專利名稱：天線饋電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及無線通信，并且更為具體而言涉及微波天線和微波無線設(shè)備。
背景技術(shù)：
微波系統(tǒng)的核心元件包括無線收發(fā)器、天線、天線饋電機(jī)構(gòu)和連接這些元件必要的射頻電纜以及一個或一個以上客戶站?？蛻粽就ㄟ^數(shù)字電纜連接至所述無線收發(fā)器。所述微波天線系統(tǒng)的性能基于上面所述元件的特征以及所述元件集成到系統(tǒng)內(nèi)的效率。這些年來微波系統(tǒng)已經(jīng)有許多的改進(jìn)，并且對微波系統(tǒng)的需求繼續(xù)增長，部分是由于世界偏遠(yuǎn)地區(qū)對互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的大量需求。因而有動機(jī)對微波系統(tǒng)的性能和成本進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)。在改進(jìn)了成本和性能的微波系統(tǒng)中一些需要考慮因素包括 -通過縮減元件數(shù)和縮減或除去昂貴的RF電纜來降低成本。-由于縮減RF電纜和RF連接器的損耗而提高性能，所述損耗既影響發(fā)送功率又影響接收噪聲系數(shù)。-由于縮減部件數(shù)和RF連接器而提高可靠性。-當(dāng)所述用戶設(shè)備僅具有數(shù)字接口而不是具有RF接口和數(shù)字接口二者時改進(jìn)使用的方便性。-由于無線鏈接設(shè)備要求更少的部件而改進(jìn)使用的方便性。-當(dāng)所述無線收發(fā)器和天線通過數(shù)字電纜供電時改進(jìn)使用的方便性并改善功能性。因此，上述因素提供了改進(jìn)微波系統(tǒng)設(shè)計的促動因素。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在微波系統(tǒng)的性能、成本、可靠性和使用方便性方面提供了顯著改進(jìn)。微波系統(tǒng)的核心元件包括無線收發(fā)器、天線、天線饋電機(jī)構(gòu)以及連接這些元件必要的RF電纜。 在本發(fā)明中，描述了一種天線饋電系統(tǒng)。所述天線饋電系統(tǒng)包括所述無線收發(fā)器，其與所述天線饋電機(jī)構(gòu)和所述天線導(dǎo)體集成。所述集成帶來許多益處，包括除去RF電纜和連接器。 在示例性實施方式中，所述天線饋電組件還包括用于數(shù)字信號接口的連接、天線饋電插腳、 控制器插腳和副反射器。通常，這些元件設(shè)置在印刷電路板上并且裝入防風(fēng)雨的外殼內(nèi)。所述天線饋電組件的設(shè)計要求對所述一個或一個以上天線饋電插腳、一個或一個以上控制器插腳和一個或一個以上副反射器的位置、尺寸和形狀進(jìn)行詳細(xì)說明。為了方便并最優(yōu)化所述整個天線系統(tǒng)的設(shè)計和性能，采用了 3D有限元素法(FEM)軟件和數(shù)值優(yōu)化軟件。所述天線系統(tǒng)包括所述天線饋電系統(tǒng)、該天線饋電系統(tǒng)的相關(guān)外殼、以及拋物面反射器。通過垂直于印刷電路板裝配所述天線饋電插腳和控制器插腳，所述天線系統(tǒng)的性能得
以顯著提高。微波系統(tǒng)還描述為包括中饋式拋物面反射器和無線收發(fā)器，其中所述無線收發(fā)器與中饋式拋物面反射器物理上集成，并且其中所述無線收發(fā)器通過數(shù)字電纜供電。所述集成帶來許多益處，包括除去所述微波系統(tǒng)中的RF電纜和連接器。在一種實施方式中，所述天線饋電組件還包括用于數(shù)字信號接口的連接；天線饋電插腳，控制器插腳以及副反射器。 通常，這些元件設(shè)置在印刷電路板上并裝入防風(fēng)雨的外殼內(nèi)。在一種實施方式中，所述無線收發(fā)器具有用于以太網(wǎng)(Ethernet)電纜的連接器， 其既接收所述數(shù)字信號，又接收用于所述無線收發(fā)器和中饋式反射器的電能。所述以太網(wǎng)電纜連接至無源適配器，所述無源適配器進(jìn)而連接至客戶站，其中所述無源適配器由同樣連接至所述客戶站的USB電纜供電。所述無源適配器在以太網(wǎng)電纜的與所述無線收發(fā)器連接的部分注入電能。所述以太網(wǎng)電纜的長度選擇成這樣以使有足夠的電能支持所述無線收發(fā)器和支持所述數(shù)字信號傳輸至所述無線收發(fā)器。本實施方式可以支持并入具有0SI1-7 層能力的無線網(wǎng)關(guān)的無線收發(fā)器。在另一種實施方式中，所述無線收發(fā)器具有用于USB電纜的連接器，其既接收所述數(shù)字信號，又接收用于所述無線收發(fā)器和中饋式拋物面反射器的電能。所述USB電纜連接至USB中繼器，所述中繼器進(jìn)而連接至客戶站。所述USB電纜的長度選擇成這樣以使有足夠的電能支持所述無線收發(fā)器和支持所述數(shù)字信號傳輸?shù)剿鰺o線收發(fā)器。本實施方式可以支持并入USB客戶端控制器的無線收發(fā)器，從而支持OSI1-3層。


所述附圖中的元件不一定必須按比例繪制，而其重點在于圖示本發(fā)明的原理。在附圖中，相同的附圖標(biāo)記在不同視圖中表示相應(yīng)的部分。圖1圖示了微波系統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)計。圖2圖示了根據(jù)本發(fā)明實施方式的示例性天線饋電系統(tǒng)。圖3圖示了根據(jù)本發(fā)明實施方式的具有天線管的位于防風(fēng)雨外殼內(nèi)的天線饋電系統(tǒng)。圖如圖示了根據(jù)本發(fā)明實施方式的所述天線饋電系統(tǒng)上的天線饋電插腳的波型。圖4b圖示了根據(jù)本發(fā)明實施方式的所述天線饋電系統(tǒng)上天線饋電插腳和控制器插腳的單個波型。圖如圖示了根據(jù)本發(fā)明實施方式的所述天線饋電系統(tǒng)上天線饋電插腳和控制器插腳的疊加。圖5圖示了包括并入了天線饋電系統(tǒng)的中饋式拋物面反射器的微波系統(tǒng)，其中所述以太網(wǎng)電纜向所述無線收發(fā)器提供數(shù)字信號和電能。圖6圖示了包括并入了天線饋電系統(tǒng)的中饋式拋物面反射器的微波系統(tǒng)，其中 USB電纜向所述無線收發(fā)器提供數(shù)字信號和電能。
具體實施方式
盡管在IEEE802. 11 Wi-Fi微波系統(tǒng)的背景下描述，本文披露的所述系統(tǒng)可以普遍地應(yīng)用于任何移動網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明的示例性實施方式基于業(yè)界熟知的拋物面反射器。拋物面反射器是拋物面形狀的反射裝置，用于收集或發(fā)送能量，例如無線電波。所述拋物面反射器由于所述拋物面形狀的幾何特性而工作；如果向所述收集器內(nèi)表面的入射角度等于反射角度，那么平行于凹面的軸的任何入射射線將被反射至中心點，或“聚焦”。因為許多類型的能量可以以這種方式反射，拋物面反射器可以用來收集和集中以特定角度進(jìn)入所述反射器的能量。類似地， 從所述“聚焦”到所述凹面輻射的能量可以以平行于所凹面的軸的波束向外發(fā)射。這些概念是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的。
具體實施方式
中的定義如下
-天線饋電一包括天線饋電機(jī)構(gòu)元件、天線饋電導(dǎo)體以及相關(guān)連接器的組件。-天線饋電系統(tǒng)一包括天線饋電和無線收發(fā)器的系統(tǒng)。-天線系統(tǒng)一典型的天線系統(tǒng)包括所述天線饋電和天線，例如拋物面反射器101。 在本發(fā)明中，無線收發(fā)器與所述天線饋電集成，所以所述天線系統(tǒng)包括天線饋電系統(tǒng)和天線。-中饋式拋物面反射器一拋物面反射器，以及天線饋電，其中到天線饋電的所述信號通過所述拋物線天線的中心“饋給”。-微波系統(tǒng)一包括天線系統(tǒng)、無線收發(fā)器、以及一個或一個以上客戶站設(shè)備的系統(tǒng)。所述無線收發(fā)器可以與所述天線系統(tǒng)集成。圖1是微波系統(tǒng)和客戶站的現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計100的圖。所述系統(tǒng)包括拋物面反射器 101，其由裝配支架102支承。所述拋物面反射器101反射從天線饋電機(jī)構(gòu)104發(fā)射的RF 信號103。天線饋電機(jī)構(gòu)104通過天線饋電導(dǎo)體105接收RF信號。如圖1所示，天線饋電導(dǎo)體105連接至RF連接器106。進(jìn)而，RF連接器106連接至同軸電纜或其等同體107。同軸電纜107在其每一個端上具有RF連接器106。同軸電纜107的另一端連接至位于防風(fēng)雨外殼109內(nèi)的無線收發(fā)器108。防風(fēng)雨外殼109可以是僅用于無線收發(fā)器108的外殼，如圖1所示?？蛇x地，防風(fēng)雨外殼109可以是適合封裝多個電子設(shè)備的外殼，所述多個電子設(shè)備包括客戶站114。后一種配置未示出。無線收發(fā)器108基于無線收發(fā)器108內(nèi)運(yùn)行的調(diào)制/解調(diào)算法將所述RF信號轉(zhuǎn)換為基帶信號。例如，所述無線收發(fā)器可以采用IEEE802.il收發(fā)器。在這種轉(zhuǎn)換中，所述基帶信號在所述調(diào)制過程中加密并成為非基帶信號。相反地，所述非基帶信號在解調(diào)過程中解密并成為基帶信號。如上所述，無線收發(fā)器108支持射頻(RF)信號，在無線收發(fā)器108 的其他實施方式可以支持其他類型的非基帶信號，例如光或聲音。無線收發(fā)器108具有為數(shù)字信號提供輸入/輸出連接的數(shù)字連接器110。數(shù)字連接器110可以是，但不限于，以太網(wǎng)連接器或USB連接器。如圖1所示，對于一種實施方式，數(shù)字電纜111是以太網(wǎng)電纜，所述以太網(wǎng)電纜從無線收發(fā)器108連接至基于以太網(wǎng)的供電(POE)設(shè)備112。所述POE設(shè)備112在數(shù)字電纜 111上注入電能，這樣數(shù)字電纜111向無線收發(fā)器108進(jìn)行供電。所述P0E112從AC電源 113接收電能。數(shù)字信號連接到從P0E112到客戶站114的數(shù)字電纜115上?？蛻粽?14可以客戶端計算機(jī)，例如膝上電腦。
在改進(jìn)了性能和降低了成本的微波系統(tǒng)中有許多問題需要處理。第一，如圖1所示的微波系統(tǒng)和客戶站的現(xiàn)有技術(shù)，RF收發(fā)器108位于離天線饋電導(dǎo)體105—定距離的位置。作為最低限度，需要RF107和4個RF連接器106。對于較長的距離，還需要RF雙向放大器。因而，如果無線收發(fā)器108靠近天線饋電機(jī)構(gòu)104設(shè)置或與天線饋電機(jī)構(gòu)104物理上理想地集成，將會有相當(dāng)可觀的益處。第二，基本的天線饋電系統(tǒng)具有許多設(shè)計和選擇考慮因素。在圖1中，天線饋電系統(tǒng)包括天線饋電導(dǎo)體105，包括RF連接器106，以及天線饋電機(jī)構(gòu)104。在基礎(chǔ)設(shè)計中，天線饋電系統(tǒng)以其相位中心位于所述拋物面體的中心進(jìn)行放置。理想地，由所述天線饋電輻射的所有能量將由所述拋物面體攔截并以期望的方向進(jìn)行反射。為實現(xiàn)最大的增益，所述能量將散發(fā)出去以使所述孔徑上的場分布均勻。然而，因為所述天線饋電相對較小，在實踐中對所述饋電發(fā)射的這種控制是難達(dá)到的。一些能量實際上未到達(dá)所述反射區(qū)域而被損耗； 這通常稱為“溢出”。同時，場在所述孔徑上通常并不均勻，而是逐漸變少的，其中在所述反射器中心的信號最大，而在邊緣處信號較小。這種“錐度損失”降低了增益，但是這種場錐度降低了旁瓣水平。第三，一種最簡易的用于微波系統(tǒng)的天線饋電是偶極天線。由于其簡易，所述偶極天線第一個被用作反射器天線的饋電。盡管容易設(shè)計和實施，所述偶極天線饋電具有固有的不均等的E和H面輻射波型，這不能有效的照射所述凹面并因此降低了效率。對于某些應(yīng)用，所述偶極天線饋電的另一種缺點在于，由于不均等的輻射波型，交叉極化性能不是最優(yōu)的。因此，需要對簡易偶極天線進(jìn)行改進(jìn)以實現(xiàn)性能優(yōu)化及成本效率的方法。圖2圖示了根據(jù)本發(fā)明實施方式的示例性天線饋電系統(tǒng)200。如圖所示，無線收發(fā)器108的功能與天線饋電導(dǎo)體105的功能以及傳統(tǒng)天線饋電機(jī)構(gòu)104的功能集成。所述示例性天線饋電系統(tǒng)200位于與傳統(tǒng)天線饋電機(jī)構(gòu)104相同相對于反射天線的位置。所述示例性天線饋電系統(tǒng)200裝配在共用基板上，所述共用基板可以是多層印刷電路板208，如圖 2所示。天線饋電系統(tǒng)200包括數(shù)字連接器201，其等同于圖1中的數(shù)字連接器110。數(shù)字連接器201可以是以太網(wǎng)或USB連接器或其他數(shù)字連接器。來自客戶站(例如客戶站114) 的數(shù)字信號連接至數(shù)字電纜上的數(shù)字連接器201。為對所述天線饋電系統(tǒng)內(nèi)的無線收發(fā)器供電，所述數(shù)字電纜包括供電元件。所述供電元件可以提供在以太網(wǎng)電纜、USB電纜或其他等同數(shù)字電纜上。圖3圖示了包括位于具有天線管303的外殼內(nèi)的天線饋電系統(tǒng)的天線元件300。 如圖3所示，所述外殼可以是防風(fēng)雨外殼，例如封裝所述天線饋電系統(tǒng)的元件的塑料外殼 301。所述天線饋電系統(tǒng)及其有關(guān)的外殼、以及拋物面反射器屬于天線系統(tǒng)。如圖所示，天線饋電系統(tǒng)包括數(shù)字連接器201、印刷電路板208、天線饋電插腳 205、控制器插腳206和副反射器207。根據(jù)圖3，副反射器207將所述輻射波302反射回至反射天線(未示出)。塑料外殼301可遵照副反射器207的形狀。作為一種選擇，塑料外殼 301可與副反射器207互換。管303可以調(diào)節(jié)以適應(yīng)各種長度，從而適應(yīng)不同尺寸的反射器。數(shù)字電纜，等同于數(shù)字電纜111，可以穿過管303并連接至數(shù)字連接器201。數(shù)字連接器201可以具有防風(fēng)雨的連接器，例如防風(fēng)雨的以太網(wǎng)或USB連接器。返回參見圖2，數(shù)字連接器201通過導(dǎo)體202連接至無線收發(fā)器203。連接器202可以通過印刷電路卡208上的金屬連接器實現(xiàn)。無線收發(fā)器203具有與圖1中的無線收發(fā)器108類似的功能。因此，無線收發(fā)器203產(chǎn)生連接至天線饋電導(dǎo)體204的RF信號，其進(jìn)而連接至天線饋電插腳205。天線饋電插腳205向天線(例如拋物面反射器101)輻射所述 RF信號103。然而，所述輻射的信號由控制器插腳206和副反射器207修改和增強(qiáng)。這些元件將在本文中進(jìn)一步進(jìn)行論述。如圖2所示，天線饋電插腳205包括設(shè)置在所述印刷電路卡相反側(cè)的兩個插腳，并且所述插腳電連接在一起。圖如圖示了具有來自天線饋電插腳403的輻射波型402的組件401。在它們最基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)中，天線饋電插腳403實施為半波長偶極天線。然而，包括控制器插腳206和副反射器207的最優(yōu)系統(tǒng)設(shè)計是根據(jù)半波長偶極天線的修正設(shè)計?？刂破鞑迥_206在業(yè)界內(nèi)被稱為無源輻射器或寄生元件。這些元件沒有任何有線輸入。取而代之的是，它們吸收從附近另外的有源天線元件輻射出的無線電波，并且與所述有源元件同相地將所述無線電波重新輻射出去，這樣它放大了整個發(fā)送信號，如圖4b和圖 4c所示。根據(jù)圖如及元件400，組件401包括輻射圓形波402的天線饋電插腳403。如圖 4b和圖如所示，組件421包括天線饋電插腳403和兩個控制器插腳424。根據(jù)圖4b和元件420，這些圓形波402到達(dá)控制器插腳424附近并且控制器插腳似4產(chǎn)生重新輻射的波 425。結(jié)果是所述能量朝向所述反射天線更好地聚集，如圖如和元件440所示。根據(jù)圖如， 來自所述天線饋電插腳403的輻射波402和來自所述控制器插腳424的重新輻射的波425 的疊加產(chǎn)生朝向所述拋物面反射器(未示出)輻射的高度聚集的電波446。一種使用無源輻射器的天線的例子是八木天線(Yagi)，其通常具有在驅(qū)動元件之后的反射器以及在所述驅(qū)動元件之前的一個或一個以上控制器，其分別充當(dāng)類似閃光燈中的反射器和透鏡以產(chǎn)生“光束”。因此，寄生元件可以用來改變附近有源元件的輻射參數(shù)。對于本發(fā)明，控制器插腳206在天線饋電系統(tǒng)200內(nèi)電絕緣?？蛇x地，控制器插腳206可以接地。對于示例性實施方式，控制器插腳206包括兩個插腳，所述兩個插腳插過 PCB208嵌入以使兩個插腳保持在PSB208兩側(cè)。如圖2所示。在示例性實施方式中，控制器插腳206和天線饋電插腳205垂直于印刷電路板208進(jìn)行安裝。進(jìn)一步地，這些插腳可以采用表面貼裝(SMT)插腳實現(xiàn)?？刂破鞑迥_206和天線饋電插腳205的垂直布置允許無線電波的傳輸與天線饋電系統(tǒng)200在同一平面內(nèi)。在這種布置中，所述電場正切于PCB208的金屬以使在所述金屬表面上的電場為零。因而來自所述垂直插腳的輻射波對PCB208上其他電子線路的影響最小。 因此，發(fā)射近似相當(dāng)于E和H面輻射波型，這提供了有效的天線照度，從而提高所述微波系統(tǒng)的效率。所述輻射波型和參數(shù)通過位于天線饋電插腳205附近的副反射器天線207進(jìn)一步修改。如圖3中所示，所述副反射器將輻射波“反射”回反射天線(圖3中未示出)。否則， 這種發(fā)射電波不能有效地被引導(dǎo)。因此，所述控制器插腳和副反射器修改所述天線波型和波束寬度，并可能改善所述微波系統(tǒng)的性能。所述天線饋電系統(tǒng)的整體性能是基于天線饋電插腳205、控制器插腳206、副反射器207的設(shè)計以及無線收發(fā)器203和數(shù)字連接器201的合并。對于每個所述元件，每個元件在所述天線饋電系統(tǒng)內(nèi)的位置是確定的，以及每個元件的尺寸和形狀是確定的。為了使性能最優(yōu)化，這些設(shè)計考慮因素要與所述天線的設(shè)計特征匹配。為使所述復(fù)雜的設(shè)計容易，執(zhí)行兩步驟的設(shè)計流程
1、采用3D電磁有限元素法(FEM)軟件仿真和分析。在業(yè)界，所述軟件稱為HFSS，或高頻結(jié)構(gòu)仿真器。HFSS是用于S-參數(shù)提取、全波SPICE 模型生成以及高頻高速元件的3D電磁場仿真的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)軟件。HFSS 采用3D全波有限元素法(FEM)場解算器。HFSS可以從軟件供應(yīng)商獲取或可以作為定制軟件開發(fā)。2、采用數(shù)值優(yōu)化軟件來設(shè)計所述天線饋電系統(tǒng)。在此軟件中并入遺傳算法。由于該設(shè)計步驟，基于各種不同的設(shè)計參數(shù)獲得優(yōu)化的物理設(shè)計。對于本發(fā)明，重要的設(shè)計參數(shù)包括獲取可接受的回波損耗(即最大化反射能量) 以及獲取高增益(即使所述能量的聚焦最大化)。其他的設(shè)計考慮因素可包括無線系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，包括多帶配置、天線配置、最小化形狀因數(shù)、簡單組件和可制造性的設(shè)計。一種特定類型的拋物面反射器為柵格反射器。柵格反射器提供小包裝和輕重量的設(shè)計。因而，在輸送成本為關(guān)鍵因素的農(nóng)村，它們是有用的。此外，具有小形狀因數(shù)和柵格天線的柵格反射器非常適合用于強(qiáng)風(fēng)環(huán)境。所述拋物面反射器的另一種選擇是角形反射器。角形反射器為回歸反射器 (retro-reflector)，其包括三個互相垂直、交叉的平坦表面，該角形反射器將電磁波反射回到所述源。所述三個交叉表面通常為正方形。如果中等量的增益已足夠，并且期望得到的較小的形狀因數(shù)和較低的成本，那么角形反射器是有用的。當(dāng)微波系統(tǒng)與上述天線饋電系統(tǒng)一起構(gòu)建時，所述微波系統(tǒng)會獲得顯著的益處。 例如，除去RF電纜，而僅需要數(shù)字電纜來連接至中饋式拋物面反射器。因而，簡化了安裝問題。進(jìn)一步地，有可選的實施方式允許所述數(shù)字電纜還向所述數(shù)字收發(fā)器供電。一種實施方式是圖5中所示的微波系統(tǒng)500。根據(jù)圖5，拋物面反射器101適當(dāng)?shù)匕惭b在裝配支架102上。拋物面反射器101并入如圖3所示的中饋式組件。天線元件506 是天線元件300的一種實施方式。天線元件506同樣并入天線饋電系統(tǒng)200 (圖5中未示出)的一種實施方式。天線元件506包括如圖3所示的外殼和天線管。天線元件506包括以太網(wǎng)連接器510，為清楚起見單獨(dú)地示出以太網(wǎng)連接器510。 來自天線元件506的數(shù)字信號通過以太網(wǎng)電纜511連接至無源適配器522，該無源適配器 522進(jìn)而通過另外的以太網(wǎng)電纜511將所述數(shù)字信號連接至客戶站514。另外的以太網(wǎng)連接器510幫助連接。無源適配器522還包括USB連接器520，其通過USB電纜521連接至客戶站514上的USB連接器520。通過USB電纜520，從客戶站514向無源適配器522供電。 進(jìn)而，無源適配器522將電能注入到連接至天線元件506的以太網(wǎng)電纜的部分。因此，用于天線元件506 (包括無線收發(fā)器)和用于所述拋物面反射器的電能由客戶站114提供。典型的USB端口可提供接近5伏特、500mw的電能。當(dāng)這種級別的電流供應(yīng)到無源適配器622時，那么就有足夠的電能支持長度高達(dá)100米的以太網(wǎng)電纜。這意味著有足夠的電能來“供電”所述無線收發(fā)器，并且有足夠的電能來支持所述數(shù)字信號到所述無線收發(fā)器的傳輸。因此，拋物面反射器101可位于離無源適配器522高達(dá)100米的位置。在上述實施方式中，所述無線收發(fā)器可并入具有0SI1-7層支持的無線網(wǎng)關(guān)。因此，可以提供全路由、防火墻、網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換以及網(wǎng)絡(luò)處理能力。上述無線收發(fā)器的一種實施方式為基于無線的Linux RT0S3網(wǎng)關(guān)。這種功能是IT系統(tǒng)管理者所期望的，因為他們可以在無需分配所述客戶端設(shè)備的條件下管理網(wǎng)絡(luò)。
本發(fā)明的可選實施方式是如圖6所示的微波系統(tǒng)600。類似于圖5，微波系統(tǒng)600 包括具有裝配支架102的拋物面反射器101、和天線元件606。天線元件606是如圖3所示的天線元件300的另一種實施方式。對于本實施方式，天線元件606具有數(shù)字連接器，即USB 連接器520，為了清楚起見，將其單獨(dú)地示出。另外，所述無線收發(fā)器為具有支持0SI1-3層的客戶端控制器的無線收發(fā)器。一種實施方式為基于無線的windows客戶端設(shè)備。類似于微波系統(tǒng)500，微波系統(tǒng)600的無線收發(fā)器由所述數(shù)字電纜供電。對于微波系統(tǒng)600，USB電纜521向所述天線元件606內(nèi)的無線收發(fā)器提供數(shù)字信號和電能。在本實施方式中，USB電纜521從天線元件606的USB連接器520連接至USB中繼器622。進(jìn)而， 另外的USB電纜521從USB中繼器622連接至客戶站614。因此，客戶站614向并入天線元件606內(nèi)的無線收發(fā)器提供電能。關(guān)于上述實施方式，每個USB電纜限制在長度為大約4. 5米以確保所述無線收發(fā)器接收到足夠的信號性能和電能?？紤]到采用本實施方式的成本明顯降低，在許多應(yīng)用中這種限制是可接受的。盡管已經(jīng)描述了本發(fā)明的各種實施方式，但是在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以有更多的實施方式和實施，這對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員是顯而易見的。例如，可以是本申請說明書中所述的任何系統(tǒng)或方法的任何組合。
權(quán)利要求
1.一種天線饋電系統(tǒng)包括 中饋式拋物面反射器；以及無線收發(fā)器，其中所述無線收發(fā)器與所述中饋式拋物面反射器物理集成。
2.如權(quán)利要求1所述的天線饋電系統(tǒng)，還包括 用于數(shù)字信號連接的連接器；一個或一個以上天線饋電插腳； 一個或一個以上控制器插腳；以及一個或一個以上副反射器。
3.如權(quán)利要求2所述的天線饋電系統(tǒng)，其中所述天線饋電系統(tǒng)的元件集成在印刷電路板上。
4.如權(quán)利要求2所述的天線饋電系統(tǒng)，其中所述天線饋電系統(tǒng)的設(shè)計包括對所述一個或一個以上天線饋電插腳、一個或一個以上控制器插腳以及一個或一個以上副反射器的位置、尺寸和形狀進(jìn)行說明。
5.如權(quán)利要求4所述的天線饋電系統(tǒng)，其中所述天線饋電系統(tǒng)的設(shè)計由優(yōu)化天線系統(tǒng)性能的數(shù)值優(yōu)化軟件確定，其中所述天線系統(tǒng)包括所述天線饋電系統(tǒng)及其有關(guān)的外殼、和拋物面反射器。
6.如權(quán)利要求5所述的天線饋電系統(tǒng)，其中所述天線系統(tǒng)的性能基于所述天線系統(tǒng)的回波損耗和增益進(jìn)行優(yōu)化。
7.如權(quán)利要求2所述的天線饋電系統(tǒng)，其中所述控制器插腳和所述天線饋電插腳垂直于所述天線饋電系統(tǒng)進(jìn)行裝配。
8.如權(quán)利要求7所述的天線饋電系統(tǒng)，其中表面貼裝插腳用于所述控制器插腳和所述天線饋電插腳。
9.如權(quán)利要求2所述的天線饋電系統(tǒng)，其中數(shù)字連接器為以太網(wǎng)連接器或USB連接器。
10.如權(quán)利要求2所述的天線饋電系統(tǒng)，其中所述天線饋電系統(tǒng)裝在防風(fēng)雨外殼內(nèi)。
11.如權(quán)利要求10所述的天線饋電系統(tǒng)，其中所述防風(fēng)雨外殼支持可互換的副反射
12.如權(quán)利要求1所述的天線饋電系統(tǒng)，其中所述中饋式拋物面反射器為柵格反射器。
13.—種從天線饋電系統(tǒng)進(jìn)行接收信號和向其發(fā)送信號的方法，所述方法包括以下步驟接收來自中饋式拋物面反射器的非基帶信號和向該中饋式拋物面反射器發(fā)送非基帶信號，將所述非基帶信號連接至無線收發(fā)器； 在所述無線收發(fā)器內(nèi)加密和解密所述非基帶信號；在所述無線收發(fā)器內(nèi)生成基帶信號，以及在所述無線收發(fā)器內(nèi)接收基帶信號；以及將所述基帶信號連接至數(shù)字連接器，其中所述無線收發(fā)器與所述中饋式拋物面反射器物理集成。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述天線饋電系統(tǒng)還包括 一個或一個以上天線饋電插腳；一個或一個以上控制器插腳；以及一個或一個以上副反射器。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述天線饋電系統(tǒng)的元件集成在印刷電路板上。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，所述天線饋電系統(tǒng)的設(shè)計包括對所述一個或一個以上天線饋電插腳、一個或一個以上控制器插腳以及一個或一個以上副反射器的位置、尺寸和形狀進(jìn)行說明。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，所述天線饋電系統(tǒng)的設(shè)計由優(yōu)化天線系統(tǒng)性能的數(shù)值優(yōu)化軟件確定，其中所述天線系統(tǒng)包括所述天線饋電系統(tǒng)及其有關(guān)的外殼、和拋物面反射ο
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述天線系統(tǒng)的性能基于所述天線系統(tǒng)的回波損耗和增益進(jìn)行優(yōu)化。
19.如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述控制器插腳和所述天線饋電插腳垂直于所述天線饋電系統(tǒng)裝配。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中表面貼裝插腳用于所述控制器插腳和所述天線饋電插腳。
21.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述數(shù)字連接器為以太網(wǎng)連接器或USB連接器。
22.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述天線饋電系統(tǒng)裝在防風(fēng)雨外殼內(nèi)。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其中所述防風(fēng)雨外殼支持可互換的副反射器。
24.如權(quán)利要求13所述的方法，所述中饋式拋物面反射器為柵格反射器。
25.(原始)一種天線饋電系統(tǒng)包括角形反射器；以及無線收發(fā)器，其中所述無線收發(fā)器與所述角形反射器物理集成。
全文摘要
微波系統(tǒng)包括天線、天線饋電、無線收發(fā)器以及上述元件之間適當(dāng)?shù)碾娎|。通過這些元件的進(jìn)一步集成和通過所述天線饋電內(nèi)的設(shè)計的改進(jìn)實現(xiàn)了成本、性能以及可靠性的改進(jìn)。一種改進(jìn)是將所述無線收發(fā)器與所述天線饋電集成。這種改進(jìn)具有許多益處，包括除去了RF電纜和連接器。另外一種改進(jìn)是并入寄生輻射器和副反射器作為所述天線饋電的一部分。包括所述反饋設(shè)計的整個天線通過3D有限元素法(FEM)軟件和數(shù)值優(yōu)化軟件進(jìn)行優(yōu)化。另外一種改進(jìn)是使用數(shù)字電纜來向所述集成的無線收發(fā)器和中饋式拋物面反射器供電。
文檔編號H01Q19/12GK102239599SQ201080003481
公開日2011年11月9日 申請日期2010年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月4日
發(fā)明者約翰·R·桑福德, 羅伯特·J·佩拉 申請人:優(yōu)波網(wǎng)絡(luò)公司