[发明专利]天线系统

说明书

本发明申请是申请日为2006年12月26日、申请号为200680048001.7(国际申请号为PCT/US2006/049211)以及发明名称为“具有极化分集的天线”的发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请是2005年1月21日提交的名为“System and Method for a Minimized Antenna Apparatus with Selectable Elements”的美国专利申请No.11/041,145的部分继续申请，该专利申请要求2004年8月18日提交的名为“Planar Antenna Apparatus for Isotropic Coverage and QoS Optimization in Wireless Network”的美国临时专利申请No.60/602,711以及2004年8月18提交的名为“Software for Controlling a Planar Antenna Apparatus for Isotropic Coverage and QoS Optimization in Wireless Networks”的美国临时专利申请No.60/603,157的优先权；本申请还要求2005年12月23日提交的名为“Coaxial Antennas with polarization Diversity”的美国临时专利申请No.60/753,442的优先权。通过引用将前述申请的公开内容包括在此。

该申请涉及2006年11月9日提交的名为“Multiple Input Multiple Output(MIMO)Antenna Configurations”的美国临时专利申请No.60/865,148，通过引用将其公开内容包括在此。

技术领域

本发明总的来说涉及无线通信，且更具体地涉及具有极化分集的天线系统，和双频段天线系统。

背景技术

在通信系统中，存在对于更高的数据吞吐量的日益增长的需求以及相对应的减少可能扰乱数据通信的干扰的动力。例如，在电气与电子工程师协会(IEEE)802.11网络中，如基站的接入点可通过无线链路与一个或多个远程接收节点如网络接口卡通信。该无线链路可能容易受到来自其它接入点和站(节点)、其它无线电发送设备、在接入点与远程接收节点之间的无线链路环境中的改变或扰动等的干扰。该干扰可能通过强制在更低的数据速率进行通信来使无线链路降级，或可能足够强以至于完全扰乱无线链路。

一种用于减少在接入点与远程接收节点之间的无线链路中的干扰的解决方案是在“分集”方案中提供数个全向天线。在这样的实施中，接入点的常见配置包括经由开关网络耦合到两个或者更多在物理上分离的全向天线的数据源。接入点可选择用来维持无线链路的全向天线中的一个。由于全向天线之间的分离，所以各天线经历不同的信号环境并且各天线对无线链路造成不同的干扰水平。开关网络将数据源耦合到在无线链路中经历最少干扰的任何全向天线。

对接入点使用两个或更多全向天线的一个问题在于典型的全向天线被垂直极化。垂直极化射频(RF)能量在办公或居住空间内部不像例如水平极化RF能量那样高效地传播。迄今为止，用于产生水平极化RF天线的现有技术解决方案尚未提供足够的RF性能以在商业上获得成功。

发明内容

由于天线保存能量，天线的增益是一种无源现象。天线不增加功率，而是功率被重新分布以在某个方向上提供比例如各向同性天线所传输的辐射功率更多的辐射功率。因此，如果天线在某方向上具有大于一的增益，则该天线在其它方向上必然具有小于一的增益。高增益天线具有范围更长和信号质量更好的优点，但是需要在特定方向上的仔细对准。低增益天线具有更短范围，但是天线定向一般无足轻重。

在了解了这些原理的情况下，本发明的实施例允许使用垂直极化天线阵列和水平极化天线阵列二者。本发明的水平极化天线阵列允许通过例如产生和影响特定辐射图形(例如基本上全向辐射图形)的可选天线元件、反射器(reflector)和/或导向器(director)将RF能量高效分布到通信环境中。结合垂直极化阵列，可产生特定高增益无线环境，使得一个无线环境不会干扰其它附近的无线环境(例如在办公楼的楼层之间)，并且还避免其它环境所产生的干扰。