[发明专利]紧凑型无源中继器

说明书

相关申请的引用

本申请要求于2016年3月4日提交的序列号为62/304,052的临时专利申请的优先权，该申请通过引用以其全文结合在此。

技术领域

本发明涉及通信系统。更具体地，本发明涉及一种紧凑型无源中继器。

背景技术

无线中继器从无线路由器或无线接入点接收现有信号并且将其重新广播以创建第二网络。当两个以上的主机需要通过IEEE 802.11协议连接到彼此而距离太长以至于无法建立直接连接时，使用无线中继器来进行桥接。主网络外部的那些主机能够通过新的中继网络连接。无线中继器通常用于改善家庭和小型办公室内的信号范围和强度。然而，这种设备需要恒定的电源并且经常是笨重的、不雅观的，因而难以不显眼地在家庭和小型办公室内安装。

无源中继器或无源无线电链路偏转是反射性或者有时是衍射性面板或其它对象，这种对象在信号路径中的障碍物阻碍任何直接视线通信的地方协助闭合无线电或微波链路。相比于具有有源部件的微波无线电中继站，无源中继器更简单并且需要非常少的维护并且不需要现场电力。无源中继器还不需要附加的频率，不像有源中继器站那样使用不同的发射和接收频率来阻止反馈。相应的缺点是如果不进行放大则返回信号显著地变弱。

可以通过用抛物线天线接收信号并且引导其通过波导到达对其进行辐射的第二抛物线天线来实现竖直水平的无源无线电中继链路偏转系统。对于水平平面中的无源微波无线电中继链路偏转，使用由金属材料制成的平坦表面，这种平坦表面被布置为使得传入波束的角度与传出信号的角度相对应。所得的结构类似于广告牌。

类似的系统可以偶尔用于TV中继发射器或者用作隧道发射器。在这些情况下，八木天线接收发射信号并且通过同轴电缆将其供应给第二八木天线。

所有这种无源系统非常大，通常像广告牌那么大，因而不适于在家庭 和小型办公室内使用。

发明内容

本发明的一个实施例提供一种具有两个以上的天线阵列的透射式无源中继器。每个天线元件具有关联区域。由所述天线阵列限定了孔隙(aperture)，各个天线阵列处的能量通过所述孔隙从所述区域的各区域之间经过。

本发明的另一个实施例提供一种具有孔隙的反射式无源中继器。在所述孔隙处接收的能量是从所述孔隙反射回来的。所述孔隙被配置成在由多个独立的天线元件的复杂耦合(complex coupling)所确定的两个区域之间提供共形映射(conformal mapping)。

附图说明

图1是根据本发明的无源中继器的框图，示出以dB为单位的链路、弗里斯(Friis)等式；

图2是根据本发明的无源中继器的框图，示出用于以mW为单位的功率的链路、Friis等式；

图3是根据本发明的无源中继器的框图，示出示例性数学系统模型；

图4A和图4B是曲线图，示出根据本发明在2G频带(图4A)和5G频带(图4B)内通过Wi-Fi接收的功率；

图5A和图5B示出根据本发明的用于按照透射模式(图5A)和反射模式(图5B)操作的孔隙系统；

图6示出根据本发明的用于具有矩形天线元件的无源中继器的孔隙透射模式孔隙；

图7示出根据本发明的用于具有六边形天线元件的无源中继器的孔隙透射模式；

图8A和图8B是根据本发明的用于无源中继器的天线元件；

图9示出根据本发明的子元件的细节；

图10示出根据本发明的另一个子元件的细节；

图11是示出根据本发明的无源中继器中的孔隙元件透射模式的框图；

图12示出根据本发明的包括八木式三元件天线的单向天线；

图13A和图13B示出根据本发明的处于孔隙元件透射模式的从动元件馈送反转技术；以及

图14是示出根据本发明的无源中继器中的孔隙元件反射模式的框图。

具体实施方式

本发明的一实施例提供一种具有两个以上的天线阵列的透射式无源中继器。每个天线元件具有关联区域。由所述天线阵列限定了孔隙，各个天线阵列处的能量通过所述孔隙从所述区域的各区域之间经过。

本发明的另一实施例提供一种具有孔隙的反射式无源中继器。在所述孔隙处接收的能量是从所述孔隙反射回来的。所述孔隙被配置成在由多个独立天线元件的复杂耦合所确定的两个区域之间提供共形映射。

对于Wi-Fi应用，以下定义适用：

接入点(AP)应用

路由器(AP+路由功能)

AP(独立式AP)