BR112019013370B1

BR112019013370B1 - Antena e dispositivo de rede

Info

Publication number: BR112019013370B1
Application number: BR112019013370-4A
Authority: BR
Inventors: Naibiao WANG; Weihong Xiao
Original assignee: Huawei Technologies Co., Ltd
Priority date: 2016-12-29
Filing date: 2016-12-29
Publication date: 2022-11-22
Also published as: US10573958B2; BR112019013370A2; US20190319343A1; EP3553885A4; EP4220860A3; WO2018119928A1; EP4220860A2; EP3553885B1; CN110140256A; CN110140256B; CN112821073A; EP3553885A1; CN112821073B

Abstract

Uma antena e um dispositivo de rede. A antena do arranjo compreende n unidades de emissão, um divisor ou um comutador de fase, e uma chave de comutação. O divisor ou comutador de fase compreende n extremidades de saída e m extremidades de entrada. A chave de comutação compreende m primeiras portas, K segundas portas e um elemento de comutação. As m primeiras portas são respectivamente conectadas com as m extremidades de entrada. As K segundas portas são para acoplamento de um sinal de entrada. O elemento de comutação troca uma relação de conexão entre as m primeiras portas e as K segundas portas, de modo que o sinal de entrada seja seletivamente emitido para pelo menos uma primeira porta. No presente pedido, a conexão ou desconexão de um sinal informado para as n unidades de emissão é controlada através da chave de comutação para configurar o número de unidades de emissão que estão em um estado de operação, consequentemente de forma flexível modificando uma largura de feixe de um padrão de irradiação da antena. Além disso, desde que a chave de comutação para configurar as unidades de emissão para ficar em um estado de operação ou em um estado (...).

Description

CAMPO TÉCNICO

[001] Este pedido se relaciona com o campo de tecnologias de antena e em particular, com uma antena de arranjo e com um dispositivo de rede.

ANTECEDENTES

[002] Com o desenvolvimento de tecnologias de comunicações móveis, os usuários impõem requerimentos crescentemente exigentes por transmissão de dados em alta velocidade, e os requerimentos de usuário também são crescentemente diversificados em tipo. A comunicação móvel moderna precisa atender aos requerimentos de acesso sem uso de fios de alta velocidade em cenários diversos. A atualização de dispositivos de comunicações móveis gradualmente acelera. Entretanto, se torna mais difícil obter um recurso de estação disponível em uma área urbana. Portanto, uma antena de estação base capaz de satisfazer requerimentos de vários locais implementados e funcionar em cenários diversificados se torna uma das direções de desenvolvimento da antena de estação base no futuro. A antena de estação base capaz de funcionar em cenários diversificados também proporciona uma abordagem mais eficaz para implementar compartilhamento de local para operadores de comunicações móveis. Isto atende a um requerimento suave de atualização de um dispositivo existente e a um requerimento de economia de energia limpa.

[003] Para a antena de estação base capaz de funcionar em cenários diversificados, é requerido que a antena proporcione, dependendo de um diferente cenário de aplicação, um diferente estado de operação que atenda a um requerimento do cenário de aplicação, e também é requerido que a antena de estação base seja miniaturizada. Portanto, para atender tanto um requerimento de um tamanho de antena apropriado como requerimentos indicadores em vários cenários de aplicação, uma inovação de projeto de arranjo é requerida para a antena de estação base em cenários de aplicação diversificados.

[004] Na técnica anterior, uma distância entre um lado de chapa reflexiva de uma antena e um elemento de irradiação é ajustada por mover uma posição do lado da chapa reflexiva, para alterar um ambiente circundante do elemento de irradiação. Deste modo, a distribuição de corrente no elemento de irradiação, em uma superfície de baixo da chapa reflexiva e no lado da chapa reflexiva é alterada, de modo a alterar uma largura de feixe de um padrão de diretividade de irradiação da antena. Entretanto, ajustar ligeiramente o lado da chapa reflexiva afeta a distribuição de corrente, e, portanto, a largura do feixe altera em uma faixa relativamente pequena.

SUMÁRIO

[005] Este pedido proporciona uma antena de arranjo, para de forma flexível alterar uma largura de feixe de um padrão de diretividade de irradiação de uma antena.

[006] Uma modalidade deste pedido proporciona uma antena de arranjo, incluindo: n elementos de irradiação; um divisor de potência ou comutador de fase, incluindo n extremidades de saída e m extremidades de entrada, em que as n extremidades de saída são respectivamente conectadas com os n elementos de irradiação, e qualquer uma das m extremidades de entrada está conectada com pelo menos uma das n extremidades de saída; e uma chave de comutação, incluindo m primeiras portas, K segundas portas, e um elemento de comutação, em que as m primeiras portas são respectivamente conectadas com as m extremidades de entrada; as K segundas portas são configuradas para se acoplar com um sinal de entrada; e o elemento de comutação é configurado para trocar uma relação de conexão entre as m primeiras portas e as K segundas portas, de modo a seletivamente emitir o sinal de entrada para pelo menos uma porta, em que n e m são números inteiros maiores do que 1, e K é um número inteiro maior ou igual a 1.

[007] Deste modo, a chave de comutação controla transmissão ou interrupção de um sinal que é emitido para os n elementos de irradiação, e estabelece uma quantidade de elementos de irradiação em um estado de operação, de modo a flexivelmente alterar uma largura de feixe de um padrão de diretividade de irradiação de uma antena. Em adição, devido à chave de comutação para estabelecer um elemento de irradiação para um estado de operação ou de não operação possuir uma estrutura simples, e causar uma perda de inserção introduzida relativamente pequena, os ganhos da antena são relativamente altos.

[008] Opcionalmente, o elemento de comutação inclui p laminas fixas e q lâminas móveis.

[009] Extremidades de m lâminas fixas nas p lâminas fixas atuam como as m primeiras portas, as q lâminas móveis são seletivamente conectadas com as p lâminas fixas, e m < p.

[0010] Deste modo, várias lâminas fixas e várias lâminas móveis são dispostas na chave de comutação, de modo que uma posição de uma lâmina móvel pode ser flexivelmente alterada para implementar várias conexões seletivas entre as lâminas móveis e as lâminas fixas, e ainda para de forma flexível controlar a quantidade de elementos de irradiação em um estado de operação.

[0011] Opcionalmente, extremidades de K lâminas fixas nas p lâminas fixas atuam como as K segundas portas, e K < p.

[0012] Opcionalmente, as p lâminas fixas incluem uma primeira lâmina fixa a uma quarta lâmina fixa, em que a primeira lâmina fixa, a segunda lâmina fixa e a quarta lâmina fixa são respectivamente conectadas com a primeira extremidade de entrada a terceira extremidade de entrada, e uma extremidade da terceira lâmina fixa atua como a segunda porta; e as q lâminas móveis incluem uma primeira lâmina móvel a uma terceira lâmina móvel.

[0013] Que as q lâminas móveis são seletivamente conectadas com as p lâminas fixas é especificamente: a primeira lâmina móvel é conectada com a primeira lâmina fixa e com a terceira lâmina fixa; ou a segunda lâmina móvel é conectada com a primeira lâmina fixa e com a segunda lâmina fixa, e a terceira lâmina móvel é conectada com a terceira lâmina fixa e com a quarta lâmina fixa.

[0014] Opcionalmente, as n extremidades de saída incluem uma primeira extremidade de saída a uma sexta extremidade de saída, e as m extremidades de entrada incluem a primeira extremidade de entrada a terceira extremidade de entrada, em que a primeira extremidade de entrada é conectada com a primeira extremidade de saída; a segunda extremidade de entrada é conectada com a segunda extremidade de saída, com a terceira extremidade de saída, com a quarta extremidade de saída, com a quinta extremidade de saída e com a sexta extremidade de saída; e a terceira extremidade de entrada é conectada com a segunda extremidade de saída, com a terceira extremidade de saída, com a quarta extremidade de saída, com a quinta extremidade de saída e com a sexta extremidade de saída.

[0015] Opcionalmente, as p lâminas fixas incluem uma primeira lâmina fixa a uma quinta lâmina fixa, em que a primeira lâmina fixa a quarta lâmina fixa são respectivamente conectadas com a primeira extremidade de entrada a quarta extremidade de entrada, e uma extremidade da quinta lâmina fixa atua como a segunda porta; e as q lâminas móveis incluem uma primeira lâmina móvel a uma quinta lâmina móvel.

[0016] Que as q lâminas móveis são seletivamente conectadas com as p lâmina fixas é especificamente: a terceira lâmina móvel é conectada com a primeira lâmina fixa e com a quinta lâmina fixa; ou a segunda lâmina móvel é conectada com a primeira lâmina fixa e com a segunda lâmina fixa, e a quinta lâmina móvel é conectada com a terceira lâmina fixa e com a quinta lâmina fixa; ou a primeira lâmina móvel é conectada com a primeira lâmina fixa e com a segunda lâmina fixa, e a quarta lâmina móvel é conectada com a terceira lâmina fixa, com a quarta lâmina fixa, e com a quinta lâmina fixa.

[0017] Opcionalmente, as n extremidades de saída incluem uma primeira extremidade de saída a uma sexta extremidade de saída, e as m extremidades de entrada incluem a primeira extremidade de entrada a quarta extremidade de entrada, em que a primeira extremidade de entrada é conectada com a primeira extremidade de saída; a segunda extremidade de entrada é conectada com a segunda extremidade de saída e com a terceira extremidade de saída; a terceira extremidade de entrada é conectada com a segunda extremidade de saída e com a terceira extremidade de saída; e a quarta extremidade de entrada é conectada com a quarta extremidade de saída, com a quinta extremidade de saída, e com a sexta extremidade de saída.

[0018] Opcionalmente, o elemento de comutação ainda inclui uma haste de comando, e a haste de comando é conectada com pelo menos uma das q lâminas móveis.

[0019] Deste modo, dispor a haste de comando proporciona um modo específico de alterar a posição da lâmina móvel, e facilita controle elétrico ou manual da tira móvel.

[0020] Opcionalmente, as q lâminas móveis são seletivamente conectadas com as p lâminas fixas de um modo elétrico ou modo de acoplamento capacitivo.

[0021] Opcionalmente, tanto as p lâminas fixas como as q laminas móveis são lâminas de metal ou lâminas de chapa de cobre de uma placa de circuito impresso PCB.

[0022] Opcionalmente, os n elementos de irradiação são sequencialmente dispostos em uma direção horizontal ou em uma direção vertical.

[0023] Este pedido ainda proporciona um dispositivo de rede, incluindo a antena de arranjo de acordo com qualquer uma das implementações precedentes.

[0024] De acordo com o conteúdo precedente, a antena de arranjo neste pedido inclui: os n elementos de irradiação; o divisor de potência ou o comutador de fase, incluindo as n extremidades de saída e as m extremidades de entrada, em que as n extremidades de saída são respectivamente conectadas com os n elementos de irradiação, e qualquer uma das m extremidades de entrada é conectada com o pelo menos uma das n extremidades de saída; e a chave de comutação, incluindo as m primeiras portas, as K segundas portas, e o elemento de comutação, em que as m primeiras portas são respectivamente conectadas com as m extremidades de entrada, as K segundas portas são configuradas para se acoplarem com o sinal de entrada, e o elemento de chave é configurado para trocar a relação de conexão entre as m primeiras portas e as K segunda portas, de modo a seletivamente emitir o sinal de entrada para a pelo menos uma primeira porta. Baseado na estrutura precedente, a chave de comutação é configurada para controlar transmissão ou interrupção de um sinal que é emitido para os n elementos de irradiação, e estabelecer a quantidade de elementos de irradiação em um estado de operação, de modo a de forma flexível alterar a largura do feixe do padrão de diretividade de irradiação da antena. Em adição, devido à chave de comutação para estabelecer o elemento de irradiação para um estado de operação ou de não operação possuir uma estrutura simples, e causar uma perda de inserção introduzida relativamente pequena, ganhos da antena são relativamente altos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0025] A Figura 1a é um diagrama esquemático de uma antena de arranjo de acordo com a Modalidade 1 deste pedido;

[0026] A Figura 1b é um diagrama estrutural esquemático específico de uma antena de arranjo de acordo com a Modalidade 1 deste pedido;

[0027] A Figura 2a é um diagrama esquemático para utilizar uma chave de comutação para controlar um elemento de irradiação para operar na Modalidade 2 deste pedido;

[0028] A Figura 2b é um diagrama esquemático para utilizar uma chave de comutação para controlar dois elementos de irradiação para operar na Modalidade 2 deste pedido;

[0029] A Figura 2c é um diagrama estrutural esquemático específico de uma antena de arranjo de acordo com a Modalidade 2 deste pedido;

[0030] A Figura 2d é um diagrama esquemático de lâminas fixas e de lâminas móveis na Modalidade 2 deste pedido;

[0031] A Figura 2e é um diagrama esquemático para utilizar uma chave de comutação para controlar um elemento de irradiação para operar na Modalidade 2 deste pedido;

[0032] A Figura 2f é um diagrama esquemático para utilizar uma chave de comutação para controlar seis elementos de irradiação para operar na Modalidade 2 deste pedido;

[0033] A Figura 3a é um diagrama esquemático para utilizar uma chave de comutação para controlar um elemento de irradiação para operar na Modalidade 3 deste pedido;

[0034] A Figura 3b é um diagrama esquemático para utilizar uma chave de comutação para controla dois elementos de irradiação para operar na Modalidade 3 deste pedido;

[0035] A Figura 4a é um diagrama esquemático para utilizar uma chave de comutação para controlar um elemento de irradiação para operar na Modalidade 4 deste pedido;

[0036] A Figura 4b é um diagrama esquemático para utilizar uma chave de comutação para controlar dois elementos de irradiação para operar na Modalidade 4 deste pedido;

[0037] A Figura 4c é um diagrama esquemático para utilizar uma chave de comutação para controlar três elementos de irradiação para operar na Modalidade 4 deste pedido;

[0038] A Figura 4d é um diagrama estrutural esquemático específico de uma antena de arranjo de acordo com a Modalidade 4 deste pedido;

[0039] A Figura 4e é um diagrama esquemático de lâminas fixas e de lâminas móveis na Modalidade 4 deste pedido;

[0040] A Figura 4f é um diagrama esquemático para utilizar uma chave de comutação para controlar um elemento de irradiação para operar na Modalidade 4 deste pedido;

[0041] A Figura 4g é um diagrama esquemático para utilizar uma chave de comutação para controlar três elementos de irradiação para operar na Modalidade 4 deste pedido;

[0042] A Figura 4h é um diagrama esquemático para utilizar uma chave de comutação para controlar seis elementos de irradiação para operar na Modalidade 4 deste pedido;

[0043] A Figura 5a é um diagrama esquemático para utilizar uma chave de comutação para controlar um elemento de irradiação para operar na Modalidade 5 deste pedido;

[0044] A Figura 5b é um diagrama esquemático para utilizar uma chave de comutação para controlar dois elementos de irradiação para operar na Modalidade 5 deste pedido;

[0045] A Figura 5c é um diagrama esquemático para utilizar uma chave de comutação para controlar três elementos de irradiação para operar na Modalidade 5 deste pedido.

DESCRIÇÃO DE CONCRETIZAÇÕES

[0046] O dito a seguir descreve as modalidades deste pedido em detalhes com referência aos desenhos acompanhantes deste relatório descritivo.

[0047] Este pedido proporciona uma antena de arranjo que pode de forma flexível alterar uma largura de feixe de um padrão de diretividade de irradiação de uma antena.

Modalidade 1

[0048] A Figura 1a é um diagrama esquemático de uma antena de arranjo de acordo com a Modalidade 1 deste pedido. Como apresentado na Figura 1a, a antena de arranjo inclui: n elementos de irradiação, por exemplo, um elemento de irradiação 1011, um elemento de irradiação 1012, um elemento de irradiação 1013, ..., e um elemento de irradiação 101n; e uma rede de alimentação, em que a rede de alimentação inclui uma chave de comutação 1021, e a chave de comutação 2101 é conectada com os n elementos de irradiação.

[0049] Baseado na estrutura precedente, a chave de comutação 1021 pode controlar transmissão ou interrupção de um sinal que é emitido pela rede de alimentação para os n elementos de irradiação, e estabelecer uma quantidade de elementos de irradiação em um estado de operação, ou seja, estabelecer diferentes modos de operação, de modo a de forma flexível alterar uma largura de feixe de um padrão de diretividade de irradiação de uma antena. Os n elementos de irradiação podem ser elementos de irradiação de polarização única, ou podem ser elementos de irradiação com polarização dupla, e um balun correspondendo a cada direção de polarização de um elemento de irradiação possui uma excitação de sinal proporcionada por uma rede de alimentação correspondente.

[0050] Deve ser observado que, n é um número inteiro positivo, e um valor específico de n pode ser estabelecido pelos versados na técnica de acordo com uma situação real. Para de forma flexível alterar a largura de feixe do padrão de diretividade de irradiação da antena, o valor de n pode ser maior ou igual a 2.

[0051] A Figura 1b é um diagrama estrutural esquemático específico de uma antena de arranjo de acordo com a Modalidade 1 deste pedido. Como apresentado na Figura 1b, a antena de arranjo inclui: n elementos de irradiação, por exemplo, um elemento de irradiação 1011, um elemento de irradiação 1012, um elemento de irradiação 1013, ..., e um elemento de irradiação 101n; e uma rede de alimentação, em que a rede de alimentação inclui uma chave de comutação 1021, e um divisor de potência ou comutador de fase 1022; o divisor de potência ou o comutador de fase 1022 inclui n extremidades de saída (N1, N2, N3, ..., e Nn) e m extremidades de entrada (M1, M2, ..., e Mm); qualquer uma dentre as m extremidades de entrada está conectada com pelo menos uma das n extremidades de saída; e os n elementos de irradiação são respectivamente conectados com as n extremidades de saída. Deve ser observado que, nesta aplicação, uma conexão entre uma extremidade de entrada e uma extremidade de saída significa que um sinal fluindo para a extremidade de entrada pode chegar à extremidade de saída. Para ser específico, o sinal fluindo para a extremidade de entrada pode chegar à extremidade de saída após ser processador no divisor de potência ou no comutador de fase, ou pode diretamente chegar à extremidade de saída sem ser processado. Isto não é especificamente limitado.

[0052] Além disso, a chave de comutação 1021 inclui m primeiras portas, K segundas portas, e um elemento de chave, em que as m primeiras portas são respectivamente conectadas com as m extremidades de entrada; as K segundas portas são configuradas para se acoplarem com um sinal de entrada; e o elemento de comutação é configurado para trocar uma relação de conexão entre as m primeiras portas e as K segundas portas, de modo a seletivamente emitir o sinal de entrada para pelo menos uma primeira porta.

[0053] O elemento de chave inclui p lâminas fixas (P1, P2,..., Pp-1, e PP) e q lâminas móveis (Q1, Q2, Q3, ..., e Qq), em que as extremidades de m lâminas fixas nas p lâminas fixas atuam como as m primeiras portas e são respectivamente conectadas com as m extremidades de entrada, e as q lâminas móveis são seletivamente conectadas com as p lâminas fixas. As p lâminas fixas incluem K linhas de entrada de sinal configuradas para informar sinais, e as extremidades de K lâminas fixas atuam como as K segundas portas. Uma quantidade específica de linhas de entrada de sinal pode ser estabelecida pelos versados na técnica de acordo com a experiência e com uma situação real, por exemplo, uma linha de entrada de sinal ou várias linhas de entrada de sinal podem ser estabelecidas. Nesta aplicação, uma ou mais lâminas fixas podem ser estabelecidas como linhas de entrada de sinal.

[0054] Deve ser observado que, que as q lâminas móveis são seletivamente conectadas com as p lâminas fixas significa que as q lâminas móveis podem ser conectadas com diferentes lâminas fixas baseado em um elemento de irradiação a ser conectado pela alteração de uma posição da pelo menos uma lâmina móvel.

[0055] Baseado na estrutura precedente, as q lâminas móveis no elemento de chave podem ser seletivamente conectadas com as p lâminas fixas, para controlar a transmissão ou a interrupção do sinal que é emitido pela rede de alimentação para os n elementos de irradiação, e estabelecer a quantidade de elementos de irradiação em um estado de operação, desse modo de forma flexível alterando a largura de feixe do padrão de diretividade de irradiação da antena. Para ser específico, se os n elementos de irradiação forem sequencialmente dispostos em uma direção horizontal, a estrutura precedente pode ser utilizada para de forma flexível alterar uma largura de feixe horizontal da antena; se os n elementos de irradiação forem sequencialmente dispostos em uma direção vertical, a estrutura precedente pode ser utilizada para de forma flexível alterar uma largura de feixe vertical da antena; e se os n elementos de irradiação forem sequencialmente dispostos em outra direção, a estrutura precedente pode ser utilizada para de forma flexível alterar uma largura de feixe da antena em outra direção.

[0056] Além disso, se a rede de alimentação incluir um comutador de fase, uma direção de feixe da antena pode ser alterada pela alteração de uma fase do comutador de fase. O comutador de fase pode alterar a fase por alterar uma constante dielétrica e um canal de sinal, ou pode alterar a fase por alterar um comprimento físico de um canal de sinal, ou pode alterar a fase em outra implementação.

[0057] Neste pedido, o elemento de chave pode ainda incluir uma haste de comando, a haste de comando pode ser conectada com pelo menos uma das q lâminas móveis, de modo que uma posição de uma lâmina móvel conectada com a haste de comando pode ser alterar por se utilizar a haste de comando, para seletivamente conectar a lâmina móvel com uma lâmina fixa. Especificamente, a haste de comando pode ser eletricamente controlada, por exemplo, por utilizar um motor, ou pode ser manualmente controlada.

[0058] Deve ser observado que, a relação de conexão mencionada acima entre a haste de comando e a lâmina móvel é somente um exemplo para descrição. Neste pedido, cada lâmina móvel pode ser conectada com uma haste de comando, ou outro modo de conexão pode ser utilizado, posto que as q lâminas móveis possam ser controladas para seletivamente conectar com as p lâminas fixas. Um modo de conexão específica não é especificamente limitada.

[0059] Neste pedido, as q lâminas móveis e as p lâminas fixas podem ser lâminas de metal com uma espessura relativamente pequena, ou lâminas de chapa de cobre de uma placa de circuito impresso (Placa de Circuito Impresso, PCB). Isto não é especificamente limitado. As q lâminas móveis podem ser seletivamente conectadas com as p lâminas fixas de vários modos, por exemplo, de um modo elétrico ou modo de acoplamento capacitivo.

[0060] Nesta modalidade da presente invenção, pelo menos dois modos de operação podem ser estabelecidos pela utilização da chave de comutação. No dito a seguir, somente dois modos de operação (Modalidade 2 e Modalidade 3) e três modos de operação (Modalidade 4 e Modalidade 5) estabelecidos pela utilização da chave de comutação são utilizados como exemplos para descrição.

Modalidade 2

[0061] Uma antena de arranjo inclui dois elementos de irradiação (um elemento de irradiação 1011 e um elemento de irradiação 1012) e uma rede de alimentação. A rede de alimentação inclui uma chave de comutação 1021, e dois modos de operação estabelecidos pela utilização da chave de comutação são apresentados na Figura 2a e na Figura 2b.

[0062] A Figura 2a é um diagrama esquemático de utilização de uma chave de comutação para controlar um elemento de irradiação para operar na Modalidade 2. Como apresentado na Figura 2a, quando a chave de comutação é trocada para uma posição 1, um sinal que é emitido através da rede de alimentação para o elemento de irradiação 1011 é transmitido, e um sinal que é emitido para o elemento de irradiação 1012 é interrompido. Neste caso, o elemento de irradiação 1011 está em um estado de operação, e o elemento de irradiação 1012 não está em um estado de operação.

[0063] A Figura 2b é um diagrama esquemático para utilizar uma chave de comutação para controlar dois elementos de irradiação para operar na Modalidade 2. Como apresentado na Figura 2b, quando a chave de comutação é trocada para uma posição 2, sinais que são emitidos através da rede de alimentação para o elemento de irradiação 1011 e para o elemento de irradiação 1012 são transmitidos. Neste caso, tanto o elemento de irradiação 1011 como o elemento de irradiação 1012 estão em um estado de operação.

[0064] Pode ser aprendido a partir do conteúdo precedente que, uma quantidade de elementos de irradiação em um estado de operação pode ser estabelecida pela alteração da chave de comutação para controlar transmissão ou interrupção de um sinal que é emitido pela rede de alimentação para os elementos de irradiação,desse modo alterando uma largura de feixe de uma antena.

[0065] A Figura 2c é um diagrama estrutural esquemático específico de uma antena de arranjo de acordo com a Modalidade 2 deste pedido. Como apresentado na Figura 2c, a antena de arranjo inclui: seis elementos de irradiação, por exemplo, um elemento de irradiação 1011, um elemento de irradiação 1012, um elemento de irradiação 1013, um elemento de irradiação 104, um elemento de irradiação 1015, e um elemento de irradiação 1016; e uma rede de alimentação, em que a rede de alimentação inclui uma chave de comutação 1021 e um divisor de potência 1022; o divisor de potência 1022 inclui seis extremidades de saída (N1, N2, N3, N4, N5 e N6) e três extremidades de entrada (M1, M2, e M3); os seis elementos de irradiação estão respectivamente conectados com as seis extremidades de saída; e M1 está conectada com N1, M2 está conectada com N2, N3, N4, N5, e N6, e M3 está conectada com N2, N3, N4, N5 e N6.

[0066] Além disso, a chave de comutação 1021 inclui quarto lâminas fixas (11, 12, 13 e 14, como apresentado na Figura 2d) e q lâminas móveis (21, 22 e 23, como apresentado na Figura 2d). Três das quatro lâminas fixas são respectivamente conectadas com as três extremidades de entrada, ou seja, 11 é conectada com M1, 12 é conectada com M2, e 14 é conectada com M3; e a lâmina fixa 13 é uma linha de entrada de sinal.

[0067] Baseado na estrutura precedente, uma lâmina fixa conectada com uma lâmina móvel pode ser alterada pela alteração de uma posição da lâmina móvel, de modo a controlar a transmissão ou a interrupção de um sinal que é emitido pela rede de alimentação para os seis elementos de irradiação, e estabelecer a quantidade de elementos de irradiação em um estado de operação, ou seja, estabelecer diferentes modos de operação como apresentado na Figura 2e e na Figura 2f, desse modo de forma flexível alterando uma largura de feixe de um padrão de diretividade de irradiação de uma antena.

[0068] A Figura 2e é um diagrama esquemático para utilizar uma chave de comutação para controlar um elemento de irradiação para operar na Modalidade 2. Como apresentado na Figura 2e, a lâmina móvel 21 é conectada com a lâmina fixa 11 e com a lâmina fixa 13 em um modo de conexão elétrica direta ou de acoplamento capacitivo para implementar conexão de sinal. Neste caso, somente o elemento de irradiação 1011 está em um estado que pode transmitir sinal com a rede de alimentação, e, portanto, o elemento de irradiação 1011 está em um estado de operação. Nesta hora, devido à quantidade de elementos de irradiação em um estado de operação ser menor, a largura de feixe do padrão de diretividade da antena é mais amplo, e a antena é adequada para um cenário de cobertura de arranha-céu.

[0069] A Figura 2f é um diagrama esquemático para utilizar uma chave de comutação para controlar seis elementos de irradiação para operar na Modalidade 2. Como apresentado na Figura 2f, a lâmina móvel 22 está conectada com a lâmina fixa 11 e com a lâmina fixa 12 em um modo de conexão elétrica direta ou de acoplamento capacitivo para implementar conexão de sinal, e a lâmina móvel 23 está conectada com a lâmina fixa 13 e com a lâmina fixa 14 em um modo de conexão elétrica direta ou de acoplamento capacitivo para implementar conexão de sinal. Neste caso, o elemento de irradiação 1011, o elemento de irradiação 1012, o elemento de irradiação 1013, o elemento de irradiação 1014, o elemento de irradiação 1015, e o elemento de irradiação 1016 estão todos em um estado que pode transmitir sinal com a rede de alimentação, e, portanto, o elemento de irradiação 1011, o elemento de irradiação 1012, o elemento de irradiação 1013, o elemento de irradiação 1014, o elemento de irradiação 1015, e o elemento de irradiação 1016 estão todos em um estado de operação. Nesta hora, devido à quantidade de elementos de irradiação em um estado de operação ser maior, a largura de feixe do padrão de diretividade da antena é mais estreita, e a antena é adequada para um cenário de cobertura generalizada de rua.

Modalidade 3

[0070] Uma antena de arranjo inclui dois elementos de irradiação (um elemento de irradiação 1011 e um elemento de irradiação 1012) e uma rede de alimentação. A rede de alimentação inclui uma chave de comutação 1021 e um comutador de fase 1022, e dois modos de operação pela utilização da chave de comutação são apresentados na Figura 3a e na Figura 3b. Uma direção de um feixe de antena pode ser alterada pela alteração de uma faze do comutador de fase. O comutador de fase pode alterar a fase por alterar uma constante dielétrica de um canal de sinal, ou pode alterar a fase por alterar um comprimento físico de um canal de sinal, ou pode alterar a fase em outra implementação.

[0071] A Figura 3a é um diagrama esquemático para utilizar uma chave de comutação para controlar um elemento de irradiação para operar na Modalidade 3. Como apresentado na Figura 3a, quando a chave de comutação é trocada para uma posição 1, um sinal que é emitido através da rede de alimentação para o elemento de irradiação 1011 é transmitido, e um sinal que é emitido para o elemento de irradiação 1012 é interrompido. Neste caso, o elemento de irradiação 1011 está em um estado de operação, e o elemento de irradiação 1012 não está em um estado de operação.

[0072] A Figura 3b é um diagrama esquemático para utilizar uma chave de comutação para controlar dois elementos de irradiação para operar na Modalidade 3. Como apresentado na Figura 3b, quando a chave de comutação é trocada para uma posição 2, sinais que são emitidos através da rede de alimentação para o elemento de irradiação 1011 e para o elemento de irradiação 1012 são transmitidos. Neste caso, tanto o elemento de irradiação 1011 como o elemento de irradiação 1012 estão em um estado de operação.

[0073] Pode ser aprendido a partir do conteúdo precedente que, uma quantidade de elementos de irradiação em um estado de operação pode ser estabelecida pela alteração da chave de comutação para controlar transmissão ou interrupção de um sinal que é emitido pela rede de alimentação para os elementos de irradiação, desse modo alterando uma largura de feixe de uma antena.

[0074] Para um diagrama estrutural esquemático específico da antena de arranjo na Modalidade 3, faça referência à Figura 2c na Modalidade 2 precedente, posto que o "divisor de potência" é alterado para "comutador de fase". Detalhes não são descritos neste documento.

Modalidade 4

[0075] Uma antena de arranjo inclui três elementos de irradiação (um elemento de irradiação 1011, um elemento de irradiação 1012 e um elemento de irradiação 1013) e uma rede de alimentação. A rede de alimentação inclui uma chave de comutação 1021, e três modos de operação estabelecidos pela utilização da chave de comutação são apresentados na Figura 4a a Figura 4c.

[0076] A Figura 4a é um diagrama esquemático para utilizar uma chave de comutação para controlar um elemento de irradiação para operar na Modalidade 4. Como apresentado na Figura 4a, quando a chave de comutação é trocada para uma posição 1, um sinal que é emitido através da rede de alimentação para o elemento de irradiação 1011 é transmitido, e sinais que são emitidos para o elemento de irradiação 1012 e para o elemento de irradiação 1013 são interrompidos. Neste caso, o elemento de irradiação 1011 está em um estado de operação, e o elemento de irradiação 1012 e o elemento de irradiação 1013 não estão em um estado de operação.

[0077] A Figura 4b é um diagrama esquemático para utilizar uma chave de comutação para controlar dois elementos de irradiação para operar na Modalidade 4. Como apresentado na Figura 4b, quando a chave de comutação é trocada para uma posição 2, sinais que são emitidos através da rede de alimentação para o elemento de irradiação 1011 e para o elemento de irradiação 1012 são transmitidos, e um sinal que é emitido para o elemento de irradiação 1013 é interrompido. Neste caso, o elemento de irradiação 1011 e o elemento de irradiação 1012 estão em um estado de operação, e o elemento de irradiação 1013 não está em um estado de operação.

[0078] A Figura 4c é um diagrama esquemático para utilizar uma chave de comutação para controlar três elementos de irradiação para operar na Modalidade 4. Como apresentado na Figura 4c, quando a chave de comutação é trocada para uma posição 3, sinais que são emitidos através da rede de alimentação para o elemento de irradiação 1011, para o elemento de irradiação 1012, e para o elemento de irradiação 1013 são todos transmitidos. Neste caso, o elemento de irradiação 1011, o elemento de irradiação 1012, e o elemento de irradiação 1013 estão todos em um estado de operação.

[0079] Pode ser aprendido a partir do conteúdo precedente que, uma quantidade de elementos de irradiação em um estado de operação pode ser estabelecida pela alteração da chave de comutação para controlar transmissão ou interrupção de um sinal que é emitido pela rede de alimentação para os elementos de irradiação, desse modo alterando uma largura de feixe de uma antena.

[0080] A Figura 4d é um diagrama estrutural esquemático específico de uma antena de arranjo de acordo com a Modalidade 4 deste pedido. Como apresentado na Figura 4d, a antena de arranjo inclui: seis elementos de irradiação, por exemplo, um elemento de irradiação 1011, um elemento de irradiação 1012, um elemento de irradiação 1013, um elemento de irradiação 1014, um elemento de irradiação 1015 e um elemento de irradiação 1016; e uma rede de alimentação, em que a rede de alimentação inclui uma chave de comutação 10121 e um divisor de potência 1022; o divisor de potência 1022 inclui seis extremidades de saída (N1, N2, N3, N4, N5 e N6) e quatro extremidades de entrada (M1, M2, M3, e M4); os seis elementos de irradiação estão respectivamente conectados com as seis extremidades de saída; e M1 está conectada com N1, M2 está conectada com N2 e N3, e M3 está conectada com N2 e N3, e M4 está conectada com N4, N5 e N6.

[0081] Além disso, a chave de comutação 1021 inclui cinco lâminas fixas (11, 12, 13, 14 e 15, como apresentado na Figura 4c) e q lâminas móveis (21, 22, 23, 24 e 25, como apresentado na Figura 4c). Quatro das cinco lâminas fixas estão respectivamente conectadas com as quatro extremidades de entrada, ou seja, 11 está conectada com M1, 12 está conectada com M2, 13 está conectada com M3, e 14 está conectada com M4.

[0082] Baseado na estrutura precedente, uma lâmina fixa conectada com uma lâmina móvel pode ser alterada pela alteração de uma posição da lâmina móvel, de modo a controlar transmissão ou interrupção de um sinal que é emitido pela rede de alimentação para os seis elementos de irradiação, e estabelecer a quantidade de elementos de irradiação em um estado de operação, desse modo de forma flexível alterando uma largura de feixe de um padrão de diretividade de irradiação da antena.

[0083] A Figura 4f a Figura 4h são diagramas esquemáticos para controlar elementos de irradiação para ficarem em diferentes estados de operação pela utilização de uma chave de comutação.

[0084] A Figura 4f é um diagrama esquemático para utilizar uma chave de comutação para controlar um elemento de irradiação para operar na Modalidade 4. Como apresentado na Figura 4f, a lâmina móvel 23 está conectada com a lâmina fixa 11 e com a lâmina fixa 15 em um modo de conexão elétrica direta ou de acoplamento capacitivo para implementar conexão de sinal. Neste caso, somente o elemento de irradiação 1011 está em um estado que pode transmitir sinal com a rede de alimentação, e, portanto, o elemento de irradiação 1011 está em um estado de operação. Nesta hora, devido à quantidade de elementos de irradiação em um estado de operação ser menor, a largura de feixe do padrão de diretividade da antena é mais amplo, e a antena é adequada para um cenário de cobertura de arranha-céu.

[0085] A Figura 4g é um diagrama esquemático para utilizar uma chave de comutação para controlar três elementos de irradiação para operar na Modalidade 4. Como apresentado na Figura 4g, a lâmina móvel 22 está conectada com a lâmina fixa 11 e com a lâmina fixa 12 em um modo de conexão elétrica direta ou de acoplamento capacitivo para implementar conexão de sinal, e a lâmina móvel 25 está conectada com a lâmina fixa 13 e com a lâmina fixa 15 em uma modo de conexão elétrica direta ou de acoplamento capacitivo para implementar conexão de sinal. Neste caso, somente o elemento de irradiação 1011, o elemento de irradiação 1012, e o elemento de irradiação 1013 estão em um estado que pode transmitir sinal com a rede de alimentação e, portanto, o elemento de irradiação 1011, o elemento de irradiação 1012, e o elemento de irradiação 1013 estão em um estado de operação. Nesta hora, devido à quantidade de elementos de irradiação em um estado de operação ser média, a largura de feixe do padrão de diretividade da antena é médio, e a antena é adequada para um cenário de cobertura média e de edificação baixa.

[0086] A Figura 4h é um diagrama esquemático para utilizar uma chave de comutação para controlar seis elementos de irradiação para operar na Modalidade 4. Como apresentado na Figura 4h, a lâmina móvel 21 está conectada com a lâmina fixa 11 e com a lâmina fixa 12 em um modo de conexão elétrica direta ou de acoplamento capacitivo para implementar conexão de sinal, e a lâmina móvel 24 está conectada com a lâmina fixa 13, com a lâmina fixa 14 e com a lâmina fixa 15 em um modo de conexão elétrica direta ou de acoplamento capacitivo para implementar conexão de sinal. Neste caso, o elemento de irradiação 1011, o elemento de irradiação 1012, o elemento de irradiação 1013, o elemento de irradiação 1014, o elemento de irradiação 1015 e o elemento de irradiação 1016 estão todos em um estado que pode transmitir sinal com a rede de alimentação e, portanto, o elemento de irradiação 1011, o elemento de irradiação 1012, o elemento de irradiação 1013, o elemento de irradiação 1014, o elemento de irradiação 1015 e o elemento de irradiação 1016 estão todos em um estado de operação. Nesta hora, devido à quantidade de elementos de irradiação em um estado de operação ser maior, a largura de feixe do padrão de diretividade da antena é mais estreito, e a antena é adequada para um cenário de macrocobertura de rua.

Modalidade 5

[0087] Uma antena de arranjo inclui três elementos de irradiação (um elemento de irradiação 1011, um elemento de irradiação 1012 e um elemento de irradiação 1013) e uma rede de alimentação. A rede de alimentação inclui uma chave de comutação 1021 e um comutador de fase 1022, e dois modos de operação estabelecidos pela utilização da chave de comutação são apresentados na Figura 5a a Figura 5c. Uma direção de um feixe de antena pode ser alterada pela alteração de uma fase do comutador de fase. O comutador de fase pode alterar a fase por alterar uma constante dielétrica de um canal de sinal, ou pode alterar a fase por alterar um comprimento físico de um canal de sinal, ou pode alterar a fase em outra implementação.

[0088] A Figura 5a é um diagrama esquemático para utilizar uma chave de comutação para controlar um elemento de irradiação para operar na Modalidade 5. Como apresentado na Figura 5a, quando a chave de comutação é trocada para uma posição 1, um sinal que é emitido através da rede de alimentação para o elemento de irradiação 1011 é transmitido, e sinais que são emitidos para o elemento de irradiação 1012 e para o elemento de irradiação 1013 são interrompidos. Neste caso, o elemento de irradiação 1011 está em um estado de operação, e o elemento de irradiação 1012 e o elemento de irradiação 1013 não estão em um estado de operação.

[0089] A Figura 5b é um diagrama esquemático para utilizar uma chave de comutação para controlar dois elementos de irradiação para operar na Modalidade 5. Como apresentado na Figura 5b, quando a chave de comutação é trocada para uma posição 2, sinais que são emitidos através da rede de alimentação para o elemento de irradiação 1011 e para o elemento de irradiação 1012 são transmitidos, e um sinal que é emitido para o elemento de irradiação 1013 é interrompido. Neste caso, o elemento de irradiação 1011 e o elemento de irradiação 1012 estão em um estado de operação, e o elemento de irradiação 1013 não está em um estado de operação.

[0090] A Figura 5c é um diagrama esquemático para utilizar uma chave de comutação para controlar três elementos de irradiação para operar na Modalidade 5. Como apresentado na Figura 5c, quando a chave de comutação é trocada para uma posição 3, sinais que são emitidos através da rede de alimentação para o elemento de irradiação 1011, para o elemento de irradiação 1012, e para o elemento de irradiação 1013 são todos transmitidos. Neste caso, o elemento de irradiação 1011, o elemento de irradiação 1012, e o elemento de irradiação 1013 estão todos em um estado de operação.

[0091] Pode ser aprendido a partir do conteúdo precedente que, uma quantidade de elementos de irradiação em um estado de operação pode ser estabelecida pela alteração da chave de comutação para controlar transmissão ou interrupção de um sinal que é emitido pela rede de alimentação para os elementos de irradiação, desse modo alterando uma largura de feixe de uma antena.

[0092] Para um diagrama estrutural esquemático específico da antena de arranjo na Modalidade 5, faça referência à Figura 4d na Modalidade 4 precedente, posto que "divisor de potência" é alterado para "comutador de fase". Detalhes não são descritos neste documento.

[0093] Este pedido ainda proporciona um dispositivo de rede,incluindo a antena de arranjo descrita nas modalidades precedentes.

[0094] Apesar de algumas modalidades da presente invenção terem sido descritas, os versados na técnica podem fazer modificações e alterações para estas modalidades uma vez que eles aprendam o conceito básico da invenção. Portanto, as reivindicações seguintes são pretendidas para serem construídas como cobrindo as modalidades preferidas e todas as alterações e modificações se situando dentro do escopo da presente invenção.

[0095] Obviamente, os versados na técnica podem fazer várias modificações e variações para este pedido sem afastamento do escopo deste pedido. Este pedido é pretendido para cobrir estas modificações e variações deste pedido posto que elas se situem dentro do escopo de proteção definido pelas reivindicações seguintes e por suas tecnologias equivalentes.

Claims

1. Antena, aplicada a um dispositivo de comunicação móvel, caracterizada por compreender: n elementos radiantes (1011,1012,1013 101n) dispostos sequencialmente em uma direção horizontal ou vertical; um divisor de potência (1022) ou um deslocador de fase (1022), compreendendo n extremidades de saída (N1, N2, N3, ... e Nn) e m extremidades de entrada (M1, M2, ... e Mm), em que as n extremidades de saída (N1, N2, N3, ..., e Nn) estão respectivamente conectadas aos n elementos radiantes (1011,1012,1013 101n) e qualquer uma das m extremidades de entrada (M1, M2, ..., e Mm) está conectado a pelo menos uma das n extremidades de saída (N1, N2, N3, ... e Nn); e um comutador de comutação (1021), compreendendo m primeiras portas, K segundas portas e um elemento de comutação, em que as m primeiras portas estão respectivamente conectadas às m extremidades de entrada (M1, M2, ... e Mm); as portas K segundos são configuradas para acoplar um sinal de entrada; e o elemento de comutação é configurado para comutar uma relação de conexão entre as m primeiras portas e as K segundas portas, de modo a produzir seletivamente o sinal de entrada para pelo menos uma primeira porta; e em que o elemento de comutação compreende p tiras fixas (P1, P2, ..., Pp - 1 e Pp) e q tiras móveis (Q1, Q2, Q3, ... e Qq), extremidades de m tiras fixas em as p tiras fixas (P1, P2, ..., Pp - 1 e Pp) agem como as m primeiras portas, e as q tiras móveis (Q1, Q2, Q3, ... e Qq) são seletivamente conectadas a as p tiras fixas (P1, P2, ..., Pp - 1 e Pp) via controle elétrico, em < p, e em que as extremidades de K tiras fixas nas p tiras fixas (P1, P2, ..., Pp - 1 e Pp) atuam como as portas K segundos, e K < p, em que n e m são inteiros maiores que 1 e K é um inteiro maior ou igual a 1.

2. Antena, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as p tiras fixas (P1, P2, ..., Pp - 1 e Pp) compreendem uma primeira tira fixa a uma quarta tira fixa, em que a primeira tira fixa, a segunda faixa fixa e a quarta faixa fixa são respectivamente conectadas à primeira extremidade de entrada, segunda extremidade de entrada e terceira extremidade de entrada, e uma extremidade da terceira faixa fixa atua como a segunda porta; e as q tiras móveis (Q1, Q2, Q3, ... e Qq) compreendem uma primeira tira móvel para uma terceira tira móvel; e que as q tiras móveis (Q1, Q2, Q3, ... e Qq) estão seletivamente conectadas às p tiras fixas (P1, P2, ..., Pp - 1 e Pp) é especificamente: a primeira faixa móvel é conectada à primeira faixa fixa e à terceira faixa fixa; ou a segunda faixa móvel é conectada à primeira faixa fixa e à segunda faixa fixa, e a terceira faixa móvel é conectada à terceira faixa fixa e à quarta faixa fixa.

3. Antena, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que as n extremidades de saída (N1, N2, N3, ..., e Nn) compreendem uma primeira extremidade de saída a uma sexta extremidade de saída e as m extremidades de entrada (M1, M2, ..., e Mm) compreendem a primeira extremidade de entrada para a terceira extremidade de entrada, em que a primeira extremidade de entrada é conectada à primeira extremidade de saída; a segunda extremidade de entrada está conectada à segunda extremidade de saída, a terceira extremidade de saída, a quarta extremidade de saída, a quinta extremidade de saída e a sexta extremidade de saída; e a terceira extremidade de entrada está conectada à segunda extremidade de saída, a terceira extremidade de saída, a quarta extremidade de saída, a quinta extremidade de saída e a sexta extremidade de saída.

4. Antena, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as p tiras fixas (P1, P2, ..., Pp - 1 e Pp) compreendem uma primeira tira fixa a uma quinta tira fixa, em que a primeira tira fixa à quarta tiras fixas são respectivamente conectadas à primeira extremidade de entrada à quarta extremidade de entrada, e uma extremidade da quinta tira fixa atua como a segunda porta; e as q tiras móveis (Q1, Q2, Q3, ... e Qq) compreendem uma primeira tira móvel a uma quinta tira móvel; e que as q tiras móveis (Q1, Q2, Q3, ... e Qq) estão seletivamente conectadas às p tiras fixas (P1, P2, ..., Pp - 1 e Pp) é especificamente: a terceira faixa móvel é conectada à primeira faixa fixa e à quinta faixa fixa; ou a segunda faixa móvel é conectada à primeira faixa fixa e à segunda faixa fixa, e a quinta faixa móvel é conectada à terceira faixa fixa e à quinta faixa fixa; ou a primeira faixa móvel é conectada à primeira faixa fixa e à segunda faixa fixa, e a quarta faixa móvel é conectada à terceira faixa fixa, à quarta faixa fixa e à quinta faixa fixa.

5. Antena, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que as n extremidades de saída (N1, N2, N3, ..., e Nn) compreendem uma primeira extremidade de saída a uma sexta extremidade de saída e as m extremidades de entrada (M1, M2, ..., e Mm) compreendem a primeira extremidade de entrada à quarta extremidade de entrada, em que a primeira extremidade de entrada é conectada à primeira extremidade de saída; a segunda extremidade de entrada é conectada à segunda extremidade de saída e à terceira extremidade de saída; a terceira extremidade de entrada é conectada à segunda extremidade de saída e à terceira extremidade de saída; e a quarta extremidade de entrada é conectada à quarta extremidade de saída, a quinta extremidade de saída e a sexta extremidade de saída.

6. Antena, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que o elemento de interruptor compreende ainda uma haste de tração, e a haste de tração é conectada a pelo menos uma das q tiras móveis (Q1, Q2, Q3, ... e Qq).

7. Antena, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que as faixas móveis q (Q1, Q2, Q3, ... e Qq) são seletivamente conectadas às faixas fixas p (P1, P2, ... , Pp - 1 e Pp) de maneira elétrica ou de acoplamento capacitivo.

8. Antena, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que tanto as p tiras fixas (P1, P2, ..., Pp - 1 e Pp) quanto as q tiras móveis (Q1, Q2, Q3,. .. e Qq) são tiras de metal ou tiras de folha de cobre de uma placa de circuito impresso, PCB.

9. Dispositivo de rede, caracterizado por compreender a antena de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8.