CN104981941B - 天线组件 - Google Patents

Abstract

本文中描述了天线组件。任何这样的组件可包括主馈电，其包括单一的图形发射表面，射频信号的多个不同的波束从该表面发射，所述波束对应于不同的天线输入馈电，所述不同的天线输入馈电的每一个与所述图形天线发射表面连通。在一些变型中，天线组件包括主反射器，次反射器，以及由多个天线输入馈电馈电的主馈电。所述天线组件因此能够使用单一主馈电在同一方向上发射具有不同极化的波束。本文还描述了操作天线组件的方法。本文还描述了接入点装置，其具有被配置为发射多个波束的单一主馈电。

Description

天线组件

相关申请的交叉引用

本专利申请要求每个以下美国临时专利申请的优先权：2014年4月1日提交的美国临时专利申请61/973,750(题为“天线组件”)；2014年4月11日提交的美国临时专利申请61/978,755，(标题为“天线组件”)；和2014年10月31日提交的美国临时专利申请62/073,833，(标题为“多焦点天线组件”)。这些临时专利申请均在此通过引用以其整体并入本文。

通过引用而并入本文

本说明书中提及的所有公开文献和专利申请都通过引用整体并入本文中，其中每个公开文献或专利申请都分别通过引用而并入本文中。

技术领域

本文所描述的是可以形成宽带无线系统的一部分的无线电和天线装置及方法。该装置可用于接入互联网，即使是在相对偏远的地区，特别是其可以作为具有单发射体的多输入、多输出(multiple input,multiple output,缩写为MIMO)天线操作，该单发射体能够引导多个(例如，三个或更多个)波束。本文所描述的无线发射站也可以被配置为用于室内，室外，或室内和室外使用。

背景技术

对射频(RF)通信系统的需求日益增加，以提供可靠的高速数据传输。为了提供通过无线信道的高速数据传输，其使用有限的带宽和功率，增加容量可能是重要的。接收信号的可靠性可能因为时强时弱，遮蔽，波衰减，干扰等的原因而变差。能够进行多输入/多输出(MIMO)操作，而不需要一定数量的单独的天线和/或单独的天线发射体，并且是能够被可靠且廉价地制造的天线可以解决这些问题，并提供了许多其它的优点。典型地，MIMO天线技术使用空间多路复用技术，用于高速发送数据，而不进一步增加系统的带宽，这是通过在发射器或接收器上使用多个天线以便同时发送不同的数据而实现的。然而，使用多个天线对实际成本和装置的尺寸和大小而言可以是昂贵的。因此，提供一种可以以MIMO配置操作，尤其是以ixp安排(其中，i是大于3的正整数，p是大于2的整数)进行操作的天线将是特别有益的，这将允许从单个紧凑型天线，并且特别是具有单发射体的天线操作多个射频数据流。

迄今为止，绝大多数MIMO天线具有使用多个辐射器(发射体)的阵列天线的结构，并且由于是使用了多个辐射器，辐射器之间可能发生干扰。这种干扰会扭曲辐射模式，或在辐射器之间产生相互耦合的效应。为了最大限 度地减少辐射器之间的干扰，MIMO天线可以使用隔离元件，即一个单独的部件，或者可以使用一种结构，其中所述辐射器以宽距离被彼此分离。在这些情况下，提供所需的隔离基本上涉及：在两个天线之间提供足够的距离，即使在使用单独的隔离元件的情型中。然而，由于对于较小的终端的需求是一个持续的要求，并且由于在多个天线之间提供足够的距离不仅是非常困难的，也有悖于提供较小尺寸的终端，因此需要这样的隔离技术，它可以被应用于相互之间定位相对紧密地多个天线。

在没有有线连接的地区(例如，在传统的通信媒介(如光缆，铜线，和/或其它的基于固定的线的技术)无法达到的区域)的家庭和企业可能依赖固定的无线服务而得到一些服务(如宽带接入)。可以通过有效地利用现有的客户端设备(customer premisesequipment，缩写为CPE)而使得固定无线服务变得更能吸引顾客。

人们越来越需要开发系统，以便为远程和服务不足的地区提供宽带，而在这些地区传统的宽带(例如，有线或缆线输送)是不可用或不可能的。在服务不足和未深入的地区提供高性能网络是具有挑战性的，这是因为缺乏持久和强大的系统，包括基于天线的系统，其能够以足够的灵活性进行操作，以便在客户站(例如，家庭或商业场所)和互联网服务提供商(包括无线互联网服务提供商)之间提供点对点，以及点对多点的通信。

为了保持这些装置的低成本，以使它们可以以合理的价格被提供给服务不足的社区，所述天线应是可靠的，易于制造，并易于使用。另外，这些天线应在一个合适的频段中具有足够大的带宽。此外，这些装置应是紧凑的，但具有最小的线辐射和其他噪声源。

所述系统可以包括用户友好的装置，其包括耐用的放大、宽带无线电/天线(包括可在户外区域使用的无线电/天线)，且易于安装和使用。本文所述的天线可以用于MIMO操作，其可能会解决上述问题，并提供了一种天线，其具有单一、图形天线辐射发射体，用于发射三个或更多个独立的波束。这些天线因此也可以被称为多焦点天线。如下面更详细描述的，本文所描述的天线可以在使用单一(相对小的)发射体的情况下提供三个或更多个波束的隔离。

对于向远程和服务不足的地区提供宽带数据服务而言，本文所描述的装置可以是特别有用的，而传统的宽带(例如，有线或缆线输送)对此是不可用或不可能的。为服务不足和未深入地区提供高性能网络是具有挑战性的，这是因为缺乏持久和强大的系统，包括基于天线的系统，其能够以足够的灵活性进行操作，以在客户站(例如，家庭或商业场所)和互联网服务提供商(包括无线互联网服务提供商)之间提供点对点，以及点对多点的通信。此外，本文所描述的系统对于在拥挤的城市地区(这些地区对传输造成了众多障碍)传送信息而言是特别有用的。因此，这里描述了设备(例如，装置和系统)，以及操作它们的方法，其可能解决上述提出的问题。

发明内容

本文所描述的是可以被配置为无线传送站，如无线宽带接入装置的天线组件。这些天线组件可以包括具有单个发射/接收板(例如，图形天线辐射发射体)的主馈电，其适于在三个或更多个独立的波束中发送和接收电磁能量。发射/接收板可以在本文中被称为发射体，或图形天线辐射发射体，或类似的。图形天线辐射发射体被配置为使得三个或更多个独立的(并互相分离的)输入馈电连接到该图形天线辐射发射体。

本文所述的任何天线组件还可以被配置为包括双天线反射器，其用于多个波束在同一方向上的传输(例如，从同一对双反射器)。所发射的射频(RF)信号，其可以被称为波束，从主馈电发射，并且可以包括多个(2个或更多，例如，3，4，5，等)被不同地极化的波束。例如，所述波束可以是相对彼此而言是被旋转的版本，包括正交波束。所述相同的主馈电，其包括单个发射表面，可用于发射所有的不同极化的波束。每个不同极化的波束从所述主馈电的图形天线发射表面的不同部分发射，从而使不同极化的波束被引导到次反射器，其被定位在主馈电的图形天线发射表面的对面，并把所发射的波束向主反射器反射，该主反射器被定向为把所述波束向外发出，远离所述主馈电的图形天线发射表面。每个不同极化的波束可以是从所述次反射器的不同子区域反射，然后从所述主反射器的子区域反射出来。次反射器可以是一个大致凸形的反射器，其把电磁能(波束)引导向所述主反射器。所述主反射器可以是一大致凹形的反射器，其引导电磁能量。例如，该次反射器可以是在抛物面形的主反射器内形成的凹部中。在包括双反射器的变型中，所述不同极化的波束可以从主反射器以相同的方向发射，而所有的波束的相位波前可以是一致的。任何这些装置可包括具有合适形状的、在主(和次)反射器上的天线罩，以帮助调整穿过所述天线罩发送的射频能量的相位波前(例如，通过所述天线罩的透镜效应)。在一些变型中，可以使用一对天线罩，其中包括一个被弯曲的天线罩以充当透镜，以使所发射的射频信号的相位波前更一致。射频信号(波束)可以以类似的方式被所述装置接收，例如，被所述主反射器反射到所述次反射器，以及到所述主馈电的图形天线发射表面上。

本文所述的天线组件和方法，包括装置和系统，可以是可配置为点对点或点对多点站的无线宽带接入装置。

本文所述的任何天线组件可以包括无线电电路，其用于产生和/或接收不同极化(例如，n个不同的极化，其中，n大于2，大于3等)的射频信号。无线电(例如，控制)电路可被配置为控制从天线(及向天线)传输和接收宽带信息。

例如，在此描述了多焦点天线装置，其具有单发射体，其适于发射三个或更多个独立的波束。这样的装置可以包括：图形天线辐射发射体，其中，所述图形天线辐射发射体包括金属片，其具有沿所述图形天线辐射发射体的一个或多个边缘的多个切出的区域；n个天线输入馈电，其中n为3以上，其分别延伸到所述图形天线辐射发射体，其中，n个天线输入馈电中的每个馈 电是独立的并且彼此电隔离；以及连接到所述n个天线输入馈电中的每个馈电的无线电电路，其中，所述无线电电路被配置为发送射频(RF)信号，以便所述n个天线输入馈电中的每个馈电以不同的极化发送，其中，所述图形天线辐射发射体发射n个波束，其中，n个波束中的每个波束有不同地极化，并且其中所述波束不相互耦合。

在操作中，n个波束中的每个波束可以充当独立的“天线”以用于MIMO，因为每个波束将具有在发射器和接收器之间的不同的路径。因此，能够从单个发射体元件产生多个天线波束的单个天线，如本文描述的，可以在MIMO配置中被使用。

本文所述的任何装置可包括主反射器，其分别反射各个波束。例如，所述反射器可以具有n个楔形表面区域，所述n个表面区域中的每个区域反射n个被发射波束中的一个波束。该装置还可以包括具有n个楔形表面区域的次反射器，所述n个表面区域中的每个区域可以把n个被发射波束中的一个波束反射到主反射器的n个表面区域之中的一个区域。

在一些变型中，n等于3。所得的波束可以是彼此之间以120度分开(例如，等间隔地分开)，或在一些变型中，彼此之间以不同地间隔(例如，两个彼此间隔90度且与第三个分开180度等)。在一些变型中，n等于4，且波束是，例如，彼此成90度。一般来说，n可以是大于3的任何整数(例如，3，4，5，6，7，8，9，10，等等)。

通常，图形天线辐射发射体的形状可以是任何适当的形状。所述形状在中央区域是大致的平面，具有向下折叠的边缘区域。图形天线区域可包括在边缘处和/或在中央(平面)区域中的切出的区域。在一些变型中，所述图形天线辐射发射体具有大致是三角形，矩形，六边形，圆形等的形状。例如，所述图形天线辐射发射体的形状可以是大致三角形的形状。如上所述，(在所述被弯曲边缘之间的)中央区域可以是平坦的或基本平坦的。

例如，图形天线辐射发射体可以包括平坦的中央表面，以及从所述图形天线辐射发射体的中央平面向下折叠(离开该中央平面)的一个或多个边缘。所述n个天线输入馈电可以直接耦合到所述图形天线辐射发射体的n个边缘区域。所述图形天线辐射发射体可以是由单张金属片形成的。

在一些变型中，所述图形天线辐射发射体包括切出的区域(例如，孔，开口，通道，等等)，一结构，例如光导管，发射二极管(LED)，或类似物可以通过该切出的区域。该切出的区域可以是在所述图形天线辐射发射体的中心。例如，所述图形天线辐射发射体可以包括一个中央开口，用于使一个光端口通过。因此，在一般情况下，该装置可以包括穿过所述图形天线辐射发射体的光导管。

在一些变型中，所述装置，尤其是所述图形天线辐射发射体，适于(例如，所述图形天线辐射发射体的尺寸被做成适于)以5GHz(千兆赫兹)以及2GHz两种规制进行操作。例如，所述图形天线辐射发射体可以具有大约在5厘米和12厘米之间的平均直径的发射表面。因为所述发射表面(例如， 所述平坦的/平面的中央表面)可以是有着不规则形状，包括非圆形的，三角形的，或不对称的形状，所述直径可以指最大的或平均的直径。

通常，所述无线电电路可以被配置为发送射频(RF)信号，以使所述n个天线输入馈电的每一个以不同的极化、频谱信号、和/或延迟发送。

因此，在此描述的是具有单发射体的多焦点天线装置，其适于发射三个或更多个独立的波束，并可作为多输入，多输出(MIMO)天线使用。例如，这样的装置可以包括：底板；定位在所述底板上的整体的图形天线辐射发射体，其中所述图形天线辐射发射体包括单个金属片，其具有沿所述图形天线辐射发射体的一个或多个外边缘的多个切出的区域；n个天线输入馈电，其中n为3或以上，其通过底板延伸到所述图形天线辐射发射体，其中，所述n个天线输入馈电中的每个都是独立的并且彼此之间电隔离；以及，耦合到所述n个天线输入馈电中的每个馈电的无线电电路，其中，所述无线电电路被配置为发送射频(RF)信号，以使所述n个天线输入馈电以不同的极化、频谱信号、和/或延迟发送信号，其中所述图形天线辐射发射体发射n个独立的和不耦合的波束。

在本文描述的任何变型中，所述底板可以被配置为接地板。

在一个例子中，在此描述的天线装置包括三焦点的天线装置，其具有适于发射三个独立的波束的单一发射体，该装置包括：图形天线辐射发射体，其中，所述图形天线辐射发射体包括具有沿一个或多个外边缘的多个切出的区域的金属片；三个天线输入馈电，其各自分别延伸到所述图形天线辐射发射体，其中所述三个天线输入馈电中的每个馈电是独立的并且彼此之间电隔离；以及，耦合到所述三个天线输入馈电中的每个馈电的无线电电路，其中，所述无线电电路被配置为发送射频(RF)信号，以使所述三个天线输入馈电的每个以不同的极化发送信号，其中，所述图形天线辐射发射体发射三个独立和不耦合的波束。如上所述，图形天线辐射发射体可以具有大致三角形的形状，并且可以是平坦的(至少在中心区域是平坦的；而边缘可以是向下折叠的)。所述天线输入馈电可以连接到所述向下折叠的边缘的一部分。如所提到的，所述图形天线辐射发射体可以包括中央开口，用于使光端口通过，这样，光导管可通过所述图形天线辐射发射体。

例如，所述三个天线输入馈电可以直接耦合到所述图形天线辐射发射体的三个边缘区域。所述图形天线辐射发射体可以是由单片金属形成。所述图形天线辐射发射体的尺寸可被设计为在5GHz和2GHz的规制下操作。例如，所述图形天线辐射发射体可包括具有约5厘米和12厘米之间的平均直径的发射表面。

在一些变型中，所述无线电电路被配置为发送射频(RF)信号，以使三个天线输入馈电中的每个以不同的极化、频谱信号、和/或延迟发送信号。

在一些变型中，天线装置被配置为具有单发射体的三焦点天线装置，其适于发射三个独立波束，可被作为多输入，多输出(MIMO)天线使用。例如，装置可包括：底板；定位在底板上，大致为三角形的天线辐射发射体，其 中所述大致三角形的天线辐射发射体包括金属片，其具有沿一个或多个外边缘的多个切出的区域；穿过大致三角形的天线辐射发射体的中央区域的光端口开口；通过底板延伸到所述三角形天线辐射发射体的三个天线输入馈电，其中所述三个天线输入馈电中的每个馈电是独立的并且彼此电隔离；以及，耦合到所述三个天线输入馈电中的每个馈电的无线电电路，其中，所述无线电电路被配置为发送射频(RF)信号，以使所述三个天线输入馈电中的每个馈电以不同的极化、频谱信号、和/或延迟发送信号，其中所述三角形天线辐射发射体发射三个独立和不耦合的波束。

本文还描述了无线传送站，包括无线宽带接入装置。任何本文描述的天线可以被配置为宽带接入装置和/或无线接入点(access point,缩写为“AP”)的一部分。这些设备，包括装置和系统，可以是可配置为点对点或点对多点站的无线宽带接入装置。通常，在此描述的装置可以包括天线和控制电路，该控制电路被配置为控制向该天线传送(和从该天线接收)宽带信息。本文所述的天线还可以被配置为和/或被称为平面天线。如所提到的，在一些变型中，天线组件包括馈电喇叭天线，其发射n个信号，其中n≥2，主反射器，次反射器，和收集器。某些本文中描述的天线被配置为馈电喇叭天线。馈电喇叭天线可具有介入喇叭和辐射器的波导管，所述辐射器被配置为发射n个波束，其中，每个波束可以包括一个信号。所述主反射器具有n个区域，每个区域引导独一无二地对应于n个信号中的一个信号的电能量波，每个区域具有抛物面形的表面。次反射器可以具有n个区域，每个区域把独一无二地对应于n个信号中的一个信号的电能量波引导向所述主反射器中的和它相对应的区域，每个区域具有双曲线形的表面。所述收集器可吸收被引导向次反射器的电能量波的一部分，该电能量波的一部分仅包括那些如不被吸收则可能会被反射回馈电喇叭天线的波。

如所提到的，本文描述的任何天线组件可被配置为引导所发射的波束(而不是作为全向或半全向的天线组件)。因此，任何这些实施例可以包括至少一个反射器，尽管在特定的变型中描述了包括两个(或更多个)反射器。

例如，天线组件可包括：具有凹形的反射表面的主反射器，其被配置为引导电磁能量；在所述主反射器中的次反射器，其具有凸形的反射表面，其被配置为把电磁能量引导到所述主反射器；具有图形发射表面的主馈电；两个或更多个(例如三个)天线输入馈电，其各自连接到所述主馈电的图形天线发射表面上；以及两个或更多个(例如三个)暴露在所述天线组件的外表面上的连接器，其中每个连接器被配置为耦合到所述两个或更多个天线输入馈电中的一个，并且被配置为向每个天线输入馈电以不同的极化发送射频(RF)信号。

一般来说，所述连接器可以是天线输入连接器，并且可以耦合到具有无线电电路的单独的无线电装置或(在一些变型中)集成的无线电装置，这样，所述连接器把所述无线电电路连接到每个天线输入馈电，并向每个天线输入馈电以不同的极化发送射频(RF)信号。该连接器可以是在外表面上(例如， 连接到主反射器(或与主反射器相连续的)壳体的外表面上)，或者该连接器可以是被覆盖的，例如，通过门，壳体等被覆盖，从而被保护，不受风雨侵袭。它们通常可以由安装员接触，以便把所述无线电装置连接到所述天线。在一些变型中，所述天线组件包括所述无线电装置，其可以与所述天线组件集成，或者该无线电装置是可以被附接到天线组件上或从天线组件上拆卸的。

天线组件可以包括：具有凹形反射表面并被配置为引导电磁能量的主反射器；在主反射器中，具有凸形反射表面并被配置为把电磁能量引导到所述主反射器的次反射器；具有图形发射表面的主馈电；横跨所述主反射器的凹形反射表面延伸的第一天线罩；具有弯曲表面的第二天线罩，其在主反射器的凹形反射表面内从凹形反射表面的外边缘向次反射器延伸；三个或更多个天线输入馈电，每个所述天线输入馈电连接到所述主馈电的所述图形天线发射表面上；以及，暴露在天线组件的外表面上的三个或更多个连接器，其中每个连接器被配置为耦合到所述三个或更多个天线输入馈电中的一个，并且被配置为以不同的极化向每个天线输入馈电发送射频(RF)信号。所述无线电组件还可以包括(通过所述连接器)耦合到所述三个或更多个天线输入馈电的每个馈电的无线电电路，所述无线电电路被配置为以不同的极化向每个天线输入馈电发送射频(RF)信号。

例如，天线组件可包括：具有凹形反射表面的主反射器，其被配置为引导电磁能量；在主反射器中并具有凸形反射表面的次反射器，其被配置为把电磁能量引导到所述主反射器；具有图形发射表面的主馈电；以及三个或更多个天线输入馈电，其中每个天线输入馈电连接到所述主馈电的所述图形天线发射表面，其中，每个所述三个或更多个天线输入馈电是独立的并且彼此电隔离的；以及，耦合到每个所述三个或更多个天线输入馈电的无线电电路，其被配置为以不同的极化向每个所述天线输入馈电发送射频(RF)信号，其中所述主馈电的图形发射表面发射对应每个不同极化的单独的波束，并且其中每个所述波束从次反射器反射到所述主反射器的不同的部分。

在任何这些实施例中，天线组件还可以包括横跨所述主反射器的成型的天线罩，它作为一个透镜，使得所发射的RF信号的相位波前更一致。例如，任何这些设备可包括第一天线罩，其延伸跨越所述主反射器的凹形反射表面，以及第二天线罩，其具有曲型表面，并在所述主反射器的所述凹形反射表面内，从所述凹形反射表面的外边缘向所述次反射器延伸。

任何这些天线组件可以包括围绕所述主馈电的馈电喇叭。

如上所述，所述主反射器可以是抛物面反射器，例如，它可具有抛物面形的内表面。该内表面可以形成腔体。所述次反射器可以是可反射的双曲线形的外表面(例如，其具有凸形外表面)。所述次反射器可以在由所述主反射器所形成的腔体内由一个或多个支撑件支撑，和/或它可以在覆盖了由所述主反射器的凹形内表面所形成的开口或嘴部的所有或部分的成形的天线罩上被支撑(和/或与该天线罩相集成)。例如，所述次反射器(其也可被称为凸反射器)可以被连接到次天线罩，该次天线罩是在所述凹形主反射器所形成的 开口内。在任何本文中所描述的变型中，所述次天线罩可被成形为使得从所述天线组件发射的信号具有一致的相位波前。虽然此起透镜作用的天线罩可以结合主天线罩(例如，覆盖所述主反射器的开口的外天线罩)使用，它也可以被单独使用，而没有任何其他(例如，“主”)天线罩。

通常，所述第一反射器，第二反射器和主馈电可以被配置为使得具有不同的极化的射频信号是从主反射器的不同区域发射。不同的极化的信号是从不同的(并独立的)天线馈电发送到所述图形发射表面，并从所述图形发射表面的不同位置发射，以便它们打在所述次反射器(其定位在所述图形发射表面的对面)的不同的区域。这些不同的区域可以重叠或不重叠。一旦从所述次反射器的特定的(重叠或不重叠的)子区域反射，所述不同极化的射频信号可以从所述主反射器的不同的子区域(其可以是重叠或不重叠的)反射。因此，第一反射器，第二反射器和主馈电可以被配置为使得不同极化的射频信号从所述天线组件以相同的方向发射，但从所述主反射器的不同区域发射。

本文还描述了使用任何在此描述的装置发送射频信号的方法。例如，本文描述了从天线组件发送射频(RF)信号的方法，其包括：从主馈电的发射表面向次反射器以第一极化发送第一射频信号，从次反射器把所述第一射频信号反射到主反射器的第一部分，从主反射器反射所述第一射频信号，以便从所述天线组件在第一方向上发射所述第一射频信号；以及，从所述主馈电的发射表面向次反射器以第二极化发送第二射频信号，从所述次反射器把所述第二射频信号反射到所述主反射器的第二部分，从所述主反射器反射所述第二射频信号，以便从所述天线组件在所述第一方向上发射所述第二射频信号。

任何这些方法还可以包括：从所述主馈电的发射表面向所述次反射器以第三极化发送第三射频信号，从所述次反射器把所述第三射频信号反射到所述主反射器的第三部分，从所述主反射器反射所述第三射频信号，以便从所述天线组件在所述第一方向上发射所述第三射频信号。

例如，从天线组件发送射频(RF)信号的方法可以包括：在从主馈电的发射表面以第一极化向次反射器发送第一射频信号，从所述次反射器把所述第一射频信号反射到主反射器的第一部分，从所述主反射器反射所述第一射频信号，以便从所述天线组件在第一方向上发射所述第一射频信号；从所述主馈电的发射表面以第二极化向所述次反射器发送第二射频信号，从所述次反射器把所述第二射频信号反射到所述主反射器的第二部分，从所述主反射器反射所述第二射频信号，以便从所述天线组件在所述第一方向上发射所述第二射频信号；从所述主馈电的发射表面以第三极化向所述次反射器发送第三射频信号，从所述次反射器把所述第三射频信号反射到所述主反射器的第三部分，从所述主反射器反射所述第三射频信号，以便从所述天线组件在所述第一方向上发射所述第三射频信号；使所述第一，第二和第三射频信号穿过曲形的天线罩，以便调整所述第一，第二和第三射频信号的相位波前并使它们一致。

如所提到的，任何这些方法可包括使所述第一和第二射频信号穿过成形 的天线罩，所述天线罩在由所述主反射器形成的抛物面形的腔体之内(包括之上)。该成形的天线罩可以作为透镜操作，使得从所述装置发送并穿过所述天线罩的射频信号具有更一致的相位波前。例如，该方法可包括使所述第一和第二射频信号穿过成形的天线罩，该天线罩在由所述主反射器形成的抛物面形的腔体之内，并使所述第一和第二射频信号穿过平坦的天线罩，该平坦的天线罩覆盖所述主反射器的抛物面形的腔体。因此，任何这些方法可包括使第一和第二射频信号穿过成形的天线罩，使得从所述天线组件发射的所述第一和第二射频信号具有一致的相位波前。

任何这些方法还可以包括：从无线电电路，通过第一天线输入馈电，把所述第一射频信号发送到所述主馈电的发射表面，以及，从所述无线电电路，通过第二天线输入馈电，把所述第二射频信号发送到所述主馈电的发射表面。

如所提到的，主反射器的第一部分和所述主反射器的第二部分可以包括不同的但重叠的区域；可替代地，主反射器的第一部分和主反射器的第二部分可包括不重叠的区域。

虽然本文所描述的大多数设备包括单一的主馈电，其具有单个图形天线发射表面，在一些变型中，可使用若干个天线发射表面，特别是使用本文所述的双反射器配置时。例如，可以使用阵列天线。阵列天线也可以被称为贴片阵列天线或贴片天线，其可以由若干个天线辐射元件组成，每个所述天线辐射元件具有辐射表面。所述天线阵列还可以被配置和/或被称为平面天线或平面阵列天线。

例如，在一个变型中，天线组件可以包括引导电能量波的主反射器，次反射器，该次反射器把电能量波引导到所述主反射器，馈电喇叭天线，该馈电喇叭天线把电能量波引导到所述次反射器。所述馈电喇叭天线可包括定位在所述馈电喇叭的开口的短路的贴片天线阵列。所述设备可以包括收集器，其仅吸收被引导向所述次反射器的电能量波的一部分。所述电能量波的一部分只包括那些如不被吸收则可能会反射回所述馈电喇叭天线的波。所述收集器可以是正交模式换能器探头。

本文还描述了具有光导管的设备(例如，紧凑型射频天线设备)。因为所述光导管可以被配置为穿过所述主馈电，所述设备可以是特别紧凑的。虽然所述主馈电被配置为比较大的(例如，如本文所述的单一主馈电，其平均直径为1-8英寸之间)，主馈电可具有发射表面，该发射表面包括可让所述光导管通过的孔或洞。来自所述光导管的光可以被用于提供视觉指示器来显示所述装置的状态，例如开/关，发送/接收，信号连接的质量等状态。

例如，具有光导管的紧凑型射频(RF)天线装置可以包括：印刷电路材料基部，其包括发光二极管(LED)；被保持在所述印刷电路板(PCB)上方的主馈电，其包括平坦的发射表面，该表面具有从中穿过的孔；从所述发光二极管(LED)延伸出并穿过所述主馈电的孔的光导管，该光导管包括耦合到所述LED的发光部，并穿过该孔延伸到帽部以及所述帽部的上方或周围的照明区域的杆部；以及，在所述印刷电路板(PCB)上并耦合到所述主馈电的无 线电电路，其中，所述无线电电路被配置为向(和从)所述主馈电发送射频(RF)信号。

因此，具有光导管的紧凑型的射频(RF)天线装置包括：印刷电路材料基部，其包括发光二极管(LED)；包括金属片的主馈电，其具有平坦的发射表面以及穿过所述发射表面的孔，其中所述主馈电和所述基部由若干从所述印刷电路板(PCB)延伸出的天线输入馈电分隔开来；从所述发光二极管(LED)延伸并穿过所述主馈电的孔的光导管，该光导管包括耦合到所述LED的发光部的杆部，该杆部穿过所述孔，并延伸到包括半透明照明区域的帽部；以及在所述PCB上，并通过所述若干天线输入馈电耦合到所述主馈电的无线电电路，其中，所述无线电电路被配置为通过所述若干天线输入馈电向(和从)所述主馈电发送射频信号。

通常，任何这些天线装置可以被配置为接入点。这些设备可包括壳体，例如，一个浅盘形壳体，其围住所述印刷电路板(PCB)、主馈电、以及无线电电路。该设备还可以包括盖子，其可与所述光导管的帽部区域相配合，或者可以包括半透明或透明区域，以允许光从所述光导管穿过所述盖子通过。

可以使用本文描述的任何主馈电。例如，所述主馈电可以通过接地引脚或腿以及至少一个馈电点被连接(例如，直接连接)到所述印刷电路板(PCB)。

所述光导管的杆部可以是角锥形或圆锥形。该光导管的杆部可以呈漏斗状，例如在杆部的末端具有锥形的嘴部。该嘴部可以比所述杆部有更大的周长。该光导管可以在所述LED和杆部的远端包括圆形的嘴部；在一些变型中，该光导管包括方形的嘴部。该光导管的嘴部可以有纹理，以便漫反射来自所述LED的光。

所述光导管的盖子可以是部分或完全半透明的，例如，它可以包括半透明的环。在一般情况下，所述盖子可被配置为覆盖所述光导管的嘴部。所述光导管的杆部可以围绕所述LED。所述光导管可以包括聚碳酸酯材料。所述光导管可定向为垂直于所述PCB。

附图说明

图1A-1F示出了圆锥状天线组件的一个变型。图1A示出了等比例图，其有(外部或主)天线罩盖子。图1B示出了后视图。图1C示出了仰视图。图1D示出了左视图。图1E示出了右视图。图1F示出了俯视图。

图2A-2F示出了图1中所示的组件的前部，其不带有外部天线罩。图2A示出了等比例图。图2B示出了剖面图。图2C示出了俯视图。图2D示出了后视图。图2E示出了左视图。图2F示出了右视图。

图3A和图3B示出了在图1A-1F中所示出的组件的分解图。

图4A和图4B示出了图3A中所示出的次反射器的变型的特写视图。

图5示出了在图1A-1F中所示出的馈电喇叭天线的横截面图。

图6示出了在图5中所示出的辐射器的特写俯视图。

图7A和图7B示出了在图5中所示出的天线主馈电的变型的特写展开透 视图。

图8A示出了天线组件的一种变型，其具有单发射体元件(图形天线辐射发射体)，其被配置为以不同的极化、频谱信号、和/或延迟引导多个波束，所述波束是由主反射器和次反射器反射，并以相同的方向被引导出所述组件。

图8B是图8A中的装置的分解图。

图8C，8D和8E示出了成形的天线罩，包括次反射器，其可以被包括在天线组件的一些变型中。

图9A，9B，9C，9D和9E分别示出了图8A和8B中的装置的前部，顶部，底部，左侧和右侧视图。

图10A示出了具有单发射体的主馈电的一个变型，以及天线组件的无线电电路。在本例中，主馈电被帽部(例如，天线罩元件)所覆盖。

图10B示出了相同的部件，但除去了天线罩盖子，露出了主馈电，其包括单个图形天线辐射发射体和喇叭区域。

图10C示出了如图10B所示的相同的部件，但除去了喇叭，露出了耦合到所述主馈电的基部(例如，印刷电路板)。

图10D示出了与图10C中的主馈电相耦合的基底的后视图。

图11A，11B和11C分别示出了具有图形天线辐射发射体的主馈电的一个变型的第一透视图，俯视图，和第二透视图。

图12A和12B示出了一个主馈电的替代视图，其具有用于多焦点天线的发射器和无线电电路。图12A包括没有在图12B中示出的喇叭元件。

图12C是在图12A中所示出的部件的侧视图，其包括所述喇叭。

图13A，13B和13C分别是包括单个(整体的)图形天线辐射发射体的主馈电的另一变型的俯透视图，侧透视图和俯视图。

图14A，14B和14C分别是包括单个图形天线辐射发射体的主馈电的另一变型的俯透视图，侧透视图和俯视图。

图15A是无线接入点的一个变型的透视图，该无线接入点被配置为具有单个主馈电与单个发射体的多焦点天线，其以不同的极化，频谱信号和/或延迟引导多个波束。相比于图1A-1F，9A-9E和23A-23F中所示出的类似装置，这个变型是全向(或半全向)的。

图15B是图15A的装置的分解图，其示出了被配置为发射三个波束的单个图形天线辐射发射体，以及控制(无线电)电路。

图16示出了图15A的无线接入点，其中外壳和光导管盖子被除去。

图17A是沿着x-z轴的剖面图。

图17B是沿x-y轴的剖面图。

图18是一个俯视图，其示出了图15A中的无线接入点的发射体元件(大致为三角形的天线辐射发射体)和无线电电路。

图19A和19B是通过图9A-11中所示出的装置中的发射体、无线电电路和光导管的截面图，其中，所述光导管具有圆形嘴部。图19A是横截面透视图。图19B是光导管的俯视图。

图20A和20B示出了类似于图19A和19B中所示出的变型，其中，所述光导管具有方形嘴部。图20A是横截面透视图。图20B是光导管的俯视图。

图21A和21B分别示出了一个主馈电的大致三角形的天线辐射发射体的透视图和俯视图。

图22A和22B示出了大致为三角形的天线辐射发射体的另一变型(其不包括用于光导管的中央孔)。

图23A-23F示出了天线装置的另一变型，其包括有着单个发射体(图形天线辐射发射体)的单个主馈电。图23A示出了主视图。图23B是后视图(示出了用于连接到一个无线电装置，包括一个射频无线电装置的四个连接器)。图23C是图23A中的天线组件的背面的另一视图，其示出了底座和连接器。

图23D和23E示出了图23A中的装置的主抛物面反射器的内部，其示出了所述主抛物面反射器的内反射表面(在这些图中次抛物面反射器和天线罩已被除去)。图23A示出了覆盖了主馈电的覆盖物。这个覆盖物(这也是一个天线罩)在图23E中被示为已被除去，暴露出所述主馈电，特别是所述发射表面(图形天线辐射发射体)。

图23F是图23A中的天线装置的横截面图，其示出了主反射器以及在主反射器内的在主馈电对面的次反射器(包括图形天线辐射发射体)，其具有连接到所述单个图形天线辐射发射体的四个独立的天线馈电输入(有二个是可见的)。

图23G是图23A的装置的分解图。

图24A和24B显示了主馈电的不同的视图，该主馈电具有图形天线辐射发射体，以及在不同的位置与该图形天线辐射发射体相连接的多个天线输入馈电。图24A包括一个喇叭单元，而在图24B中则没有该喇叭单元。

图25是从(例如在图23A-23G中所显示的)天线装置的图形天线辐射发射体延伸的不同的射频(RF)信号波束的路径的示意性近似图。

具体实施方式

一般而言，本文描述了无线天线组件，包括传输站，其可以包括无线电和天线(例如，相结合的无线电和天线)，其用于提供用于室外和/或室内使用的无线宽带接入，以提供点对点，或点对多点通信。本文中还描述了可被用作无线传输站的一部分的天线。

一种无线传输站设备，包括装置和/或设备，可包括封闭的壳体，该壳体可以是密封的，或以其它方式被制成为防风雨/防水的，形成所述壳体的一部分的集成的支架底座，和容纳一个或更多个反射器的内部空间，以及发射体(例如，主馈电)，其具有可从多个天线馈电接收输入的单发射体表面，所述天线馈电的每个载有不同极化的射频(RF)信号。在一些变型中，该装置还包括支架，该支架与所述支架底座在所述壳体的后部接合(并可能被锁定/固定)，以便将所述装置固定到杆，架或任何其他底座上。在一些变型中，所述支架和支架底座是球窝支架/底座，其允许对所述壳体(以及所述天线)位置 的调整。在一些变型中，所述支架(例如，托座)被配置为固定的支架，即，所述支架相对于所述壳体是在一个永久固定(不可移动)的位置上，或被形成为所述壳体的一部分。该支架底座和支架可以被配置为相互配合，以允许对所述装置的角度(例如，装置相对于它所连接的杆或底座的高度角)进行选择。一旦被选定，该角度可以是固定的。在一些变型中，该角度可被永久地固定，而在其它变型中该角度可以在之后进行调整。所述支架可包括锁或锁定元件，其可以被固定和/或被松开,以允许调整。虽然本文中描述并示出了被配置为无线传输站和/或天线的设备(包括装置和系统)的不同的例子，任一实施例的特征可以与任何其他实施例的特征相结合。例如，任何所述各种壳体配置可以与本文所述的任何底座子系统结合使用。以下的术语和短语应以其最普通的形式被理解。这些术语或短语的普通含义是说明性的，而不是限制性的。

术语“天线”，“天线系统”，“天线组件”等，泛指任何设计为发射或接收电磁辐射的装置。换句话说，天线把电磁辐射转换成电流或相反。天线可以包括导体的排列，其对所被施加的交变电压和相关的交变电流产生响应，以生成辐射电磁场，或能够被放置在电磁场中，使该场会在所述天线中引起交变电流，以及其端子之间的电压。

短语“无线通信系统”一般是指发送器和接收器之间的电磁场(electromagneticfields,缩写为EMF)的结合。例如但不限于，许多无线通信系统的操作中，发送器和接收器使用对频率约为2.4GHz(千兆赫兹)和5GHz的载波的调制。然而，在本发明中，没有特别的理由做出这样的限制。例如但不限于，无线通信系统的操作可能至少部分地使用极为不同的EMF频率，例如，极低频率(extremely low frequency,缩写为ELF)或光(例如，激光)，其有时被用于卫星或航天器通信。

短语“接入点”，术语“AP”(access point)，等等，一般是指任何能在无线通信系统中操作的装置，其中它们的通信之中至少一些可能是与无线站的通信。例如，一个“AP”可以是指一个装置，其能够与无线站进行无线通信，可与其他AP进行有线或无线通信，并且能够与控制单元进行有线或无线通信。此外，一些例子中AP可能使用L2/L3网络(例如，外联网，互联网，或内部网)与无线通信系统的外部的装置通信。然而，在本发明中，没有特别的理由做出这样的限制。例如，一个或更多个AP可能无线通信，而零个或更多个AP可能选择使用有线通信链路进行通信。

术语“过滤器”等，一般指的是信号处理技术，无论是模拟，数字，或以其它方式，其使调制到不同的载波频率上的信号得以分离，其效果是那些信号可以被单独处理。

仅仅是作为一个例子而言，在同时使用频率为大约为2.4GHz范围以及约5GHz范围的系统中，单个针对上述约2.4GHz范围的带通，高通，或低通滤波器是可能足以把上述约2.4GHz的范围从上述约5GHz的范围区分开来的，但这样的一个带通，高通，低通滤波器对区分上述约2.4GHz范围内 的每一特定频道而言,或对区分上述大约5GHz范围内的每个特定频道而言是有缺点的。在这种情况下，第一组信号滤波器可以用来把这些共同位于约2.4GHz范围内的频道和那些共同位于约5GHz范围内的频道区分开来。第二组信号滤波器可以分别区分在大约2.4GHz范围内的个别频道，而第三组信号滤波器可以分别区分在大约5GHz范围内的个别频道。

短语“隔离技术”，术语“隔离”等，一般是指任何装置或技术，其涉及，当信号在一个频道上传输的时候，降低在另一个同时传输的频道上察觉到的噪音的量。这有时被称为“串话”，“干扰”，或“噪音”。

短语“空区”，术语“空”，等等，一般是指这样的区域：一个操作中的天线(或天线部件)对这些特定的区域相对而言几乎没有电磁场(EMF)效应。这就产生这样的效果：在这些区域内发射或接收的电磁场(EMF)辐射相对而言往往不受该操作中的天线(或天线部件)的其他区域内发射或接收的EMF辐射的影响。

术语“无线电”(radio)，等等，一般是指(1)能够同时使用多个天线、频率、或一些其他的技术的联合或结合进行无线通信的装置，或(2)涉及同时使用多个天线，频率，或一些其他的技术的联合或结合的无线通信的技术。

术语“极化”，等等，通常指的是具有一个选定的极化的信号。不同极化的信号包括相位相对于彼此以某个量错开的信号，例如，水平极化，垂直极化，右圆极化，左圆极化。术语“正交”，一般是指第一信号和第二信号之间缺乏相互作用，在其中该第一信号和第二信号被极化。例如但不限于，具有水平极化的第一电磁场(EMF)信号与具有垂直极化的第二电磁场信号应该相对而言几乎没有相互作用。

短语“无线站”(wireless station,缩写为WS)，“移动站”(mobile station,缩写为MS)，等等，通常指的是能够在无线通信系统中进行操作的装置，其中它们的通信中至少一部分可能采用无线通信技术。

短语“贴片天线”或“微带天线”通常是指由单一的金属贴片悬挂在地平面上形成的天线。该组件可以被包含在一个塑料天线罩里面，以保护所述天线结构免受损坏。贴片天线常常是建造在介电基片之上，以提供电隔离。

短语“双极化”一般是指天线或系统，其辐射以两种模式极化的电磁辐射。一般来说，该两种模式为水平辐射和垂直辐射。同样地，多极化可指被配置为以超过2(例如，3个或更多个)极化发射RF信号的系统。

短语“贴片”通常是指悬挂在地平面上的金属贴片。贴片被用于建造贴片天线结构，并且通常可操作为提供天线的辐射或阻抗匹配。

在一些变型中，本文描述了这样的设备：其包括单一的主馈电，该主馈电包括单一、连续的发射/辐射表面，该表面接收来自多个天线馈电的输入(所述多个天线馈电以不同极化发送独立的射频信号)。这些不同极化的信号的每一个可以从发射表面以不同的波束发射出来。在一些变型中，所述天线组件包括两个或更多个反射器，用于把发射出的不同的波束引导向特定的方向，并具有相对一致的相位波前。所述主馈电，第一(例如，主)反射器和第二 (例如，次)反射器可以被布置，以使所述不同的波束反射离开所述第一和第二反射器的不同部分，但被引导向相同的方向。所述主反射器可以是抛物面形的，并且所述次反射器(典型地，但不是必须的)可以是在所述主反射器所形成的腔体内，并在所述主馈电对面。

通常，任何所述天线组件(其可以被称为天线设备，并包括天线系统和天线装置)对于MIMO而言是特别有用的，因为它们可以为所述具有不同极化的信号提供不同的路径。

在一些变型中，带有单一发射表面和多个(例如，3个或更多)天线馈电的主馈电可以与无线电电路一起使用，该无线电电路供给不同极化的射频(RF)信号，作为一个全向，例如，360度，(或半全向，例如，在180和360度之间，225和360度之间，270度和360度之间等)天线。

例如，本文描述了无线传输站，其可以包括无线电电路和一个或多个天线(例如，无线电和天线的结合体)，用于提供无线宽带接入，其配置成用于室外和/或室内使用，以提供点对点或点对多点通信。特别是，本文中所描述的是具有适于发射三个或更多个独立波束的单发射体的多焦点天线装置。所述多焦点天线可以包括单个图形天线辐射发射体，以及n个天线输入馈电，其每一个是独立的，并彼此电隔离。

无线传输站装置可包括：封闭的壳体，该壳体可以是密封的，或以其它方式被制成为防风雨/防水的，形成所述壳体的一部分的集成的支架底座，和容纳一个或更多个天线的内部空间。该装置还可以包括支架，该支架与所述支架底座在所述壳体的后部接合(并可能被锁定/固定)，以便将所述装置固定到杆，架或任何其他底座上。支架和支架底座可以是球窝支架/底座，其允许对所述壳体(以及所述天线)位置的调整。所述支架(例如，托座)被配置为固定的支架，即，所述支架相对于所述壳体是在一个永久固定(不可移动)的位置上，或被形成为所述壳体的一部分。该支架底座和支架可以被配置为相互配合，以允许对所述装置的角度(例如，装置相对于它所连接的杆或底座的高度角)进行选择。一旦被选定，该角度可以是固定的。该角度可被永久地固定，或者该角度可以在之后进行调整。所述支架可包括锁或锁定元件，其可以被固定和/或被松开以允许调整。虽然本文中描述并示出了被配置为无线传输站和/或天线的设备(包括装置和系统)的不同的例子，任一实施例的特征可以与任何其他实施例的特征相结合。例如，任何所述各种壳体配置可以与本文所述的任何底座子系统结合使用。以下的术语和短语应以其最普通的形式被理解。这些术语或短语的普通含义是说明性的，而不是限制性的。

图1A-1F示出了圆锥状天线组件的一个变型。图1A示出了等比例图，其有天线罩盖子。图1B示出了后视图。图1C示出了仰视图。图1D示出了左视图。图1E示出了右视图。图1F示出了俯视图。该天线组件包括具有基部的大致圆锥形(和/或抛物线形)的主反射器11。次反射器(不可见)悬挂在位于所述基部的天线附近。在操作中，圆锥状天线组件的顶点端可以电耦 合到无线电发射器的末级放大器(未示出)，使得该顶点可以被用作天线馈电点或馈电区域。所述天线可以是阻抗匹配到所述放大器，这可以是通过以预定尺寸构建该天线组件，或是通过被调谐到所述传输系统的阻抗的另外的电路(未示出)而实现。当所述无线电发射器发送时，该天线可以是在传输频率上被电激发，并从所述天线向外辐射能量。

图2A-F示出了图1中所示的组件的前部，其不带有天线罩。图2A示出了等比例图。图2B示出了剖面图。图2C示出了俯视图。图2D示出了后视图。图2E示出了左视图。图2F示出了右视图。主反射器11具有抛物面形的内表面和基部。橡胶套子围绕着所述主反射器的外边缘。所述套子的一部分延伸超过所述天线罩。所述天线罩装进所述主反射器的上边缘。当与所述天线罩相配合时，所述套子保护所述组件，使其免受环境条件的破坏，如鸟，雨，以及阳光，从而产生了防水和防风雨的密封。所述主反射器最好由铝制成。支撑结构以一个同轴配置把次反射器13连接到所述主反射器。天线基座组件介入所述主反射器和次反射器之间，使得所述次反射器向所述天线基座组件呈现反射性双曲线形表面或凸表面。护罩覆盖了所述天线基座组件。

所述支撑结构把所述次反射器连接到所述主反射器。在这个变型中，支撑结构15包括三个垂直束缚物，例如三个塑料臂。所述臂沿所述次反射器的周长均匀分布。

这个变型可以作为一个卡塞格伦天线(Cassegrain antenna)操作，其中，馈电天线被安装在凹形主抛物面反射器圆盘的表面或其后面，并对准更小的凸形次反射器，该次反射器悬挂在所述主反射器的前面。从所述馈电而来的无线电波束照射所述次反射器，该次反射器把所述无线电波束反射回所述主反射器圆盘，该主反射器圆盘把它再次向前反射，以形成所期望的波束。

图3A和图3B组在一起示出了在图1中所示出的组件的展开图。图3B示出了所述天线基座组件31的透视图。该天线基座组件附着在所述次反射器的后面。喇叭凸缘35定位在基部的中心。馈电天线被固定到板上。O形环(O-ring)介于基部和板之间。所述馈电天线收集来自次反射器的信号，并将其引导到正交模式换能器(orthomode transducer,缩写为OMT)探头。该OMT探头吸收所收集的信号，并将其传导到连接器(未示出)。尽管在这个例子中，主馈电被配置为耦合到仅仅两个天线馈电输入，每个天线馈电输入耦合到一对连接器33中的一个连接器上(例如，一个用于垂直极化，一个用于水平极化)，如将更详细描述的，三个或更多个极化可以由主馈电发射，并且特别是在其金属发射体/辐射器表面上有适当的切出区域的图形的主馈电15。

这个OMT探头的例子也可以被称为极化双工器。它们通常用于把两个正交的极化微波信号路径结合或分开。其中的一个路径形成上行链路，其与所接收信号的路径，或下行链路路径在相同的波导管中被发送。OMT探头与馈电喇叭天线一起使用，以把信号的正交的极化相隔离，并把信号在不同的端口收发。

图4A和图4B示出了图3中所示出的次反射器的另外的例子的特写视图。 对于这两个视图，所述次反射器具有抛物面形内表面和反射性的双曲线形外表面。这是个同轴反射器的配置。所述次反射器的内表面是由一个同心的支撑结构形成一层。所述次反射器的基部覆盖了馈电喇叭天线的喇叭。可替换地，所述次反射器的内表面可以是连续的。

图5示出了在图1A-1F中所示出的馈电喇叭天线的横截面图。所述馈电喇叭具有窄的波束宽度/高增益，以把它的辐射聚焦在所述更小的次反射器上。对向馈电喇叭的角宽度典型地为10-15度。典型地，该喇叭的相位中心被放置在所述次反射器的焦点。所述馈电喇叭包括具有不变的横截面面积的波导管，和向外张开的喇叭。该材料可以是金属的。所述主馈电落座在所述波导管的基部。所述主馈电的每个谐振臂(天线输入)附着在所述基板上。该基板由螺丝连接到所述馈电喇叭。

在操作中，如果一个简单的末端开口的波导管被使用在所述天线中，而不使用所述喇叭，导电壁的突然终止可能会在孔处造成急剧的阻抗变化，从在波导管中的波阻抗到真空的阻抗。当行进通过波导管的无线电波打到所述开口时，此阻抗阶跃把波能量的的显著的部分朝向波源反射回所述波导管，这样，不是所有的电功率都被辐射。在一个变型中，为了提高性能，所述波导管的端部可以张开以形成喇叭。喇叭的锥度沿着喇叭的长度逐渐改变所述阻抗。这就像阻抗匹配变压器的作用一样，使波能量的绝大部分从所述喇叭的末端以最小的反射辐射出去，进入空间。所述锥度的功能类似于一个有锥形传输线，或具有平滑变化的折射率的光学介质。另外，喇叭的宽孔把所述波以窄波束发射。

使得反射功率为最小的所述喇叭的表面是指数锥度。可以使用圆锥形和角锥形喇叭，因为它们具有更容易设计和制造的直的边。

图6示出了在图5中所示出的辐射器的特写俯视图。图7A和图7B示出了在图5中所示出的天线的特写展开透视图。在该变型中，所述辐射器是十字形的短路的主馈电15。所述主馈电相对于笛卡尔坐标系统(其具有x和y标签的轴)而被描述。所述x和y轴是相对于彼此垂直的。

在此说明性的例子中，有两个x轴向的谐振臂，每个谐振臂具有平行于x轴的中心线。描述第一x轴向的中心线的函数为X₁＝a，其中a是一个常数。描述第二x轴向的中心线的函数是X₂＝b，其中b是常数。同样，也有两个y轴向的谐振臂，每个谐振臂具有平行于y轴的中心线。描述第一y轴向的中心线的函数为Y₁＝c，其中c是一常数。描述第二y轴向的中心线的函数为Y₂＝d，其中d为一常数。在本实施例中，x轴位于第一和第二x轴中心线之间。y轴位于第一和第二y轴中心线之间。原点位于x轴和y轴的交叉点。对于每对沿轴向的谐振臂而言，所述臂是相对的，使得一个短路接地壁被定位在远端，例如，远离原点端。所述臂是不重合的，其相应的中心线之间的间距为λ/2，其中λ是所述天线的波长。因此，|X₁-X₂|＝|Y₁-Y₂|＝λ/2。该天线在x，y和z轴由贴片的形状进一步调整。

有槽在所述贴片中。当贴片作为天线由驱动频率所驱动时，该槽辐射电 磁波。槽的形状和尺寸，以及驱动频率，确定了辐射的分布模式。

辐射器是由金属片做成的贴片，该金属片用电介质隔离层(未示出)安装在接地平面上。该辐射器可以由在天线辐射器中广泛使用的导电材料，例如铝，铜以及其他具有延展性的金属制成。该辐射器可以由单片导电材料冲压而成。

在这里描述了用于操作上述天线组件的方法的一个说明性实施例。在发送模式中，馈电喇叭将来自单基片主馈电的电能量波引导到次反射器。馈电喇叭包括连接到喇叭的波导管。所述主馈电(发射表面)被定位在所述波导管的开口。次反射器把电能量波引导到主反射器。在接收模式中，所述主反射器接收被反射的电能量波，并把所述波引导到所述次反射器。收集器仅吸收被反射的电能量波的一部分，所述的波的一部分仅包括那些如不被吸收则可能会反射回所述主馈电的波。

图8A-8E示出了天线组件的另一种变型。在本例中，所述天线组件包括三个输入，其用于三个不同极化的射频信号，其每一个可以由相同的主馈电朝向次反射器和主反射器发射，用于从所述组件以相同的方向和一致的或接近一致的相位波前传输。

例如，图8A示出了天线组件的一个变型，并且图8B是这个例子的分解图。在这个无线传输站的变型中，装置10包括成形的天线罩101，其覆盖主反射器103的外部开口。在此实例中，所述天线罩与主反射器103的上边缘相配合。次反射器(在图8A和8B中不可见所示，但在图8C-8E中示出)由所述天线罩的背侧所支持，并且位于中央。

图8C是图8A和8B中的天线罩的后视图，其示出了次反射器104。图8D是天线罩的侧视图，其包括在天线罩的中央内侧相连接的次反射器，图8E是穿过所述天线罩的剖面图。如将在下面更详细讨论的，所述次反射器104，其在本实施例中是在所述天线罩上，可以定位成使得它把不同的波束反射到所述主反射器并离开所述天线。次反射器104具有弯曲的，凸形的外表面，从而使RF信号在所述主反射器内被反射，以使主反射器通过所述成形的天线罩把所述RF信号反射出所述设备，该成形的天线罩可能有助于使得射频信号的相位波前更一致。

天线基座组件107(其也称为壳体前部)在次反射器的后面附着于主反射器103的基部。当接收信号时，天线可以从所述次反射器收集信号，并把它引导到正交模式换能器(OMT)探头，其也被称为主馈电，其具有发射体(或在本文中描述的设备中，图形发射体)110。所述OMT探头吸收所述被收集的信号，并将其传导到连接器(未示出)。OMT探头也可被称为极化多路器，并且可以被用于把正交极化的微波信号路径结合或分开。OMT探头可以与(或不与)馈电喇叭天线一起使用，用于把信号的正交极化隔离，并把信号收发到不同的端口。图8A和8B中，主馈电(包括图形发射体)是一个平面形的元件110，其在下面更详细被描述，并且可以允许从相同的发射体(并且因此，相同的天线设备)导出具有不同的极化的多个波束。所述波 束可以是独立并相互隔离的。当由主馈电的图形发射体发射出时，不同极化的RF信号(由不同的，且独立的天线馈电)馈送到主馈电，并且，所得的RF信号波束的不同极化在不同的位置离开所述发射体表面，也因此在本实施例中从所述主反射器和次反射器的不同区域反射出来。

在图8A和8B中所示，后壳体115覆盖了天线基座组件(发射体110，印刷电路板(PCB)112，以及板/喇叭113)。在后壳体115之内，探头壳体保持住所述主馈电。用于安装到杆121的支架组件被连接到护罩的背面，并且可以包括锁定/可锁定的、可调节的升降支架123。

图9A至9E示出了图8A-8B中的装置的不同视图，从前方(图9A)，顶部(图9B)，底部(图9C)，左侧(图9D)和右侧(图9E)。

图10A-10D示出了在图8A-8E中所示出的设备的天线基座组件。例如，图10A示出了天线基座组件，其带有盖子或帽部305。图10B示出了天线基座组件，其不带有所述天线盖子，并显示出了发射体310和背面板313。背面板113，313可以被配置为(或可以包括)喇叭(并且在这样的变型中可被称为喇叭)，如图12C所示。图10C是类似于图10B中所示出的天线基座组件的另一视图，但所述板/喇叭部分被除去，其显示出了安装到起支撑作用的印刷电路板(PCB 312)的发射体。在一些变型中，所述印刷电路板可以包括天线电路，包括无线电电路，并且该印刷电路板被示出为(经由电缆连接器355)与一个或更多个其他装置连接，用于处理由天线装置接收到和/或发送的信号。在一些变型中，所述电路位于所述支撑(即PCB312)的背面，并且可以包括通过所述PCB到达所述被隔离的和独立的馈电342的连接。例如，图10D显示了图10C中的子组件的后视图，其示出了印刷电路板(PCB)312的背面，包括电路以及到所述发射体的连接。在图10D中可见通过所述发射体的中心开口365，另一元件，例如光纤或其他光导管可以通过该中心开口。在一些变型中，该设备的背面可以包括多个连接器，用于把所述天线馈电连接到无线电电路。

在本例中，所述PCB作为基片把所述发射体和无线电电路固定住；在一些变型中，单独的基片(或另外的基片)可以被使用，包括一个接地板。

在图10A-10C中所示出的天线组件中，有三个天线路径，因为所述发射体可以操作三个独立的波束，并由三个电隔离的、独立的天线馈电所馈电。在图8A-8E所示出的多焦点天线组件的例子中，每个天线路径(波束)在主反射器和次反射器中具有相应的区段，并且每个区段可以被优化，以改善增益。这些区段(在主反射器和次反射器上的区域)可以是分离的或重叠的。

在图8A-8E中所示出的多焦点天线组件是三极天线，其可以类似于一个“平面倒F型”天线进行操作，其中，所述发射表面包括在一侧的短路引脚或短路柱，以及沿另一侧的馈电(馈电点)。然而，在传统的平面倒F型天线中，一个单独的馈电连接到贴片发射表面，并且所述表面的整体尺寸典型地为矩形(或正方形)，其具有的路径长度加起来是所想要的波长的一个分数(例如，四分之一或二分之一)。因为所述贴片被短路到地端，在所述贴片天线的 端部的电流并不被强制为零(并且因此可以具有与半波贴片天线相同的电流-电压分布)。不同于传统的平面倒F型天线，本文描述的发射体通常具有对应于所要发射的波束的3个或更多的馈电点(馈电)，并且具有三个或更多的短路柱、引脚，或表面。

图11A-11C示出了如本文所述的用于多焦点天线的具有发射体的主馈电的一个例子。图11A-11C中所示出的具有单个(图形)发射体的主馈电与在图8A-8E中的例子中所示出的主馈电是相同的。在这个变型中，主馈电包括上部平坦表面466(辐射/发射表面)。图11A示出了该主馈电的侧面透视图。在这个例子中，发射(平坦的，上)表面包括开口465，其可被用于使另一元件(如光导管，例如，光纤等)通过。图11A-11C中的主馈电的整体形状是大致三角形的，在图11B中所示出的顶视图中这是显而易见的，虽然只是近似的三角形。在这个例子中，外周包括向下折叠的区域和非折叠区域(例如，翼片467)和/或切出的区域(在本实施例中未示出)，其可以稍微改变所述总体上为三角形的形状。在图11A-11C中所示出的发射体是三角形对称的，从而使该装置的从所述发射体的顶部中心(如在图11B中)所取的每个120度的径向切片被重复。

通常，本文所述的用于发射n个波束的多焦点发射体(主馈电)包括n个馈电。在图11A-11C中，三个天线馈电(442，442'，442”)被示出，并且所述主馈电被配置成发射3个波束，每个波束在稍微不同的方向。此外，三个分离的短路(接地)区域(引脚，柱，等等)452，452'，452”被示出。每个天线馈电通常是彼此之间被隔离(电隔离)和相互独立的，并馈送到同个板/平面。在本例中，每个天线馈电各自连接到一个折叠的翼片区域，该区域相邻于所述短路元件(引脚或柱)。在实践中，由每个天线馈电所馈送的电能可能会导致具有略微不同的平均向量(例如，波束角/极化)的RF信号的发射。所述波束在某些情况下可以是彼此正交的。

图12A和12B示出了天线子组件的另一种变型，其包括主馈电、发射体、及背衬(PCB)，其还包括用于多焦点天线的无线电电路。在这个例子中，图12A所示出的子组件包括围绕着发射体元件510的喇叭513。所述子组件还可以包括从所述无线电电路而来，并连接到所述馈电(且向所述馈电馈送)的馈电线(所述馈电连接到所述谐振发射体板)，以及直流电-短路板(例如，接地平面/板)，其通过上述短路引脚/柱把地面和顶层板连接起来。图12B示出了图12A中的子组件，其中喇叭被除去。

具有图12A-12B中所示出的发射体的主馈电具有和图11A-11C的发射体略微不同的几何形状。一般而言，主馈电元件(带有发射体或发射体表面，其也被称为辐射器)由具有中央平面区域的金属片制成，其具有一个或更多个向下折叠的区域，在该处所述馈电和短路柱/引脚连接，如图所示。本文中所描述的此发射体可被称为图形天线辐射发射体(或简单地，图形发射体)，因为它们可能包括由翼片(例如，岛)以及切出区域组成的重复的图形；这些图形区域可呈放射状地被重复，以形成所述发射体的整体图形。所述切出区 域可以是在所述发射表面的边缘(或发射表面的周边之内的)槽口。在一些变型中，所述切出区域是在折叠区域上，其与所述平坦的上表面是连续的。使用电介质隔离层(未示出)，主馈电的图形发射体可以被安装在接地平面之上。在一般情况下，图形发射体可以由在天线辐射器中广泛使用的导电材料，例如铝，铜以及其他具有延展性的金属制成。所述主馈电(其包括发射体/辐射器表面)可以由单片导电材料冲压而成。

图12C是图12A和12B中的天线子组件的侧面透视图，其显示出了主馈电以及图形天线辐射发射体510，其从所述PCB的基板突出，在上方稍微超过喇叭513。

一些，但不是全部的多波束主馈电(其包括图形天线辐射发射体)的例子可以大致上成形为等边三角形(例如，具有“类三角形”形状)。在一些变型中，每个三角形的顶点接地，并有三个天线馈电点(天线输入馈电点)，每个馈电点靠近所述顶点中的一个。一个或更多个开口，孔，槽，等等(例如，在图11A-11C中所述开口为三角形)可以定位在所述主馈电(例如，发体射表面)内。所述开口可以在发射体表面的上平面中心，或者它可以偏离所述中心。主馈电可以成形为使得从每个天线输入馈电进入的能量不与来自其它天线输入馈电的能量相干扰。可以如所需的性能特征来选择所述天线的拓扑结构以及槽的形状和位置。

图13A-13C和14A-14C示出了多波束主馈电的另外的变型，其具有图形天线辐射发射体；这些实施例中的每个，像在图11A-11C中所示出的变型一样，被配置成发射三个波束(例如，n＝3)。在图13A-13C中，主馈电610包括平坦的平面形发射表面，和三个天线输入馈电642，其每一个连接到从所述上发射表面弯下的翼片，以及三个短路(接地)引脚/柱652。所述主馈电还包括小开口/槽665，其在所述上发射表面的中心。图13B和13C分别示出相同的、带有天线辐射元件的主馈电的侧面透视图和俯视图。如图13C中所示，天线输入馈电可以是沿着其长度的至少一部分的范围上(由围绕着的护套)被绝缘或被覆盖。

像图13A-13C中一样，图14A-14C中的示例性的具有天线辐射单元710的主馈电通常是具有三角形的形状(类三角形)，但它不包括中心开口/槽。所述平面形的发射表面是由三个天线输入馈电742所馈送，该天线输入馈电连接到弯下的翼片区域，该翼片区域邻近短路引脚/柱752，该引脚/柱由一个分离的翼片区域连接到所述上平面形发射表面。

本文所述的天线主馈电可以与一个(或优选的，更多个)天线反射器一起使用，以便进一步引导波束沿特定的方向发射，如以上所讨论的。例如，返回到图8A和8B中，如上所述的，具有单一主馈电(其带有单个发射体)的多波束天线系统可被配置成使得它包括主反射器103和次反射器。主反射器和次反射器可以具有被每个所述不同的波束做为其目标的不同区域，所述波束指向/来自所述图形天线辐射发射表面。例如，对于每个辐射元件，可以有相对应的主反射器的“楔形”(例如，径向区域)和相对应的次反射器的楔 形(例如，区域)，其从各波束引导能量。在图8A-8E的例子中，每个楔形跨越大约120度。在不同的波束可能会导致不相等的楔形尺寸(例如，当所述楔形可能具有不相等的弧)的实施例中，所述反射器可以包括用于对准的标记，以确保每个天线路径以相应的楔形的中心位置定位。该构造可有效地允许单个天线来处理多个“波束”(如来自多个不重合的天线的波束)。(例如在图11A，13A或14A所示出的那些)具有多个(比如3个)天线输入馈电点的带发射体的主馈电可被定位在馈电喇叭内，如图所示。在这些实施例中的主馈电的发射体是三角形的短路的发射体，其具有三个天线路径，但是其他变型可包括多于三个的独立的天线输入馈电和相对应的路径(例如，四个，五个，六个，七个，八个或更多个馈电，以及相应数量的路径/波束)。

当驱动频率被施加到所述主馈电的发射体表面时，该发射体通常辐射电磁波。典型地，主馈电的形状和尺寸，以及驱动频率，确定了辐射分布模式。在示出的例子中，喇叭(当它存在时)是与主反射器和次反射器的原点同轴的。所述喇叭可具有比所述次反射器稍大的直径。该喇叭可具有对向角，使得对于每个(对应于各波束)的区段而言，天线信号可被接收并从次反射器被引导到主反射器。可为每个所述区段对喇叭的张开进行优化。

如上所述，该设备不限于三极区段天线，它也可以包括这样的天线组件，其具有由三个以上的天线输入馈电(例如n个馈电)馈送的主馈电，其能够检测/发射n个信号路径，其中，n≥2(以及特别是n≥3)。在一些变型中，该设备还可以包括主反射器，次反射器，和收集器(其包括主馈电)。在一些变型中，所述天线可被称为馈电喇叭天线。该天线可具有介入喇叭和辐射器的波导管，所述辐射器被配置为在不同的(平均)方向上发射n个独立的波束，每个波束发送一个信号。虽然在带有发射元件的主馈电上的电磁分布可以是复杂的，它可以简化地被认为是在所述发射表面上具有n个不同的发射“区域”，每个“区域”发射一个波束。类似地，主反射器(当其被使用时)可以具有n个区域，每个区域引导独一无二地对应于所述n个信号中的一个信号的电能量波，每个区域是抛物面形表面的一部分。次反射器可以具有n个区域，每个区域把独一无二地对应于所述n个信号中的一个信号的电能量波引导到所述主反射器的相应的区域，并且每个区域可以具有双曲线(例如，凸)形的表面。收集器(主馈电)可以吸收被引导到所述次反射器的电能量波的仅一部分，这个波的部分仅包括那些如不被吸收则可能会反射回所述馈电喇叭天线的波。

本文描述的任何天线系统还可以被配置为具有单一的反射器。例如，一些变型不包括次反射器，但天线的主馈电被悬挂在主反射器的基部之上。对于每个天线路径，能量可离开天线，并从在相应区段中的主反射器部分反射离开。在这个变型中，所述馈电喇叭天线(包括所述主馈电)也可能发射n个信号，其中n≥2。

所示出的变型不是按比例绘制的。在每个变型中，当把极坐标系的原点作为参照时，每个天线信号的(平均或净)输出可以定位于沿着独一无二的 射线。在一些变型中，所述射线被一致地分布，其相应的半径是有着相同的长度。在一些变型中，所述射线是沿0和180度射线或沿90和270度的射线对称的。在一些变型中，所述射线不是均匀分布的，其相应的半径有不同的长度。

在图8A-8E中所示出的系统中包括了可调节的支架。例如，一个L形的支架被示于图8A和8B中，并且被定位成邻近所述后壳体。L形支架的一个端部包括容纳所述后壳体的螺纹部的收纳孔。在该变型中，有两个径向相对的弧形槽，所述弧形槽邻近所述收纳孔，每个弧形槽接收所述放射状地定位的用于对准的柱之一。在收纳孔的相对的边缘，有两个延伸的唇部。当做了四分之一圈的扭转时，所述唇部把所述支架固定到有部分螺纹的支撑件的基部。所述支架的相反的一端有对准槽和锚定孔。对准槽的附近有对准标记，其指示角度。在一个变型中，掣子以及放射状地定位的的柱把所述支架相对于所述后壳体定向并固定。本例还包括具有两个孔的杆支架，所述两个孔以至少为杆的直径的距离分隔开。杆支架还包括用于对准的柱。如图所示，具有两个螺纹端的U形螺栓被定位为使其塞进所述支架的孔之中。

在操作中，首先，当所述U形螺栓被定位为穿过所述杆支架以及所述支架时，所述L形支架可以连接到杆(未示出)。所述杆支架的用于对准的柱在所述L形支架的对准槽内移动。所述U形螺栓和杆支架的组合被用于调节张力。它被固定后，当所述后壳体被定位在所述收纳孔之中，以及被施加了四分之一圈的转动时，该天线组件被连接。操作者可以绕最接近所述对准槽的螺纹旋转所述天线组件。

操作所述天线组件的方法一般可包括从所述天线的单个发射元件发送至少n个定向天线信号，其中n≥2；该方法可以包括把所述n个波束朝向反射器发送，该反射器具有对应于每个天线信号的独一无二的区域。该反射器可以接收被反射的电能量波。收集器可吸收所述被反射的电能量波的仅一部分，该波的一部分仅包括那些如不被吸收则可能会反射回单基片天线阵列的波。

操作所述天线组件的方法也可以(或可替代地)包括：从单个发射体向次反射器发送至少n个定向天线信号，其中n≥2，该次反射器具有对应于每个天线信号(波束)的独一无二的区域。所述n个定向天线信号可以通过馈电喇叭被引导。来自该次反射器的电能量波可以被引导到主反射器，所述主反射器具有对应于每个天线信号(波束)的独一无二的区域。所述主反射器可以接收被反射的电能量波。所述次反射器可以接收由主反射器反射的电能量波并将它引导到收集器。收集器可吸收被反射的电能量波的仅一部分，例如，仅是那些如不被吸收则可能会被反射回单基片天线阵列的波的部分。在任何这些例子中，所述n个定向天线信号可以与所述反射器上的相应的区域对准。

图15A和15B示出了无线传输站的另一变型，其具有多焦点天线，该天线带有适于发射三个或更多个独立的波束的单发射体。在本例中，该设备被配置为接入点，可以由该接入点发送/接收多个波束，这样就允许单个天线可 以作为MIMO装置进行操作。整个装置可占据相对小的空间(如图15A中所示)，其带有外部的圆顶状盖子，以及可能发亮以指示装置状态(例如，开/关，发送/接收，错误等状态)的中央区域。该装置可以被安装在内表面或外表面(例如，天花板，墙壁，等等)。该设备的分解图被示于图15B。

在图15B中，外部盖子(顶盖)802被去除，部件的零件(或零件的组件)示于局部分解图。在本例中，指示器灯(例如，LED)包括具有盖子(LED盖子806)的光导管804。垫圈或照明环也可以被包括在内。该光导管将在下面更详细地被描述。底盖808也可以被包括在内，并且可以包围发射体810和无线电电路812。在图15A-15B中所示出的变型中(其被配置为接入点)，天线不包括反射器。代替的，发射体直接接收和/或发送。

图16是图15A中的无线接入点的内部的顶视图，其中外壳和光导管盖子被去除，示出了所述装置的内部的顶视图，俯视着发射体的顶上的光导管。在这个例子中，发射体还包括孔，所述光导管穿过该孔。本例中示意性地示出了电路。发射体被连接在印刷电路板的上方，所述印刷电路板包括所述电路。图17A和17B分别是沿着xz和xy轴的剖面图，其示出了发射体，光导管和无线电电路之间的关系。发射体通过三个馈电(虽然，如上所述，一些变型中可以使用三个以上的馈电，这些变型中具有被配置为发射多于三个波束的发射体)连接到平面形发射表面的悬垂区域。在这些图中，发射体的平面形表面还有三个接地(短路)连接。

图18是无线接入点的内部的另一顶视图，该无线接入点类似于图16中所示出的无线接入点，但所述光导管被除去，示出了发射体的平面形发射(顶部)表面。具有单发射体的主馈电的更详细的视图示于图21A-21B。图21A是具有发射体(带有图形天线辐射发射体的另一变型)的主馈电的前透视图。在本例中，发射体的整体形状也近似三角形(类三角形)，其具有沿平面形顶部发射表面的边缘的刻痕/切出区域；另外，一个或更多个翼片或岛是被向下折叠离开(并垂直于)所述平坦的发射顶部表面。三个天线输入馈电1442和短路柱/引脚1452中的每一个各自连接到一个折叠的翼片区域；所述馈电可以是被绝缘的。所述天线输入馈电通常是连接到馈电线，从而连接到无线电电路；所述短路柱/引脚可以接地。所述天线输入馈电可以连接到连接器(例如，RF信号输入连接器)，以便连接到无线电电路(例如，无线电装置)。每个连接器可以对应于天线输入馈电中的一个。如上所述，天线输入馈电线可以彼此之间相隔离并相互独立，并沿着所述短路引脚/柱布置，使得三个(在这个例子中)独立波束以三个不同的方向发射。

发射体的另一种变型示于图22A和22B；在本实施例中的带有单个发射器的主馈电不包括穿过所述平面形发射表面的开口(槽)，而在图21A-21B和15A-15B所示出的变型中包括开口(槽)。取而代之的是，平面形发射表面完全横跨表面延伸。还包括了馈电1542和短路柱/引脚1552两者，其被布置为类似于图21A-21B中所示出的布置。

回到图19A和19B，这些图分别显示了如在图15A-15B中所示出的接入 点的内部组件(光导管，无线电电路和主馈电)的剖面和顶透视图。在本例中，无线接入点系统包括底部外壳，例如，浅盘形壳体，其内容纳了印刷电路板(PCB)。所述PCB包含无线电电路，以提供无线接入功能。带有具有开口(槽，孔洞等)的辐射器元件的主馈电可以由接地(短路)引脚或腿以及至少一个馈电点直接连接到所述PCB，使得所述元件悬挂在所述印刷电路板(PCB)之上。在所述开口的一部分内，发光二极管(light emitting diode,缩写为LED)电连接到所述PCB，如图17A和17B所示。盖子和顶端外壳相配合。在这个例子中，光导管1216的杆部包围了LED的发光部分，并延伸通过所述盖子的孔和洞。O形环介入所述光导管的底部边缘和所述顶部外壳之间。盖子的尺寸与所述光导管的横截面的尺寸相仿，并覆盖了所述光导管。用于以太网接入，并电连接至所述电路的电缆，可延伸穿过相配合的外壳。

在一些变型中，光导管是漏斗形，具有圆锥形嘴部和杆。所述嘴部具有比杆更大的周长。所述杆包围了所述LED。嘴部的边缘延伸超出所述接入点的盖子。嘴部可成形为圆锥体。在一般情况下，光导管把LED的光输出以最小的强度损失重新定向到所需的位置。在一些变型中，光导管由聚碳酸酯材料制成。图15A-19B所示出的例子是垂直的光导管，然而，也可以使用有角度的或平面形的光导管，也可以使用其它光导(包括光纤)。

在图19A和19B中所示出的光导管具有圆形嘴部。图19A是光导管的横截面透视图，而图19B是光导管的顶视图。所述嘴部呈拱形并有一个浅的轮廓。另一种变型示于图20A和20B。在图20A和20B中的光导管具有方形嘴部。图20A是横截面透视图。图20B是光导管的顶视图。所述嘴部具有浅的轮廓，该嘴部的形状为切去一端的正方棱锥。在一般情况下，辐射器元件的孔可以是多边形，例如，三角形，矩形，五边形等，并且，通过所述发射体的孔可以是具有足够大的部分以接受光导管的杆的开口。嘴部的形状，直径，或深度，杆的直径,长度全部是可以变化的，并且，光导管的锥形嘴部的表面可以有纹理等，以影响从LED对光的提取。另外，外壳顶部可以有纹理，以影响光的提取。

图23A-23F示出了天线组件的另一种变型，其包括由n＝4个天线输入馈电所馈电的主馈电，并且它能够处理(发送，接收)来自相同的主馈电的4个射频(RF)波束。在示出的例子中，如在图23A中，天线组件的前部被示出。在本例中，天线组件的前部包括主天线罩2313，其盖住了进入主反射器2303的开口，该主反射器包括抛物面形的内表面(在图23A或23B中不可见)。图23B中，该装置包括四个连接器2309(天线输入连接器)，其被耦合到连接到主馈电的四个天线输入馈电，这将在下面以图23E-G进行说明。这些天线输入馈电可以被连接到具有两个或更多个天线输出线的无线电装置。例如，具有垂直和水平极化输出/输入的无线电装置可连接到所述天线装置，使得四个天线输入2309(天线极化RF信号输入)的每一个都被连接到垂直极化输出/输入，或是垂直极化输出/输入的移位的(例如，反向的，相移等)的版本。 在一些变型中，输出对可以是相同的，但也可以是反向的(例如，+垂直极化/-垂直极化等)。

图23D和23E示出了具有抛物面形内表面的主反射器内形成的开口的内侧，其除去了覆盖所述开口的外部(主)天线罩和成形的内部(次)天线罩。图23D中，包括主馈电2321(在图23E中)的子组件被帽部或子天线罩2318覆盖；图23E中，此保护帽部/子天线罩2318已被移除，示出了主馈电2321的上(辐射器)表面。

图24A和24B示出了包括主馈电2321的天线子组件。在图24A中，所述子组件包括接地板2405和围绕主馈电2321的喇叭部分2402。在图24B中，所述子组件被示出为不带有喇叭，显示出了所述主馈电通过多个突起2409相连到地，并有四个(在图24B中，只有两个是可见的)天线输入馈电2407，其馈送到所述主馈电的发射体表面上。在这个例子中，主馈电为近似方形，其具有多个切出的区域，其可能有助于形成对应于分离开的天线输入馈电的四个分离开的波束(以及分离开的极化RF信号)。

返回到图23F，图23A的天线组件的横截面图被示出。在这个例子中，示出了主反射器2303，次反射器2304和主馈电2321的布置。主天线罩2313覆盖了进入主反射器2303的开口，在所述主反射器内有次天线罩2314，其被成形为对发射穿过所述次天线罩的RF信号起透镜作用，使得所发射的RF信号的相位波前成为一致的(或大致一致的)。图23G是图23A中的装置的分解图(其不带可选的分离的主天线罩)。施加到每个天线输入馈电2407的射频(RF)信号(例如，具有不同的极化的射频信号)可以作为分离的波束从所述主馈电(例如，所述图形天线发射表面)发送，其被次反射器所反射出去(该次反射器布置在所述主馈电的图形天线发射表面的紧接的对面)，然后被反射离开主反射器，以便传送出所述装置。这示于图25。

在图25中，这两个独立的波束在横截面上被示意性地示出，所述横截面相同于图23F所示出的横截面，这示出了来自装置2504，2505的两个不同极化的波束的传输。如图所示，第一射频信号可以被施加(例如，通过无线电电路)到第一天线输入馈电(这是经由第一天线输入连接器2501)。该第一射频信号可以经由第一天线输入馈电发送到主馈电的发射体表面，在那里它被作为第一波束2504从所述发射/辐射表面的第一区域发射，如从主馈电的右侧延伸的箭头所显示的。该第一波束由在主馈电对面的凸形次反射器反射到主反射器的抛物面形的壁，如箭头所示，然后以定向波束从所述装置发射。对于由射频信号所形成的、来自每个其他的天线输入馈电的每个波束，例如响应于所施加的RF信号而从第二天线输入连接器2503发射的波束2506，可能会出现类似的过程。在本例中，所得到的用于射频信号、由主馈电的发射体/辐射器表面发射的波束是位于所述发射体表面的不同部分的中心。因此，所述波束从次反射器和主反射器的不同区域(区段)反射。由于内部(次)反射器，主馈电，和主反射器的布置，所述由主馈电发射的两个波束(以及所有的波束)以大致相同的方向离开所述装置。由于所述成形天线罩，所述 的发射出的射频信号在离开该装置时也可以具有大致一致的相位波前。

当一个部件或元件在本文中被称为在另一个部件或元件“上”时，它可以直接在其他部件或元件上，或者，居间的部件和/或元件也可以存在。相反，当一个部件或元件被称为“直接在”另一个部件或元件“上”，则不存在居间的部件或元件。还应当理解的是，当一个部件或元件被称为“连接”，“附接”或“耦合”到另一个部件或元件时，它可以直接连接，附接到或耦合到其它的部件或元件，或者也可以存在居间的部件或元件。相反，当一个部件或元件被称为“直接连接”，“直接附接”或“直接耦合”到另一部件或元件，则不存在中间的部件或元件。虽然是在一个实施例中所描述或显示出来，如此描述或示出的部件和元件可以应用到其它实施例。本领域的技术人员也将理解，在提及一个结构或部件被布置为“相邻”另一部件时，该结构或部件可以部分与该相邻部件重叠或在其之下。

本文所用的词语仅用于描述特定实施例的目的，并不意在限制本发明。例如，如本文所使用的，单数形式“一”，“一个”和“该”意在也包括复数形式，除非上下文另有明确说明。要进一步理解的是，在本说明书中使用的术语“包括”指定所陈述的特征、步骤、操作、元件、和/或部件的存在，但它并不排除存在或添加一个或更多个其它特征、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组合。如本文所使用的，词语“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任何和所有的组合，并且可以简写为“/”。

空间相对性词语，如“下方”，“下面”，“低的”，“上方”，“上面”等，在本文中可用于方便地描述附图中示出的一个元件或部件与另外的元件或部件的关系。应这样理解，空间相对性词语意在包含该装置使用时或操作时不同的方位，而不仅是在附图中显示出的方位。例如，如果在附图中的装置被翻转，被描述为在其它元件或部件“下方”或“底下”的元件或部件则将被定位为在所述其它元件或部件“上方”。因此，示例性词语“下方”可涵盖子“上方”和“下方”两种方位。该装置可以被定位为其它方位(例如被旋转90度或者在其它方位)，并且，在此使用的空间相对性描述应该被做出相应的解释。类似地，词语“向上”，“向下”，“垂直”，“水平”等在本文中只是用于说明的目的，除非另有指明。

虽然词语“第一”和“第二”在这里可以用于描述各种部件/元件，这些部件/元件不应该受这些词语的限制，除非上下文另有指明。这些词语可以被用于把一个部件/元件和另一部件/元件区分开来。因此，第一部件/元件在之后的讨论中可以被称为第二部件/元件，同样，第二部件/元件在之后的讨论中可以被称为第一部件/元件，而不脱离本发明的教导。

如本文说明书和权利要求书所使用的，包括作为例子中所使用的，并且，除非另有明确说明，所有的数字可以被读作就像它们之前还有单词“约”或“大约”，即使该等单词没有明确出现。词语“约”或“大约”可以在描述大小和/或位置时被使用，以指明所描述的值和/或位置是在值和/或位置的合理预期的范围内。例如，一个数字值可能是在所述值(或值的范围)的±0.1％ 中的一个值，所述值(或值的范围)的±1％中的一个值，所述值(或值的范围)的±2％中的一个值，所述值(或值的范围)的±5％中的一个值，所述值(或值的范围)的±10％中的一个值等。本文所记载的任何数值范围预期包括归入其中的所有子范围。

尽管上面描述了各个不同的说明性实施例，但是在不脱离由权利要求书所描述的本发明的范围的情况下可以对各个不同的实施例做出若干改变中的任何改变。例如，执行各个不同的所描述的方法步骤的顺序经常可以在可替换实施例中改变，并且在其他可替换实施例中，可以完全跳过一个或更多个方法步骤。各个不同的装置和系统实施例的可选特征可以被包括在一些实施例中，并且不被包括在其他实施例中，因此，前面的描述主要出于示范的目的而被预置，并且不应当被解释为限制在权利要求书中所阐明的本发明的范围。

本文包括的实例和图示通过例示且非限制性地示出了可以实施本主题的特定实施例。如前面所提到的，可以利用和从中导出其他实施例，从而可以在不脱离本公开的范围的情况下做出结构和逻辑的替换和改变。这样的本发明主题的实施例在本文中可以仅仅为了方便起见，单独地或者做为一个集体以术语“发明”提及，且并不是意在自动地将本申请的范围限制为任何单一发明或者发明构思，如果事实上公开了超过一个的话。因此，尽管本文已经图示和描述了特定的实施例，但是适合实现相同目的的任何布置可以代替所示出的特定实施例。本公开意在覆盖各个不同的实施例的任何和全部适应性修改或者变型。当回顾上面的描述时，上面的实施例以及本文未明确地描述的其他实施例的组合对于本领域技术人员将是清楚明白的。

Claims (36)

1.一种天线组件，其包括：

主反射器，其具有被配置为引导电磁能量的凹形反射表面；

在所述主反射器中的次反射器，其具有被配置为把电磁能量引导向所述主反射器的凸形反射表面；和

在所述次反射器后方的天线基座组件，其包括：

基板；

主馈电，其具有固定在所述基板上的图形发射表面；

三个或更多个天线输入馈电，每个天线输入馈电被连接到所述主馈电的图形天线发射表面；和

暴露在所述天线组件的外表面上的三个或更多个连接器，其中每个连接器被配置为耦合到所述三个或更多个天线输入馈电中的一个馈电上，并且被配置为以不同的极化把射频信号发送到所述每个天线输入馈电上。

2.一种天线组件，其包括：

主反射器，其具有被配置为引导电磁能量的凹形反射表面；

所述主反射器中的次反射器，其具有被配置为把电磁能量引导向所述主反射器的凸形反射表面；

主天线罩，其横跨所述主反射器的凹形反射表面延伸；

次天线罩，其具有弯曲的表面，并在所述主反射器的凹形反射表面内从所述凹形反射表面的外边缘延伸到所述次反射器；和

在所述次反射器后方的天线基座组件，其包括：

基板；

主馈电，其具有固定在所述基板上的图形发射表面；

三个或更多个天线输入馈电，每个天线输入馈电连接到所述主馈电的图形天线发射表面；和

暴露在所述天线组件的外表面上的三个或更多个连接器，其中每个连接器被配置为耦合到所述三个或更多个天线输入馈电中的一个馈电上，并且被配置为以不同的极化把射频信号发送到所述每个天线输入馈电上。

3.一种天线组件，其包括：

主反射器，其具有被配置为引导电磁能量的凹形反射表面；

所述主反射器中的次反射器，其具有被配置为把电磁能量引导向所述主反射器的凸形反射表面；和

在所述次反射器后方的天线基座组件，其包括：

基板；

主馈电，其具有固定在所述基板上的图形发射表面；

三个或更多个天线输入馈电，每个天线输入馈电连接到所述主馈电的图形天线发射表面,其中，所述三个或更多个天线输入馈电中的每个天线输入馈电是独立的并且彼此电隔离；和

无线电电路，其耦合到所述三个或更多个天线输入馈电中的每个天线输入馈电上，并配置为以不同的极化把射频信号发送到所述每个天线输入馈电上，

其中所述主馈电的图形发射表面发射对应于每个不同的极化的单独的波束，并且其中每个所述波束从所述次反射器反射到所述主反射器的不同的部分。

4.如权利要求1或2的天线组件，其中，所述天线组件还包括耦合到所述三个或更多个连接器的无线电电路，其配置成以不同的极化把射频信号发送到所述每个天线输入馈电上。

5.如权利要求3的天线组件，其中，所述天线组件还包括主天线罩和次天线罩，所述主天线罩横跨所述主反射器的凹形反射表面延伸，所述次天线罩具有弯曲表面且在所述主反射器的凹形反射表面内从所述凹形反射表面的外边缘延伸到所述次反射器。

6.如权利要求1、2或3的天线组件，其中，所述天线组件还包括围绕所述主馈电的馈电喇叭。

7.如权利要求1、2或3的天线组件，其中，所述主反射器具有抛物面形的内表面。

8.如权利要求1、2或3的天线组件，其中，所述次反射器包括反射性的双曲面形的外表面。

9.如权利要求2所述的天线组件，其中，所述次天线罩被成形为使得从所述天线组件发射的信号具有一致的相位波前。

10.如权利要求1、2或3的天线组件，其中，主反射器、次反射器和主馈电被配置为使得不同极化的射频信号从所述主反射器的不同区域发射。

11.如权利要求1、2或3的天线组件，其中，所述主反射器、次反射器和主馈电被配置为使得不同极化的射频信号从所述天线组件以相同的方向发射，但从所述主反射器的不同区域发射。

12.一种从天线组件发送射频信号的方法，该方法包括：

以第一极化从主馈电的发射表面向次反射器发送第一射频信号，从所述次反射器把所述第一射频信号反射到主反射器的第一部分，从所述主反射器反射所述第一射频信号，以便从所述天线组件在第一方向上发射所述第一射频信号；和

以第二极化从所述主馈电的发射表面向所述次反射器发送第二射频信号，从所述次反射器把所述第二射频信号反射到所述主反射器的第二部分，从所述主反射器反射所述第二射频信号，以便从所述天线组件在所述第一方向上发射所述第二射频信号。

13.一种从天线组件发送射频信号的方法，该方法包括：

以第一极化从主馈电的发射表面向次反射器发送第一射频信号，从所述次反射器把所述第一射频信号反射到主反射器的第一部分，从所述主反射器反射所述第一射频信号，以便从所述天线组件在第一方向上发射所述第一射频信号；

以第二极化从所述主馈电的发射表面向所述次反射器发送第二射频信号，从所述次反射器把所述第二射频信号反射到所述主反射器的第二部分，从所述主反射器反射所述第二射频信号，以便从所述天线组件在所述第一方向上发射所述第二射频信号；

以第三极化从所述主馈电的发射表面向所述次反射器发送第三射频信号，从所述次反射器把所述第三射频信号反射到所述主反射器的第三部分，从所述主反射器反射所述第三射频信号，以便从所述天线组件在所述第一方向上发射所述第三射频信号；和

使所述第一射频信号、所述第二射频信号和所述第三射频信号通过弯曲的天线罩，以调整所述第一射频信号、所述第二射频信号和所述第三射频信号的相位波前，使它们一致。

14.如权利要求12的方法，其中，所述方法还包括：以第三极化从所述主馈电的发射表面向所述次反射器发送第三射频信号，从所述次反射器把所述第三射频信号反射到所述主反射器的第三部分，从所述主反射器反射所述第三射频信号，以便从所述天线组件在所述第一方向上发射所述第三射频信号。

15.如权利要求12的方法，其中，所述方法还包括：使所述第一射频信号和所述第二射频信号通过成形的天线罩，该天线罩在由所述主反射器形成的抛物面形的腔体内。

16.如权利要求12的方法，其中，所述方法还包括：使所述第一射频信号和所述第二射频信号通过成形的天线罩和平坦的天线罩，该成形的天线罩在由所述主反射器形成的抛物面形的腔体内，该平坦的天线罩覆盖了所述主反射器的抛物面形的腔体。

17.如权利要求12的方法，其中，所述方法还包括：使所述第一射频信号和所述第二射频信号通过成形的天线罩，使得从所述天线组件发射出的所述第一射频信号和所述第二射频信号具有一致的相位波前。

18.如权利要求12或13的方法，其中，所述方法还包括把所述第一射频信号从无线电电路通过第一天线输入馈电发送到所述主馈电的发射表面，并把所述第二射频信号从所述无线电电路通过第二天线输入馈电发送到所述主馈电的发射表面。

19.如权利要求12或13的方法，其中，所述主反射器的第一部分和所述主反射器的第二部分包括不同的但重叠的区域。

20.如权利要求12或13的方法，其中，所述主反射器的第一部分和所述主反射器的第二部分包括不重叠的区域。

21.一种多焦点天线装置，其具有适于发射三个或更多个独立的波束的单个发射体，该装置包括：

主馈电，其包括图形天线辐射发射体，其中，所述图形天线辐射发射体包括金属片，该金属片具有沿所述图形天线辐射发射体的一个或更多个边缘的多个切出的区域；

n个天线输入馈电，其中n为3或以上，其分别延伸到所述主馈电的图形天线辐射发射体，其中，所述n个天线输入馈电中的每个天线输入馈电是独立的并且彼此电隔离；和

无线电电路，其耦合到所述n个天线输入馈电中的每个天线输入馈电上，其中，所述无线电电路被配置为把射频信号以不同的极化发送到所述n个天线输入馈电中的每个天线输入馈电上，其中，所述图形天线辐射发射体从所述主馈电发射n个波束，其中，所述n个波束中的每个波束具有不同的极化，并且其中所述波束彼此不耦合。

22.一种多焦点天线装置，其具有适于发射三个或更多个独立的波束的单个发射体，以作为多输入、多输出天线使用，该装置包括：

基板；

主馈电，其包括定位在所述基板之上的图形天线辐射发射体，其中，所述图形天线辐射发射体包括单个金属片，该金属片具有沿所述图形天线辐射发射体的一个或更多个外边缘的多个切出的区域；

n个天线输入馈电，其中n为3或以上，其通过所述基板延伸到所述主馈电的图形天线辐射发射体，其中，所述n个天线输入馈电中的每个天线输入馈电是独立的并且彼此电隔离；和

无线电电路，其耦合到所述n个天线输入馈电中的每个天线输入馈电上，其中，所述无线电电路被配置为发送射频信号，以使所述n个天线输入馈电中的每个天线输入馈电以不同的极化、频谱信号和/或延迟发送，其中，所述图形天线辐射发射体发射n个独立且不耦合的波束。

23.如权利要求21或22的装置，其中，所述装置还包括具有n个楔形表面区域的主反射器，所述n个表面区域中的每个区域反射所述n个被发射的波束中的一个波束。

24.如权利要求23的装置，其中，所述装置还包括具有n个楔形表面区域的次反射器，所述n个表面区域中的每个区域把所述n个被发射的波束中的一个波束反射到所述主反射器的n个表面区域中的一个区域上。

25.如权利要求21或22的装置，其中，n是3，并且其中每个所述被发射的波束彼此相差120度。

26.如权利要求21或22的装置，其中，n是4，并且其中每个所述被发射的波束彼此相差90度。

27.如权利要求21或22的装置，其中，所述图形天线辐射发射体具有三角形的形状。

28.如权利要求21或22的装置，其中，所述图形天线辐射发射体是平坦的。

29.权利要求21或22的装置，其中，所述图形天线辐射发射体包括用于使光端口通过的中心开口。

30.如权利要求21或22的装置，其中，所述装置还包括穿过所述图形天线辐射发射体的光导管。

31.如权利要求21或22的装置，其中，所述图形天线辐射发射体包括平坦的中央表面，其有向下折叠远离所述图形天线辐射发射体的中央平面的一个或更多个边缘。

32.如权利要求21或22的装置，其中，所述n个天线输入馈电直接耦合到所述图形天线辐射发射体的n个边缘区域。

33.如权利要求21或22的装置，其中，所述图形天线辐射发射体包括单个金属片。

34.如权利要求21或22的装置，其中，所述图形天线辐射发射体的尺寸适于按照5GHz和2GHz两个规制操作。

35.如权利要求21或22的装置，其中，所述图形天线辐射发射体包括具有在5厘米和12厘米之间的平均直径的发射表面。

36.如权利要求21或22的装置，其中，所述无线电电路被配置为发送射频信号，以使所述n个天线输入馈电中的每个天线输入馈电以不同的极化、频谱信号和/或延迟发送。