CN103107834A - 用于实现用于mimo接入点的交叉极化集成天线的装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于实现用于MIMO接入点的交叉极化集成天线的装置。装置包括被设置在外封壳内并被配置为连接一个或更多个无线装置与网络的处理器。第一天线具有极化取向并被设置在外封壳内。第二天线具有极化取向并在从第一天线的非零距离上被设置在外封壳内。第三天线具有极化取向，并在从第一天线和第二天线中的每一个的非零距离上被设置在外封壳内。第一极化的极化取向与第二天线的极化取向不同，并且，第三天线的极化取向与第一天线的极化取向和第二天线的极化取向不同。
Description
对于相关申请的交叉引用
本发明要求在2011年11月15日提交的发明名称为“Methods andApparatus for Implementing Cross Polarized Integrated Antennas forMIMO Access Points”的美国临时申请系列No.61/559854的优先权益，在这里加入其全部内容作为参考。
本申请还涉及要求在2011年11月15日提交的美国临时申请系列No.61/559859作为优先权的在与本申请相同的日期提交的具有代理人案No.JUNI-178/01US的共同未决的美国非临时专利申请，这两个申请的发明名称分别为“Methods and Apparatus for Balancing BandPerformance”，并且涉及在2011年11月15日提交的发明名称为“Methods and Apparatus for Thermal Management in a WirelessAccess Point”的共同未决的美国临时申请系列No.61/559863，在这里加入它们中的每一个的全部内容作为参考。
背景技术
这里描述的一些实施例一般涉及用于通过使用例如用于多个输入多个输出（MIMO）接入点的交叉极化集成天线在无线通信装置与网络之间提供通信的装置。
天线分集是使用多个天线以提高无线链接的质量和可靠性的方案。常常地，当在发射器与接收器之间不存在清楚视线（LOS）时，信号在最终被接收之前可沿多个路径被反射。在这些方案中，接收器上的多个天线可提供通过多个路径接收的相同信号的几个观察。多个天线中的各天线可沿相应的路径经受不同的干涉。因此，如果一个天线正在经历严重的减弱，那么另一天线可能具有足够的信号。总体上，这种系统可提供稳固的无线链接。类似地，多个天线可被证实对于发射系统以及接收系统是有价值的。作为结果，在减轻多路径情况并提供无线链接的总体性能提高上，发射器和/或接收器上的天线分集会是有效的。
作为例子，对于多流IEEE 802.11n MIMO（多输入和多输出）协议，接收器越能够隔离并区分沿不同的路径接收的数据流，无线链接就可实现越高的性能。在该例子中，一个或更多个天线技术可被实现，以增强天线分集，即，隔离和区分沿不同的路径接收的数据流。这种天线技术可包含例如空间分集、图案分集和/或极化分集等。
一些已知的MIMO接入点实现交叉极化天线以实现极化分集。由于这些交叉极化天线一般比小的形状因数的接入点大，因此，这些天线一般不集成到小形状因数的接入点中，而位于接入点外面。一些其它的已知的MIMO接入点实现小形状因数接入点内部的单一极化（即，通过特定的极化）天线，并且使用图案分集和空间分集。但是，这种已知的MIMO接入点不包含内部交叉极化天线。作为结果，这些MIMO接入点中的许多包含被推荐为被置于交叉极化取向的外部交叉极化天线或外部循环天线。
因此，需要可使用内部交叉极化天线以除了图案分集和空间分集以外还提供极化分集的小形状因数多流MIMO接入点装置。
发明内容
装置包括被设置在外封壳内并被配置为连接一个或更多个无线装置与网络的处理器。第一天线具有极化取向并被设置在外封壳内。第二天线具有极化取向并在从第一天线的非零距离上被设置在外封壳内。第三天线具有极化取向，并在从第一天线和第二天线中的每一个的非零距离上被设置在外封壳内。第一极化的极化取向与第二天线的极化取向不同，并且，第三天线的极化取向与第一天线的极化取向和第二天线的极化取向不同。
附图说明
图1A是根据实施例的无线接入点装置的示意图。
图1B是从无线接入点装置的底部观察的图1A的无线接入点装置内的内部天线的极化取向的例子的示意图。
图1C是从无线接入点装置的侧面观察的图1B的内部天线的极化取向的示意图。
图1D是从无线接入点装置的底部观察的图1A的无线接入点装置内的内部天线的极化取向的另一例子的示意图。
图1E是从无线接入点装置的侧面观察的图1C的内部天线的极化取向的示意图。
图2是网络环境内的图1A的无线接入点装置的示意图。
图3是根据实施例的无线接入点装置的顶部透视图。
图4是图3的无线接入点装置的底部透视图。
图5是图3的无线接入点装置的底视图。
图6和图7分别是图5的无线接入点装置的不同的内部天线的示意图。
图8和图9分别示出图6和图7的内部天线的放射图案的例子。
图10和图11分别是图5的无线接入点装置的不同的内部天线的示意图。
图12和图13分别示出图10和图11的内部天线的放射图案的例子。
图14是根据另一实施例的去除了外封壳的一部分的无线接入点装置的一部分的底部透视图。
图15是将外封壳的一部分示为透明的图14的无线接入点装置的底部透视图。
图16A从无线接入点装置的底部观察的图14的无线接入点装置内的内部天线的极化取向的例子的示意图。
图16B是沿箭头A的方向从无线接入点装置的侧面观察的在2.4GHz频带中操作的图16A的内部天线的示例性极化取向的示意图。
图16C是沿箭头B的方向从无线接入点装置的侧面观察的在5.0GHz频带中操作的图16A的内部天线的示例性极化取向的示意图。
图17示出在2.4GHz频带中操作的图14的无线接入点装置的内部天线的示例性水平面放射图案。
图18示出在5.0GHz频带中操作的图14的无线接入点装置的内部天线的示例性水平面放射图案。
图19示出在2.4GHz频带中操作的图14的无线接入点装置的内部天线的示例性垂直面放射图案。
图20示出在5.0GHz频带中操作的图14的无线接入点装置的内部天线的示例性垂直面放射图案。
具体实施方式
在一些实施例中，可在小形状因数多流MIMO接入点中实现内部交叉极化天线。在这些实施例中，天线中的每一个可以以例如垂直极化或水平极化位于接入点内。MIMO接入点可以是双无线电接入点，这一点在于，接入点的内部天线可在2.4GHz频带和5.0GHz频带中操作。交叉极化内部天线的实现一般包含诸如射频（RF）、热特性、力学机构和/或电气机构等的各种方面的考虑。并且，在一些实施例中，除了标准的图案分集和空间分集以外，可以在小形状因数MIMO接入点的设计中实现极化分集。作为结果，可获得多流MIMO接入点内的内部天线之中的最大分集，从而提高接入点的性能。
在一些实施例中，小形状因数接入点包含具有图案、空间和极化分集的内部天线。特别地，在一些实施例中，基于小形状因数多流MIMO无线电的系统（例如，接入点）可具有除了具有标准图案分集和空间分集以外还具有极化分集的内部天线。
如这里使用的那样，“与…相关”可意味着例如包含于…中、在物理上与…位置相关、…的一部分和/或作为…的一部分操作或起作用。另外，“与…相关”可意味着例如参照、识别、表征、描述和/或从中被发送。例如，极化取向可与接入点的内部天线相关，并且，识别、参照和/或涉及内部天线。如这里使用的那样，除非上下文另外清楚地指出，否则，单数形式“一种”、“一个”和“该”包含多数。因此，例如，术语“无线通信装置”意图在于意味着单个无线通信装置或无线通信装置的组合。
如这里使用的那样，天线的极化涉及从天线发送或被其接收的电磁波的电场（E面）关于地球表面的取向，并且可由天线的物理结构并由其取向确定。这里使用的术语垂直极化天线和水平极化天线可指的是天线的结构和/或接入点内的天线的取向。根据天线在接入点内的取向，垂直极化天线和水平极化天线的电磁波的电场的取向（这里称为极化取向）可以水平的、垂直的，或者在水平和垂直之间呈现角度。具有垂直极化取向的天线可发送并接收与具有水平极化取向的天线的电磁波正交的电磁波。应当理解，虽然这里描述的许多实施例包含垂直极化天线和水平极化天线，但是，其它的实施例可包含具有诸如圆形极化和/或椭圆极化的不同的极化的不同的或附加的天线。
如这里使用的那样，术语“全方向天线”可指的是沿一个面中的所有方向均匀放射电磁波功率的天线，放射功率随着高于或低该面的仰角减小。这里描述的全方向天线也可指的是基本上沿一个面中的所有方向放射电磁波功率的天线。
如这里使用的那样，术语“天线增益”指的是例如天线的功率增益，并可组合天线的方向性和电气效率。例如，作为发射天线，天线增益可描述天线多么好地将输入的功率转换成朝特定方向行进的电磁波。作为接收天线，天线增益可描述天线多么好地将从特定的方向到达的电磁波转换成电气功率。当不规定方向时，天线增益可指的是天线增益的峰值。天线增益作为方向的函数的曲线图被称为放射图案。
图1是根据实施例的无线接入点装置的示意图。无线接入点装置100可以为例如正交频分复用（OFDM）收发器装置。如以下更详细地描述的那样，无线接入点装置100可与一个或更多个无线通信装置（图1未示出）通信，并且可在无线通信装置与诸如局域网络（LAN）、广域网络（WAN）和/或诸如例如因特网的网络的网络之间提供通信。
如图1所示，无线接入点装置100（这里，也称为“接入点”或“接入点装置”）可包含处理器128、存储器126、通信接口124和射频（RF）收发器130。接入点100可包含硬件模块和/或软件模块（例如，存储于处理器中并且/或者在处理器中被执行）的组合。接入点100的各部件与接入点100的剩余部件中的每一个操作耦合。并且，RF收发器130的操作（例如，发射/接收数据）、通信接口124的操作（例如，发射/接收数据）以及存储器126上的各操作（例如，更新上行链路策略表）由处理器128控制。
处理器128可与存储器126和通信接口124操作耦合。通信接口124可提供或建立一个或更多个有线和/或无线数据连接，诸如符合一个或更多个已知的信息交换标准的连接，这些信息交换标准诸如有线以太网、无线802.11x（“Wi-Fi”）、高速信息包接入（“HSPA”）、全球微波互连接入（“WiMAX”）、无线局域网络（“WLAN”）、超宽带（“UWB”）、通用串行总线（“USB”）、
红外、码分多址（“CDMA”）、时分多址（“TDMA”）、全球移动通信系统（“GSM”）、长期演进（“LTE”）、宽带、光纤和/或电话等。
存储器126可例如为：只读存储器（“ROM”）；随机存取存储器（“RAM”），诸如例如磁盘驱动器和/或诸如静态RAM（“SRAM”）或动态RAM（“DRAM”）的固态RAM；和/或FLASH存储器或固态数据盘（“SSD”）。在一些实施例中，存储器可以是存储器的组合。例如，存储器可包含与磁盘驱动器和SSD耦合的DRAM高速缓存。
处理器128可以为各种处理器中的任一种。这种处理器可例如实现为诸如嵌入微处理器、应用特定集成电路（“ASIC”）和可编程逻辑器件（“PLD”）的硬件模块。一些这种处理器可具有多个指令执行单元或芯。这种处理器也可以以诸如例如JavaTM、C++、C、组件、硬件描述语言或任何其它适当的编程语言的编程语言实现为一个或更多个软件模块（例如，存储于存储器中并且/或者在处理器中被执行）。根据一些实施例的处理器包含介质和出于的特定的目的特殊设计和构建的计算机代码（也可称为代码）。在一些实施例中，处理器128可支持标准HTML和诸如例如JavaScript、JavaScript Object Notation（JSON）、Asynchronous JavaScript（AJAX）的软件语言。
在一些实施例中，处理器128可以为例如具有单个处理芯或一组处理芯的诸如通用处理器、ASIC、PLD或FPGA的单个物理处理器。作为替代方案，处理器128可以是诸如与共享时钟或同步信号、共享存储器、共享存储器总线和/或共享数据操作耦合的一组物理处理器的一组或一群处理器。换句话说，处理器可以是多处理器计算装置中的一组处理器。在又一些替代方案中，处理器128可以是通过单独的通信网络（未示出）相互操作耦合的一组分布式处理器（例如，具有一个或更多个物理处理器的计算装置）。因此，处理器128可以是通过单独的通信网络（未示出）相互通信的一组分布式处理器。在一些实施例中，处理器可以是这些处理器的组合。例如，处理器可以是一组分布式计算装置的组合，这里，各计算装置包括共享存储器总线的一组物理处理器，并且，各物理处理器包含一组处理芯。
接入点100还包含一个或更多个垂直极化内部天线140和一个或更多个水平极化天线150（也统称为“内部天线”）。垂直极化天线140可以为例如在2.4GHz频带中操作或者在5.0GHz频带中操作的全方向、垂直极化天线。水平极化天线150可以为例如在与垂直极化天线140相同的频带（例如，2.4GHz频带或5.0GHz频带）中操作的全方向、水平极化天线。例如，在一些实施例中，接入点100可包含分别在2.4GHz频带或5.0GHz频带中操作的垂直极化天线140和两个水平极化天线150。在其它的实施例中，接入点100可包含分别在2.4GHz频带或5.0GHz频带中操作的水平极化内部天线150和两个垂直极化天线140。
在一些实施例中，接入点100可包含在2.4GHz频带中操作的一个或更多个水平极化天线150和一个或更多个垂直极化天线140和在5.0GHz频带中操作的一个或更多个水平极化天线150和一个或更多个垂直极化天线140。例如，在一些实施例中，接入点100可包含分别在5.0GHz频带中操作的第一垂直极化内部天线140和两个水平极化天线150和分别在2.4GHz频带中操作的第二垂直极化内部天线（图1未示出）和两个水平极化内部天线（图1未示出）。在一些实施例中，接入点100可包含分别在5.0GHz频带中操作的第一水平极化内部天线150和两个垂直极化天线140和分别在2.4GHz频带中操作的第二水平极化内部天线150和两个垂直极化内部天线140。
因此，在一些实施例中，接入点100可以是可使得能够同时在2.4GHz频带（例如，802.11b/g/n）和5.0GHz频带（例如，802.11a/n）中操作的双无线电多输入多输出（MIMO）接入点。在其它的实施例中，接入点100可以为例如在两个无线电上支持802.11a/b/g/n/ac的双无线电高性能室内接入点。在又一些其它的实施例中，接入点100可配备供额外的室内或户外天线使用的外部天线端口。在另一些实施例中，接入点100可以为例如支持802.11a/b/g/n/ac的单无线电高性能室内接入点。
内部天线（例如，140、150）可在接入点100的外封壳（未示出）内处于天花板安装取向。当从侧面观察时，在天花板安装取向中，垂直极化内部天线140将具有基本上垂直的极化取向，并且，水平极化内部天线150将具有基本上水平的极化取向。在替代性实施例中，接入点100可被配置为沿诸如墙壁安装取向的任何其它适当的安装取向被安装。
接入点100的内部天线140、150可相互在非零距离上位于接入点100的外封壳内，使得接入点100可提供或支持空间分集。内部天线140、150还可具有不同的放射图案，以提供或支持图案分集。并且，如下面描述的那样，内部天线140、150的垂直极化取向和水平极化取向的组合还提供接入点100的极化分集。
如上所述，对于多流IEEE 802.11n MIMO（多输入和多输出）协议，接收器越能够隔离并区分来自不同的路径（例如，在不同的天线上被接收）的数据流，无线链接就可实现越高的性能。在该例子中，一个或更多个天线技术可被实现，以增强天线分集，即，隔离多个数据流（例如，在不同的天线上被接收）。这种天线技术可包含例如空间分集、图案分集和/或极化分集。
特别地，空间分集使用在物理上相互分离的多个天线。两个天线之间的空间的范围可从例如波长量级的空间到若干英里的长距离。在空间分集中使用的多个天线一般具有相同特性中的几种。图案分集使用与不同的放射图案共位的多个天线。这种类型的分集一般使用在物理上通过一些短距离（例如，在波长内）分离的方向天线。总体上，多个方向天线一般可提供比单个全方向天线高的增益。极化分集一般组合多对交叉极化天线（即，具有诸如水平和垂直、+斜45°和-斜45°）等正交极化的天线），以使系统免除可能会另外导致信号变弱的极化失配。
图1B和图1C示出具有两个水平极化内部天线150和单个垂直极化内部天线140的接入点100的与内部天线140、150相关的极化取向的例子。如图1B的侧视图所示，垂直极化内部天线140的极化取向P1基本上垂直，并且，两个水平极化内部天线150的极化取向P2和P3基本上水平（在同一面内）。因此，在侧视图中，存在接入点100的两个明显不同的极化取向。当从接入点100的底部观察时，如图1C所示，垂直极化内部天线140的极化取向P1基本上垂直，并且，水平极化内部天线150的极化取向P2处于第一取向并且另一水平极化内部天线150的极化取向P3处于与第一取向不同的第二取向。因此，在底视图中，存在接入点100的三个明显不同的极化取向。换句话说，当沿第一面（例如，在侧面图中）观察时，水平极化内部天线150中的一个的极化取向基本上与另一水平极化天线150的极化取向对应，但是，当沿另一面（例如，在底视图中）观察时，两个水平极化内部天线150的极化取向不同。除了由内部天线的相互的物理位置提供的空间和图案分集以外，多个极化取向还允许接入点100提供极化分集。
图1D和图1E示出具有两个垂直极化内部天线140和单个水平极化内部天线150的接入点100的与内部天线140、150相关的极化取向的例子。如图1C的侧视图所示，水平极化内部天线150的极化取向P4基本上水平，第一垂直极化内部天线140的极化取向P5基本上垂直，并且，第二垂直极化内部天线140的极化取向P6相对于第一垂直极化内部天线140的极化取向P5呈现角度。例如，第二垂直极化内部天线140可被设置，使得第二垂直极化内部天线的极化取向相对于第一垂直极化内部天线140呈现大于零且小于90度的任意角度。在一些实施例中，作为具有基本上垂直取向的极化取向（例如，相对于安装接入点的安装表面呈现90度角度）的第一垂直极化内部天线140的替代，第一垂直和第二垂直极化内部天线均可相对于安装接入点的安装表面具有小于90度的角度的极化取向。在本例子中，在侧视图中，存在接入点100的三个明显不同的极化取向。当从接入点100的底部观察时，如图1E所示，第一垂直极化内部天线140的极化取向P5基本上垂直，并且，第二垂直极化内部天线140的极化取向P6处于第一取向，并且，水平极化内部天线150的极化取向处于与第一取向不同的第二取向。因此，从底视图可以看出，与图1D的侧视图同样，存在接入点100的三个明显不同的极化取向。除了通过内部天线的相互的物理位置和与各内部天线相关的放射图案提供的空间和图案分集以外，多个极化取向允许接入点100提供极化分集。
如图2所示，接入点100可与诸如无线通信装置110和111的一个或更多个无线通信装置通信。例如，无线通信装置110和111可向接入点100发送信号并从中接收信号。接入点100可在无线通信装置110和111和网络115和/或诸如例如因特网120的网络之间提供通信。网络115可以为例如局域网络（LAN）、广域网络（WAN）。无线通信装置110和111可以为例如板式装置、笔记本计算机、Wi-Fi启用便携式电脑、移动电话、膝上型计算机、个人数字助理（PDA）、便携式/移动因特网装置和/或被配置为相互无线通信的一些其它的电子通信装置。
在一些实施例中，接入点100可通过使用诸如例如Wi-Fi和/或Bluetooth等的任意适当的无线通信标准与诸如无线通信装置110和111的一个或更多个无线通信装置通信。特别地，接入点100可被配置为当与无线通信装置通信时通过RF收发器130接收数据和/或发送数据。并且，在一些实施例中，网络115的接入点100可使用一个无线通信标准以与与接入点100操作耦合的无线通信装置无线通信；而网络115的另一接入点100′（在图2中示出）可使用不同的无线通信标准，以与与与接入点100′操作耦合的无线通信装置112无线通信。例如，如图2所示，接入点100可基于Wi-Fi标准通过其RF收发器130从无线通信装置110或111（例如，Wi-Fi启用便携式电脑）接收数据包；而接入点100′可基于Bluetooth标准从其RF收发器（未示出）向无线通信装置112（例如，Bluetooth启用的移动电话）发送数据包。虽然在图2中表示两个接入点100、100′和两个接入开关106、108，但应理解，可以包括任意数量的接入点和接入开关。
在一些实施例中，接入点100可通过在通信接口124与接入开关106或108的对应物（例如，通信接口）之间实现有线连接与诸如图2所示的接入开关106或接入开关108的接入开关操作耦合。有线连接可以为例如扭铰二股电气信令通路电缆和/或光纤信令通路光纤电缆等。因而，接入点100可被配置为在接入点100与接入开关106通信时通过与接入开关106的通信接口连接的通信接口124接收数据和/或发送数据。并且，在一些实施例中，接入点100′可与与接入点100操作耦合的接入开关（例如，接入开关106）实现有线连接；而接入点100′与与接入点108操作耦合的另一接入开关（例如，接入开关108）实现不同的有线连接。如图2所示，接入点100可实现诸如扭铰二股电气信令的一个有线连接以与接入开关106连接；而接入点100′可实现诸如光纤信令的不同的有线连接，以与接入开关108连接。
虽然图2没有明确示出，但应理解，接入点100可与一个或更多个其它的接入点连接，而一个或更多个其它的接入点又可与另外的一个或更多个其它的接入点耦合。在这种实施例中，互连的接入点的集合可限定无线网状网络。在这种实施例中，接入点100的通信接口124可被用于实现与另一接入点的对应物（例如，通信接口）的无线连接。因而，接入点100可被配置为在接入点100与另一接入点通信时通过与该接入点的通信接口连接的通信接口124接收数据和/或发送数据。
接入点100可向诸如无线通信装置110、111的各种客户机装置提供例如客户机接入、光谱分析、格网和桥接服务。在一些实施例中，接入点100可支持802.11a/b/g以及802.11n。在这些实施例中，接入点100可在室内和户外提供无缝移动能力，并且使得能够部署无线IP上声音（VoIP）、视频和实时定位服务。
在一些实施例中，接入点100可提供频带转向、客户机负载平衡、动态授权、服务质量（QoS）、带宽控制、动态呼叫准入控制（CAC）和/或其它的服务，所有这些组合以提供更一致的用户体验，原因是信息量跨着接入点和/或频带（例如，2.4GHz频带和5.0G频带）更均匀地分布。这也可改善可量测性，从而对于数以千计的移动用户和装置提供相同的一致的用户体验。
在一些实施例中，当接入点100操作时，接入点100可自动监视无线信道的数据完整性和RT信号强度，并且对于最佳RF信道连续地调谐并传送功率。RF频谱的连续扫描还允许性能劣化干涉源的早期检测、分类、避免和补救。
在一些实施例中，接入点100可以为例如支持802.11a/b/g/n的高性能户外接入点。在一些实施例中，接入点100可被置于适用极端户外环境的加固的防风雨的外封壳中。并且，在一些实施例中，接入点100可支持高性能客户机接入、长距离桥接和格网服务。
图3～5示出根据另一实施例的接入点。接入点200可被配置为与上述的接入点100相同或类似，并且与其相同或类似地起作用。图3是接入点200的顶部透视图；图4是接入点200的底部透视图，图5是接入点200的底视图。接入点200可以是例如可使得能够同时在2.4GHz频带（例如，802.11b/g/n）和5.0GHz频带（例如，802.11a/n）中操作的多输入多输出（MIMO）接入点。
接入点200包含可被安装于天花板、墙壁、壁板、支柱或其它表面物体上的外封壳232。在本实施例中，接入点200包含安装于与散热片234相邻的外封壳232内的六个内部天线。特别地，接入点200包含被配置为在2.4GHz天线中操作的三个内部天线和被配置为在5.0GHz频带中操作的三个内部天线。接入点200包含分别在2.4GHz频带中操作的第一全方向水平极化内部天线250、第一全方向垂直极化内部天线240和第二全方向垂直极化内部天线242。接入点200还包含分别在5.0GHz频带中操作的第二全方向水平极化内部天线252、第三全方向垂直极化内部天线244和第四全方向垂直极化内部天线246。在一些实施例中，垂直极化天线240、242、244、246中的每一个可相对于安装接入点200的安装表面被设置在向下倾斜5度的位置上。
接入点200的内部天线被配置为支持空间分集、图案分集以及极化分集。如上所述，接入点200包含用于2.4GHz频带和5.0GHz频带中的每一个的三个明显不同的极化取向。例如，在2.4GHz频带中操作的内部天线（即，250、240、242）可提供三个明显不同的极化取向，并且，在5.0GHz频带中操作的内部天线（即，252、244、246）可提供三个明显不同的极化取向。特别地，用于在2.4GHz频带中操作的一组内部天线（250、240、242）和在5.0GHz频带中操作的一组内部天线（252、244、246）中的每一组的示例性的极化图案可与图1D和图1E对于具有用于给定的频带（例如，2.4GHz频带或5.0GHz频带）的两个垂直极化内部天线和单个水平极化内部天线的接入点表示的示例性的图案类似。因此，在本实施例中，对于各组的内部天线，可在至少两个面（例如，侧视图中的面和底视图中的面）中观察三个明显不同的极化取向。
图6和图7分别是第一水平极化内部天线250和第二水平极化内部天线252的示意图，并且示出第一水平极化内部天线250和第二水平极化内部天线252的形状因数特性（例如，尺寸）。图8和图9分别示出第一水平极化内部天线250和第二水平极化内部天线252的放射图案。如图6和图7所示，第一水平极化内部天线250和第二水平极化内部天线252在结构和尺寸上相同；例如，每个具有60mm×15mm×2mm的形状因数，并具有当设置于外封壳232内时基本上水平的极化取向（例如，沿图6和图7所示的x轴）
在一些实施例中，第一水平极化内部天线250可具有例如2dB的增益，并且，第二水平极化内部天线252可具有例如4dB的增益。图8和图9示出第一水平极化内部天线250和第二水平极化内部天线252的可接受的放射图案、H面增益和E面增益的示例性的规范和细节。如图8所示，H面图中的外点划（-··-）线示出第一水平极化内部天线250的最大增益，并且，H面图中的内点划（-··-）线示出其最小增益。如图8所示，H面图中的实线是第一水平极化内部天线250的示例性的可接受的放射图案。图8中的E面图中的点划（-··-）线是第一水平极化内部天线250的最大增益，并且，实线是其示例性的可接受的放射图案。
类似地，如图9所示，H面图中的外点划（-··-）线示出第二水平极化内部天线252的最大增益，并且，H面图中的内点划（-··-）线示出其最小增益。H面图中的实线是第二水平极化内部天线252的示例性的可接受的放射图案。图9中的点划（-··-）线是第二水平极化内部天线252的最大增益，并且，实线是其示例性的可接受的放射图案。
例如，如图8所示，6dB H面差异与可在水平图案的范围周围从例如2dBi变为-4dBi的第一水平极化内部天线250的可接受的图案对应。该差异可提供接入点200的可接受的MIMO性能，并且，不希望更少或更多的差异。该差异可以为偏向两个瓣（未示出）的形式，或者，它可以为跨着一系列的小的矢量迅速变化的形式，或者其间的任意形式。在一些实施例中，如图8所示，第一水平极化内部天线250的增益可围绕360度水平面从例如2dBi变为-4dBi。
如图9所示，6dB H面差异与可在水平图案的范围周围从例如4dBi变为-2dBi的第二水平极化内部天线252的可接受的图案对应。该差异可提供接入点的可接受的MIMO性能，并且，不希望更少或更多的差异。该差异可以为偏向两个瓣（未示出）的形式，或者，它可以为跨着一系列的小的矢量迅速变化的形式，或者其间的任意形式。在一些实施例中，如图9所示，第二水平极化内部天线252的增益可围绕360度水平面从例如4dBi变为-2dBi。
图10和图11分别是第一垂直极化内部天线240和第三垂直极化内部天线244的示意图。第二垂直极化内部天线242可被配置为与第一垂直极化内部天线240相同并且起与其相同的作用，并且，第四垂直极化内部天线246可被配置为与第三垂直极化内部天线244相同并且起与其相同的作用，并因此不参照图10～13被详细讨论。图10和图11分别示出第一垂直极化内部天线240和第三垂直极化内部天线244的形状因数特性（例如，尺寸）。如图10和11所示，第一垂直极化内部天线240和第三垂直极化内部天线244分别具有相同的形状因数，例如，30mm×30mm×10mm的形状因数，并且具有基本上垂直的极化取向（例如，沿图10和11所示的z轴），但可具有图10和图11所示的结构差异。例如，第一垂直极化内部天线240的第一部分241和第三垂直极化内部天线244的第三部分243可在尺寸上相同（例如，具有相同的长度和宽度），但是，第一垂直极化内部天线240的第二部分245和第三垂直极化内部天线244的第二部分247可在尺寸上不同（具有不同的长度和/或宽度）。如图10和图11所示，在本实施例中，与第二部分247相比，第二部分245较大（例如，具有更大的宽度和更大的长度）。
图12和图13分别示出第一垂直极化内部天线240和第三垂直极化内部天线244的可接受的放射图案、H面增益和E面增益的示例性的规范和细节。如图12所示，H面图中的外点划（-··-）线示出第一垂直极化内部天线240的最大增益，并且，H面图中的内点划（-··-）线示出其最小增益。如图12所示，H面图中的实线是第一垂直极化内部天线240的示例性的可接受的放射图案。图12中的E面图中的点划（-··-）线是第一垂直极化内部天线240的最大增益，并且，实线是其示例性的可接受的放射图案。
类似地，如图13所示，H面图中的外点划（-··-）线示出第三垂直极化内部天线244的最大增益，并且，H面图中的内点划（-··-）线示出其最小增益。H面图中的实线是第三垂直极化内部天线244的示例性的可接受的放射图案。图13中的E面图中的点划（-··-）线是第三垂直极化内部天线244的最大增益，并且，实线是其示例性的可接受的放射图案。在一些实施例中，第一垂直极化内部天线240可具有例如3dBi的增益，并且，第三垂直极化内部天线244可具有例如5dBi的增益。
如图12所示，12dB H面差异与可在水平图案的范围周围从例如3dBi变为-9dBi的第一垂直极化内部天线240的可接受的图案对应。该差异可提供接入点100的可接受的MIMO性能，并且，不希望更少或更多的差异。该差异可以为图12中的示例性的可接受的图案所示的偏向宽的矢量的形式，或者，它可以为跨着一系列的小的矢量迅速变化的形式，或者其间的任意形式。在一些实施例中，如图12所示，第一垂直极化内部天线240的增益可围绕360度水平面从例如3dBi变为-9dBi。
如图13所示，12dB H面差异与可在水平图案的范围周围从例如5dBi变为-7dBi的第三垂直极化内部天线244的可接受的图案对应。该差异可提供接入点100的可接受的MIMO性能，并且，不希望更少或更多的差异。该差异可以为图13中的示例性的可接受的图案所示的偏向宽的矢量的形式，或者，它可以为跨着一系列的小的矢量迅速变化的形式，或者其间的任意形式。在一些实施例中，如图12所示，第三垂直极化内部天线244的增益可围绕360度水平面从例如5dBi变为-7dBi。
图14和图15分别示出根据另一实施例的具有内部天线的接入点。接入点300可被配置为与上述的接入点100相同或类似，并且与其相同或类似地起作用。接入点300可以是例如可使得能够同时在2.4GHz频带（例如，802.11b/g/n）和5.0GHz频带（例如，802.11a/n）中操作的多输出（MIMO）接入点。图14是接入点300的外封壳332的一部分被去除的接入点300的底部透视图，图15是外封壳的一部分被示为透明的底部透视图。
接入点300包含可被安装于例如天花板或墙壁或其它的支撑结构的外封壳332。在本实施例中，接入点300包含安装于与散热片334相邻的外封壳332内的六个内部天线。特别地，接入点300包含被配置在2.4GHz频带中操作的三个内部天线和被配置为在5.0GHz频带中操作的三个内部天线。接入点300包含分别在2.4GHz频带中操作的第一全方向垂直极化内部天线340、第一全方向水平极化内部天线350和第二全方向水平极化内部天线352。接入点300还包含分别在5.0GHz频带中操作的第二全方向垂直极化内部天线342、第三全方向水平极化内部天线354和第五全方向水平极化内部天线356。
接入点200的内部天线被配置为支持空间分集、图案分集以及极化分集。为了实现极化分集，接入点300包含具有多个极化取向的内部天线。特别地，接入点可对于2.4GHz频带和5.0GHz频带中的每一个在至少一个面中包含三个明显不同的极化取向。例如，在2.4GHz频带中操作的内部天线（即，340、350、352）可提供三个明显不同的极化取向，并且，在5.0GHz频带中操作的内部天线（即，342、354、356）可提供三个明显不同的极化取向。图16A～16C示出在2.4GHz频带中操作的一组内部天线（340、350、352）和在5.0GHz频带中操作的一组内部天线（342、354、356）的示例性的极化图案。接入点300的示例性的极化图案可与以上参照图1B和图1C对于具有用于给定的频带（例如，2.4GHz频带或5.0GHz频带）的单个垂直极化内部天线和两个水平极化内部天线的接入点表示和描述的图案类似。
图16是示出接入点300的六个内部天线的极化取向的示意图，图16B是示出在2.4GHz频带中操作的接入点300的三个内部天线（340、350、352）的极化取向的侧视图（沿图16A中的箭头方向取得），图16C是示出在5.0GHz频带中操作的接入点300的三个内部天线（342、354、356）的极化取向的侧视图（沿图16A中的箭头B方向取得）。如图16B的侧视图所示，第一垂直极化内部天线340的极化取向P1垂直，并且，第一水平极化内部天线350的极化取向P2处于第一水平取向，并且，第二水平极化天线352的极化取向P3处于与极化取向P2相同的水平取向。因此，在侧视图中，存在用于2.4GHz频带的接入点300的两个明显不同的极化取向。当从接入点300的底视图观察时，如图16A所示，第一垂直极化内部天线340的极化取向P1基本上垂直并且第一水平极化内部天线350的极化取向P2处于第一取向并且第二水平极化天线352的极化取向P2处于与第一取向不同的第二取向。因此，在底视图中，存在用于2.4GHz频带的接入点300的三个明显不同的极化取向。换句话说，当沿第一面（例如，在侧视图中）观察时，两个水平极化内部天线350、352的极化取向相同，但是，当沿另一面（例如，在底视图中）观察时，两个水平极化内部天线350、352的极化取向不同。
类似地，如图16C的侧视图所示，第二垂直极化内部天线342的极化取向P4垂直，第三水平极化内部天线354的极化取向P5处于第一水平取向，并且，第四水平极化天线356的极化取向P6处于与极化取向P5相同的水平取向。因此，在侧视图中，存在用于5.0GHz频带的接入点300的两个明显不同的极化取向。当从接入点300的底视图观察时，如图16A所示，第二垂直极化内部天线342的极化取向P4基本上垂直，并且第三水平极化内部天线354的极化取向P5处于第一取向，并且，第四水平极化内部天线356的极化取向P6处于与第一取向不同的第二取向。因此，在底视图中，存在用于5.0GHz频带的接入点300的三个明显不同的极化取向。换句话说，当沿第一面（例如，在侧视图中）观察时，两个水平极化内部天线354、356的极化取向相同，但是，当沿另一面（例如，在底视图中）观察时，两个水平极化内部天线354、356的极化取向不同。
对于在2.4GHz频带中操作的内部天线和在5.0GHz频带中操作的内部天线，除了由内部天线相互的物理位置提供的空间分集和图案分集以外，多个极化取向允许接入点300提供极化分集。
图17和图18分别提供在2.4GHz频带和5.0GHz频带中操作的接入点300的内部天线的水平面放射图案（全方向）的图示。图19和图10分别提供在2.4GHz频带和5.0GHz频带中操作的接入点300的内部天线的垂直面放射图案（全方向）的图示。图17～20示出从接入点300的内部天线发射或被它们接收的信号的相对场强度。
特别地，图17示出在2.4GHz频带内操作的内部天线340、350和352的水平面放射图案；图18示出在5.0GHz频带内操作的内部天线342、354和356的水平面放射图案。图17和图18所示的图案提供360度均匀覆盖。类似地，图19示出在2.4GHz频带内操作的内部天线340、350和352的垂直面放射图案（向下倾斜5度）；图20示出在5.0GHz频带内操作的内部天线342、354和356的垂直面放射图案。图19和图20所示的图案以5度的下斜沿接入点300的外边缘提供最大天线增益。
如这里描述的那样，接入点（100、200、300）的内部天线被配置为支持空间分集、图案分集以及极化分集。在一些实施例中，接入点（100、200、300）的内部天线可被配置为支持例如交叉带隔离。这些实施例可以以更大的范围、生产量和覆盖范围提高双重同时存在的2.4GHz频带和5GHz接入点的性能。在一些实施例中，例如，2.4GHz天线可实现3dBi的最大增益，并且，5GHz天线可实现5dBi的最大增益。
这里描述的接入点装置的实施例中的一些参照水平和垂直极化。在替代性实施例中，接入点可包含具有圆形极化的一个或更多个天线。这种天线可发送并接收具有旋转电场的电磁波。例如，无线电波的电场可顺时针或逆时针旋转，以以与使用具有水平取向和垂直取向的天线的组合类似的方式在接入点内提供不同的极化取向。因此，可替代性地通过使用具有圆形极化的天线或具有圆形极化、水平极化和垂直极化的天线的各种组合实现极化分集。在又一些实施例中，接入点可包含具有椭圆极化的一个或更多个天线。
这里描述的接入点的一些实施例包含全方向天线。在替代性的实施例中，这里描述的接入点装置可包含不是全方向的其它类型的天线和/或全方向和非全方向天线的组合。例如，其它类型的天线可包含方向天线、补片天线等。
这里描述的一些实施例涉及具有上面具有用于执行各种计算机实现的操作的指令或计算机代码的非暂时性的计算机可读介质（也可称为非暂时性处理器可读介质）的计算机存储产品。在不包含暂时性传播信号本身（例如，承载关于诸如空间或电缆的传送介质的信息的传播电磁波）的意义上，计算机可读介质（或处理器可读介质）是非暂时性的。介质和计算机代码（也可称为代码）可以是出于特定的目的设计和构建的代码。非暂时性计算机可读介质的例子包含但不限于：诸如硬盘、软盘和磁带的磁存储介质；诸如紧致盘/数字视频盘（CD/DVD）、紧致盘只读存储器（CD-ROM）和全息装置的光学存储介质；诸如光盘的磁光存储介质；载波信号处理模块；和诸如应用特定集成电路（ASIC）、可编程逻辑器件（PLD）、只读存储器（ROM）和随机存取存储器（RAM）器件的被特别配置为存储和执行程序代码的硬件装置。这里描述的其它实施例涉及可包含例如这里讨论的指令和/或计算机代码的计算机程序产品。
计算机代码的例子包含但不限于诸如由编译程序产生的微代码或微指令、机器指令、用于产生网络服务的代码和包含通过使用解释程序由计算机执行的高级指令的文件。例如，可通过使用Java、C++或其它编程语言（例如，面向对象的编程语言）和开发工具实现实施例。计算机代码的附加的例子包含但不限于控制信号、加密代码和压缩代码。
虽然以上描述了各种实施例，但应理解，仅作为例子而不是限制给出它们，并且，可提出形式和细节的各种变化。除了相互排斥的组合以外，可以在任意的组合中组合这里描述的装置和/或方法的任意部分。这里描述的实施例可包含这里描述的不同的实施例的功能、部件和/或特征的各种组合和/或再组合。
Claims (22)
1.一种装置，包括：
设置在外封壳内的处理器，该处理器被配置为连接一个或更多个无线装置与网络；
具有极化取向并被设置在外封壳内的第一天线；
具有极化取向并在从第一天线的非零距离上被设置在外封壳内的第二天线；和
具有极化取向并在从第一天线和第二天线中的每一个的非零距离上被设置在外封壳内的第三天线，
第一天线的极化取向与第二天线的极化取向不同，第三天线的极化取向与第一天线的极化取向和第二天线的极化取向不同。
2.根据权利要求1的装置，其中，第一天线的极化取向在第一面中与第二天线的极化取向基本上对应，并在与第一面不同的第二面中与第二天线的极化取向不同。
3.根据权利要求1的装置，其中，第一天线是第一水平极化天线，第二天线是第二水平极化天线，并且，第三天线是垂直极化天线，第一天线、第二天线和第三天线中的每一个被配置为在2.4GHz频带和5.0GHz频带中的一个中操作。
4.根据权利要求1的装置，其中，第一天线是第一垂直极化天线，第二天线是第二垂直极化天线，并且，第三天线是水平极化天线，第一天线、第二天线和第三天线中的每一个被配置为在2.4GHz频带和5.0GHz频带中的一个中操作。
5.根据权利要求1的装置，其中，第一天线、第二天线和第三天线分别被配置为在2.4GHz频带内操作，装置还包括：
在从第一天线和第二天线的非零距离上被设置在外封壳内的第四天线；
在从第一天线、第二天线、第三天线和第四天线的非零距离上被设置在外封壳内的第五天线；和
在从第一天线、第二天线、第三天线、第四天线和第五天线的非零距离上被设置在外封壳内的第六天线，第四天线、第五天线和第六天线中的每一个被配置为在5.0GHz频带内操作，
第四天线具有与第五天线的极化取向不同的极化取向，第六天线具有与第四天线的极化取向和第五天线的极化取向不同的极化取向。
6.根据权利要求1的装置，其中，第一天线、第二天线和第三天线分别被配置为在2.4GHz频带内操作，装置还包括：
在从第一天线和第二天线的非零距离上被设置在外封壳内的第四天线；
在从第一天线、第二天线、第三天线和第四天线的非零距离上被设置在外封壳内的第五天线；和
在从第一天线、第二天线、第三天线、第四天线和第五天线的非零距离上被设置在外封壳内的第六天线，第四天线、第五天线和第六天线中的每一个被配置为在5.0GHz频带内操作，
第四天线的极化取向在第一面内与第五天线的极化取向基本上对应，并且在与第一面不同的第二面内与第五天线的极化取向不同。
7.根据权利要求1的装置，其中，第一天线、第二天线和第三天线分别具有限定的放射图案并具有极化取向，使得第一天线、第二天线和第三天线总体提供装置的空间分集、图案分集和极化分集。
8.一种装置，包括：
设置在外封壳内的处理器，该处理器被配置为连接一个或更多个无线装置与网络；
被设置在外封壳内的第一水平极化天线；
在从第一水平极化天线的非零距离上被设置在外封壳内的第二水平极化天线；
在从第一水平极化天线和第二水平极化天线中的每一个的非零距离上被设置在外封壳内的第一垂直极化天线；
在从第一水平极化天线、第二水平极化天线和第一垂直极化天线中的每一个的非零距离上被设置在外封壳内的第三水平极化天线；
在从第一水平极化天线、第二水平极化天线、第一垂直极化天线和第三水平极化天线中的每一个的非零距离上被设置在外封壳内的第四水平极化天线；和
在从第一水平极化天线、第二水平极化天线、第一垂直极化天线、第三水平极化天线和第四水平极化天线中的每一个的非零距离上被设置在外封壳内的第二垂直极化天线。
9.根据权利要求8的装置，其中，第一水平极化天线、第二水平极化天线和第一垂直极化天线分别被配置为在2.4GHz频带内操作，
第三水平极化天线、第四水平极化天线和第二垂直极化天线分别被配置为在5.0GHz频带内操作。
10.根据权利要求8的装置，其中，第一水平极化天线具有第一极化取向，第二水平极化天线具有第二极化取向，第一极化取向在第一面内与第二极化取向基本上对应，并在与第一面不同的第二面内与第二极化取向不同。
11.根据权利要求8的装置，其中，第三水平极化天线具有第一极化取向，第四水平极化天线具有第二极化取向，第一极化取向在第一面内与第二极化取向基本上对应，并在与第一面不同的第二面内与第二极化取向不同。
12.根据权利要求8的装置，其中，
第一水平极化天线、第二水平极化天线和第一垂直极化天线总体被配置为在2.4GHz频带上提供空间分集、图案分集和极化分集，
第三水平极化天线、第四水平极化天线和第二垂直极化天线总体被配置为在5.0GHz频带上提供空间分集、图案分集和极化分集。
13.根据权利要求8的装置，其中，第一水平极化天线、第二水平极化天线和第一垂直极化天线分别具有在至少一个面内与第三水平极化天线、第四水平极化天线和第二垂直极化天线中的余项的极化取向不同的极化取向。
14.一种装置，包括：
设置在外封壳内的处理器，该处理器被配置为连接一个或更多个无线装置与网络；
具有垂直极化和水平极化中的一个的极化并被设置在外封壳内的第一天线；
具有与第一天线的极化对应的极化并在从第一天线的非零距离上被设置在外封壳内的第二天线；和
在从第一天线和第二天线中的每一个的非零距离上被设置在外封壳内的第三天线，第三天线具有与第一天线的极化和第二天线的极化相反的极化，
第一天线、第二天线和第三天线分别具有限定的放射图案并具有极化取向，使得第一天线、第二天线和第三天线总体提供装置的空间分集、图案分集和极化分集。
15.根据权利要求14的装置，其中，第一天线、第二天线和第三天线中分别被配置为在2.4GHz频带和5.0GHz频带中的一个中操作。
16.根据权利要求14的装置，其中，第一天线、第二天线和第三天线分别具有在至少一个面内与第一天线、第二天线和第三天线中的余项的极化取向不同的极化取向。
17.根据权利要求14的装置，其中，第一天线、第二天线和第三分别具有不同的极化取向。
18.根据权利要求14的装置，其中，第一天线具有在第一面内与第二天线的极化取向基本上对应并在与第一面不同的第二面内与第二天线的极化取向不同的极化取向。
19.根据权利要求14的装置，其中，第一天线是第一水平极化天线，第二天线是第二水平极化天线，第三天线是垂直极化天线，第一天线、第二天线和第三天线中的每一个被配置为在2.4GHz频带和5.0GHz频带中的一个内操作。
20.根据权利要求14的装置，其中，第一天线是第一垂直极化天线，第二天线是第二垂直极化天线，第三天线是水平极化天线，第一天线、第二天线和第三天线中的每一个在2.4GHz频带和5.0GHz频带中的一个内操作。
21.根据权利要求14的装置，其中，第一天线、第二天线和第三天线分别被配置为在2.4GHz频带内操作，装置还包括：
具有水平极化和垂直极化中的一个的极化并被设置在外封壳内的第四天线；
具有与第四天线的极化对应的极化并在从第一天线、第二天线、第三天线和第四天线中的每一个的非零距离上被设置在外封壳内的第五天线；和
具有与第四天线的极化和第五天线的极化相反的极化并在从第一天线、第二天线、第三天线、第四天线和第五天线中的每一个的非零距离上被设置在外封壳内的第六天线，第四天线、第五天线和第六天线中的每一个被配置为在5.0GHz频带内操作，
第四天线具有与第五天线的极化取向不同的极化取向，第六天线具有与第四天线的极化取向和第五天线的极化取向不同的极化取向。
22.根据权利要求14的装置，其中，第一天线、第二天线和第三天线分别被配置为在2.4GHz频带内操作，装置还包括：
具有水平极化和垂直极化中的一个的极化并被设置在外封壳内的第四天线；
具有与第四天线的极化对应的极化并在从第一天线、第二天线、第三内部天线和第四天线中的每一个的非零距离上被设置在外封壳内的第五天线；和
具有与第四天线的极化和第五天线的极化相反的极化并在从第一天线、第二天线、第三天线、第四天线和第五天线中的每一个的非零距离上被设置在外封壳内的第六天线，第四天线、第五天线和第六天线中的每一个被配置为在5.0GHz频带内操作，
第四天线的极化取向在第一面内与第五天线的极化取向基本上对应，并在与第一面不同的第二面内与第五天线的极化取向不同。
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