】
[0002]捆绑媒体服务(例如电视、电话和宽带互联网服务的组合包)已经成功地被提供给具有到服务提供商网络的有线连接的家庭。没有这样的有线连接的区域中的家庭(例如不能经由诸如光学线缆、铜线缆之类的常规通信介质和/或其他基于固定导线的技术达到的地区中的顾客)可以为了这些服务中的一些服务(例如宽带接入)依赖于固定无线服务。可以通过有效地利用现有的顾客驻地装备(CPE)使得固定无线服务更加吸引顾客。
[0003]特别地，存在开发将宽带输送至传统宽带(例如有线或线缆输送)不可用或不可能的偏远且服务不足的地区的系统的增长的需求。迄今为止，在服务不足和开发不足的地区输送高性能网络一直具有挑战性，因为缺乏能够以足够的灵活性操作以便提供客户站(例如家庭或商业地点)与互联网服务提供商(包括无线互联网服务提供商)之间的点对点以及点对多点通信的耐用且强大的系统，包括基于天线的系统。
[0004]为了降低这样的设备的成本，从而可以以合理的价格将它们提供给甚至服务不足的社区，这样的天线必须既可靠，也易于制造，并且易于使用。此外，这些天线必须具有适当频带中的足够大的带宽。进一步，这些设备必须紧凑，然而具有最小的线辐射和其他噪声源。
[0005]理想情况下，这样的系统将包括用户友好设备，这些设备包括鲁棒(包括用在室外区中)且易于安装和使用的放大宽带无线电设备/天线。本文描述的是可以解决上面提出的问题的设备和系统。
实用新型内容
[0006]本实用新型总体上涉及无线传输站，包括无线宽带无线电设备。这些装置，包括设备和系统，可以是可配置为点对点或者点对多点的站的无线宽带接入设备。
[0007]这些装置可以包括阵列天线以及被配置成控制宽带信息到天线和从天线的发射和接收的控制电路系统。通常，也可以称为贴片(patch)阵列天线或者贴片天线的阵列天线可以由多个天线辐射元件形成，每个元件具有辐射表面。本文描述的天线阵列也可以被配置为和/或称为平面天线或者平面阵列天线。
[0008]无线传输站的控制电路系统可以适于利用阵列天线使用最小化阻抗失配的层状印刷电路板操作。无线传输站也可以包括具有底座(例如支架底座(bracket mount))的壳体，该底座用于可调节地将装置连接到支架，该支架可以连接到柱、壁、架台(stand)或者任何其他表面。壳体可以适于允许将装置瞄准例如另一个无线宽带接入装置，并且壳体也可以适于使得一旦它被定位，则可以将它锁定到位。在一些变型中，将设备锁定到位可能使部件不可逆地变形以便帮助保持定位。壳体可以包括一个或多个天线对准特征，包括集成的酒精(或气泡)水平仪，该水平仪是外部壳体的一部分并且可以被调节或定位装置的人看见。
[0009]壳体也可以允许来自壳体内的一个或多个指示器(例如指示灯、LED等等)的显示在壳体外部可见；这可以允许在不损害壳体封闭(例如密封)的情况下操作设备。例如，壳体可以包括允许可见指示器(例如光)通过壳体透射的透明或不透明区。
[0010]应当理解的是，除非另有说明，本文描述的任何特征或元件可以单独地使用或者结合本文描述的任何其他特征使用。尽管下文中的描述被划分为(例如描述贴片天线、壳体、壳体底座等等的)若干节，但是应当理解的是，这是为了方便起见，并且一节中描述的特征可以与其他节中描述的装置和方法一起使用。装置可以包括这些特征中的一些或者全部。
[0011]例如，本文描述了无线传输站，其可以被配置为用于提供无线宽带接入和数据传输的放大无线电和天线设备，这些设备被配置用于作为点对点或者点对多点的站的室内和/或室外使用。这些设备可以包括具有集成的可倾斜或者倾斜可选择的支架或底座(或者集成的到支架或底座的连接器)的壳体，具有多个(例如2个、4个、9个等等)布置在壳体内的贴片天线(天线辐射元件)的阵列天线。在本文描述的任何装置中，阵列天线可以具有含有多个(例如分立的)层的分层构造。该分层构造可以将每个天线包括天线辐射元件(也称为贴片辐射元件或者简单地称为辐射元件)的贴片天线分离为来自天线馈线的一个或多个单独的平面(例如向多个辐射元件馈送的天线馈板，和/或每个馈线向一个或多个辐射元件馈送的多根馈线)以及不同于接地板的平面。尽管通常本文描述的阵列天线可以包括天线辐射元件，每个元件具有辐射表面，其中这些辐射元件在相同平面内，但是在本文描述的任何变型中，这些天线辐射元件中的一些或者全部可以置于不同的平面内。通常，本文描述的分层配置是一种可以允许阵列在xy维更紧密地堆积的布置(例如，辐射元件可以比贴片阵列的辐射波长的半波长还近地彼此靠近)。此外，本文描述的贴片/阵列天线中的任何天线可以具有贴片辐射元件，这些元件具有尺寸稍微不同的辐射表面，从而防止反射的同相能量干扰操作。除了将辐射元件、馈源(feed)和接地装置布置在不同的平面中(沿着z轴)之外，具有不同尺寸的辐射表面的使用是与常规阵列(贴片)天线的另一个区别，所述常规阵列天线典型地具有尺寸全部相同的辐射元件的阵列。本文描述的任何装置(设备和系统)也可以与具有相同(或者近似相同)尺寸的辐射元件的阵列天线一起使用。任何到辐射元件的连接的定位可以相对于辐射表面的中心是偏心的。每个辐射表面与天线馈源之间的到天线馈源的连接可以在辐射元件的边缘处形成，或者它可以在每个天线馈源的更中心(但是不在中心)的位置形成。天线馈源与辐射元件之间的附接可以被选择成使得辐射元件可以被紧密地布置。
[0012]通常，本文描述的任何天线可以用于发射和/或接收宽带数据。因此，任何包括辐射表面的辐射元件可以用来既发射又接收宽带数据。通常，除非上下文另外指明，“发射器”或“接收器”可以或者被称为发射器或接收器，或者被称为收发器。
[0013]本文描述的装置通常可以是耐/防天气和/或水的，并且可以包括一个或多个用于控制从天线发射/接收无线宽带数据的控制器。该控制器可以被配置成允许发送和接收无线宽带信号。该控制器可以是硬件(例如电路系统)、软件和/或固件(包括可再编程/可再配置的电路系统)。例如，该控制器可以支持工业中常用的宽带传输协议中的一种或多种，例如时分多址(TDMA)协议或者载波侦听多路访问(CSMA)协议、频分多址(FDMA)、码分多址(CDMA)等等。这些设备可以被配置成置于外部以便作为用于无线宽带传输的系统的部分在中间距离(例如〈1，3-5，5-10等等公里)或者长距离(例如数十或数百公里)上传输。在一些变型中，这些设备可以有利地被配置成由以太网供电(PoE)电源供电。
[0014]如下文中详细地描述的，在一些变型中，这些设备被配置成在室内、室外或者室外和室内使用，并且可以适于持续的室外使用。例如，这些设备可以是防天气的、耐天气的、防水的、耐水的，等等。在一些变型中，这些设备被配置用于室内使用，并且因而可以适于使得它们不包括耐/防天气或水的特征。
[0015]本文描述的阵列天线装置可以称为叠层阵列天线或者紧凑阵列天线，因为它们可以被布置成紧紧堆积的发射器表面在一个或多个馈源表面上方。这些天线中的任何天线可以用于高速无线通信，包括具有紧凑地布置在天线馈源和接地板上方的发射器/接收器阵列的用于无线传输的阵列天线。这些高增益设备可以被配置成在诸如5.15-5.85GHz频带和/或2.40-2.48GHz频带之类的任何适当频带下操作。天线发射器布置在将发射元件连接到无线电电路系统的天线馈源上方的单独的平面(或多个平面)内。天线馈源置于发射器与接地平面之间。所述天线阵列可以被配置成利用水平和垂直极化二者操作。所述装置可以被配置用于低阻抗失配并且可以具有相对于非常小而紧凑的总体形状的高增益。
[0016]通常，作为这些设备的部分而包括的贴片天线可以称为分层的，例如具有三个或更多邻近的平面，其中贴片辐射元件处于第一平面上方或者之内，该第一平面邻近包括天线馈源(或多个馈源)的第二平面(且在第二平面上方)，该第二平面也邻近包括接地板/平面的第三平面(且在第三平面上方)。用来引用这些平面(例如第一平面、第二平面、第三平面)的编号可以是不同的；通常，贴片辐射元件布置在离接地平面最远的平面(或多个平面)内，天线馈源布置在中间平面内。
[0017]贴片天线也可以被表征为具有多个辐射元件(天线/贴片辐射器)；与这些天线辐射元件相应的辐射表面中的一些或者全部可以是不同的形状和/或尺寸。例如，天线(例如“贴片”)辐射元件的辐射表面的总表面积以及天线馈源的维度可以彼此稍微不同(并且可以不同于平均值或平均尺寸)。例如，贴片辐射元件的全部(或者子集)的总表面积可以按照介于平均表面积的大约0.01%与大约20.00% (例如0.1% -20%,0.1% -15%,0.1% -10%,0.1%-5%、1%-5%等等)之间的量与其他贴片辐射元件不同。因此，对于大体矩形(包括正方形)的贴片辐射元件而言，每个贴片辐射元件的宽度和/或长度可以彼此稍微不同和/或与阵列中的其他贴片辐射元件的宽度和/或长度稍微不同。在一些变型中，宽度和/或长度(发射表面的平面中的两个维度)可以随贴片天线的辐射半波长的百分比而变化。例如，宽度和/或长度可以按照小于贴片天线的辐射半波长的大约20% (例如15%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1% )而变化。辐射波长本身可以是一个范围，并且因此贴片辐射元件中的每一个或者子集(例如25%、50%、75%、100% )的表面面积维度可以落在一定值范围内。天线发射元件的尺寸(以及天线馈源的形状/尺寸)的变化可以防止在别的情况下可能导致装置性能退化的同相反射能量的汇总。然而，本文描述的天线变型中的一些包括尺寸和形状近似相同的天线辐射元件。
[0018]在一些变型中，所述多个天线辐射元件中的辐射表面具有一定数量的不同表面积。例如，辐射表面可以具有围绕特定值的不同形状和/或表面积；例如，这些辐射表面中的每一个的直径可以相对于彼此变化，但是每个辐射表面具有小于贴片天线的辐射半波长的值的大约20.0%的直径。在一些变型中，所述多个贴片辐射元件具有多个不同表面积的辐射表面,这些表面积按照介于大约0.1%与20.0 %之间、介于大约0.1%与10.0%之间、介于大约0.1%与5.0%之间等等的量彼此不同。
[0019]通常，天线馈源的维度和形状可以是非均匀的。例如，形成天线馈源的迹线并不限于笔直和/或平行的线。在一些变型中，所述天线馈源中的全部或者一些具有沿着长度变化的宽度(其中长度和宽度为天线馈源的平面内的维度)。每个天线馈源可以在第三平面内具有不同的表面积。可替换地，不同的天线馈源可以具有非常不同的形状，包括沿着长度更宽或更窄的区域；该变化可以是连续的(例如迹线的弯曲的或者成角度的边)，或者它们可以是连续的(台阶)。在一些变型中，每个天线馈源可以具有在第三平面内延伸的长度和宽度，并且其中对于至少一半天线馈源而言，宽度沿着长度变化。在本文中也可以称为馈线、连接器馈线、天线馈源和/或微带线的天线馈线可以指辐射元件之间的传导连接器，包括天线像平面之上的线。
[0020]例如，本文描述了贴片阵列天线，其包括:第一平面内的接地板；第一平面上方的多个天线辐射元件，其中这些天线辐射元件中的每一个具有辐射表面并且这些辐射表面在第一平面上方延伸(并且其中这些天线辐射元件可以在相同平面内或者不同平面内延伸)；第一平面与辐射表面之间的第三平面内的天线馈源；以及从第三平面延伸的多根馈线，其中每根馈线将天线辐射元件连接到天线馈源。如前面所提到的，这些贴片天线中的任何天线可以被配置用作用于提供无线宽带接入的无线电和天线设备的部分，所述设备被配置用作点对点或者点对多点的站。
[0021]天线馈源可以在第三平面内包括多个天线馈源区。天线馈源可以是单个板(天线馈板)。在一些变型中，天线馈板被划分为不同区，例如不同馈源区。天线馈板可以被切割以便提供沿着板的长度的多个路径，其中不同区形成不同路径。天线馈源通常可以包括两个连接，一个垂直极化连接和一个水平极化连接。
[0022]如果将天线馈源划分成天线馈源区，那么这些区域可以是不同的形状和尺寸。例如，天线馈源可以包括多个天线馈源区，每个天线馈源区具有在第三平面内延伸的长度和宽度，并且其中对于至少一些天线馈源而言，宽度沿着长度变化。天线馈源可以包括多个天线馈源区，每个天线馈源区具有在第三平面内延伸的长度和宽度，并且其中对于至少一半天线馈源而言，宽度沿着长度变化。
[0023]如前面所提到的，通常，天线馈源可以包括连接到第一无线电连接点的垂直极化馈源连接以及连接到第二无线电连接点的水平极化馈源连接。
[0024]天线辐射元件中的每一个通过馈线连接到天线馈源，该馈线从天线馈源平面延伸到天线辐射元件平面。在一些变型中，所述多根馈线包括多根倾斜馈线，其中每根倾斜馈线将天线辐射元件的一侧连接到天线馈源。倾斜馈线可以在z轴上在天线馈源与天线辐射元件之间成角度延伸。在一些变型中，馈线垂直或者基本上垂直地(相对于第三平面+/_几度垂直)从天线馈源延伸到辐射元件。
[0025]例如，装置中的所述多根馈线可以是:多根倾斜馈线，其中每根倾斜馈线将来自所述多个天线辐射元件的一个天线辐射元件的边缘连接到天线馈源；和/或多根圆柱形馈线，其中每根圆柱形馈线在相对于来自所述多个天线辐射元件的一个天线辐射元件的辐射表面偏心的位置处将该天线辐射元件连接到天线馈源。
[0026]通常，天线馈源可以由单个金属(例如传导金属)片形成。馈线可以由相同材料(例如金属)形成。在一些变型中，馈线将馈线熔合到天线馈源或者与天线馈源整体地形成。在一些变型中，所述多个天线辐射元件、天线馈源以及多根馈线中的每一个或者全部由单个金属片形成。例如，天线辐射元件、天线馈源以及多根倾斜馈线都由单片镀锡钢、黄铜或铜形成。
[0027]尽管辐射表面典型地可以在第一和第三平面上方的且典型地与第一和第三平面平行的单个平面(例如第二平面)内延伸，但是在一些变型中，所述多个天线辐射元件中的每个天线辐射元件的辐射表面在第一平面上方的多个平面内延伸。这些平面(例如第一平面、第二平面和第三平面)中的每一个是不同的，并且可以按照例如介于大约2mm与大约20mm之间的离散量彼此分开。例如，第一平面可以按照介于大约Imm与大约1mm之间的量与第三平面分开，并且其中第二平面按照介于大约Imm与大约1mm之间的量与第三平面分开。
[0028]辐射元件的表面积(例如尺寸和表面维度)可以是均匀的或者对于所有天线辐射元件相同；在一些变型中，所述多个天线辐射元件中的至少一些天线辐射元件的辐射表面的表面积可以按照所述多个天线辐射元件中的辐射表面的平均表面积的大约20.0%内的量相对于彼此变化。例如，所述多个天线辐射元件中的至少一些天线辐射元件可以具有不同的形状和表面积。在某个实例中，所述多个天线辐射元件中的至少一些天线辐射元件的辐射表面的表面积可以按照所述多个天线辐射元件中的辐射表面的平均表面积的大约0.1%与20.0%之间的量相对于彼此变化。在一些变型中，所述多个天线辐射元件的辐射表面具有按照所述多个天线辐射元件中的辐射表面的平均表面积的大约0.1%与10.0%之间的量彼此变化的不同表面积。所述多个天线辐射元件可以具有按照大约0.1%与5.0%之间的量彼此变化的不同表面积的多个辐射表面。
[0029]可以使用任何适当数量的天线辐射元件，尤其是包括nxm天线辐射元件阵列。例如，所述多个天线辐射元件可以包括四个天线辐射元件(例如2x2阵列)。所述多个天线辐射元件由九个天线辐射元件(例如3x3阵列)组成。
[0030]通常，本文描述的阵列天线的天线增益可以介于大约15dB与大约20dB之间。任何这些天线的带宽可以介于大约5.15-5.85GHz之间(例如“5GHz天线”)；可替换地或者此外，天线的带宽可以介于大约2.40-2.48GHz之间(例如“2GHz天线”)。
[0031]例如，一种贴片阵列天线可以包括:第一平面内的接地板；在第二平面内或上方延伸的多个天线辐射元件，其中第二平面在第一平面上方，并且此外其中每个天线辐射元件具有与第二平面平行地延伸的辐射表面；第一和第二平面之间的第三平面内的天线馈源，该天线馈源包括连接到第一无线电连接点的垂直极化馈源连接以及连接到第二无线电连接点的水平极化馈源连接；以及多根馈线，其中每根馈线将来自所述多个天线辐射元件的天线辐射元件连接到天线馈源。这样的贴片阵列天线可以如本文所讨论和描述的配置。例如，贴片阵列天线可以包括在第二平面内延伸的辐射表面。
[0032]所述天线馈源可以在第三平面(例如天线馈源区)内包括多个天线馈源。所述多根馈线可以选自这样的组，该组包括:多根倾斜馈线，其中每根倾斜馈线将来自所述多个天线辐射元件的一个天线辐射元件的边缘连接到天线馈源；以及多根圆柱形馈线，其中每根圆柱形馈线在相对于来自所述多个天线辐射元件的一个天线辐射元件的辐射表面偏心的位置处将该天线辐射元件连接到微带馈源。
[0033]在所描述的任何变型中，邻近的天线辐射元件按照小于贴片阵列天线的辐射波长的一半的量彼此分开。
[0034]一种贴片阵列天线可以包括:第一平面内的接地板；多个天线辐射元件，每个包括辐射表面，其中这些辐射表面在第一平面上方的第二平面内延伸；第一和第二平面之间的第三平面内的天线馈源，该天线馈源包括连接到第一无线电连接点的垂直极化馈源连接以及连接到第二无线电连接点的水平极化馈源连接；以及从第三平面延伸到辐射表面的多根馈线，其中所述多根馈线选自这样的组，该组包括:多根倾斜馈线，其中每根倾斜馈线将一个天线辐射元件的边缘连接到天线馈源；以及多根圆柱形馈线，其中每根圆柱形馈线在相对于一个天线辐射元件的辐射表面偏心的位置处将该天线辐射元件连接到微带馈源。
[0035]如前面所提到的，接地板可以不包括电介质材料。例如，接地板可以包括金属(例如传导金属)，该金属包括不锈钢。在一些变型中，接地板可以通过冲压形成，并且贴片辐射元件中的每一个可以通过连接到接地平面/板而DC接地(以用于闪电/EMI保护)。连接可以通过焊接等等或者通过诸如螺丝接合之类的其他固定而形成。该连接也可以将贴片天线的部件固定地保持在一起。
[0036]如上面所讨论的，在一些变型中，馈线被配置成倾斜馈线。通常，倾斜馈线将贴片辐射元件连接到天线馈源。倾斜馈线从每个贴片辐射元件的边缘延伸到天线馈源的边缘。倾斜馈线可以被称为倾斜馈线，是因为它们以相对于天线馈线的邻近平面的一定角度(典型地〈90°，例如30°、45°、60°等等)在这些邻近平面与贴片辐射元件之间延伸。在一些变型中，尽管邻近贴片辐射元件之间在其所在的平面(例如“第一”或“外”平面)内的距离可能小于贴片天线的辐射波长的一半，但是邻近辐射元件之间的实际长度仍然同相(例如近似辐射半波长、一个辐射波长等等的距离)。这是因为实际距离必须从贴片辐射元件平面行进到天线馈源平面并且返回。例如，每个贴片辐射元件可以连接到邻近贴片辐射元件，使得第一辐射元件通过第一倾斜馈线、天线馈源和第二倾斜馈线连接到第二辐射元件，以便形成贴片辐射元件集合，从而当测量为第一贴片辐射元件的表面上的中点向下沿着第一倾斜馈线的表面，沿着天线馈源的表面，向上沿着第二倾斜馈线的表面并且向后沿着第二贴片辐射元件的表面之间的最短距离时，第一辐射元件的中点与第二辐射元件的中点之间的距离近似为贴片天线的一个辐射波长。
[0037]天线馈源可以包括垂直极化输入和水平极化输入。在一些变型中，天线馈线的子集可以被配置成连接到无线电连接点的垂直极化馈电网络，并且剩余天线馈线可以被配置成连接到无线电连接点的水平极化馈电网络。
[0038]所述装置的各个不同的元件(平面)可以连接在一起，使得天线稳健地固定在一起。例如，在一些变型中，每个贴片辐射元件通过螺钉连接到接地板；螺钉可以与接地板电隔离(例如通过绝缘垫圈/垫片)。天线馈源可以直接连接到辐射元件和/或无线电电路系统(例如无线电连接点)，并且也可以经由绝缘连接(例如螺钉、杆等等)连接到接地板。
[0039]在贴片天线的一些变型中，所述多个贴片辐射元件、天线馈源以及多个倾斜馈线全部由单片诸如金属(包括合金)之类的适当传导材料形成。例如，所述多个贴片辐射元件、多个天线馈源和多个倾斜馈线全部可以由诸如镀锡钢、黄铜或铜之类的单片材料(或者任何其他适当传导材料，包括非金属)形成。例如，辐射元件和馈线可以由该材料冲压。
[0040]如前面所提到的，天线馈源、接地板和贴片辐射元件可以按照提供用于天线的适当带宽的间隔彼此分开。例如，第一平面(接地板的平面)和第二平面(贴片辐射元件的平面)可以按照介于大约2_与大约20_之间的量分开。类似地，接地平面可以按照介于大约Imm与大约1mm之间的量与天线馈源平面分开，并且贴片辐射元件平面可以按照介于大约Imm与大约1mm之间的量与天线馈源平面分开。这些平面通常彼此邻近，并且在一些变型中可以彼此平行或者至少在天线阵列的维度上不相交。
[0041]在一些实例中，一种贴片阵列天线包括:第一平面内的接地板；第一平面上方的第二平面内的多个贴片辐射元件，其中每个贴片辐射元件具有在第二平面内延伸的辐射表面，此外其中邻近贴片辐射元件按照小于贴片天线的辐射波长的一半的量彼此分开；第一和第二平面之间的第三平面内的多个天线馈源；以及多根倾斜馈线，其中每根倾斜馈线将贴片福射元件的一侧连接到天线馈源。
[0042]在其他实例中，一种贴片阵列天线包括:第一平面内的接地板；第一平面上方的第二平面内的多个贴片辐射元件，其中每个贴片辐射元件具有在第二平面内延伸的辐射表面，并且此外其中所述多个贴片辐射元件具有多个不同表面积的辐射表面，这些表面积按照介于大约0.1%与20.0%之间的量彼此不同；第一和第二平面之间的第三平面内的多个天线馈源，其中每个天线馈源具有在第三平面内延伸的长度和宽度，并且其中对于至少一半天线馈源而言，宽度沿着长度变化，此外其中每个天线馈源在第三平面内具有不同的表面积；以及多根倾斜馈线，其中每根倾斜馈线将贴片辐射元件的一侧连接到天线馈源。
[0043]在另一个特定实例中，一种贴片阵列天线包括:第一平面内的接地板，其中该接地板不包括电介质；第一平面上方的第二平面内的多个贴片辐射元件，其中每个贴片辐射元件具有在第二平面内延伸的辐射表面，并且此外其中所述多个贴片辐射元件具有多个不同表面积的福射表面，这些表面积按照介于大约0.1%与20.0%之间的量彼此不同；第一和第二平面之间的第三平面内的多个天线馈源，其中每个天线馈源具有在第三平面内延伸的长度和宽度，并且其中对于至少一半天线馈源而言，宽度沿着长度变化，此外其中每个天线馈源在第三平面内具有不同的表面积；以及多根倾斜馈线，其中每根倾斜馈线将贴片辐射元件的一侧连接到天线馈源；其中每个贴片辐射元件连接到邻近贴片辐射元件，使得第一辐射元件通过第一倾斜馈线、天线馈源和第二倾斜馈线连接到第二辐射元件，以便形成贴片辐射元件集合，从而当测量为第一贴片辐射元件的表面上的中点向下沿着第一倾斜馈线的表面，沿着天线馈源的表面，向上沿着第二倾斜馈线的表面并且向后沿着第二贴片辐射元件的表面之间的最短距离时，第一辐射元件的中点与第二辐射元件的中点之间的距离近似为贴片天线的一个辐射波长；其中天线馈源的子集被配置成连接到无线电连接点的垂直极化馈源网络，并且剩余天线馈源被配置成连接到无线电连接点的水平极化馈源；其中每个贴片辐射元件通过接地附接件连接到接地板。
[0044]本文也描述了使用本文描述的任何装置发射和接收无线宽带数据的方法。因此，本文描述了使用叠层阵列天线的高速无线通信的发射和接收，包括使用具有紧凑布置的发射器/接收器阵列的紧凑天线发射和接收无线信号的方法。诸如5.15-5.85GHz频带和/或2.40-2.48GHz频带之类的任何适当频带下的无线信号从天线馈源传输到所述多个发射器/接收器。该馈源连接到无线电连接点并且可以从那里连接到所述多个发射器/接收器，这些发射器/接收器布置在将发射元件连接到无线电连接点的天线馈源上方的某个平面(或多个平面)内。天线馈源置于发射器与接地平面之间。信号(例如水平和垂直极化信号)可以从所述多个天线辐射表面发射。也描述了制造紧凑阵列天线的方法。
[0045]例如，一种传输无线宽带数据的方法可以包括:将宽带数据从馈源连接传输至天线馈源，其中馈源连接连接到无线电连接点；将宽带数据从天线馈源沿着多根馈线传输至多个天线辐射元件，其中天线辐射元件置于第二平面之内或者上方，该第二平面处于在第一平面内延伸的接地板上方，此外其中天线馈源在第一平面与天线辐射元件之间的第三平面内延伸，并且其中所述多根馈线从第三平面延伸并且连接到天线辐射元件；以及从多个天线辐射表面发射宽带数据，其中所述多个天线辐射元件中的每一个包括所述多个天线辐射表面之一。
[0046]通常传输宽带数据可以包括传输垂直极化宽带数据和/或传输水平极化宽带数据。例如，该方法可以包括将水平极化宽带数据从连接到第二无线电连接点的水平极化馈源连接传输至天线馈源。该方法可以包括将水平极化宽带数据从天线馈源传输至多根水平极化馈线，其中水平极化馈线从第三平面延伸并且连接到天线辐射元件。该方法也可以包括在天线辐射表面上接收宽带数据，将该宽带数据传输至天线馈源，以及经由馈源连接从天线馈源传输至无线电连接点。
[0047]在本文描述的任何方法中，天线的几何结构可以是如上面所描述的。例如，天线馈源可以在第三平面内包括多个天线馈源区。所述多根馈线可以包括多根倾斜馈线，其中每根倾斜馈线将天线辐射元件的一侧连接到天线馈源。辐射表面可以在第二平面内延伸。第一平面和第二平面可以按照介于大约2mm与20mm之间的量分开。第一平面可以按照介于大约Imm与1mm之间的量与第三平面分开，并且其中第二平面按照介于大约Imm与1mm之间的量与第三平面分开。至少一些所述天线辐射元件的辐射表面的表面积可以按照所述多个天线辐射元件中的辐射表面的平均表面积的大约20.0%内的量相对于彼此变化。至少一些所述天线辐射元件可以具有不同的形状和表面积。至少一些所述天线辐射元件的辐射表面的表面积可以按照所述多个天线辐射元件中的辐射表面的平均表面积的大约0.1%与20.0%之间的量相对于彼此变化。所述多个天线辐射元件的辐射表面可以具有按照所述多个天线辐射元件中的辐射表面的平均表面积的大约0.1%与10.0%之间的量彼此变化的不同表面积。天线馈源可以包括多个天线馈源区，每个天线馈源区具有在第三平面内延伸的长度和宽度，并且其中对于至少一些天线馈源而言，宽度沿着长度变化。天线馈源可以包括多个天线馈源区，每个天线馈源区具有在第三平面内延伸的长度和宽度，并且其中对于至少一半天线馈源而言，宽度沿着长度变化。所述多根馈线可以选自这样的组，该组包括:多根倾斜馈线，其中每根倾斜馈线将来自所述多个天线辐射元件的一个天线辐射元件的边缘连接到天线馈源；以及多根圆柱形馈线，其中每根圆柱形馈线在相对于来自所述多个天线辐射元件的一个天线辐射元件的辐射表面偏心的位置处将该天线辐射元件连接到天线馈源。天线馈源可以由单个金属片形成。所述多个天线辐射元件、天线馈源和多根馈线可以由单个金属片形成。所述多个天线辐射元件、天线馈源和多根馈线全部可以由单片镀锡钢、黄铜或铜形成。所述多个天线辐射元件可以由四个天线辐射元件组成。所述多个天线辐射元件可以由九个天线辐射元件组成。
[0048]传输的宽带数据的增益可以介于大约15dB与大约20dB之间。发射和接收的宽带数据的带宽可以介于大约5.15-5.85GHz之间。发射和接收的宽带数据的带宽可以介于大约 2.40-2.48GHz 之间。
[0049]在一些变型中，所述发射和接收无线宽带数据的方法可以包括:将垂直极化宽带数据从垂直极化馈源连接传输至天线馈源，其中垂直极化馈源连接连接到第一无线电连接点；将水平极化宽带数据从水平极化馈源连接传输至天线馈源，其中水平极化馈源连接连接到第二无线电连接点；将垂直极化宽带数据从天线馈源沿着多根垂直极化馈线传输至多个天线辐射元件；将水平极化宽带数据从天线馈源沿着多根水平极化馈线传输至多个天线辐射元件；其中天线辐射元件置于第二平面之内或者上方，该第二平面处于在第一平面内延伸的接地板上方，此外其中天线馈源在第一平面与天线辐射元件之间的第三平面内延伸，并且其中所述多根馈线从第三平面延伸并且连接到天线辐射元件；以及从多个天线辐射表面发射水平和垂直极化宽带数据，其中所述多个天线辐射元件中的每一个包括所述多个天线辐射表面之一。该方法也可以包括在天线辐射表面上接收宽带数据，以及将该宽带数据传输至天线馈源。该方法也可以包括在天线辐射表面上接收宽带数据，将该宽带数据传输至天线馈源以及经由垂直极化馈源连接从天线馈源传输至第一无线电连接点。该方法也可以包括在天线辐射表面上接收宽带数据，将该宽带数据传输至天线馈源以及经由水平极化馈源连接从天线馈源传输至第二无线电连接点。
[0050]大体而言，本文也描述了(单独地或者作为包括壳体的装置的部分)形成和/或制造贴片天线阵列的方法。例如，本文描述了制造贴片阵列天线的方法，该方法包括:由单个金属片形成多个贴片辐射元件、多个天线馈源以及多根倾斜馈线，使得所述多个贴片辐射元件布置在第一平面内，并且所述多个天线馈源布置在与第一平面邻近的第二平面内，并且每个贴片辐射元件通过一根或多根所述倾斜馈线连接一个或多个所述天线馈源；以及将贴片辐射元件连接到接地板，其中该接地板处于与第二平面邻近的第三平面内。
[0051 ] 如上面所提到的，在一些变型中，所述单个金属片包括单片镀锡钢、黄铜或铜。
[0052]将贴片辐射元件连接到接地板的步骤可以包括将贴片辐射元件连接到非电介质接地板。例如，这二者可以通过焊接、螺丝接合等等连接。
[0053]所述形成步骤可以包括由单个金属片冲压所述多个贴片辐射元件、所述多个天线馈源以及所述多根倾斜馈线。在一些变型中，所述形成步骤包括弯折所述倾斜的单个金属片以便将所述多个贴片辐射元件置于第一平面内，将所述多个天线馈源置于第二平面内，所述多根倾斜馈线连接所述多个贴片辐射元件和所述多个天线馈源。所述冲压和/或弯折可以在相同步骤中执行(例如使用芯棒、冲床等等)，或者它们可以单独地执行。
[0054]在一些变型中，所述形成步骤包括形成所述多根倾斜馈线与所述多个贴片辐射元件之间的弯曲以及形成倾斜馈线与所述多个天线馈源之间的弯曲。
[0055]所述形成步骤也可以包括在第一平面内形成具有不同表面积的多个贴片辐射元件，这些表面积如上面所描述的按照介于大约0.1%与20%之间的量彼此变化。
[0056]贴片天线通常可以包含在壳体内，该壳体被配置成可调节地且可靠地将设备保持在底座上。该底座可以置于室内或室外并且可以用作总体系统的一部分。因此，本文描述了具有扁平圆顶形状的可调倾斜壳体、阵列天线和支架底座。例如，用于无线传输的无线电设备可以包括允许安装到柱或架台并且调节设备的角度(例如高度)的集成的可调节底座。该设备可以包括具有高增益的被配置成在例如5.15-5.85GHz频带和/或2.40-2.48GHz频带下操作的紧凑阵列天线。天线发射器可以布置在与包含连接发射元件的天线馈源的平面分开且也与接地平面分开的平面内。天线阵列可以与无线电控制电路系统一起包含在保护性防天气壳体内。
[0057]在一些变型中，本文描述的设备包括:盘形壳体，其具有扁平圆顶形前区和具有集成的支架底座的背区；多个天线，其保持在壳体内并且跨壳体内的表面布置成贴片天线；以及支架，其被配置成耦合到柱，该支架进一步被配置成与支架底座接合，其中该支架和支架底座协作以形成以相对于支架的不同倾斜角度固定壳体的多个可选择位置。
[0058]壳体可以在至少一个(例如前)侧面上被配置成扁平圆顶。该形状可以允许用于所述多个天线的空间分布在壳体内的平面上(例如以壳体内的二维扩散模式，例如箱模式)。壳体的背面可以是扁平的，扁平圆顶形的等等，并且典型地包括集成的支架底座区。前区和背区可以固定(例如密封、熔接、塑料熔接等等)在一起以便封闭天线以及任何电子器件，例如用于控制天线的操作的控制器。
[0059]在一些变型中，设备包括被配置成将支架固定到壳体的锁。锁可以是支架与壳体之间的连接器(例如卡扣配合或者卡扣接合连接器)，或者它可以是通过支架和支架底座的一个或多个窗口的组合，将设备安装到柱、杆等等的系带(tie)(例如拉链系接)通过所述窗口。
[0060]在一些变型中，支架底座包括球座和螺纹夹具。螺纹夹具可以例如装配(通过螺丝接合)在球座上。拧紧螺纹夹具可以将支架的球(例如球接头)的位置锁定在插座内。附加的锁定机构可以被包括。
[0061]通常，壳体可以被配置成耐天气的、耐水的、防水的和/或围绕所述多个天线和/或控制器的防水外壳。
[0062]支架(或者底座)通常被配置成将设备固定到柱或杆。例如，支架可以包括被配置成至少部分地围绕柱连接的凹形柱安装区。支架底座典型地耦合到支架，使得壳体与支架之间的倾斜角度(以及因而设备安装时的倾斜角度)可以以一定范围设置和/或调节。在一些变型中，该倾斜角度可以选自多个预定位置。例如，支架和支架底座可以协作以便形成以相对于支架的延伸超过大约20°范围的不同倾斜角度固定壳体的多个可选择位置。支架和支架底座可以协作以便形成按照介于倾斜大约10°与倾斜大约3°之间的量分开的多个可选择位置。
[0063]在一些变型中，壳体包括集成的且可见的水平仪元件，该元件示出壳体相对于地平线(重力)的角度/水平。
[0064]通常，支架与集成的支架底座接合。例如，在一些变型中，支架底座可以包括支架架入其中的细长弯曲通道。支架可以包括被配置成通过用于固定到柱的系带的紧固直通部分(pass-through)。在一些变型中，后区包括被配置成与支架的紧固直通部分对准的紧固直通部分。
[0065]在一些变型中，支架包括利用集成的支架底座制成的球(形成球接头)。
[0066]如前面所提到的，设备可以包括具有任何数量的贴片天线(例如2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个等等)的贴片天线阵列。例如，设备可以包括(例如以填充壳体内的天线板的2D空间的二维模式)跨壳体内的表面布置的至少四个贴片天线。例如，这些装置可以包括上面描述的任何贴片天线。
[0067]本文描述的任何设备可以包括以太网供电(PoE)端口，该端口可以在壳体上、壳体内或者通过壳体访问，并且被配置成接纳PoE线缆。因此，该设备可以通过以太网供电线缆的组合数据/电源线供电。
[0068]如上面所提到的，本文描述的任何设备可以包括控制器，该控制器连接到天线并且被配置成发送无线宽带信号以及从贴片天线接收无线宽带信号。例如，这些设备可以包括控制器，该控制器连接到贴片天线并且被配置成使用时分多址(TDMA)协议发送和接收无线宽带信号。
[0069]在一些变型中，壳体也可以包括用于访问盘形壳体的内部的门(例如铰接的、滑动的或者摆动的门)。
[0070]例如，本文描述了放大无线电和天线设备，其用于使用适当的宽带传输协议(例如时分多址(TDMA)协议)提供无线宽带接入。在一些变型中，该设备被配置用于室外或者用于室外/室内使用。该设备可以被配置用作点对点或者点对多点的站，该设备包括:盘形壳体，其包括具有集成的支架底座的后区和被配置成扁平圆顶的前区；多个天线，其保持在壳体内；集成电路，其连接到所述多个天线并且被配置成使用天线发送和接收无线宽带信号；以及支架，其被配置成耦合到柱，该支架进一步被配置成与支架底座接合，其中支架和支架底座协作以便形成壳体相对于支架的多个可选择倾斜位置。
[0071]如上面所提到的，分层阵列天线通常可以包括紧紧堆积的天线辐射元件，这些天线辐射元件紧密堆积，使得从辐射元件的中点到邻近辐射元件的中点的距离小于该贴片阵列天线(分层阵列天线)的辐射波长的一半。应当理解的是，本文描述的辐射元件(和辐射表面)二者都发射和接收辐射(RF辐射)。通过将天线的辐射元件布置在与辐射元件之间的连接器(天线馈源)不同的平面内，这些元件可以更加紧紧地堆积。
[0072]例如，本文描述了贴片阵列天线，所述贴片阵列天线通常包括:第一平面内的接地板；第一平面上方的多个天线辐射元件，其中每个天线辐射元件具有在第一平面上方的一个或多个平面内延伸的辐射表面；第一平面与辐射表面之间的第三平面内的多个天线馈源；以及多根倾斜馈线，其中每根倾斜馈线将天线辐射元件的一侧连接到来自所述多个天线馈源的天线馈源。所述多个天线辐射元件的每个天线辐射元件的辐射表面都可以在第一平面上方的第二平面内延伸。第一平面和第二平面可以按照介于大约2mm与大约20mm之间的量分开。第一平面可以按照介于大约Imm与大约1mm之间的量与第三平面分开，并且其中第二平面按照介于大约Imm与大约1mm之间的量与第三平面分开。
[0073]所述多个天线辐射元件中的至少一些天线辐射元件可以具有不同的形状和表面积。例如，所述多个天线辐射元件中的至少一些天线辐射元件的辐射表面的表面积可以按照所述多个天线辐射元件中的辐射表面的平均表面积的大约20.0%内的量相对于彼此变化。所述多个天线辐射元件中的至少一些天线辐射元件的辐射表面的表面积可以按照所述多个天线辐射元件中的辐射表面的平均表面积的大约0.1%与20.0%之间的量相对于彼此变化。在一些变型中，所述多个天线辐射元件的辐射表面具有按照所述多个天线辐射元件中的辐射表面的平均表面积的大约0.1%与10.0%之间的量彼此变化的不同表面积。所述多个天线辐射元件可以具有按照介于大约0.1%与5.0%之间的量彼此变化的不同表面积的多个辐射表面。
[0074]通常，如上面所提到的，天线馈源天线的维度可以是不规则的，并且可以沿着其长度改变直径。例如，每个天线馈源可以具有在第三平面内延伸的长度和宽度，并且其中对于至少一些天线馈源而言，宽度沿着长度变化。每个天线馈源可以具有在第三平面内延伸的长度和宽度，并且其中对于至少一半天线馈源而言，宽度沿着长度变化。天线馈源的可以包括在长度上具有不平行边的不规则形状可以被配置成最优化阵列天线的行为。
[0075]对于本文描述的任何贴片阵列天线而言，每个天线辐射元件可以连接到邻近天线辐射元件，使得第一天线辐射元件通过第一倾斜馈线、天线馈源和第二倾斜馈线连接到第二天线辐射元件，以便形成天线辐射元件集合，从而当测量为第一天线辐射元件的表面上的中点向下沿着第一倾斜馈线的表面，沿着天线馈源的表面，向上沿着第二倾斜馈线的表面并且向后沿着第二天线辐射元件的表面之间的最短距离时，第一天线辐射元件的中点与第二天线辐射元件的中点之间的距离近似为贴片天线的一个辐射波长。
[0076]如前面所提到的，本文描述的天线可以被配置成具有垂直极化和水平极化二者。例如，在本文描述的任何天线阵列中，天线馈源的子集可以被配置成连接到第一无线电连接点的垂直极化馈源网络，并且剩余天线馈源被配置成连接到第二无线电连接点的水平极化馈源。
[0077]通常，每个天线辐射元件通过接地附接件连接到接地板。例如，每个天线辐射元件通过相对于该天线福射元件的福射表面偏心地定位的接地附接件连接到接地板。
[0078]如前面所提到的，在制造本文描述的阵列天线中，所述多个天线辐射元件、多个天线馈源和多个倾斜馈线全部可以由单个金属片形成。例如，所述多个天线辐射元件、多个天线馈源和多个倾斜馈线全部可以由单片镀锡钢、黄铜或铜形成。
[0079]在一些变型中，所述多个天线辐射元件由可以被布置成2x2阵列的四个天线辐射元件组成。在一些变型中，所述多个天线辐射元件由可以被布置成3x3阵列的九个天线辐射元件组成。
[0080]本文也描述了这样的贴片阵列天线，其包括:第一平面内的接地板；第一平面上方的第二平面内的多个天线辐射元件，其中每个天线辐射元件具有在第二平面内延伸的辐射表面；第一和第二平面之间的第三平面内的多个天线馈源；以及多根倾斜馈线，其中每根倾斜馈线将来自所述多个天线辐射元件的天线辐射元件的一侧连接到来自所述多个天线馈源的天线馈源。邻近天线辐射元件可以按照小于贴片阵列天线的辐射波长的一半的量彼此分开。
[0081]本文也描述了这样的贴片阵列天线，其包括:第一平面内的接地板；第一平面上方的第二平面内的多个辐射表面，其中所述多个辐射表面中的辐射表面具有相对于彼此变化的表面积；第一和第二平面之间的第三平面内的多个天线馈源，其中所述多个天线馈源中的每个天线馈源具有在第三平面内延伸的长度和宽度，并且其中对于所述多个天线馈源中的至少一半天线馈源而言，宽度沿着长度变化；以及多根倾斜馈线，其中每根倾斜馈线将所述多个辐射表面的辐射表面的一侧连接到所述多个天线馈源中的天线馈源。
[0082]如上面所描述的，本文描述的任何阵列天线可以通过将单块金属形成为天线馈源和天线辐射元件而制造。例如，一种制造贴片阵列天线的方法可以包括步骤:由单个金属片形成多个天线辐射元件、多个天线馈源和多个倾斜馈线，使得所述多个贴片天线辐射元件布置在第一平面内并且所述多个天线馈源布置在邻近第一平面的第二平面内，并且所述多个天线辐射元件的每个贴片天线辐射元件通过一根或多根所述倾斜馈线连接到一个或多个所述天线馈源；以及将天线辐射元件连接到接地板，其中该接地板处于邻近第二平面的第三平面内。所述单个金属片可以是单片镀锡钢、黄铜或铜。
[0083]通常，该金属片可以通过任何适当的方式形成。形成可以包括由单个金属片冲压所述多个天线辐射元件、所述多个天线馈源和所述多个倾斜馈线。形成可以包括弯折所述单个金属片以便将所述多个天线辐射元件置于第一平面内并且将所述多个天线馈源置于第二平面内，所述多根倾斜馈线连接所述多个天线辐射元件和所述多个天线馈源。在一些变型中，形成包括在第一平面内形成具有不同表面积的多个天线辐射元件。形成可以包括形成多个天线辐射元件，其中所述多个天线辐射元件中的天线辐射元件的表面积按照介于所述多个天线辐射元件中的天线辐射元件的平均表面积的大约0.1%与20.0%之间的量相对于彼此变化。
[0084]本文也描述了这样的装置，包括无线宽带接入设备，其包括诸如上面所描述的天线之类的天线和典型地在具有多个层的层状PCB中形成的控制电路系统二者，其中所述天线与电路系统之间的阻抗失配被最小化。尽管所述设备、技术和配置，包括本文描述的装置，可以与所描述的天线阵列一起使用，但是它们也可以与包括其他(例如传统)阵列天线和非阵列天线在内的任何其他天线一起使用。
[0085]例如，本文描述了最小化天线输入/输出与层状PCB之间的阻抗失配的无线宽带接入设备，其中该设备包括:天线，其具有由此延伸的天线端口射频(RF)引脚；印刷电路板(PCB)，其包括第一层和多个附加层；天线接触，其将天线端口 RF引脚电耦合到PCB的第一层，其中天线端口 RF引脚在不与其形成电接触的情况下穿过PCB的附加层；以及清除区，其处于PCB的附加层中的每一层上，其中PCB的附加层中的每一层中的每个清除区按照超过大约0.5mm的量四面围绕天线端口 RF引脚，其中清除区基本上不含传导材料。
[0086]清除区通常在天线端口 RF引脚(用于由天线检测和/或发射的RF能量的输入/输出)不应当与其形成电连接的PCB的每层中形成。清除区典型地不含传导(电和/或磁传导)材料，例如传导金属等等。清除可以包括非传导(例如绝缘)材料。在一些变型中，传导清除形成邻近层之间的空气间隙，并且只包括用于该层的衬底材料。
[0087]多层PCB可以用来增加可用于连接的面积，并且可以包括板内部的多个导体图案。多层PCB可以通过将绝缘层介于其间的若干双面板粘合(层压)在一起而形成。层的数量可以称为单独的导体图案的数量。它通常是偶数并且包括两个外层。层状PCB通常具有4个和8个之间的层，但是也可以制成具有几乎100层(或者更多)的PCB。PCB中的层可以层压在一起。通过层状PCB的过孔可以穿透整个板，或者它们可以是仅仅跨越几个层的盲孔或者埋孔。盲孔在不穿透整个板的情况下将一个或多个内层与表面层之一连接。埋孔仅仅连接内层。
[0088]在多层PCB中，PCB可以包括专用于接地和电源的整个层。因此，可以将层分类成信号平面、电源平面或接地平面。有时，尤其是在PCB上的不同部件需要不同的供电电压的情况下，存在超过一个的电源平面和接地平面二者。层状PCB也可以包括可以安装在PCB的任一侧或者两侧，包括在彼此正下方的表面安装部件。
[0089]通常，为了通过穿过层状PCB的天线端口 RF引脚最小化阻抗失配，PCB邻近天线端口 RF引脚的区域可以被清除或者避免诸如铜等等之类的传导材料。清除的形状和尺寸可以被确定为高于离引脚的边缘的最小清除距离(例如大于0.5、大于1.0、大于1.4、大于1.9等等)。在一些变型中，每个清除区形成基本上不含传导材料的正方形或矩形区。例如，每个清除区可以按照超过大约0.5mm、超过大约1mm、超过大约1.5mm或者超过大约1.9mm的量围绕天线端口 RF引脚。
[0090]本文描述的任何变型也可以包括一个或多个从接地板延伸的接地引脚(例如在天线发射器与层状PCB之间)。接地引脚可以邻近天线端口 RF引脚地延伸。在一些变型中，接地引脚配对从天线(天线的接地板)延伸并且通过PCB的附加层。接地引脚中的每一个也可以与第一层形成电接触，或者与PCB的一个或多个附加层(包括接地层)形成电接触。天线接触(其可以从第一层中的天线端口 RF引脚延伸)可以被配置成使得它不在第一层上的接地引脚配对的电接触之间通过。这可以进一步最小化阻抗失配。
[0091]如前面所提到的，天线可以是任何适当的阵列天线，包括贴片阵列天线，其包含多个辐射元件。
[0092]在无线宽带接入设备的一些变型中，该设备包括从天线延伸的第二天线端口 RF引脚，该引脚穿过所述附加层并且与第一层形成电接触。附加层中的每一层可以包括围绕第二天线端口 RF引脚的第二清除区。例如，一种设备可以被配置成使得天线包括水平极化(由一个天线端口 RF引脚馈电)和垂直极化(由第二天线端口 RF引脚馈电)。
[0093]通常，层状PCB可以包括被配置成控制从天线发射和接收宽带信息的电路系统。在一些变型中，只有PCB的第一层与该天线端口 RF引脚(或者任何天线端口 RF引脚)形成电接触。
[0094]层状PCB可以包括任何数量的层；例如附加层(每一层具有围绕所述一个或多个天线端口 RF引脚的一个或多个清除区)可以包括超过四层。
[0095]本文也描述了这样的无线宽带接入设备，该设备包括:天线，其具有由此延伸的天线端口射频(RF)引脚；印刷电路板(PCB)，其包括第一层和多个附加层；天线接触，其将天线端口 RF引脚电耦合到PCB的第一层，其中天线端口 RF引脚在不与其形成电接触的情况下穿过PCB的附加层；从天线延伸的接地引脚配对，该接地引脚配对与PCB的第一层电接触；以及清除区，其处于PCB的附加层中的每一层上，其中PCB的附加层中的每一层中的每个清除区按照超过大约0.5mm的量四面围绕天线端口 RF引脚，其中清除区基本上不含传导材料，其中天线接触不在接地引脚配对之间通过。
[0096]本文描述的任何清除区可以是矩形(包括正方形)、圆形、椭圆形、多边形等等，其基本上不含传导材料。清除区可以按照超过大约0.5mm、超过大约1mm、超过大约1.5mm、超过大约1.9mm等等的量围绕天线端口 RF引脚。最佳情况下，清除区可以在每层的四面上处于天线端口 RF引脚周围超过大约1.0mm处。例如,清除尺寸可以为近似3.8mm乘大约4.2mm的矩形。
[0097]如前面所提到的，任何这些设备可以包括超过一个天线端口 RF引脚，该引脚也可以穿过PCB的层，直到形成电接触，并且可以在PCB的每个非接触层中穿过清除区(没有任何传导材料)的中间。例如，该设备也可以包括从天线延伸的第二天线端口 RF引脚，该引脚穿过所述附加层并且与第一层形成电接触，其中附加层中的每一层包括在第二天线端口RF引脚周围延伸至少0.5mm的第二清除区。
[0098]本文描述的任何无线宽带接入设备可以包括:天线，其包括多个辐射元件；第一天线端口射频(RF)引脚，其从天线延伸；第二天线端口 RF引脚，其从天线延伸；印刷电路板(PCB)，其包括第一层和多个附加层，其中第一天线端口 RF引脚与第一层上的第一天线接触电接触，并且其中第二天线端口 RF引脚与第一层上的第二天线接触电接触，并且其中第一和第二天线端口 RF引脚穿过附加层但不与附加层形成电接触；其中所述附加层中的每一层包括基本上不含传导材料并且围绕第一天线端口 RF引脚的第一清除区和基本上不含传导材料并且围绕第二天线端口 RF引脚的第二清除区，其中第一和第二清除区中的每一个按照至少0.5mm的量在四面从天线端口 RF引脚延伸。在一些变型中，第一和第二清除区中的每一个可以形成正方形或矩形区，例如，其中第一和第二清除区中的每一个按照超过大约1_、超过大约1.5mm或者超过大约1.9mm的量围绕第一或第二天线端口 RF引脚。
[0099]在一些变型中，该设备也包括邻近第一天线端口 RF引脚的从天线延伸并且通过PCB的附加层的第一接地引脚配对，其中该第一接地引脚配对中的每一个接地引脚与第一层形成电接触。如上面所提到的，天线接触可以被配置成使得它在第一层内延伸时不在第一层上的第一接地引脚配对的电接触之间通过。
[0100]通常，本文描述的装置可以包括壳体，该壳体被配置成尤其是在该装置被配置用作作为点对点或者点对多点的站的用于提供无线宽带接入的无线电和天线设备时，帮助该装置的对准。所述设备可以被配置成使得它们可以使用集成的支架底座安装或者耦合到一定结构和/或表面(例如壁、架台、柱、桌子等等)，所述支架底座形成壳体的一部分并且与用于将无线电/天线设备保持在适当位置的支架连接。该装置也可以被配置成使得它可以被粗略地调节/对准，并且一旦适当地对准，向下锁定到位。锁定到位可以包括以帮助设备保持对准的方式使设备的(例如夹具底座的)诸如挤压肋条之类的区域永久地变形。通常，设备也可以适于使得粗略调节可以利用支架底座与设备在被释放时保持在适当位置但是仍然可容易调节的支架之间的充分摩擦形成。在一些变型中，支架底座和支架被配置成球和插座支架底座/支架。
[0101]例如，本文描述了被配置用作点对点或者点对多点的站的用于提供无线宽带接入的无线电和天线设备(组合无线电和天线设备)，其中该设备包括:盘形壳体，其具有扁平圆顶形前区和具有集成的支架底座的背区；多个天线发射器，其保持在壳体内并且被布置成阵列天线；以及支架，其被配置成支撑该设备，该支架进一步被配置成与支架底座接合，其中该支架和支架底座协作以形成以相对于支架的不同倾斜角度固定壳体的多个可选择位置。
[0102]如前面所提到的，这些设备可以包括集成到壳体上并且可以被安装和/或调节设备的人看见的酒精水平仪(或气泡水平仪)。支架底座可以包括球座和/或螺纹夹具。
[0103]该设备也可以包括被配置成将支架固定到壳体的锁。如前面所提到的，支架可以包括臂以及臂端部的球接头；锁定环也可以用来将球接头紧固到支架底座的球座中。
[0104]本文描述的任何装置也可以包括一个或多个指示器，包括诸如灯(LED)之类的位于壳体内但是通过壳体壁可见的光学指示器。例如，所述装置(设备或系统)可以包括壳体内的通过壳体的壁可见的光学指示器。壳体的壁可以适于观看光学指示器。在一些变型中，壳体的壁或者壁的区域是透明的。在其他变型中，壁是半透明的或者部分地半透明的；越过光学指示器的区域可以比壳体的其他区域更薄以便允许光在这些区域中透射通过壳体。例如,壳体的壁的区域可以比壁的其他区域更薄,壳体内的多个灯可以通过其可见。具有处于壳体内但是通过壳体可见的指示器可以允许在(例如围绕电路系统和天线)维持壳体的密封的同时看见指示器。通常，盘形壳体可以形成围绕所述多个天线发射器的防水外壳。
[0105]本文描述的任何天线可以用作用于提供无线宽带接入的无线电和天线设备的部分，该设备被配置用作点对点或者点对多点的站。例如，所述多个天线发射器可以包括跨壳体内的表面布置成阵列天线的至少四个贴片天线，或者跨壳体内的表面布置成阵列天线的至少九个贴片天线。
[0106]本文描述的任何装置或设备可以被配置成使用以太网供电(PoE)，并且因此可以包括通过壳体接纳PoE线缆/连接器的PoE端口。例如，该设备可以包括用于访问盘形壳体的内部的盖、舱口、开口、门(例如滑动门)，或者壳体的允许访问诸如PoE端口之类的端口的中庭(atrial)腔室。这个盖可以被移除和替换，并且盖和壳体中任一个或二者可以包括用于线缆(例如PoE线缆)离开的开口。
[0107]如前面所提到的，支架可以被配置成将设备安装到任何适当的表面，包括柱或壁。例如，支架可以包括被配置成至少部分地围绕柱连接的凹形柱安装区。
[0108]通常，壳体也可以容纳控制器，该控制器连接到天线发射器并且被配置成从天线发送和接收无线宽带信号。控制器可以是一个或多个电路(包括PCB的部分)和/或固件或软件。控制器可以连接到天线发射器并且被配置成使用时分多址(TDMA)协议发送和接收无线宽带信号。
[0109]上面描述的用于提供无线宽带接入的无线电和天线设备也可以包括:盘形壳体，其包括具有集成的支架底座的后区和被配置成扁平圆顶的前区，其中支架底座包括球座；气泡水平仪，其集成到壳体中；多个天线发射器，其保持在壳体内，被布置成阵列天线；控制电路系统，其连接到阵列天线并且被配置成使用阵列天线发送和接收无线宽带信号；以及支架，其包括臂，在臂的端部具有球接头，该支架被配置成支撑所述设备，其中支架和支架底座协作以便提供壳体相对于支架的多个可选择倾斜位置。
[0110]本文也描述了被配置用作点对点或者点对多点的站的用于提供无线宽带接入的无线电和天线设备，该设备包括:盘形壳体，其具有扁平圆顶形前区和具有集成的支架底座的背区；气泡水平仪，其集成到壳体中；多个天线发射器，其保持在壳体内，并且跨壳体内的表面布置成阵列天线；以及支架，其用于安装所述设备，该支架被配置成与支架底座接合，其中支架和支架底座协作以便提供以相对于支架的不同倾斜角度固定壳体的多个可选择位置。
[0111]通常，支架是一种支撑，其可以被配置成附接到壁、柱、架台等等以保持天线。天线壳体上的或者形成为壳体的组成部分的底座或者支架底座可以将天线连接到支架。可以调节支架与底座之间的连接以便调节天线相对于另一个天线的位置(角度、方向、高度、方位角、天顶角和/或仰角等等)。在一些变型以及尤其是球接头配置中，夹具(例如环形夹具)可以用来调节支架与底座之间的夹持力，以及因而锁定天线相对于支架的位置的力。该夹具可以特别地被设计成允许用手紧固。例如，可以在施加的0.5kg和8kg力之间的第一夹持力范围内紧固支架与底座之间的连接。
[0112]例如，一种可被配置成点对点或者点对多点的站的无线宽带接入设备可以包括:天线；耦合到天线的壳体，该壳体包括支架底座，其中该支架底座包括球座；球座内的可变形锁定突起(例如挤压脊、挤压按钮等等)；电路系统，其在壳体内并且连接到天线且被配置成使用天线发送和接收无线宽带信号；支架，其包括球接头，其中该球接头被配置成保持在支架底座的球座内，此外其中该球接头具有纹理化表面；以及夹具，其被配置成固定到支架底座并且利用保持力将球接头保持在球座内，其中环形夹具可以用手紧固到支架底座以便提供使挤压脊抵靠球接头的纹理化表面不可逆地变形的足够的保持力，使得变形的挤压脊与纹理化表面互锁。
[0113]本文描述的任何设备可以包括可变形锁定突起，该突起可以用来通过使突起变形(例如挤压突起)，使得变形的结构接合另一个表面以便锁定以帮助保持底座的位置而将可调节底座锁定到位。在一些变型中，该可变形结构可以是挤压脊、挤压突起、挤压按钮等坐寸ο
[0114]在一些变型中，夹具和支架底座接合以形成棘轮锁，该棘轮锁允许将夹具紧固到支架底座，但是防止夹具从支架底座松开，除非接合了释放搭扣。例如，所述无线宽带接入设备也可以包括支架底座上的齿轮齿，这些齿轮齿接合夹具上的可释放棘爪以便防止夹具从支架底座松开。
[0115]支架可以包括被配置成固定到柱、壁或架台的支撑臂。
[0116]如前面所提到的，任何这些变型可以包括诸如可挤压区之类的可变形区，该可变形区可以变形以便锁定所述装置的位置。例如，该装置可以包括支架底座内的挤压脊，该挤压脊在支架底座的球座内形成环形物。挤压脊可以具有三角形截面。如前面所提到的，支架底座可以整体地形成为壳体的一部分。
[0117]本文描述的任何壳体可以具有扁平盘形状或者扁平球面(例如浅碟)形状。该形状可以允许设备紧凑，并且特别非常适合于本文描述的阵列天线，所述阵列天线可以与控制电路系统一起装配在扁平盘壳体的壁内。
[0118]如前面所提到的，在一些变型中，支架和/或支架底座适于具有增加摩擦区，即使夹具(例如环形夹具)未向下充分地紧固以便使诸如挤压脊之类的锁定或可变形构件变形。例如，在包括作为支架的部分的球接头的变型中，球接头的内部可以是粗糙的或者变粗糙(例如具有不规则表面、凹凸不平的、多节的、有凹痕的、不平滑的等等)。
[0119]任何这些装置(设备和系统)可以具有安装在壳体中或者壳体上，例如形成壳体的扁平盘的背侧的气泡(酒精)水平仪。酒精水平仪可以位于背侧顶部，并且可以允许个人参照该水平仪调节位置。
[0120]天线可以包括如本文所讨论和描述的具有多个贴片辐射元件的阵列天线；壳体可以封闭该天线。
[0121]本文也描述了可配置成点对点或者点对多点的站的无线宽带接入设备。这些设备可以包括:壳体，其封闭天线以及被配置成使用该天线发送和接收无线宽带信号的电路系统，该壳体包括支架底座，其中该支架底座包括球座；球座内的挤压脊；支架，其被配置成附接到壁、柱或者架台，该支架包括被配置成保持在球座内的球接头，此外其中该球接头具有纹理化表面；夹具，其被配置成固定到支架底座并且利用保持力将球接头保持在球座内，其中该夹具可以用手紧固到支架底座以便提供足以允许相对于支架调节壳体的保持力，并且其中该夹具可以进一步用手紧固以便将球接头锁定在球座中，并且使挤压脊抵靠球接头的纹理化表面不可逆地变形，使得变形的挤压脊与纹理化表面互锁。
[0122]上面描述的无线宽带接入设备的任何特征可以包含在该变型中。例如，夹具和支架底座可以接合以形成棘轮锁，该棘轮锁允许将夹具紧固到支架底座，但是防止夹具从支架底座松开，除非接合了释放搭扣。在一些变型中，所述设备包括支架底座上的齿轮齿，这些齿轮齿接合夹具上的可释放棘爪以便防止夹具从支架底座松开。
[0123]挤压脊可以在球座中形成环形物，或者在球座中形成辐射图案，或者二者。在一些变型中，挤压脊具有三角形截面。夹具可以被配置成环形夹具。在一些变型中，支架底座整体地形成为壳体的一部分。
[0124]本文也描述了使用无线宽带接入设备的方法。例如，使用这样的设备的方法可以包括定位可配置为点对点或者点对多点站无线宽带接入设备的无线宽带接入设备的方法。该方法可以包括:将夹具置于支架的第一端上，该支架在支架的第二端包括球接头，其中该球接头具有纹理化表面；将球接头置于连接到无线宽带接入设备的壳体的支架底座的球座中；将夹具附接到无线宽带接入设备以便将球接头保持在球座内；通过使球座相对于球接头运动而调节无线宽带接入设备的位置；以及通过紧固夹具锁定无线宽带接入设备的位置，直到支架底座的球座内的挤压脊抵靠球接头的纹理化表面不可逆地变形，使得变形的挤压脊与纹理化表面互锁。
[0125]一种定位无线宽带接入设备的方法也可以包括将支架固定到表面、柱或者底座。
[0126]将夹具附接到无线宽带接入设备以便将球接头保持在球座内可以包括紧固夹具以接合夹具与宽带接入设备之间的棘轮，该棘轮允许将夹具紧固到支架底座，但是防止夹具从支架底座松开，除非接合了释放搭扣。
[0127]附接夹具的步骤可以包括部分地紧固夹具，使得无线宽带接入设备相对于支架的位置可调节地由球接头和球座保持。
[0128]通常，调节无线宽带接入设备的位置可以包括将该无线宽带接入设备的壳体内的天线瞄准另一个无线宽带接入设备。
[0129]本实用新型还公开了一种用于提供无线宽带接入的无线电和天线设备，该设备包括:盘形壳体，其具有扁平圆顶形前区和具有集成的支架底座的背区；多个天线发射器，其保持在壳体内并且布置成阵列天线；以及支架，被配置支撑所述设备，该支架进一步被配置成与支架底座接合，其中能够调节该支架和支架底座以形成以相对于支架的不同倾斜角度固定壳体的多个可选择位置。
[0130]本实用新型还公开了一种用于提供无线宽带接入的无线电和天线设备，该设备包括:盘形壳体，其包括具有集成的支架底座的后区和被配置成圆顶的前区，其中支架底座包括球座；气泡水平仪，其集成到壳体中；多个天线发射器，其保持在壳体内，被布置成阵列天线；控制电路系统，其连接到阵列天线并且被配置成使用阵列天线发送和接收无线宽带信号；以及支架，其包括臂，在臂的端部具有球接头，该支架被配置成支撑所述设备，其中支架和支架底座协作以便提供壳体相对于支架的多个可选择倾斜位置。
[0131]本实用新型还公开了一种用于提供无线宽带接入的无线电和天线设备，该设备包括:盘形壳体，其具有扁平圆顶形前区和具有集成的支架底座的背区；气泡水平仪，其集成到壳体中；多个天线发射器，其保持在壳体内，并且跨壳体内的表面布置成阵列天线；以及支架，其用于安装所述设备，该支架被配置成与支架底座接合，其中支架和支架底座协作以便提供以相对于支架的不同倾斜角度固定壳体的多个可选择位置。

【专利附图】

【附图说明】
[0132]图1为被配置用于作为点对点或者点对多点的站的室内和/或室外使用的用于提供无线宽带接入的放大无线电和天线设备的一种变型的侧面透视图。
[0133]图2为图1中所示设备的背面透视图。
[0134]图3为图1中所示设备的底座部分的顶部透视图。
[0135]图4为从侧面示出的通过图1设备的截面。
[0136]图5为类似于图1-4中所示变型的无线传输站的一种变型的分解图。
[0137]图6A-6D图示出安装到柱的无线传输站的定位。
[0138]图7A示出了图6A的无线传输站的背视图。
[0139]图7B示出了通过图6A的无线传输站的截面图。
[0140]图8A-8D图示出天线板(PCB)的一个实例。
[0141]图9A为被配置用于作为点对点或者点对多点的站的室内和/或室外使用的用于提供无线宽带接入的放大无线电和天线设备的一种变型的侧面透视图，该设备具有被配置成球和插座底座的底座。
[0142]图9B为图9A中所示设备的背面透视图。
[0143]图1OA为图9A的底座部分(包括球底座)的侧面透视图。
[0144]图1OB为用于图9A的球和插座底座的锁定环的透视图。
[0145]图1OC示出了锁定环内的底座的球。
[0146]图1OD为示出了图9A-9B的球底座与壳体(包括插座)的组装的分解图。
[0147]图1lA和图1lB分别示出了类似于图9A的设备的天线设备的侧面透视图和侧视图，其示出壳体的内部细节，包括壳体内容纳的阵列天线。
[0148]图12示出了诸如图9A-9B的天线之类的天线的分解图，其包括壳体和贴片天线(包括由第一材料片形成的接地板以及贴片辐射元件阵列、天线馈源和由第二材料片形成的倾斜馈线)。
[0149]图13A图示出可以包含于本文描述的任何装置的贴片天线的一个实例；所示的贴片天线为装配到如本文所描述和示出的壳体内的具有4贴片130_配置的天线。
[0150]图13B示出了图13A的天线的侧视图。
[0151]图14A示出了类似于图13A中所示变型的四贴片贴片天线的可替换视图。
[0152]图14B、图14C和图14D分别示出了图14A的天线的侧面透视图、侧视图和分解侧面透视图。
[0153]图15A和图15B示出了指示诸如图13A-13B中所示装置之类的4_pol装置的性能的曲线图。
[0154]图16示出了如本文所描述的可以使用的贴片天线的另一种变型。特别地，该贴片天线可以被配置成9贴片(九个发射表面)180mm设备。
[0155]图17为针对图16所示和讨论的天线(9贴片180mm天线)的侧面透视图。
[0156]图18A和图18B示出了指示诸如图16_17中所示的装置之类的9_pol装置的性能的曲线图。
[0157]图19为无线传输站的一种变型的背面透(立)视图。
[0158]图20为图19的无线传输站的背视图。
[0159]图21为图19的无线传输站的左视图。
[0160]图22为图19的无线传输站的右视图。
[0161]图23为图19的无线传输站的底视图。
[0162]图24为图19的无线传输站的顶视图。
[0163]图25为图19的无线传输站的前面透(立)视图。
[0164]图26为图19的无线传输站的前视图。
[0165]图27为图19的无线传输站的背面透(立)视图。
[0166]图28为图19的无线传输站的可替换背视图。
[0167]图29为图19的无线传输站的可替换左视图。
[0168]图30为图19的无线传输站的可替换右视图。
[0169]图31为图19的无线传输站的可替换底视图。
[0170]图32为图19的无线传输站的可替换顶视图。
[0171]图33为图19的无线传输站的可替换前面透(立)视图。
[0172]图34为图19的无线传输站的可替换前视图。
[0173]图35为没有连接到壳体的支架的无线传输站的背面透(立)视图。
[0174]图36为没有连接到壳体的支架的无线传输站的背视图。
[0175]图37为没有连接到壳体的支架的无线传输站的右视图。
[0176]图38为没有连接到壳体的支架的无线传输站的左视图。
[0177]图39为没有连接到壳体的支架的无线传输站的可替换底视图。
[0178]图40为没有连接到壳体的支架的无线传输站的可替换顶视图。
[0179]图41为无线传输站的另一种变型的背面透(立)视图。
[0180]图42为图41的无线传输站的背视图。
[0181]图43为图41的无线传输站的左视图。
[0182]图44为图41的无线传输站的右视图。
[0183]图45为图41的无线传输站的底视图。
[0184]图46为图41的无线传输站的顶视图。
[0185]图47为图41的无线传输站的前面透(立)视图。
[0186]图48为图41的无线传输站的前视图。
[0187]图49为诸如图41中所示的无线传输站之类的安装到柱的无线传输站的一种变型。
[0188]图50A示出了通过无线传输站(无线宽带接入设备)的区域的截面，其中天线适于以通过将传导清除区包含在层状印刷电路板(PCB)的层中而最小化阻抗失配的方式连接到该PCB，天线连接器引脚(天线端口 RF引脚)在形成电接触之前穿过PCB的这些层。
[0189]图50B图示出天线端口 RF引脚在形成接触之前所穿过的任何层的区域的顶视图，其示出传导清除。
[0190]图50C图示出层的区域的顶视图，其中天线端口 RF引脚与该层上的天线接触连接。
[0191]图51A示出了天线(例如阵列天线)与其附接的层状印刷电路板的背视图。
[0192]图51B和图51C示出了天线端口 RF引脚不形成电接触地穿过的中间层的视图。这些层包括围绕引脚的矩形形状的清除区(空区)。
[0193]图51D图示出阵列天线与其附接的印刷电路板的一个实例。
[0194]图52A示出了包括集成的支架底座和具有球接头的支架的无线传输站的另一种变型的底部透视图。
[0195]图52B和图52C示出了类似于图52A中所示变型的无线传输站的不同变型；在图52B中，壳体内的天线为小的4x4阵列天线；在图52C中，壳体内的天线为稍微更大的3x3阵列天线。
[0196]图53A和图53B示出了图52B的无线传输站的部分分解图，其单独地图示出壳体、支架(具有球接头)和夹具(环形底座或环形夹具)。
[0197]图54A-54C分别图示出与图53A-53B中所示支架类似的具有球接头的支架的一种变型的侧视图、顶部透视图和底视图。
[0198]图55A示出了其中移除了覆盖中庭区的门的无线传输站的壳体的一种变型的背面透视图。
[0199]图55B示出了图55A中所示的壳体的一侧的指示器区域的放大图，其图示出电源、以太网连接和信号水平。
[0200]图56A-56F图不出一种附接和/或定位无线传输站的一种变型的方法。
[0201]图57A-57C图示出附接和/或定位无线传输站的一种变型的方法的另一种变型。
[0202]图58图示出调节和/或瞄准安装到柱或杆的无线传输站。
[0203]图59示出了无线传输站的一种变型的回波损耗图。
[0204]图60A-60D图示出用于图59的无线传输站的天线模式(辐射模式)，其包括垂直和水平极化分量二者。
[0205]图61为无线传输站的另一种变型的回波损耗图。
[0206]图62A-62D为用于图61的无线传输站的天线模式(辐射模式)，其包括垂直和水平极化分量二者。
[0207]图63A、图63B和图63C分别示出了无线传输站的一种变型的底部透视图、顶部透视图和侧视图；外壳和底座被示出。壳体可以适于封闭贴片阵列天线，例如如图64A-66B中所示的2x2贴片阵列天线。
[0208]图64A图示出贴片阵列天线的一种变型，其具有包括垂直和水平极化馈源连接二者的单馈板。
[0209]图64B示出了图64A的贴片阵列天线，其中天线发射元件(贴片)被移除以便示出被配置成具有垂直和水平极化馈源连接二者的馈板的单个天线馈源。
[0210]图65为图64A的贴片阵列(2x2)天线的分解图，其可以保持在诸如图63A-63B中所示的壳体之类的壳体内。
[0211]图66A为图64A的贴片阵列天线的侧视图。
[0212]图66B为图66A中所示的贴片阵列天线的侧视图，其中元件被移除以便图示出形成发射元件、天线馈源、接地板和无线电电路系统的各个不同的水平(平面)。

【具体实施方式】
[0213]总的说来，本文描述了包括用于提供无线宽带接入的无线电和天线(例如组合无线电和天线)设备的无线传输站，这些设备被配置用于室外和/或室内使用以便提供点对点或者点对多点通信。本文也描述了诸如阵列(贴片阵列)天线之类的天线，其可以用作无线传输站的部分。
[0214]包括设备和/或装置的无线传输站装置可以包括:闭合壳体，其可以被密封或者以其他方式使其防天气/防水；集成的支架底座，其形成壳体的一部分；以及内部空间，其容纳一个或多个天线，尤其是贴片天线(包括多个天线贴片，例如两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个等等)。在一些变型中，该设备也包括在壳体后面接合(并且可以锁定/固定)到支架底座以便将设备固定到柱、架台或者任何其他底座的支架。在一些变型中，支架和支架底座为允许调节壳体以及因而天线的位置的球-插座支架/底座。在一些变型中，支架(例如插座)被配置成固定支架，即该支架处于相对于壳体(不可运动)的永久固定位置，或者形成为壳体的部分。支架底座和支架可以被配置成协作以便允许选择设备的角度(例如设备相对于其所附接的柱或底座的高度角)。一旦被选择，则该角度可以是固定的。在一些变型中，该角度可以是永久固定的，而在其他变型中，该角度可以在以后进行调节。支架可以包括可以固定和/或释放以便允许调节的锁或者锁定元件。尽管描述和图示出被配置成无线传输站和/或天线的装置(包括设备和系统)的不同实例，但是一个实例的任何特征可以与任何其他实例的特征组合。例如，各种不同的壳体配置中的任何配置可以与本文描述的任何底座子系统和/或任何天线实例一起使用。
[0215]例如，图1图示出无线传输站的一种变型，其是一种用于提供无线宽带接入的放大无线电和天线设备，该设备被配置用于室外使用以便提供点对点或者点对多点通信。在图1中，该设备包括大体盘形的壳体101(例如具有圆形顶部透视剖面)。壳体的前面或顶部是圆整的，并且可以为圆顶形，但是相对平坦。该扁平圆顶形状可以允许设备仅仅稍微伸出，但是给出将天线阵列容纳在特定的预定布置中的足够内部空间(如下文中所描述的)。壳体的背面可以是平坦或扁平的，但是它也可以或者可替换地包括扁平圆顶形状。通常，前面和背面装配在一起以形成电子器件和任何线连接器可以装配到其中并且受保护(例如免受元件影响)的内部腔体。设备的内部结构在下文中更详细地加以描述。在一些变型中，壳体包括用于连接(例如以太网供电或P0E连接)的访问部分(例如开口)。除了 PoE连接之外或者作为其代替，任何适当的电源可以与这些设备一起使用。例如，在一些变型中，设备包括内部(或外部)电池电源。设备可以包括连接或者可连接到电源(例如墙壁电源)的电源线。相同(或者单独的)访问部分可以允许访问内部部件或连接，并且可以由一扇或多扇门覆盖。例如，在一些变型中，壳体的顶部和/或底部部件包括可以摆动打开和关闭/咬合闭合的铰接区。整个壳体可以密封或者可密封的以便提供耐/防天气和/或水。
[0216]通常，壳体可以由任何适当的材料形成，但是尤其由塑料或者其他聚合物材料形成。壳体可以由固定在一起的两个或更多(例如三个、四个或五个)部件形成。壳体可以以任何适当的方式组装，包括焊接(例如塑料焊接)、通过粘合剂等等。壳体通常被组装成提供天气/水耐受性，因为设备可能安装在室外，并且因而可能必须经受各种各样的温度、湿度和UV(风化)条件。壳体的外表面可以经过处理。例如，壳体可以经过抛光、纹理化、涂敷等等，包括其组合。可以对设备着色或者使其是光学反射的(例如以便防止或降低阳光的损害)。
[0217]壳体典型地包括背区103，该背区包括支架107可以与其配合的整体形成的支架底座105。如前面所提到的，在一些变型中，支架底座形成为壳体的背面的部分(例如“整体地形成”)。在该实例中，支架底座为包括用于接合支架107的轨道的凹面。其他支架底座(下文中描述)可以是插座型支架底座。整体地形成支架底座可以使得连接更强，以及降低成本。壳体部件可以以任何适当的方式形成，包括注射模制、挤塑等等。
[0218]在图1中，支架107被示出附接到壳体的背面(例如在壳体底座中)，并且包括允许壳体的相对位置关于壳体改变的释放控制部分111。例如，支架可以与支架底座接合，并且相对于壳体保持(锁定)在一定位置中；推压释放控制部分可以允许改变壳体与支架之间的角度。在该实例中，设备包括多个可选择的，例如介于12°与-6°之间的多个(例如2个、3个、4个、5个、6个等等)不同的预设角度。当支架安装到柱时，改变支架与壳体之间的角度改变该设备相对于一定距离的另一个底座上的配对设备的角度(例如倾斜或高度)。由于这些设备被配置用于与其他设备的点对点或者点对多点通信，因而改变角度可以显著地提高性能。下文中描述的图6A-6D图示出不同的角度。
[0219]图1中的支架也包括固定元件(例如系带、夹子等等)可以穿过其以便将设备系到柱或其他底座的直通部分(系带直通区115)。在一些变型中，支架中的直通区与壳体中(例如设备的支架底座区中)的直通区匹配。因此，当支架系到或者固定到柱时，壳体也可以固定到柱。其他锁定或固定构件也可以或者可替换地包括在内以便将支架固定到壳体。
[0220]图2示出了图1中所示变型的背面透视图。在该视图中，示出了支架的背面。在该实例中，支架的背面包括被配置成抵靠柱安装的凹区205。该区可以是任何适当的尺寸，和/或可以是可调节的(例如利用底座上的铰接区等等)。
[0221]图3从底部透视图示出了图1和图2的支架的放大图。支架包括被配置成与壳体的背面的部分配合的开槽通道。支架的一侧(“顶部”，图3中不可见)为凹形，并且被配置成安装到柱。相对侧(“底部”)为圆整的或者弯曲的；该弯曲表面305可以(与开槽通道303的内部的、也是弯曲的表面一起)与支架底座接合；该弯曲可以允许支架与支架底座之间的角度。
[0222]支架可以卡扣配合或者锁定到支架底座中。在一些变型中，支架和/或支架底座包括其中支架可以牢固地保持支架底座的设定位置。这些设定位置可以由支架与支架底座之间的干扰区形成；例如，支架底座上的凹陷区可以与支架上的一个或多个突起接合以便将支架(或者反之亦然)和壳体保持在特定的相对位置。在图3中，支架包括区域309，该区域包括可以压低以便将突起移出壳体的支架底座中的凹陷的摇杆按钮；突起通常向内偏置以便卡入或者锁定到壳体的支架底座中的凹陷区中。凹陷区可以分开预定距离，使得壳体相对于支架的角度可以安装已知的量(例如4°倾斜、5°倾斜、6°倾斜、7°倾斜、8°倾斜、9°倾斜、10°倾斜等等)调节。在操作中，按压按钮309允许支架在支架底座中滑动，这可以接合到开槽通道303;滑动改变壳体与支架之间的相对角度(倾斜)。当支架固定到柱、杆或者任何其他适当的底座时，在壳体的支架底座中滑动支架允许调节和/或设置设备的角度，使得它可以“瞄准”或者以其他方式指向例如第二无线传输站。在图1-3中，支架与壳体之间的角度/倾斜可以通过推压按钮(摇杆按钮309)以便卡入各种各样的预设位置之一中而进行调节。在一些变型中，支架和支架底座可以被配置成允许连续调节该角度。例如，在一些变型中，支架可以包括可以被释放或者锁定到任何位置的与支架底座接合(或者反之亦然)的一个或多个销或者夹具。可替换地，其他的配置可以包括预设/预定的位置。
[0223]在一些变型中，支架可以被配置成锁定到壳体上以便一旦其安装到柱、杆等等，则防止壳体被移除(例如作为防盗威慑)。在一些变型中，锁为壳体底座和/或支架内的卡扣配合或夹紧区；一旦支架与壳体接合(例如通过将壳体底座滑动到支架的槽中)，则支架的部分可以咬合到位以便将这两个物件保持在一起，同时仍然允许支架相对于壳体滑动。例如，支架可以包括在支架与支架底座接合时可以稍微偏斜的一个或多个(例如两个)突出件(例如楔)；一旦支架完全接合，则突出件返回到其非偏斜位置，从而防止支架从壳体移除。
[0224]在一些变型中，支架包括凹区(和/或前弯曲表面)横向的通路或窗口 311，系带、带条(belt)、套带(strap)或者其他其他固定件可以穿过该通路或窗口以便将支架(和壳体)固定到柱、杆等等。在一些变型中，该固定件可以是支架和/或壳体的组成部分；例如，带条或套带可以从支架和/或壳体延伸并且被配置成缠绕在柱、杆等等上且固定到支架和/或壳体的相对侧(未示出)。在一些变型中，该固定件为可以用来将支架束紧到柱、杆等等的拉链系带结构。
[0225]在图1-3中，支架包括通路，该通路在长轴(以及开槽通道303)横向并且被配置成使得拉链系带可以穿过该通路以便将设备的壳体和支架固定到柱。在一些变型中，壳体也包括可以与支架上的开口/通路对准的互补开口或者开口集合(例如在不同的预定位置)。因此，该通路可以允许通过穿过支架上的通路/开口和壳体上的互补开口二者而将耦合的支架和壳体固定到柱或杆。对准的开口可以作为所述锁(将支架和壳体固定到柱、杆等等)和预定位置/角度选择二者而操作。例如，通过壳体和/或支架的开口可以允许基于这二者之间的哪些孔对准并且用来将设备系到柱上而选择设备的角度。
[0226]通常，本文描述的设备被配置成无线传输站。因此，它们典型地包括被配置成允许设备操作来发送和传输宽带的内部(壳体内)部件。例如，这些设备可以被配置成允许它们提供时分多址(TDMA)无线接入。这些无线传输站可以特别地被配置用于在外部操作，其中它们可以在中间距离(例如小于I公里至I公里或几公里)至长距离(数十至数百公里)上与其他无线传输站和/或用于宽带通信的天线通信。因此，通常，这些设备包括一个或多个处理器，所述处理器处理数字数据以供布置在壳体内的多个单独的天线接收和发射。
[0227]图4在截面中图示出无线传输站的一种变型，其图示出壳体的内部隔间。在该实例中，壳体401由扁平圆顶形前件403和包括支架底座405的后件组装。壳体可以如上面所讨论的附接到用于安装的支架。壳体的内部可以将电路系统保持在一个或多个印刷电路板(PCB)411、411’上。在该实例中，两个天线413、413’被示出处于壳体内，安装在保持在壳体内的PCB 411’( “天线板”)上。
[0228]可以使用任何适当类型和数量的天线。这些天线可以被布置成共同天线系统(子系统)。当在本文中使用时，这些共同天线系统/子系统可以称为“微带天线”、“贴片天线”或者“贴片天线”。现有技术贴片天线典型地为窄带宽束天线，其经常通过以下方式制造:在键合到诸如印刷电路板之类的绝缘电介质衬底的金属迹线中蚀刻天线元件图案，连续金属层键合到形成接地平面(或者接地板)的相对侧。常见的贴片天线形状为正方形、矩形、圆形和椭圆形，但是任何连续的形状是可能的。当在本文中使用时，贴片天线不必使用电介质衬底或者电介质间隔器。此外，本文描述的贴片天线可以由弯折、加压、焊接等等的金属形成。该金属可以被蚀刻，但不一定必须被蚀刻。例如，该金属可以通过机械构件切割，包括如本文所描述的使用切割和弯折形状的芯棒。图4-5和图8A-8D中示出了贴片天线的示例性变型。每个单独的天线可以称为贴片或者贴片天线。例如，在一些变型中，存在四个天线(布置成跨天线板的箱模式)；在其他变型中，使用五个、六个、七个或者八个天线。这些天线典型地跨天线板布置。
[0229]例如，在一些变型中，天线为NBE5-130天线，其为使用FR408，30密耳厚PCB冲压金属结构制成的圆形印刷电路板(PCB)天线。图8A-8D中示出了另一个实例。在该实例中，天线设计对于每个极化(垂直/水平)提供了大约14.5dB的增益。图8A示出了具有五个天线的示例性天线板的顶部透视图，这些天线形成为具有冲压金属结构803的PCB 801。图SB为图8A的天线板的示意图，其示出了连接到PCB上的每个天线的馈源。图SC为天线板的三维示意图(示出了 x、y和z维度)。最后，图8D为天线板的三维再现。上面的环811被包括(像在图8C中那样)以便指示z方向上天线板的高度。
[0230]返回到图5，图5在分解图中示出了无线传输站的一种变型，其图示出可以组装以形成所述设备的五个部件。在该实例中，壳体由被配置成密封到后外壳507的前外壳501形成；后外壳也包括固定(例如通过铰接、卡扣配合等等)到后外壳的门509。两个印刷电路板包含在组装的壳体、天线板509和无线电板505内。无线电板505和天线板503被配置成在壳体内彼此连接以便允许控制器控制从天线发射和接收宽带信息。在该实例中，对设备供电的电源可以由以太网供电(PoE)线缆(未示出)提供，该线缆通过后外壳507连接到由门509形成的腔室内以便插入到无线电板505上的连接器中。
[0231]如上面所提到的，本文描述的设备的角度可以在安装到架台、柱、壁等等之前、期间或者之后进行调节。例如，图6A-6D图示出如上面所讨论的通过将支架605固定到柱，然后将支架605耦合到壳体607而安装到柱601的设备的一个实例的侧面透视图。可替换地，支架可以首先耦合到壳体，并且然后附接到柱。
[0232]在图6A中，设备被示出处于也称为“水平”的“中间位置”；壳体607平行于支架605和柱601，使得如果柱竖直地定位，那么壳体(以及因而内部天线)面向水平方向。然后，可以如上面所提到的通过相对于支架滑动壳体；在一些变型中通过释放按钮(未示出)而调节壳体的角度，该释放按钮允许通过在壳体的支架底座内滑动支架而改变壳体与支架之间的位置。在一些变型中，支架底座和支架包括可以选择的一定数量的预设位置(倾斜位置)。例如，在图6A-6D中，存在四个预设位置(分别为0°、6°、12°和-6° )。角度通过支架605的弯曲表面与壳体607中的壳体底座的接纳区之间的相互作用而实现。在图6B中，壳体置于预定角度6° “向上”(从水平方向或者0°水平位置)。在图6C中，支架和壳体(例如集成的支架底座)可以第三预定位置接合，其如图所示在12° “向上”位置使壳体倾斜。在图6D中，支架和壳体被示出在第四预定位置接合，该位置将壳体保持在6° “向下”位置。一旦壳体的倾斜根据需要置于图示的任何预定位置，那么可以如上面所提到的将壳体锁定到位。在一些变型中，壳体可以在处于预定位置时例如通过将壳体系结、紧固、拧紧或者以其他方式固定到底座和/或杆而永久地锁定(例如或者不可调节地锁定)。例如，壳体或底座可以包括可以固定的螺钉和/或螺纹。
[0233]支架和壳体可以在安装支架(例如安装到杆、固定器、壁等等)之后进行调节；然而，在一些变型中，倾斜角度可以在将支架固定到杆或者其他物体之前进行调节。在一些变型中，将支架安装到杆或者其他物体可以相对于壳体锁定倾斜角度。
[0234]图7A图示出已经如图6A中所示安装到杆的设备的后视图。在该实例中，门703被示为在壳体701的后面，并且壳体(经由图7A中不可见的底座)连接到杆705。(沿着线B-B’)通过图7A的截面示于图7B中。在该实例中，壳体被示为耦合到支架707。支架707上的释放控制按钮711被示为接合到壳体701中的支架底座713的预设位置(腔体715)中。在该变型中，在释放控制按钮上推压允许壳体相对于支架滑动，使得释放控制按钮可以与支架底座713中的其他槽接合。
[0235]尽管上面描述了各种不同的说明性实施例，但是可以在不脱离如权利要求书所限定的本实用新型的范围的情况下对各个不同的实施例做出若干改变中的任何改变。例如，执行所描述的各个不同的方法步骤(或者结构元件连接)的顺序在可替换实施例中通常可以改变，并且在其他可替换实施例中，可以完全跳过一个或多个元件或方法步骤。各个不同的设备和系统实施例的可选特征可以包含在一些实施例中，并且不包含在其他实施例中。
[0236]图9A和图9B图示出用于提供无线宽带接入的无线电和天线设备的壳体的另一种变型。在该实例中，类似于上面针对图1-3所示的变型，壳体包括圆顶形壳体主体101’，该主体包括前区(或者上区)101’和背区(或者下区)103’。壳体可以如上面所描述的固定在一起。在该变型中，背区103’包括底座区(支架底座)，该底座区被配置成包括球区的用于支架的插座，该球区形成允许壳体相对于壳体所安装的表面接合的球-插座接头的部分。在该实例中，支架905包括球907和茎909区。包括支架底座(在壳体背面)和支架905的底座组件也可以包括固定件911，该固定件可以固定到支架底座的其余部分以便将支架的球保持在适当位置；进一步调节该固定件可以抵靠支架底座锁定球，将其保持在适当位置。该相互作用在下面的图10A-10D中更详细地加以描述。
[0237]在一些变型中，壳体也包括水平指示器915。水平指示器可以是机械和/或电气水平指示器。例如，在图9B中，水平指示器915为指示表面是否水平(水平)或竖直(铅锤)的气泡型水平仪(“酒精水平仪”)。可以使用任何适当类型的水平仪，包括凸的和/或凹的、靶心或者其他形状/类型的水平仪。也可以使用电子水平仪。
[0238]后外壳(背区103’ )也可以包括如前面所提到的可以提供尤其是对连接器/出口、插头、布线等等的访问的门或访问部分917。
[0239]图10A-10D图示出用于图9A-9B中所示变型的支架和底座的操作和相互作用。图1OA中示出了球型支架1001的一个实例。在该实例中，球区在远端形成，并且连接到包括直通部分(系带直通区1015)的茎区，固定元件(例如系带、导线、夹子等等)可以穿过该直通部分以便将设备系到柱或者其他底座。支架可以由包括塑料(聚合物)的任何适当的材料形成，并且可以通过任何适当的构件形成。球可以是实心的，或者可以形成为具有切出区域(例如如图10A-10D中所示，具有形成球区的“鳍”或肋条)；这可以使得它更轻并且也可以增强强度和可锁定性。
[0240]图1OB示出了可以使用的固定件911的一种变型。该固定件通过拧紧到背面壳体上的螺纹区(例如背面壳体的底座区)中而锁定。如图1OC中所示，底座可以在如图1OD中进一步所示的附接到壳体之前穿过固定件。如图1OD中所示，固定件(其也可以称为压制器、保持器、锁等等)将球保持在背面壳体中的插座内。固定件911包括可以与背面壳体上的螺纹1021配合的内螺纹1022。背面壳体和固定件也可以接合固定件上(如图1OD中所示)或者壳体上(未示出)的棘爪元件1025。棘爪可以接合壳体中的齿以便允许在限制运动(例如允许仅仅顺时针或逆时针的运动)的同时不连续地调节固定件。在一些变型中，该相互作用可以形成这样的锁，该锁允许紧固球接头，但是防止它松开或者未锁定，除非例如通过推压接合了释放器(例如释放元件1027)。图1OD中的支架和底座(安装子系统)的分解图包括示出可以如何组装支架、支架底座和固定件的方向箭头。
[0241]图11A-11B图示出具有如上面在图9A-10D中所描述的壳体的用于提供无线宽带接入的无线电和天线设备(装置)的一种变型的截面图。类似于上面描述的图5，该装置包括壳体1101，并且壳体内容纳了天线组件1103。天线组件1103在图12的分解图中示出，并且可以包括安装到接地板的由多个贴片天线形成的贴片天线以及向天线提供馈源的电路板。天线的附加细节在下文中参照图13A-14D提供。
[0242]在图12中，移除了圆顶形上盖，其示出贴片天线1203以及可以向其安装电路系统的电路板1205 (例如PCB)。下盖1207也被示出。
[0243]图13A示出了贴片天线的一种变型的更多细节。通常，贴片天线可以包括形成第一平面的接地平面(板)。如前面所提到的，接地平面可以是非电介质材料(例如包括)诸如金属之类的传导材料。贴片天线也可以包括多个贴片辐射元件(贴片)，这些元件置于接地平面上方的第二平面内，从而它们与接地平面分开。每个贴片辐射元件可以具有在第二平面内延伸的辐射表面。该辐射表面可以(例如通过螺钉或其他连接)连接到接地平面，从而向每个贴片提供接地。发射元件(例如1403)与接地板1413之间的路径可以经过绝缘以便防止天线辐射元件接地。
[0244]在一些变型中，与传统微带天线不同的是，本文描述的贴片天线中的贴片辐射元件可以具有不同贴片的辐射表面的表面积(和/或形状)，其在典型地以中心值为中心的某个值范围内彼此变化。对于正方形和/或矩形辐射表面而言，中心值可以近似为贴片天线的辐射波长的一半的平方。例如，形成贴片天线的辐射表面中的全部、大多数或者一些的表面积可以不同，但是介于彼此的大约0.1%与20.0%之间。
[0245]下文中详细地描述的图64A-65图示出一种类似的变型，其中天线辐射元件的形状为近似相同的尺寸，但是该设计可以共享图14A-14D中所描述的装置的许多其他特征。
[0246]在图14A-14D中，形成贴片的辐射表面连接到被划分成不同区域的天线馈源?’天线辐射元件中的每一个通过一根或多根馈线连接。天线馈源可以布置在位于辐射元件的平面与接地平面之间的第三平面内。将天线馈源置于辐射元件的平面之外可以降低线辐射并且增强性能。在该实例中，天线辐射元件中的每一个连接到两根或更多根被配置成倾斜馈线的馈线。这些连接元件(斜升器)可以将每个辐射元件连接到微带线。天线馈源可以这样布置以便形成如下文中图示的双极化配置(例如垂直极化和水平极化)。该双极化可以避免在微带中需要跨接。
[0247]连接贴片的辐射元件的天线馈源的维度可以是不规则的；例如，不同于辐射元件之间的矩形形状，天线馈源的边缘可以变化，使得沿着天线馈源的长度的边缘之间的距离(宽度)变化。因此，在接地平面与发射表面之间的平面内延伸的天线馈源的宽度可以沿着其长度变化。
[0248]由于天线馈源和倾斜馈线位于接地板上方的与辐射表面不同的平面内，因而贴片辐射表面可以在相同平面内定位成与其他辐射表面更靠近，同时仍然维持处于贴片天线的辐射波长的波长或者半波长倍数内的距离。因此，邻近贴片辐射表面之间的距离可以小于贴片天线的辐射波长的半波长，因为实际距离能量将在它们之间行进，遵循沿着第一斜升器、天线馈源和第二斜升器的最短路径。
[0249]贴片辐射表面(贴片辐射元件)可以连接到邻近贴片辐射表面(元件)，使得一个辐射表面通过第一倾斜馈线、天线馈源和第二倾斜馈线连接到另一个辐射表面，以形成贴片辐射元件集合。当测量为第一贴片辐射元件的表面上的中点向下沿着第一倾斜馈线的表面，沿着天线馈源的表面，向上沿着第二倾斜馈线的表面并且向后沿着第二贴片辐射元件的表面之间的最短距离时，第一辐射元件的中点与第二辐射元件的中点之间的距离可以近似为贴片天线的一个辐射波长。
[0250]通常，本文描述的贴片阵列天线装置可以被配置成包括垂直和水平极化。例如，天线馈源的子集可以被配置成连接到第一无线电连接点的垂直极化馈源网络，并且其他天线馈源可以被配置成连接到无线电连接点的水平极化馈源。每个贴片辐射元件也可以通过接地附接件连接到接地板，该接地附接件可以提供EMI保护，充当高通滤波器，例如防护例如来自闪电的放电，所述放电会通过接地连接滤除。
[0251]现在返回到图13A，该图示出了具有四个贴片(因此具有四个天线辐射元件和表面)的贴片天线的一种变型。在该实例中，所示的每个贴片(发射器)1303具有X和y方向上(在辐射表面的平面内)但是位于相同(Z)平面内的稍微不同的维度。在该变型中，将贴片连接到馈源的天线馈线的子集形成连接到无线电连接点1305的垂直极化(v-pol)网络(或者v-pol网络馈源)1307。类似地，由天线馈源的子集形成的水平极化(h-pol)网络也连接到每个贴片，并且形成连接到无线电连接点1305的h-pol网络馈源1309。所有天线馈源处于发射/接收贴片表面1303与接地平面1313之间。天线馈源经由倾斜馈线1304连接到贴片的侧面。
[0252]图13B示出了来自图13A的示例性贴片天线的侧视图，其包括接地平面(板)1313。四个贴片(每个具有发射表面1303)中的两个可见，并且天线馈源1309和倾斜馈线1304被示出。用于v-pol网络和h-pol网络二者的无线电连接点1305也可见；到如图11和图12中所示的可以位于接地平面1313下方的电路(例如PCB)的连接不可见。图13A(示出50和100mm)和图13B(示出30和60mm)中提供的比例尺仅仅是示例性的，并且并不预期是限制性的；贴片天线的实际维度可以全体地不同和/或在单独的部分中不同。如展示图13A和图13B的贴片天线子系统的行为的图15A和图15B中所示，对于这样的系统而言，天线增益可以介于15-16dB之间。此外，该实施例可iy处于5.15-5.85GHz频带内；调节接地板与发射表面之间的间隔可以调节带宽。
[0253]本文描述的天线可以被配置成特别紧凑。例如，形成贴片天线的贴片阵列的单独的贴片之间的间距在维持信号相位和增益时可以比允许的其他情况更紧密地堆积。典型地，发射/接收表面之间的距离必须维持为天线的波长(或半波长)的倍数，使得贴片将从发射表面的平面以相同的相位并且在适当的方向上辐射(例如垂直于发射表面的平面)。例如，在图13中，从左上贴片(参照该图)到邻近的左下贴片(参照该图)的信号必须经历360相移，从而它在由这两个贴片发射时也同相。由于每个贴片长为大约1/2波长，从贴片中心到边缘的距离近似为1/4波长，因而信号在这两个贴片之间行进的总距离应当近似为另一个半波长。该距离为天线馈源在这两个贴片之间的长度以及倾斜馈线的长度。由于倾斜馈线在平面外延伸，因而贴片的邻近边缘之间的间距可以小于该半波长距离。应当指出的是，形成v-pol网络的馈源和形成h-pol网络的馈源异相(例如通过1/2波长)，因为极化翻转了。
[0254]通常，形成贴片天线的贴片(以及特别地贴片的发射区域或者发射表面/区)在单个贴片天线中可以是稍微不同的尺寸。例如，贴片的尺寸(和形状)全部可以稍微不同，但是处于相对于贴片天线的操作波长的预定范围内。例如，阵列中的每个馈源可以如上面所提到的，长度接近1/2波长。然而，如果(像现有技术设备那样)馈源长度都同样正好为1/2波长，那么得到的阵列因子将提供高的旁瓣，这可能是不希望的。当如本文中所描述的，邻近的连接的贴片(其可以“长度”在一个(例如X)方向上并且“宽度”在另一个(例如y)方向上)之间的距离稍微不同，但是以天线的希望的频率为中心时，该效应可以降低。由于所有贴片的相位在理想情况下被最优化，使得贴片具有近似相同的功率和相同的相位，因而如果来自贴片的反射返回到来自相同贴片的无线电连接点，那么所述四个贴片将在该频率下，结合同相地将能量发送回该无线电点处。通过稍微修改贴片的尺寸(使得每个长度不同)，该效应可以在不牺牲总相位和功率的情况下最小化。上面描述的允许贴片之间的更紧的堆积的、在贴片之间斜升的倾斜馈线也可以帮助抑制在X和I方向上发射的能量。
[0255]图14A为可以包含在壳体中以便形成用于提供无线宽带接入的无线电和天线设备的阵列天线子系统的另一个实例。在图14A中，顶视图(向下看形成贴片天线的贴片)对于贴片1403、1403’、1403”、1403”’示出了稍微不同尺寸维度的每一个。这些贴片中的每一个经由螺钉1419连接到接地平面1413。分别连接到v-pol和h-pol天线馈源网络1407、1409的无线电馈源1415、1415’也被示出。
[0256]在图14B所示的该天线馈源天线的侧面透视图中，可以看见贴片发射表面1413”’、天线馈源1409和接地平面1413之间的间距(在z上)。图14C的侧视图使得这甚至更加明显。例如，接地平面与天线馈源之间的间隔可以为大约6_，并且接地平面与天线馈源之间的间隔也可以为大约6mm。
[0257]通常，贴片可以通过使用芯棒或者其他设备对发射器(贴片)表面压制/形成/定形而形成，倾斜馈线和天线馈源可以由单块材料(例如钢、黄铜、铜或者任何其他适当材料的板)形成。贴片、倾斜馈线和天线馈源(包括无线电馈源)的形状可以在压制之前预切入材料中；在一些变型中，压制和切割可以相结合。一旦定形的材料片被形成为多平面形状(例如按照预定的量将发射器表面的平面与天线馈源的平面分开)，则可以将该结构连接(例如经由螺钉、焊接等等)到接地平面。例如，这两个部件可以点焊在一起。该结构可以同时或者顺序地连接到控制器硬件/固件已经(或者将)附接的印刷电路板(PCB)。
[0258]图16和图17分别示出了贴片天线的另一种变型的前/顶视图和侧视图；该变型包括九个贴片。上面针对图13A-14D中的四贴片天线所讨论的相同操作原理和构造同样适用。像在四贴片实例中那样，这九个贴片可以布置在接地平面上方，天线馈源介于接地板与贴片发射器表面的平面之间。在这两个实例中，天线馈源布置成v-pol和h-pol网络，并且天线馈源具有沿着其长度可变的宽度；在图16中，天线馈源具有成角度的，有些不规则出现的侧面。
[0259]如上面所讨论的，这些贴片天线被配置成使得相位通过用线连接具有180° (半波长)或者360° (全波长)的相位长度的贴片而被维持。这种设计可以不包括会使波减速的电介质(例如接地板)。在贴片与天线馈源之间没有倾斜连接的情况下，贴片的间距应当为半波长；然而，倾斜连接允许间距更紧密。该更紧密的间距也有助于避免会降低增益并且引起旁瓣的栅瓣。图18A和图18B图示出如图16和图17中所示的贴片天线的性能。
[0260]图19、图20、图21、图22、图23、图24、图25和图26示出了用于提供无线宽带接入的无线电和天线设备的一种变型的外部的不同视图。该变型包括与上面针对图1-3所描述的类似的支架和支架底座。图27、图28、图29、图30、图31、图32和图33也示出了用于提供无线宽带接入的无线电和天线设备的一种变型的外部的不同视图，该变型也包括与针对图1-3所描述的类似的支架和支架底座。图34、图35、图36、图37、图38、图39和图40也示出了用于提供无线宽带接入的无线电和天线设备的一种变型的外部的不同视图，该变型也包括与针对图1-3所描述的类似的支架和支架底座。最后，图41、图42、图43、图44、图45、图46、图47和图48示出了用于提供无线宽带接入的无线电和天线设备的一种变型的外部的不同视图，该变型具有与针对图9A-11B所描述的类似的球-插座类型的支架和支架底座。图49示出了安装到柱的用于提供无线宽带接入的无线电和天线设备的一种变型；该设备的角度是可调节的，如图49中的箭头所示。
[0261]本文描述的任何无线宽带接入装置可以适于最小化诸如如上面所描述和图示的阵列天线之类的天线与诸如印刷电路板(PCB)，尤其是层状PCB之类的电路系统之间的阻抗失配。重要的是，PCB与天线之间的接口是电气匹配的，使得阻抗失配最小化。在本文描述的无线宽带接入设备中，这可以通过在将天线连接到PCB的层的RF输入/输出引脚周围形成清除区而实现。这些清除区可以是在其中引脚穿过和/或接触PCB的、和它们与之形成电接触的层不同的层的引脚周围不存在大量导体(例如铜)或者传导材料的区域。这样的区域可以称为“清除区”或者传导空区或者铜空区。
[0262]图50A-50C图示出通过天线、接地板和层状PCB的区域的截面，其示出天线端口 RF引脚周围的清除区。天线端口 RF引脚5003提供了来自诸如阵列天线之类的天线的输入/输出。在一些变型中，天线端口 RF 5003连接到水平极化馈源；在其他变型中，它连接到垂直极化馈源。在图50A中，清除区5001随着天线端口 RF引脚向下延伸到第一层(层I)形成为这些层(层2-6)与接地板5005之间的物理空地，在第一层中，该引脚与天线接触5007形成电连接。在该实例中，清除区为放大的切出区域5001，其中PCB 5009的除了保持天线接触5007的层之外的所有层都在天线端口引脚5003周围凹陷。在一些变型中，这些附加(非接触层2-6)不从引脚5003切除，而是在这些层上没有传导材料存在于清除区内。例如，引脚5003可以通过这些不同的层(层2-6)延伸，并且甚至可以接触该层，但是在每层中的引脚的清除区内(例如0.5mm、lmm、l.5mm、l.9mm等等内)不存在传导材料(例如铜)。
[0263]图50B示出了引脚5003穿过但不形成电接触的任何中间层(层2_6)的顶视图。在图50A和图50B中，接地引脚5011配对邻近来自天线的天线端口 RF引脚5003地延伸。接地引脚也如图50B中所示穿过这些层，但是不包括它们周围的基本清除区，并且可以与层2-6中的一个或多个形成电接触。图50C示出了不包括清除区的层I的底视图；在层I中，天线端口 RF引脚5003与连接器(例如天线接触5007)形成电接触。该连接器然后在PCB的层I中从天线端口 RF引脚延伸，但是不在接地引脚5003之间通过。在图50C中，天线接触在与接地引脚相反的方向上延伸。
[0264]在操作中，每个天线端口 RF引脚周围的清除区为空(例如不含铜或者不含电导体)区，其在通过这些层(例如从层6至层I)过渡时在PCB的z轴上围绕引脚创建了几乎同轴的结构。在上面图示的实例中，层I为RF PCBA设计接触。
[0265]图51A-51D图示出用于提供无线宽带接入的无线电和天线设备(无线宽带接入设备)的一种变型，该设备被配置用作点对点或者点对多点的站，其结合了两个天线端口 RF引脚(一个用于垂直极化，并且一个用于水平极化)中的每一个周围的清除区。图51A示出了具有天线端口 RF引脚配对5101、5101’的PCBA天线的背侧视图。每个引脚5101、5101’与远离(并且不通过)从接地板延伸的接地引脚配对5105延伸的天线连接器5103、5103’形成电接触。图51A可以与上面描述的示例性变型中的“层I”相应。
[0266]图51B示出了引脚5101穿过的附加层之一的实例。该层的大部分表面包括诸如铜之类的传导材料，但是在天线端口 RF引脚5101、5101’周围存在矩形清除区5109、5109’。在该实例中，不含传导材料的空间在y方向(相对于图51B的向上/向下轴)上延伸近似1.91mm，并且在X方向(相对于图51B的向右/向左轴)上延伸近似2.14mm。因此，在该层中从引脚到铜迹线的距离在四面都大于大约1.9mm。图51C中在引脚5101、5101’周围示出了类似的清除区5109、5109’，并且这些清除区跨所有含铜层重复以便帮助实现引脚周围的同轴结构类型。
[0267]图51D示出了连接到接地板5111的用于无线宽带接入设备的组合PCB。
[0268]图52A-52C图示出包括壳体的无线宽带接入设备的两种变型，该壳体形成为扁平盘并且包括作为壳体背侧的部分的支架底座。图52A为无线宽带接入设备5200的背面透(立)视图，该设备具有被配置成球座以便接纳支架5205的球接头的集成的支架底座(图52A中不可见)。在该实例中，环形夹具5207拧紧到支架底座中并且可以用手指紧固以便用可调节的力将底座(底座的球接头5205)保持在支架底座内。例如，夹具(环形夹具5207)可以向下相对宽松地紧固以便允许由用户人工地移动球接头以调节无线宽带接入设备的位置，例如将该设备与另一个或一些无线宽带接入设备对准。
[0269]如上面描述的变型中所示，图52A中的设备也包括背面的上区上的酒精(气泡)水平仪。该气泡水平仪也可以用来通过指示何时设备水平(相对于气泡)帮助定位设备。气泡夹具可以被配置成与壳体内的天线阵列的预定侧面对准(例如在水平极化轴或者可替换地垂直极化轴的方向上)，这可以进一步帮助引导定位。在图52A中，壳体也包括具有手指滑动器区域5217的门5215，该区域可以用来打开门5215，暴露壳体中的其中可以连接(图52A中不可见)插件区(例如用于PoE插头和线缆)的中庭腔室。通过门5215的开口5221可以允许线缆(电源线缆和/或PoE线缆)通过。
[0270]图52B示出了用于与图52A中所示的类似的无线宽带接入设备的壳体的第一变型。在该变型中，形成为形成壳体其余部分的相同过程的部分的集成的支架底座5203是可见的，因为图52A中所示的支架5205像夹具5207 —样被移除，从而示出支架底座的内部。在图52B中，支架底座包括棘轮机构的部分，其允许环形夹具选择性地向下紧固到壳体的背面以便将球接头固定在球座5203内，但是在不接合释放器的情况下防止环形夹具和支架松开(例如拧松)。释放器可以包括用于将(例如环形夹具中的)棘爪元件与壳体的支架底座部分或者壳体的棘轮推动区5231的齿脱离的按钮或者其他控制部分。[0271 ] 该实例中示出的支架底座的内部，特别是支架底座的球座区可以特别地适于供球座使用以便允许接头甚至在无线宽带接入设备的重压下也稳定地保持底座。例如，底座区的插座状内表面可以经过喷砂或者以其他方式粗糙化，以便更容易与球座的表面接合。与球座接合的球连结表面也可以纹理化，粗糙化或者以其他方式修改以便防止不希望的滑移。
[0272]在图52B中，球座区5203的内部也包括多个可以使用的挤压脊(尽管在单个挤压脊上)。在该实例中，挤压脊5233是具有大致三角形截面的球座区的表面中的微小突起。多个挤压脊5233被示为以同心圆布置。在操作中，这些挤压脊帮助防止支架在支架底座(例如球接头)内滑移；一旦通过环形夹具(例如通过进一步人工地紧固它)施加足够的力，那么球接头将永久地挤压挤压脊(使其变形)，并且变形的表面将如下文中所描述的与球接头表面内的任何不规则配合。这种相互作用可以帮助锁定球接头并且保持无线宽带接入设备的位置。在图52A-52B中，该位置可以被保持，直到激活控制部分，允许通过从设备的齿5231释放棘爪而拧松环形夹具。
[0273]图52C图示出诸如图52A和图52B中所示无线宽带接入设备之类的无线宽带接入设备的稍微更大的版本。支架底座区5203’在这两个区之间几乎相同，从而允许相同的环形夹具(5207，例如如图52A中所示)与这些不同尺寸的设备一起使用。在一些变型中，如图52A和图52B中所示的更小的设备容纳阵列天线的小的变型(例如具有四个发射元件的2x2天线)。图52C中所示的更大尺寸设备可以用来容纳更大的阵列天线，包括上面描述的3x3或者9发射元件变型。在图52C中所示的变型中，整个壳体更大，但是基本特征几乎相同；在图52C中，底座区居中，而在图52B中，底座区是偏心的。
[0274]图53A-53B示出了诸如图52A和图52B中所示无线宽带接入设备之类的无线宽带接入设备的分解图。在该实例中，示出了用于装置的壳体5303，其中环形夹具5307和球接头部分5309是分开的，其示出用于这些元件的关系。图53B从侧视图示出了图53A的相同物件。
[0275]图54A-54C中更详细地示出了可以用来保持设备和/或不可撤销地挤压挤压环的包括球接头部分的底座的一个实例。在该实例中，支架5400包括远端的球接头5405。该球接头具有大体球形的区域，并且可以包括允许球座中更好的相互作用的一个或多个特征。例如，球接头的表面可以相对于球座的表面具有相对较高的摩擦；球接头的表面可以粗糙化，或者可以包括切出区域5409。在一些变型中，该表面至少部分地经过刮擦(例如喷砂)以便移除一些或者全部平滑性。
[0276]支架也可以包括延伸到球接头的相对端的细长主体；支架的该“近”端可以适于连接到壁、杆、架台等等。例如，在图54B中，支架被示为具有打开的中心轴5413，其允许钉子、螺钉或者其他紧固件穿过它并且附接到表面(例如壁)。该中心轴可以适于(例如加螺纹，可以包括不同直径的区域，等等)促进使用单个螺钉或钉子附接到表面。该近端也可以包括增强到柱或杆的附接的弯曲和/或倒圆区。
[0277]图55A中示出了壳体背面的另一种变型。在该实例中，移除了覆盖中庭区5503的门，从而暴露端口或者插件区(例如以太网端口 5509)。一个或多个附加控制部分(例如重置按钮5511)以及指示关于无线宽带接入设备的特定信息的标记也可以包含在该中庭区5503内。在图55A中，背面也包括上面提到的气泡水平仪5507。
[0278]无线宽带接入设备也可以包括壳体5501上和/或通过壳体5501可见的指示器(例如指示器灯或LED)集合。在图55A所示的变型中，LED可以保持在壳体5501内，并且可以通过壳体5501照亮；壳体可以在光学指示器(LED5519)的区域中更薄，使得它们更明确地且容易地通过半透明或者部分半透明壳体5501可见。图55B示出了壳体外部的放大图像，其中光学指示器通过壳体可见，因为壳体在希望它们应当通过壳体5521可见的区域中被制造得更薄。这些区域上或者附近的标记可以指示这些光学指示器的含义。可以使用的指示器的实例包括电源指示器(例如在设备连接到电源时被照亮)、以太网连接指示器(例如在形成有效的以太网连接时被照亮和/或在存在活动时闪烁)、信号指示器(其可以指示信号强度)。例如，信号指示器可以是基于用于每个指示器(例如LED)的强度阈值指示信号强度增加的多个灯；例如，第一指示器可以在无线信号强度高于_94dBm时被照亮，第二指示器可以在无线信号强度高于-SOdBm时被照亮，第三指示器可以在无线信号强度高于_73dBm时被照亮并且第四指示器可以在无线信号强度高于_65dBm时被照亮。
[0279]图56A-56F和图57A-57C图示出连接和/或定位无线宽带接入设备的方法。例如，可以将无线宽带接入设备安装到柱或者安装到壁。在一些变型中，可以使用附加的附接元件，例如螺钉、套带等等。例如，金属套带可以用于对于图56A-56F中所示的变型进行柱安装；对于壁安装而言，如图57A-57C中所示，可以使用诸如螺钉或螺栓之类的适当紧固件。在任何这些变型中，第5(或者以上)类屏蔽布线应当可以用于有线以太网连接，并且可以通过例如PoE连接的AC地接地。
[0280]在图56A-56F中，可以将以太网连接(线缆)附接到设备中的端口。在图56A中，门5603向下滑动(箭头)以打开封闭以太网端口 5605的中庭区。在图56A中，门适于使得它可以使用手指接触区5613滑动打开和移除；它可以通过颠倒这些步骤而重新附接。该连接/布线可以在执行将设备连接到支架之前附接到设备，如图56A-56B中所示，或者它可以在附接到支架和/或安装之后进行。在图56B中，具有连接器5609的线缆连接到端口5605。一旦连接了线缆，则可以重新附接门(例如通过滑动回到适当位置)，并且该线缆/绳可以从门和/或壳体的中庭区离开开口 5611。
[0281]无线宽带接入设备可以经由集成的支架底座5619连接到底座。在图56C和图56D中，如上面所描述的支架可以通过将支架的球接头5621置于支架底座5619的球座5623中而耦合到支架底座。通常，球接头5621可以指支架5620的球形远端。在图56C和图56D中，支架的球接头5621通过可以被拧进壳体中(例如壳体的底座部分中)的环形夹具5631保持在底座5619的球座5623中，并且可以与该环形夹具形成棘轮连接。如图56D中所示，环形夹具5631拧到支架底座5619上的螺纹5633上。支架底座也包括啮合齿5635，这些啮合齿接合环形底座上的棘爪结构(图56D中不可见)，这防止环形底座被拧松(逆时针方向)以松开环形底座，并且从而相对于设备壳体松开球接头/支架。环形底座包括可以使棘爪移位并且允许松开或移除环形底座的控制部分(按钮5641)。环形底座可以附接到支架的近端，使得球接头保持在环形底座与支架底座的球座之间。
[0282]在图56C和图56D中，球座也可以包括一个或多个可挤压、可变形的脊(在图56C和图56D中不可见)，这些脊可以在由于手扭转环形底座而通过环形底座施加的力超过某个阈值时变形。该变形可以帮助锁定支架和底座的相对位置。
[0283]一旦如图56D中所示锁定环(夹具环5641)置于支架上并且旋转(例如顺时针方向)，那么它可以被紧固，但是足够松以允许设备绕轴旋转，使得它可以被瞄准。如图56E和图56F中所示，然后可以将设备安装到例如柱。在图56E中，通过支架的基部或者近端馈送套带(例如金属套带)5650。如图56F中所示，该套带然后紧固在柱或杆5660周围。在图56F中，工具(例如螺丝刀)用来将套带紧固到柱5660。
[0284]图57A-57C图示出另一种固定所述装置，包括将装置安装到壁的方法。支架5720直接安装到诸如壁之类的表面(例如立柱或者其他结构上稳定的区域)。在该变型中，可以首先将孔或者导孔5702形成到所述表面中。在图57A中，接着将夹具(锁定环5731)置于支架5720上，夹具的螺纹接合面向球接头的支架底座。接着，如图57B中所示，可以使螺钉5752穿过支架长轴的中心的通路，通过球接头。接着，可以如图所示将螺钉5752紧固到壁(使用导孔5701)以便牢固地将支架附接到壁的表面。
[0285]此后，如图57C中所示，可以通过将夹具拧如无线宽带接入设备的壳体(例如支架底座)中并且充分地紧固它(例如通过在面向设备的背面时顺时针地转动它)而将壳体耦合到支架，使得壳体和天线的位置可以例如通过围绕球接头转动，但是足够紧地将它夹持到表面而进行调节。
[0286]图58示出了安装到柱的设备，其图示出调节壳体和天线相对于柱的位置。天线和壳体可以通过朝向无线链接的另一端瞄准例如另一个无线宽带接入设备或者瞄准另一个宽带目标(发送/接收器等等)而定位。可以让线缆朝地延伸。如图58中所示(箭头)，由于球接头的原因，天线和壳体可以旋转、倾斜或者侧向运动。壳体背面顶部上的酒精水平仪(气泡水平仪)可以指示涉及壳体内的天线(例如如上面所描述的阵列天线)顶部的“水平”，并且该水平可以有助于定位和瞄准设备。一旦确定了位置，则可以通过进一步用手紧固夹具(锁定环)而将壳体锁定到位。如上面所讨论的，用手紧固夹具可以永久地使球座内(和/或一些变型中的球接头上)的一个或多个挤压脊变形(挤压)。挤压脊材料可以接合球接头的表面(或者在具有带有挤压脊的球接头的变型中球座的表面)以便进一步将设备锁定到位。尽管所述装置上的夹具可能松动(例如通过释放棘爪并且拧松夹具)，但是可以使挤压肋条永久地变形，并且它也可以在设备以后移动的情况下帮助引导将设备重新瞄准到相同的基本位置。
[0287]本文描述的任何设备可以直接连接到电源(以便向天线和/或无线电设备供电)，或者它们可以经由以太网供电(PoE)连接而连接。例如，如上面所图示的连接到装置的以太网线缆的相对端可以连接到PoE适配器，并且该PoE适配器连接到与电源一起的适配器以便提供对于诸如LAN (局域网)之类的网络的访问。
[0288]本文描述的无线宽带接入装置以相对紧的波束宽度定向RF能量，这可能在挤满其他RF信号的区域中特别有帮助。将无线电设备与天线集成，消除了对于这二者之间的单独的线缆连接的需要，降低或者消除了线缆损耗并且提高了性能。因此，上面图示的装置为一体化的组合的无线电和天线设备，其中无线电设备和天线二者容纳在具有高效占地面积的紧凑壳体内，并且为相对较大的增益提供了相对较小的占地面积。
[0289]在操作中，本文描述的无线宽带接入装置可以是小的(例如大约140x140x54mm或者180x180x54mm，包括底座)且轻的(例如大约320g)。如上面所描述的，该设备可以被配置成在任何希望的频率范围内操作。例如，介于大约5170-5875MHZ之间，例如介于大约5725-5850MHz之间、5250_5850MHz之间等等。增益可以介于大约20dBi与大约15dBi之间(例如16dB1、19dBi等等)。在一些变型中，设备适于供具有10/100/1000以太网端口的网络接口使用。最大功耗可以限制为例如7W(6.5W、6W、5.5W、5W等等)。
[0290]图59-62D图示出上面描述的若干设备的示例性天线特性。图59示出了无线宽带接入设备(组合的无线电和天线)的一种示例性变型的回波损耗曲线，该设备具有九个紧密堆积的天线发射元件的阵列，这些元件布置在连接发射天线发射器的馈源(例如天线馈源)上方的平面内。回波损耗通常指的是由(例如间断造成的)反射引起的信号功率的损耗，表示为以分贝(dB)为单位的比值。在图59中，示出了针对垂直极化5903和水平极化5905的跨不同频率(介于5.25与5.85之间)的回波损耗。图60A和图60B针对垂直极化在天线模式(辐射模式)的极坐标图中图示出垂直方位角和仰角，而图60C和图60D针对图59中描述的相同装置的水平极化示出了类似的曲线图。
[0291]图61示出了用于无线宽带接入设备(组合的无线电和天线)的变型的另一个实例的回波损耗曲线的一个实例；该实例具有四个紧密堆积的天线发射元件的阵列，这些元件布置在连接发射天线发射器的馈源(例如天线馈源)上方的平面内。图61示出了垂直极化6103和水平极化6105 二者。图62A和图62B示出了针对图61中描述的相同装置的垂直方位角(图62A)、垂直仰角(图62B)、水平方位角(图62C)和水平仰角(图62D)的天线模式的极坐标曲线图。
[0292]如上面针对图4、图5、图8A-8D、图12、图13A-13B和图14A-14D、图16和图17中所示的贴片阵列天线所讨论的，这些贴片阵列天线中的任何天线可以包括:第一平面内的接地板；多个天线辐射元件，每个天线辐射元件具有在第一平面上方的一个或多个平面内延伸的辐射表面；在第一平面与辐射表面之间的第三平面内的天线馈源；以及多根馈线，其从第三平面延伸以便将每个天线辐射元件连接到天线馈源。图4、图5、图8A-8D、图12、图13A-13B和图14A-14D、图16和图17中所示的天线馈源位于第三平面内，但是被划分成不同的天线馈源区，并且可以称为多个天线馈源，但是它们连接到相同的天线无线电源(例如水平和垂直极化源)。图63A-63C和图64A-64B、图65和图66A-66B图示出具有其中使用了单个天线馈源(天线馈板)的贴片阵列天线的装置的另一种变型。
[0293]例如，图63A-63C图示出可以封闭本文描述的任何贴片阵列天线的无线电设备(壳体)。该变型类似于上面在图9A-11B、图41-49和图55A-58中所示出和描述的变型。
[0294]图64A图示出可以用在图63A-63C中所示的装置的壳体(或者任何其他壳体，包括本文描述的其他壳体)内的贴片阵列天线。例如，图64A中所示的贴片阵列天线包括接地板6401 ;在接地板一侧的是四个(2x2)天线辐射元件6403、6403’、6403”、6403”’，每个天线辐射元件具有在上方的一个或多个平面内延伸的辐射表面6405、6405’、6405”、6405”’。这四个天线辐射元件中的每一个保持在接地板6401和天线馈源6409上方的平面内。在该实例中，天线馈源6409为连接到每个天线福射元件6403-6403”’的单区或单板。该天线馈源在图46B中更容易看见，该图示出其中移除了天线辐射元件，从而揭示下面的馈板6409的图64A的贴片阵列天线。馈板被示为连接到垂直极化无线电连接点6412和水平极化无线电连接点6411。电连接通过馈线6520在天线福射元件与天线馈源之间形成。在图64B中，馈线6420、6420’、6420”、6420”’作为从天线馈源的圆柱形延伸物而可见。每根馈线将接触天线辐射元件(在该实例中每辐射元件单个接触)。接触点相对于天线辐射元件(例如天线辐射元件的辐射表面)偏心地定位。图64B中也示出了间隔器6425、6425’、6425”、6425”’ ；这些间隔器可以连接每个天线辐射元件和接地板(但是在每个天线辐射元件和接地板之间电隔离)。无线电电路系统(图64A-64B中不可见)可以通过接地板连接到接地板的相对侧。
[0295]图65示出了用在无线电设备中的诸如图64A-64B中所示贴片阵列天线之类的贴片阵列天线的一种变型的分解图。在该实例中，四个(2x2阵列)天线发射元件形成天线馈源和接地板6513上方的第二平面。螺钉6505用来经由从天线馈板6509延伸的圆柱形馈线将每个发射元件6503连接到天线馈源。天线馈源通过垫圈6511连接到接地板；馈源也通过接地板6512连接到无线电电路系统6515的垂直和水平极化连接。此外，间隔器6507可以用来将天线发射元件连接到接地板(但是不使发射元件接地)。无线电电路系统也可以连接到输出6514，该输出包括可以通过壳体(未示出)看见并且可以指示设备的状态和/或操作的LED或者其他指示器。
[0296]贴片阵列天线通常可以是一种成层的构造，具有:外层，其由紧密间隔的天线发射元件(贴片)形成；内层，其形成置于发射元件与接地板之间的天线馈源。形成所述装置的无线电部分的可以包括硬件、软件和/或固件的用于无线电的电路系统(例如PCB)可以位于接地板的与天线发射元件相对的侧面，如图66A和图66B中所示。图66A示出了图64A中所示的贴片阵列天线的侧视图，该贴片阵列天线包括发射元件6603、6603’，天线馈源6605和接地板6607，以及从馈板延伸的圆柱形馈线6609和在接地板的相对侧面上的包括无线电元件6611的PCB，无线电元件连接到馈板以便提供垂直6621和水平6625极化馈源。图66A也示出了抵靠接地板支撑天线发射元件的间隔器6653，抵靠馈线保持天线发射元件的螺钉6659，将馈板保持到接地板的螺钉和(绝缘)垫圈6671，将无线电电路系统的PCB保持到接地板的螺钉和垫圈6688，以及PCB上的无线电电路系统的一些部分(包括指示器LED6699)。图66B示出了图66B的简化版本，其中仅仅示出了天线发射元件6603、6603’，天线馈源6605，接地板6607，圆柱形馈线6609和无线电PCB 6611 (包括到馈板的水平6625和垂直6621极化连接)。这些元件示出了天线的成层结构，包括第一(接地板)平面、第三(馈源)平面和第二(天线发射元件)平面。无线电PCB示于接地板下方的第四平面内。最后，也示出了这四个平面之间的连接。这种布置可以提供紧凑且强大的稳健天线。
[0297]本文包括的实例和图示通过例示且非限制性地示出了其中可以实施本主题的特定实施例。如前面所提到的，可以利用和从中导出其他实施例，从而可以在不脱离本公开的范围的情况下做出结构和逻辑的替换和改变。本实用新型主题的这样的实施例可以仅仅为了方便起见通过术语“实用新型”单独地或者共同地引用，且并不预期自动地将本申请的范围限制为任何单一发明或者发明构思，如果事实上公开了超过一个的话。因此，尽管本文已经图示和描述了特定的实施例，但是适合实现相同目的的任何布置可以代替所示的特定实施例。本公开预期覆盖各个不同的实施例的任何和全部适应性修改或者变化。当回顾上面的描述时，上面的实施例以及本文未明确地描述的其他实施例的组合对于本领域技术人员将是清楚明白的。
[0298]当在本文中提到一个特征或元件在另一个特征或元件“上”时，它可以直接在另一个特征或元件上，或者居间的特征和/或元件也可以存在。形成对照的是，当提到一个特征或元件“直接”在另一个特征或元件“上”时，不存在居间的特征或元件。也应当理解的是，当提到一个特征或元件“连接”、“附接”或者“耦合”到另一个特征或元件时，它可以直接连接、附接或者耦合到另一个特征或元件，或者居间的特征或元件可以存在。形成对照的是，当提到一个特征或元件“直接连接”、“直接附接”或者“直接耦合”到另一个特征或元件时，不存在居间的特征或元件。尽管关于一个实施例而被描述或示出，但是这样描述或示出的特征和元件可以适用于其他实施例。本领域技术人员也应当理解的是，对于“邻近”另一个特征设置的某个结构或特征的引用可以具有上覆邻近特征或者在其下方的部分。
[0299]本文使用的术语仅仅用于描述特定实施例的目的，且并不预期限制本实用新型。例如，当在本文中使用时，单数形式“一”、“一个”和“该”预期也包括复数形式，除非上下文另外明确指明。应当进一步理解的是，当在本说明书中使用时，措词“包括”和/或“包含”规定存在所阐明的特征、步骤、操作、元件和/或部件，但是没有排除存在或者添加一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、部件和/或其组。当在本文中使用时，措词“和/或”包括关联的列出项目的一个或多个中的任何一个和所有组合，并且可以简写成“/”。
[0300]空间上相对的措词，例如“下方”、“之下”、“下面”、“上方”、“上面”等等，在本文中为了便于描述可以用来描述如图中所图示的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应当理解的是，空间上相对的措词预期涵盖使用或操作中的设备除了图中描绘的取向之外的不同取向。例如，如果图中的设备颠倒，那么描述为其他元件或特征“下方”或者“底下”的元件将在其他元件或特征“上方”取向。因此，示例性措词“下方”可以涵盖上方和下方二者的取向。设备可以以其他方式取向(旋转90度或者在其他取向下)，并且本文中使用的空间上相对的描述符相应地加以解释。类似地，措词“向上地”、“向下地”、“垂直”、“水平”等等在本文中仅仅用于解释的目的，除非另外特意指明。
[0301]尽管措词“第一”和“第二”在本文中可以用来描述各个不同的特征/元件，但是这些特征/元件不应当受这些措词限制，除非上下文另外指明。这些措词可以用来将一个特征/元件与另一个特征/元件相区分。因此，在下文讨论的第一特征/元件可以称为第二特征/元件，并且类似地，在下文讨论的第二特征/元件可以称为第一特征/元件，而不脱离本实用新型的教导。
[0302]在这里，当在说明书和权利要求书中使用时，包括当在实例中使用时并且除非另有明确规定，所有数字都可以被读作就像前面加有措词“大约”或者“近似”，即使该措词并没有显式地出现。词语“大约”或者“近似”可以用在描述幅值和/或位置以便指示所描述的值和/或位置处于合理的期望的值和/或位置范围内。例如，某个数值可能具有这样的值，该值为所阐明的值的+/-0.1% (或者值范围)、所阐明的值的+/-1% (或者值范围)、所阐明的值的+/-2% (或者值范围)、所阐明的值的+/-5% (或者值范围)、所阐明的值的+/-10% (或者值范围)等等。本文所记载的任何数值范围预期包括归入其中的所有子范围。
[0303]尽管上面描述了各个不同的说明性实施例，但是在不脱离由权利要求书所描述的本实用新型的范围的情况下可以对各个不同的实施例做出若干改变中的任何改变。例如，执行各个不同的所描述的方法步骤的顺序经常可以在可替换实施例中改变，并且在其他可替换实施例中，可以完全跳过一个或多个方法步骤。各个不同的设备和系统实施例的可选特征可以包括在一些实施例中，并且不包括在其他实施例中，因此，前面的描述主要出于示范的目的而提供，并且不应当被解释为限制如其在权利要求书中所阐明的本实用新型的范围。
[0304]本文包括的实例和图示通过例示且非限制性地示出了其中可以实施本主题的特定实施例。如前面所提到的，可以利用和从中导出其他实施例，从而可以在不脱离本公开的范围的情况下做出结构和逻辑的替换和改变。本实用新型主题的这样的实施例可以仅仅为了方便起见通过术语“实用新型”单独地或者共同地引用，且并不预期自动地将本申请的范围限制为任何单一发明或者发明构思，如果事实上公开了超过一个的话。因此，尽管本文已经图示和描述了特定的实施例，但是适合实现相同目的的任何布置可以代替所示的特定实施例。本公开预期覆盖各个不同的实施例的任何和全部适应性修改或者变化。当回顾上面的描述时，上面的实施例以及本文未明确地描述的其他实施例的组合对于本领域技术人员将是清楚明白的。
【权利要求】
1.一种用于提供无线宽带接入的无线电和天线设备，该设备包括: 盘形壳体，其具有扁平圆顶形前区和具有集成的支架底座的背区； 多个天线发射器，其保持在壳体内并且布置成阵列天线；以及 支架，被配置支撑所述设备，该支架进一步被配置成与支架底座接合，其中能够调节该支架和支架底座以形成以相对于支架的不同倾斜角度固定壳体的多个可选择位置。
2.权利要求1所述的设备，其中支架包括球座和螺纹夹具。
3.权利要求1所述的设备，进一步包括集成到壳体中的气泡水平仪。
4.权利要求1所述的设备，其中支架底座包括可变形锁定突起。
5.权利要求1所述的设备，进一步包括被配置成将支架固定到壳体的锁。
6.权利要求1所述的设备，其中支架包括臂和该臂一端的球接头。
7.权利要求1所述的设备，进一步包括壳体内的通过壳体的壁可见的光学指示器。
8.权利要求1所述的设备，进一步包括壳体的壁的区域，该区域比壁的其他区域更薄，壳体内的多个灯能够通过该区域可见。
9.权利要求1所述的设备，其中盘形壳体形成围绕所述多个天线发射器的防水外壳。
10.权利要求1所述的设备，其中所述多个天线发射器包括跨壳体内的表面布置成阵列天线的至少四个贴片天线。
11.权利要求1-10中任一项所述的设备，其中所述多个天线发射器包括跨壳体内的表面布置成阵列天线的至少九个贴片天线。
12.权利要求1-10中任一项所述的设备，进一步包括通过壳体并且被配置成接纳以太网供电线缆的以太网供电端口。
13.权利要求1-10中任一项所述的设备，其中支架包括被配置成至少部分地围绕柱连接的凹形柱安装区。
14.权利要求1-10中任一项所述的设备，进一步包括控制器，该控制器连接到天线发射器并且被配置成从天线发送和接收无线宽带信号。
15.权利要求1-10中任一项所述的设备，进一步包括控制器，该控制器连接到天线发射器并且被配置成使用时分多址协议发送和接收无线宽带信号。
16.一种用于提供无线宽带接入的无线电和天线设备，该设备包括: 盘形壳体，其包括具有集成的支架底座的后区和被配置成圆顶的前区，其中支架底座包括球座； 气泡水平仪，其集成到壳体中； 多个天线发射器，其保持在壳体内，被布置成阵列天线； 控制电路系统，其连接到阵列天线并且被配置成使用阵列天线发送和接收无线宽带信号；以及 支架，其包括臂，在臂的端部具有球接头，该支架被配置成支撑所述设备，其中支架和支架底座协作以便提供壳体相对于支架的多个可选择倾斜位置。
17.权利要求16所述的设备，其中控制电路被配置成使用时分多址协议发送和接收无线宽带信号。
18.权利要求16所述的设备，进一步包括壳体内的通过壳体的壁可见的光学指示器。
19.权利要求16-18中任一项所述的设备，进一步包括壳体的壁的区域，该区域比壁的其他区域更薄，壳体内的多个灯能够通过该区域可见。
20.权利要求16-18中任一项所述的设备，其中壳体被配置用于室外使用并且是耐水的。
21.一种用于提供无线宽带接入的无线电和天线设备，该设备包括: 盘形壳体，其具有扁平圆顶形前区和具有集成的支架底座的背区； 气泡水平仪，其集成到壳体中； 多个天线发射器，其保持在壳体内，并且跨壳体内的表面布置成阵列天线；以及支架，其用于安装所述设备，该支架被配置成与支架底座接合，其中支架和支架底座协作以便提供以相对于支架的不同倾斜角度固定壳体的多个可选择位置。
【文档编号】H04B1/40GK204045711SQ201420060006
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年2月8日 优先权日:2013年2月8日
【发明者】G·韦尔塔, J·李, H·M·陈, R·佩拉 申请人:优倍快网络公司