CN105680181B - 具有轴线的天线组件及操作天线组件的方法 - Google Patents

具有轴线的天线组件及操作天线组件的方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种具有轴线的天线组件及操作天线组件的方法。多向天线组件，包括多个按照长轴线排列的天线节，其形成了线性组件。天线组件可以包括在所述线性组件之上的天线罩。线性组件可包括三个或更多个天线节，其每个带有由两个平行的壁而形成的槽状反射器，并且可以具有在外边缘的褶皱，以降低干扰。辐射器的阵列可以定位在每个天线节的基部。所述天线节可以共享一个垂直的轴线，并且其每一个可以具有以一个角度偏移的波束轴线。相邻的天线节可以被隔离板分隔开来，所述隔离板带有褶皱状的外边缘。每个天线节在特定方向可以比其他天线节辐射更大的功率。

Description

具有轴线的天线组件及操作天线组件的方法
相关申请的交叉引用
本专利申请要求以下美国临时专利申请的优先权：2014年10月14日提交的美国临时专利申请62/063,916(“多扇区天线”)；2015年9月23日提交的美国正式专利申请14/862,676(“多扇区天线”)。
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
本文所描述的设备(装置和系统)以及制造和使用它们的方法涉及天线组件。在一些变型中，所述天线组件被配置成用于无线电和天线装置，所述装置形成宽带无线系统中的一部分，其为用于访问互联网的系统的一部分。本文所描述的无线发射站也可以被配置为室内，室外，或室内和室外使用。
背景技术
无线保真(wireless fidelity)，其被称为“WiFi”,通常描述了一个无线通信技术或网络,其遵循由电气和电子工程师协会(IEEE)针对无线局域网(LAN)所制定的标准。一个WiFi装置被认为是可以使用IEEE的802.11标准和其它认证的装置一起操作。这些装置允许计算机和外围装置之间的无线通信接口，以创建用于促进数据传输的无线网络。这通常也包括到一个局域网(LAN)的连接。
在WiFi家庭内，工作频率在范围中分布，并且典型地在频谱的约2.4GHz频带和5GHz频带上操作。在这些频率上存在多个协议，并且这些也可以有不同的发射带宽。
笔记本电脑和类似的无线装置通常是一个WiFi系统中最薄弱的环节，因为它们通常有着发射器和接入点(access point,缩写为“AP”)之间的低传输(transmission,缩写为“TX”)功率。因此，高增益天线系统将是有益的。天线增益提供了辐射图的定向能力，这可能是在一些应用中有用的，例如在长距离和WiFi大密度区域。一种多向天线可以是在点到多点的通信布置中特别有用，该布置中一个位于中心的高增益天线可以被配置为服务多个客户终端设备(Client Premise Equipment,缩写为“CPE”)装置。迄今为止，设计多向天线的障碍通常包括实现高增益，低成本，以及可制造性，因为多向天线和非多向天线相比往往是在设计上更加复杂。此外，由于天气和其他环境因素，配置为在户外部署的天线往往会进一步增加设计复杂性和成本。
以下将是有利的：提供用于无线信号传输的低复杂度天线系统，其易于制造和操作，特别是，提供被配置为在区域的多个扇区提供宽带数据传输覆盖的天线，该多个扇区的每个由所述多扇区天线的一个专门的无线电收发器服务。这样的设备对于在1GHz以上的用于数据和语音通信的无线电传输操作而言可能是特别有用的。本文所述的是可以解决上述讨论的问题和需要的天线系统。
发明内容
本文所描述的是多向天线组件，其包括多个(例如，2，3，4，5个或更多，典型地为3或更多)天线节，这些天线节按照长轴线成一直线布置，例如，垂直地层层堆叠。每个天线节可以被做成为在一个特定的波束轴线上提供相对窄的波束宽度，该波束轴线与所述天线组件的其他天线节的波束轴线不同。所述天线组件可以包括天线罩盖，其定位在所述直链形组件上方。在一个变型中，线性组件包括三个天线节。虽然这里提供的描述示出了具有三个层叠的天线节的天线组件，但应当理解，如本文所述的天线组件可以只包括两个天线节或三个以上(例如，4，5，6，7，8，9，等)的天线节。
一般地，如本文中所描述的天线组件的天线节彼此相邻地放置在线(例如，在一个轴线)上，其可以被称为层叠的，尽管它们可以以水平方向，垂直或任何其他的角度定向。形成一个天线组件的不同天线节可在结构上是相同或相似的，或者它们可以是不同的。
例如，所有的形成一个天线组件的天线节可以通常被成形为长条形槽，其具有由连接到基部的两个壁所形成的长的开放区域。所述壁可向外张开以形成所述开口，使得开口比基部更大(所述开口通常是和所述基部相对的)。所述壁可以沿所述天线组件的长轴线延伸。在一些变型中，所述开口(例如，面向并远离所述基部的壁的端部区域)可以包括扼流区域，其由沿开口延伸(例如，平行于所述天线组件的长轴线)的脊部(例如，“褶皱”)所形成。褶皱可包括若干(例如，在2和100之间，例如，约2和50之间，约2和30之间，约2和25之间，等等)个脊部。所述脊部可以彼此之间以一个预定的量相隔开，并且所述脊部可通过弯曲，压接，或以其它方式操纵形成所述的壁的材料(例如，金属材料，例如铝)来形成，或者所述脊部可以被添加到所述壁并与其连接。在一般情况下，所述扼流/褶皱位于各壁的开口边缘。
因此，每个天线节可以是由介入并邻接相邻的天线节的一个或多个隔离板(壁)(例如，垂直地)和相邻天线节分隔开。在一般情况下，隔离板也可以包括沿着面向外的边缘的褶皱，该隔离板可位于形成所述天线组件的各天线节之间。这些隔离板可以具有外边缘，其延伸超过由所述壁形成的开口(槽的开口)，并且，多个和彼此以及所述外边缘平行延伸的脊部可以形成所述褶皱。对于任何本文描述的褶皱(扼流)区域，所述脊部可向外取向，例如，面向所述天线节的传输的方向。本文所述的任何褶皱的可具有这样的深度(和/或褶皱之间的间距)，例如，从/向所述天线节传输的波长的均值，中值，和/或算术平均数的四分之一。褶皱和扼流区域的一个例子可以在例如，在美国专利申请号14/486992，申请日为2014年9月15日(公开为US-2015-0002357)，名为“带有扼流的双接收器/发射器无线电装置”中找到。
每个天线节还可以包括在所述槽内，位于或在基部之上的辐射器阵列。辐射器阵列可以是辐射元件阵列(例如，线性阵列)，其用于发射和/或接收电磁能，用于射频(radiofrequency,缩写为“RF”)信号的传输。辐射器的阵列可被布置在一条线上(例如，平行于所述天线组件的长轴线)。如本文所述，辐射器可优选为盘形(或漏斗形)辐射器。每个天线阵列被配置成从天线节发射电磁(例如，RF)能量，以使该天线节具有不同的主波瓣和波束轴线。在一般情况下，对于特定的天线组件，形成该天线组件的天线节共享共同的(长)轴线，其可以是垂直的轴线。天线节的波束轴线可以在所述天线组件中被定向为使得它们从该共同的垂直轴线发起，并且所述波束轴线可以是非重叠的，并且每个波束轴线可指向不同的方向。例如，每个波束轴线可以与所述天线组件的另外的波束轴线相隔一特定的角偏移量(例如，10度，15度，20度，25度，30度，35度，40度，50度，60度等)。
一般而言，所述天线组件可被配置为形成有效的组合波束宽度，其可提供跨多个区域扇区的大范围覆盖。
例如，本文描述的是具有第一轴线的天线组件，所述天线组件包括：若干沿着所述第一轴线彼此相邻布置的天线节，其中每个天线节包括：在所述第一轴线上延伸的长条形槽，其中所述长条形槽包括第一壁，第二壁，以及在所述第一壁和第二壁之间延伸的基部，在所述第一壁和第二壁之间的进入所述槽的开口，其中，所述开口具有一个宽度，该宽度大于位于所述基部的宽度，位于所述基部的辐射器阵列，所述第一壁上的、沿着和所述基部相对的所述第一壁的边缘的褶皱，以及所述第二壁上的、沿着和所述基部相对的所述第二壁的边缘的褶皱。
天线组件可以包括长轴线(例如，第一轴线)，以及：第一天线节，其是线性的在第二天线节和第三天线节之间，其中第一，第二和第三天线节在所述第一轴线上，进一步地，其中第一，第二和第三天线节的每一个包括：在所述第一轴线上延伸的长条形槽，其中，所述长条形槽包括第一壁，第二壁，以及在所述第一壁和第二壁之间延伸的基部，进入在所述第一壁和第二壁之间的槽的开口，其中，所述开口的宽度大于位于所述基部的宽度，辐射器阵列，其包括辐射器元件的阵列，其被布置在位于所述基部的沿所述第一轴线的线上，在所述第一壁上、沿着相对着所述基部的所述第一壁的边缘的褶皱，其包括在所述第一轴线上延伸的多个脊部，以及部相对的边缘的第一壁，以及在所述第二壁上、沿着相对着所述基部的所述第二壁的边缘的褶皱，其包括在所述第一轴线上延伸的多个脊部。
所述多个天线节中的每个天线节的在所述第一壁上的褶皱以及在所述第二壁上的褶皱可各自包括多个在第一轴线上延伸的脊部。一般来说，这些褶皱也可被称为隔离扼流区域(如，隔离扼流边界)。
任何这些天线组件可以包括在相邻的天线节之间的一个或多个隔离板(本文中也被称作为隔离板)。所述隔离壁也可以包括沿面对所述开口的外边缘的隔离扼流圈边界(例如，褶皱)。所述隔离壁可以用和所述壁相同的材料形成，并且可以形成所述槽的“顶”和/或“底”。
通常，所述辐射器阵列可以包括多个辐射器元件(如盘形元件)。所述辐射器元件可以布置在一条线上，如沿着所述第一轴线。
每个天线节的输出波束宽度典型地可对应于所述第一和第二壁之间的角度。在一般情况下，每个天线节的波束宽度可以是例如，10度，15度，20度，25度，30度，35度，40度，45度，50度，55度，60度，65度，70度，75度，80度，85度，90度等。例如，每个天线节的波束宽度可以是30度。在一些变型中，每个天线节的波束宽度是60度。一个天线组件的天线节可以具有相同的输出波束宽度，或者它们可以具有不同的波束宽度。本文所述的天线组件(其可以备选地被称作为在按照一直线的，层叠的，或线性的天线组件)通常可具有所有天线节的合并的波束宽度，其为例如约45度和360度之间(例如，大约60度和180度之间，例如，大约60度和120度之间，等等)。例如，合并的波束宽度可以是90度。在一般情况下，所述合并的波束宽度包括天线节波束宽度之间的重叠，但从重叠的波束宽度的一个边缘扩展到另一个。
通常，天线组件的每个天线节具有波束轴线，并且对应于所述不同的天线节的每个波束轴线可以指向不同的方向。例如，第一天线节的波束轴线可以与第二天线节的波束轴线有着例如30度的角度上的分离，并且也可以与所述多个天线节中的第三天线节的波束轴线有着例如60度的角度上的分离。因此，对应于不同天线节的每个波束轴线可以与和它最近的下一个波束轴线以预定的量分离开，其可以是相同的量(例如，10度，15度，20度，25度，30度等)或不同的量。一般来说，在此描述的“第一”，“第二”和“第三”(和更多)天线节可以以任何顺序定位在所述长轴线上。例如，第一天线节可定位在第二和第三天线节之间(例如，紧邻着该两者)，或第三天线节可以是定位在靠近于(例如，紧邻)第一和第二天线节之间等等。
例如，在一些变型中，相同或者大约相同的辐射器元件被配置在各天线节的基部上，各天线节的基部可能会被移动(如，绕所述天线组件的长轴线旋转)。例如，在所述多个天线节中的第一天线节(如，基部)可相对于在所述多个天线节中的第二天线节(如，基部)旋转30度，并相对于在所述多个天线节中的第三天线节(如，基部)旋转60度，等等。每个天线节之间(特别是不同的基部之间)的旋转角度可以是常数或为变量。在一些变型中，不同天线节之间的旋转角度可以是可调节的。另外，如上所述，所述天线节可具有不同的输出波束宽度。在一些变型中，至少两个天线节具有相同的波束宽度。
本文还描述的是把任何本文中描述的天线组件做为一个多扇区天线进行操作的方法。例如，本文描述了操作具有多个天线节的天线组件的方法，所述多个天线节在第一轴线上被彼此相邻地线性地定位，其中每个天线节包括第一壁、第二壁、以及在所述第一壁和第二壁之间延伸的基部，其具有所述第一壁和第二壁之间的开口以及在所述基部上的辐射器元件阵列，以及其中所述开口的宽度比位于所述基部的宽度更大，其中每个天线节具有指向不同的方向的独特的波束轴线。这样的方法可以包括：从每个天线节中的辐射器元件阵列发射电磁波，进一步的，其中每个天线节的输出波束宽度对应于所述天线节的所述第一壁和第二壁之间的角度；进一步的，从所述多个天线节中的每个天线节发射的电磁波仅部分与从相邻天线节发射的电磁波重叠。
操作天线组件的方法可以包括，例如：把包括三个或更多个天线节的天线组件定位，所述三个或更多个天线节沿第一垂直轴线层叠布置，使得每个天线节被定位为以不同的方向正交于所述第一垂直轴线；从每个天线节内的辐射器元件阵列发射电磁波，其中每个天线节的输出波束的角度和每个其他天线节的输出波束角有角度上的偏移；并利用位于相邻的天线节之间的隔离板降低天线节之间的电磁波传输，其中每个隔离板具有外边缘以及多个脊部，所述脊部平行于所述外边缘延伸，形成沿所述外边缘的一部分的褶皱图案。
发射可以包括从所有的天线节发射电磁波，使得合并的波束宽度为大约60度和360度之间(例如，大约90度)。发射也可以或备选地可以包括：从在所述多个天线节中的第一天线节以第一波束轴线发射电磁能，该第一波束轴线与所述多个天线节中的第二天线节的第二波束轴线在角度上以30度相分离，并且该第一波束轴线与所述多个天线节中的第三天线节的第三波束轴线在角度上以60度相分离。在一些变型中，从每个天线节中的辐射器元件阵列发射电磁波包括：独立地从每个天线节发射电磁波；备选地，从所有或一些天线节的发射可以是被协调的和/或是相同的。
一般来说，从每个天线节中的辐射器元件阵列发射电磁波包括从按照所述第一轴线布置的辐射器元件的线性阵列发射电磁波。
本文还描述的是操作具有多个天线节的天线组件，所述多个天线节在第一轴线上线性地彼此相邻的定位，该方法包括：从在所述第一轴线上、并在所述多个天线节中的第一天线节中的第一辐射器阵列以第一方向发射第一无线电波信号；从在所述第一轴线上、并在所述多个天线节中的第二天线节中的第二辐射器阵列以第二方向发射第二无线电波信号；从在所述第一轴线上、并在所述多个天线节中的第三天线节中的第三辐射器阵列以第三方向发射第三无线电波信号；抑制在所述多个天线节之间的无线电波信号，以防止从任何所述多个天线节中的天线节发射的无线电波信号被相邻的天线节所接收。
所述第一，第二和第三无线电波覆盖的区域可以是基本上不重叠的。例如，所述第一，第二和第三方向可以成角度地定向为不同方向，所述不同的方向对应于每一对的壁，并且是非重叠的。
任何这些方法还可以包括限制每个所述第一，第二和第三无线电波信号的传播，这是通过，对于所述第一，第二和第三辐射器阵列的每个，提供相邻于该辐射器阵列成角度地定位的一对壁，其中，每个壁的前边缘包括用于分隔无线电波信号的垂直褶皱。
抑制无线电波信号的步骤可以包括提供所述多个天线节中的相邻的天线节之间的隔离板，其中，所述的隔离板的前边缘包括褶皱。
例如，本文描述的是具有第一垂直轴线的天线组件，其包括：沿第一垂直轴线层叠布置的三个或更多个天线节，其中每个天线节包括：反射器，和定位在反射器基部的辐射器阵列，其中每个天线节与和其相邻的天线节由隔离板分隔开，所述隔离板具有外边缘，其还包括多个平行于所述外边缘延伸的脊部，所述脊部形成沿所述外边缘的一部分的褶皱，进一步地，其中每个天线节沿第一垂直轴线取向，使得每个天线节的输出波束轴线指向不同于所述天线组件的任何其他天线节的输出波束轴线的方向。每个天线节可以沿第一垂直轴线取向，使得每个天线节的输出波束轴线的方向和所述天线组件的任何其他天线节的输出波束轴线的方向不同并具有超过约10度的偏离。对于每一个天线节，所述反射器可以包括两个被定为为垂直于所述隔离板的壁，并且所述褶皱可在所述反射器的壁之间沿所述外边缘延伸。所述辐射器阵列可以包括线形排列的圆盘(盘形或漏斗形的辐射器/吸收器)。
每个天线节可包括长条形的在第一垂直轴线上延伸的槽，其由第一壁和第二壁形成。每个天线节可包括长条形的在第一垂直轴线上延伸的槽，其由第一壁和第二壁以及所述第一壁和第二壁之间的基部形成，并且包括所述第一壁和第二壁之间的进入所述槽的开口，其中所述开口的宽度大于在所述基部处的宽度。
第一天线节的基部可以被固定在一个角度上，该角度是相对于第二天线节的基部旋转30度，并且是相对于第三天线节的基部旋转60度。所述天线组件还可以包括在所述第一壁上的、沿着与所述基部相对的第一壁的边缘的褶皱，以及在所述第二壁上的、沿着与所述基部相对的第二壁的边缘的褶皱。所述天线节中的每个天线节的所述第一壁上的褶皱和第二壁上的褶皱可各自包括多个在第一轴线上延伸的脊部。
本文还描述了具有第一轴线的天线组件，所述天线组件包括：第一天线节，其是线性地处于第二天线节和第三天线节之间，其中第一，第二和第三天线节是在所述第一轴线上，进一步地，其中第一，第二和第三天线节中的每个天线节包括：在第一轴线上延伸的长条形槽，其中所述长条形槽包括第一壁，第二壁，和在所述第一壁和第二壁之间延伸的基部，进入所述第一壁和第二壁之间的槽的开口，其中，所述开口的宽度大于在所述基部处的宽度，辐射器阵列，其包括在基部处沿第一轴线布置成一条线的盘形辐射器元件的阵列，在所述第一壁上、沿着与所述基部相对的第一壁的边缘的褶皱，其包括多个在第一轴线上延伸的脊部，以及在所述第二壁上、沿着与所述基部相对的第二壁的边缘的褶皱，其包括多个在第一轴线上延伸的脊部；以及所述第一和第二天线节之间的第一隔离板，和所述第二和第三天线节之间的第二隔离板，其中第一和第二隔离板均包括多个平行于外边缘延伸的脊部，所述脊部和沿着所述外边缘形成褶皱。
附图说明
图1A-1G示出了多扇区天线组件的一个变型，其包括用于可选的杆安装的安装支架。图1A是正视图，图1B是后视图，图1C是左视图，图1D是右视图，图1E是俯视图，图1F是仰视图，并且图1G是等距视图。
图2A-2K示出了多扇区天线组件的例子，其包括扇区天线的线性排列，其类似于在图1A-1G中所示的例子，其没有覆盖天线元件的天线罩。图2A-2D分别示出了正立体图，正视图，顶立体图，侧立体图。图2E-2H分别显示出了正视图，后视图，左侧视图和右侧视图。图2I和2J分别显示了俯视图和仰视图，图2K是所述多扇区天线组件的背面的立体图。
图3A是一个轮廓，其示出了天线的一个变型的三个扇区，其以俯视图的方向显示了通过三个反射器(每扇区一个)中的每一个反射器的剖面。图3B是天线图，其显示了对应于多扇区天线的每个扇区的主波瓣，该多扇区天线可以是如图1A-2K中所示的天线之一(例如，具有三个扇区的天线)。图3C-3H示意性地示出了具有3个扇区的多扇区天线的各扇区的不同布置。图3I和3J示出了多扇区天线的可替代的变型的天线图，其类似于图3B中所示的天线图。
图4A-4E示出了多扇区天线的变型，其包括线性的组件。
图4F和4G示出了具有五(N＝5)和4(N＝4)个天线节的多扇区天线的变型。
图5A示出了辐射元件(辐射器/接收器)阵列的变型，其具有四个辐射元件；图5B示出了辐射元件(辐射器/接收器)阵列的另一个变型，其具有八个辐射元件。
图6A是如本文所述的多扇区天线的另一种变型的正视图。
图6B示出了图6A中的多扇区天线，其外盖(例如，天线罩)被去掉，示出了三个不同的反射器区域，其由边界隔板分隔，所述边界隔板具有层叠的褶皱边缘。
图6C是类似于图6B中所示的前立体图。
图7A是图6A-6C中的多扇区天线的天线上方部分的放大立体图。
图7B是图6A-6C中的多扇区天线的天线中间部分的放大立体图。
图7C是图6A-6C中的多扇区天线的天线中间部分的另一立体图，其呈现了不同的角度。
图7D是图6A-6C中的多扇区天线的天线底部部分的立体图。
图8A是一个如本文所述的天线节的立体图。
图8B，8C，和8D分别是一个如本文所述的天线节的正视图，后视图和侧视图。
图8E是图8A中的天线节的另一立体图；图8F是图8E中所示的天线节的部分分解图。
图9A是图6A-7D的多扇区天线的侧视图。
图9B是图6A-8的多扇区天线的背面立体图。
图9C是图6A-8的多扇区天线的背面的一部分的放大图。
图10A和10B分别示出了一个多扇区天线的两个天线部分之间的隔离板部分的立体图和仰视图。在图10A中，为了清楚的目的，该多扇区天线的其余部分已被去除。
图11A-11G示出了一个隔离板的一种变型，其包括褶皱状外边缘区域。图11A是立体图，图11B是俯视图，图11C是仰视图，图11D是侧视图，图11E是正视图。图11F和11G显示了分解立体图。
图12是一个多扇区天线阵列的外壳的立体图，它从装置的背面示出。
图13A示出了用于把一个第一无线电装置耦合到一个多扇区天线的至少一个天线部分的电缆和连接器的立体图。图13B示出了无线电装置和天线的连接。
图14是一个图，其示出了如本文所述的天线组件的操作的一种变型。
图15是驱动单个天线组件中的多个天线部分的单个无线电收发器的示意图。
具体实施方式
本文描述的是多扇区天线组件。这些组件被通常布置为整体式框架，其具有多个(例如，2，3，4，5，6，7，8，或更多个)被布置在一条线上的内部的天线节，其中，沿第一轴线，每个天线节与另一天线节相邻。通常，每个所述天线节有独特的波束宽度和波束角；所述波束角可以从该第一轴线延伸，每个天线节的波束角可被定向为和其他天线节的波束角不同的方向。整个天线组件可以被包括在完整的或部分的壳体中，其可以包括，例如，天线罩。在一般情况下，这些多扇区天线组件可被这样布置，以使所述天线节层层相叠(例如，当该天线装置被定向为垂直的)。
例如，多扇区天线组件可以包括多个天线节,其被布置为沿第一轴线彼此相邻。每个天线节可以有长条形槽的形状，其在所述第一轴线上延伸，并且通常包括第一(例如，右)壁，第二(例如，左)壁，在所述第一壁和第二壁之间延伸的基部，它们形成了穿过所述槽的截面(例如，该截面垂直于所述第一轴线)的三个边；此截面的周边可以是近似梯形，使得进入所述第一壁和第二壁之间的槽的开口(该开口和所述基部相对，所述基部形成背壁)的宽度大于所述基部处的宽度。每个天线节还可以包括定位在基部(例如，在基部上，从基部延伸的，等等)的辐射器阵列。任何这些天线节还可以包括沿着至少两个边缘(例如，所述第一和第二壁的和基部相对的边缘)的扼流边界区域。这个扼流边界区域可以被称为褶皱或褶皱区域。例如，每个天线节可包括沿所述第一和第二壁的和所述基部相对的边缘的第一壁上的褶皱。褶皱可以限制天线节和附近的另一个天线(例如，天线组件或任何其他天线)之间的电磁能量的通路，从而有助于隔离该天线节。
所有这些功能，以及额外的功能，包括对这些和附加特征的变化，被描述并在下面更详细地被说明。部件和安排的具体实施例旨在为仅供说明，而并非旨在限制本发明的范围。关于附图，本公开可以在各种示例中重复附图标记和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其自身并不决定所讨论的各种实施例和/或配置之间的关系。在提及具体技术时，这样的描述也应该被理解为包括了替代的，进一步的，或更一般的技术手段，尤其是当描述本申请的某些方面，或是当描述可以被要求权利的主题的发明是如何可能被制造或者使用时。在提及设想的原因或影响时(例如，对于某些被描述的技术而言)，这样的描述并不排除替代的，进一步的，或更一般的原因或影响(其可能发生在替代的，进一步的，或更一般的被描述的技术手段中)。在提及使用特定技术手段的一个或多个理由时，或在提及避免使用特定的技术手段时，当情况可能表明所述原因或技术手段可能不适用于如所描述的情况时，则不排除其他原因或技术手段，即使它们是完全相反的原因或技术手段。
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换能器装置。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)。
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，其使频率区间可以被有选择性的发送或丢弃。被发送的区间被称为通频带，而被丢弃的区间被称为抑制频带。
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，当信号在一个装置的第一频道上传输的时候，降低装置(例如装置的第二频道)上感知的不良的，不明确的，无目标的，和/或非故意的信号(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(或天线节)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(或天线节)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”，“正交”，等等，通常指的是具有一个选定的极化的信号，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。
术语“波瓣”是指天线的辐射图。一个天线会在不同的角度，方向显示出“波瓣”图案，在这些角度或方向的辐射信号强度达到最大，并被“空值”所分隔开，所述“空值”是指辐射下降到零的角度。被设计为大于其他波瓣的波瓣是“主波瓣”。另外的波瓣是“旁波瓣”。在“主波瓣”相反方向上的“旁波瓣”被称为“背波瓣”。
术语“波束宽度”可指半功率波束宽度，这是一个天线(或，如本文所述的，包括诸发射体的一个子集的天线的一部分)的主波瓣的半功率(-3dB)点之间的角度，所述半功率是参照所述主波瓣的峰值有效辐射功率。波束宽度通常，但不总是以度，并相对于水平面而表示。如本文所述的多扇区天线可以包括多个天线节，每个具有单个(独立和/或重叠的)波束宽度。这些天线的波束宽度可以参照“水平面”(例如，一个平面，其垂直于由(在一些变型中)所述发射元件所形成的轴线)。
术语天线的“波束轴线”通常是指该天线的辐射图的主波瓣。波束轴线可以是穿过所述主波瓣的最大辐射的轴线。
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。
例如，图1A-1G从不同的角度示出了多扇区天线组件10的一种变型。图1A示出了正视图，图1B示出了后视图，图1C示出了左侧视图，图1D示出了右侧视图，图1E示出了俯视图，图1F示出了仰视图，并且图1G示出了等距视图。在本例中，线性天线组件10被天线罩组件部分地覆盖，该天线罩组件包括盖14a和背板14b。端盖16a，16b覆盖所述线性天线组件10和天线罩组件的端部。该组合形成了防风雨的壳体23，其覆盖了整个天线组件，包括被布置在所述天线组件的长轴线上的各天线节部件。
在图1A-1G中所示的线性天线组件10的例子中，所述天线组件包括三个天线节(在天线组件外壳体内，不可见)。示例性天线节在图2A-2D中被描述。如图1A-1G，无线电发射器181，182，183可被连接到每个天线节。端盖16a，16b，和外壳体的天线罩组件可以由绝缘材料制成，例如塑料。在一个变型中，天线罩组件壳体14的长度为1.5米，其基部的宽度为315毫米。任何合适的架设(例如，安装支架19a，19b)可以被包括进来作为外壳体23的一部分，或添加到该外壳体，以支持所述天线组件，例如，当安装到杆，柱，壁或类似物时。
图2A显示了图1A-1G中的线性组件10，其不带有天线罩盖14a和背板14b。例如，图2A-2D示出了线性组件10的立体图。如图所示，所述线性组件10附连到背板14b上。图2E示出了正视图。图2F示出了后视图。图2G示出了左侧视图。图2H示出了右侧视图。图2I示出了俯视图。图2J示出了仰视图。图2K示出了立体图。
一般而言，任何本文所述的线形天线组件可以包括多个(N个)天线节，其中N≥2。在图2A-2D中所示的天线组件的例子中，有三个天线节(N＝3)。在这个例子中，线性天线组件10，在图2A中从左至右分别示出了：顶部，中部和底部天线节121，122，123，它们具有类似的配置(形状，尺寸等)，但是角度上有彼此30度的偏移。每个天线节12n包括一对壁以及背部(基部)，其形成槽，例如长的开放型容器，其敞开端的宽度比其基部宽度大，该开放型容器具有两个壁和基部。对于每一个天线节，(可选的)褶皱201，202可定位在第一和第二壁的每个的开口端边缘。褶皱之外或者代替褶皱，另外的边缘/壁的图案，形状和材料，例如凹痕，可被用于提供电磁波的隔离，以改善每个天线节的定向覆盖，其也可能抑制相邻天线节之间(或到相邻天线节)的无线电波(例如，噪音以及干扰)。电磁吸收或绝缘材料也可以被放置在所述槽的外边缘上。辐射器阵列22n可以定位在天线节12n的基部。第一隔离壁241(褶皱区域)插入并邻接所述顶部天线节和所述中部天线节121，122。第二隔离壁242(褶皱区域)插入并邻接所述中部天线节和所述底部天线节122，123。图3A进一步示出在图2A中所示的褶皱201，202的横截面图。在一个变型中，褶皱的深度为12.5毫米并有1.5毫米的间隔。在这个例子中，每个褶皱是由至少两个翅片形成。
褶皱201,202，(以及隔离分离器241，242)可以降低到相邻天线节(和/或相邻设置的无线电天线)的信号干扰。
图3A示出了多扇区天线组件(如在图1A-2G中所示的例子)中的天线节121，122，123的截面位置。在本例中，天线节被定位成使得在横截面中，它们具有沿天线组件的最长长度的共同的轴线(第一轴线303)。在每个天线节中，天线阵列可以充当定向天线，其在一个特定方向上把波定向。通常，在由天线节的壁所限定的方向上的波瓣在本文中被称为“主波瓣”。最大辐射的轴线，其通过主波瓣的中心，可在本文中被称为“波束轴线”或“视轴线”。所述天线节被定位成使得所述各波束轴线是独特的(即，其指向不同的方向)，并且可以被配置为从一个共同的垂直轴303发起。天线节的波束角可以是指水平平面内的角度，该波束角由从天线节内的辐射器所发射的最右边和最左边的电磁波束所形成，它被所述槽的壁所限制(即，每个天线节内，所述波束角被两个壁的位置所约束，该两个壁相对于所述辐射器成角度地布置)。例如，在如图3A所示的天线节中，每个天线节具有60度的波束角。参照中部天线节，如图3A所示，最右边的电磁束正在以波束轴线的右侧30度处离开所述槽，并且，最左边的电磁束正在以波束轴线的左侧30度处离开所述槽，形成了60度的波束角。本说明书参考了水平电磁辐射图，其可以被绘制为所述天线周围的方位角的函数。线性阵列的组合波束角对应于每个天线节的水平平面内的电磁辐射图在极坐标系统中的叠加。原点对应于中心轴线。再次参考图3A，最右侧的天线节的右壁对应于0度，最左边的天线节的左壁对应于所述天线组件的组合波束角。在本实施例中，天线组件具有120度的组合波束角。
如上所讨论的，所述槽的壁可以限制位于槽内的辐射器的辐射或射频(RF)发射。在槽壁的顶部的扼流边界区域(例如，褶皱)可以进一步在无关的方向上抑制辐射(即，阻止或抑制在可对主天线节相邻的天线节产生干扰的其它方向上的无线电波辐射)。
在图3B中所示的特定例中，线性天线组件被构造成具有三个天线节，每个部分指向不同的方向，每个天线节的波束轴线和相邻的天线节的波束轴线相比有近似30度的偏移。在这个例中的天线节有相同的水平辐射图，如各天线节的主波瓣具有约30度的半功率波束宽度。中部天线节具有垂直于所述槽的背面的波束轴线。为了说明的目的，中部天线节的背部对应于x轴，而垂直的轴线对应于y轴。顶部天线节具有y轴的右侧30度的波束轴线。底部天线节具有y轴的左侧30度的波束轴线。在本例中，天线节的主波瓣被配置为在半功率点重叠，并且，三个天线节形成约90度的组合的波束宽度(对应于所述天线组件)。通过修改天线节的位置，可以改变特定的天线节的波束轴线的方向。通过改变所述槽的角度或形状，改变位于槽内的辐射器的设计，或修改在所述槽的壁的顶部的所述褶皱，或通过以上的组合，天线节的主波瓣可以被修改。天线组件中的天线节的数目(N)可以被改变，每个天线节的波束轴线的方向可以被改变，并且所述主波瓣(或无线电天线发射模式)可以被修改，以满足设计的要求，以及提供所期望的覆盖区域。
相邻定位的(相叠的)(天线组件中的)天线节的取向可以是不同的。例如，图3C-3H示意性地说明了线性组件的不同的变化，所述线性组件在其之中具有三个天线节,各个三个天线节有着不同的取向。所示的每个梯形对应于一个天线节。在这些例中，天线节共享共同的轴线。每个天线节的横截面在图中被示出，以说明天线节的相对位置和方向。
例如，在图3C中，顶部天线节121的波束轴线被定位于y轴的左侧，中部天线节122的波束轴线定位在中间并对应于y轴，底部天线节123的波束轴线定位在y轴的右侧。顶部天线节121的波束轴线与中部天线节122的波束轴线在角度上相隔30度，并与底部天线节123的波束轴线相隔60度。
在图3D中，顶部天线节121的波束轴线被定位于y轴的左侧，中部天线节122的波束轴线被定位于y轴的右侧，底部天线节123的波束轴线定位在中间，对应于y轴。顶部天线节121的波束轴线与中部天线节122的波束轴线在角度上相隔60度，并和底部天线节123的波束轴线相隔30度。
在图3E中，顶部天线节121的波束轴线定位在中间并对应于y轴，中部天线节122的波束轴线定位在y轴的右侧，底部天线节123的波束轴线定位在y轴的左侧。顶部天线节121的波束轴线在角度上和中部天线节122的波束轴线相隔30度，并和底部天线节123的波束轴线相隔30度。
在图3F中，顶部天线节121的波束轴线定位在中间并对应于y轴，中部天线节122的波束轴线定位在y轴的左侧，底部天线节123的波束轴线定位在y轴的右侧。顶部天线节121的波束轴线在角度上与中部天线节122的波束轴线相隔30度，并和底部天线节123的波束轴线相隔30度。
在图3G中，顶部天线节121的波束轴线定位在y轴的右侧，中部天线节122的波束轴线定位在y轴的左侧，底部天线节123的波束轴线定位在中间并对应于y轴。顶部天线节121的波束轴线在角度上和中部天线节122的波束轴线相隔60度，并和底部天线节123的波束轴线相隔30度。
在图3H中，顶部天线节121的波束轴线定位在y轴的右侧，中部天线节122的波束轴线定位在中间并对应于y轴，底部天线节123的波束轴线定位在y轴的左侧。顶部天线节121的波束轴线在角度上与中部天线节122的波束轴线相隔30度，并和底部天线节123的波束轴线相隔60度。
在一些变型中，形成天线组件的不同的天线节的波束角可以相对于彼此成更大或更小的角度。例如，天线节可以具有不同的主波瓣或半功率波束宽度。通过改变辐射器阵列的性能特征，例如列数，在每列中的元件的数量，所述壁的角度上的位置和/或形状等，主波瓣的配置可以被改变。阅读了本公开的本领域的普通技术人员可以扩展这一概念，这样，可以通过改变所述天线节的波束轴线的位置，并改变每个天线节的主波瓣，同时保持与相邻的区域的部分重叠，而使天线节的组合的输出波束宽度不同。这将改变由从各天线节发射的电磁波所跨越的区域。一个变型的例子示于图3I，其利用天线节，其中每个主波瓣具有30度的半功率波束宽度，中部天线节的波束轴线对应于y轴。右天线节的波束轴线与y轴相隔40度。左天线节的波束轴线与y轴相隔40度。可替代地，波束轴无需有均匀的间隔。使用相同的天线节，中部天线节的波束轴线对应于y轴。右天线节的波束轴线可以和y轴以30度相隔，而左天线节的波束轴线可以和y轴相隔40度，如图3J所示。
在一些变型中，每个天线节121，122，123是扇区天线。在一个变型中，每个扇区天线也可以具有主波瓣，其具有60度的波束宽度。该天线节可以被定位成使得相邻的天线的主波瓣在半功率点重叠，这样，这三个天线节形成180度的组合的波束宽度。在另一种变化中，至少其中两个天线节具有不同的主波瓣或波束宽度。在操作中，多个天线节表现为一个天线，其提供一系列区域或扇区范围内的覆盖。
图4A-4E中示意性示出了天线组件的其它例子，其具有不同数目的成线形的天线节以及这些天线节的不同布置。在这些例中，天线节被示出为沿天线组件的长轴线(第一轴线)向下看。如上文所述，每个天线节可以包括第一侧，第二侧和基部，其形成开放的、长条形的槽状组件。在每个例中，单个天线节可具有相同的一般配置，或者它们可以有不同的配置。在图4A-4E中，每个天线节在俯视图中被表示为梯形；不同的天线节有不同的底纹。
例如，图4A示出了一个变型，其中天线组件的组合波束角是大约180度。在本例中，每个天线节具有大约90度的波束角，并且天线节共享相同的中心轴线，并彼此层叠(N＝2天线节)，并有相类似地定位的壁。在每个天线节中的辐射器阵列的长度可以是相似的。类似地，在图4B中的天线组件具有180度的组合波束角，然而，一个天线节具有大于90度的波束角，而另一个天线节具有小于90度的波束角。在每个天线节中的辐射器阵列的长度可以是相似的。这里示出了两个天线节。因此，在该示例中，波束宽度可以是不同的。
图4C示出了天线组件的一个例子，其使用五个天线节(N＝5)，其组合波束角是360度。天线节具有不同的主波瓣的形状和不同的波束宽度。在每个天线节中的辐射器阵列可以有不同的长度。
图4D示出一个变型，其使用五个天线节(N＝5)，其组合波束角为大约270度。在本例中的天线节具有不同的主波瓣(并且，如上述的，天线节可以有不同的配置)，因此，天线节可以具有不同的波束角。在每个天线节中的辐射器阵列可以有不同的长度。
另一个例子示于图4E，其中组合波束角是大约90度，其使用两个天线节(N＝2)。在本例中的天线节具有相似的结构和对应的主波瓣，因此具有相似的半功率波束宽度。
图4F和4G示出了本文所述的天线设备的变型，其分别具有五(N＝5)个和4(N＝4)个天线节。每个天线节由隔离板与相邻天线节隔开，如本文所述。在图4F和4G中，一些特征(包括杆架，天线罩，背部区，等)已经为清楚起见而被移除，但这样的设备可以是类似于这里描述的任何其它实施例的(并且可能与这里描述的任何其它实施例共享类似的特性)。
在本文所描述的任何实施例中，每个天线节可包括一个或一个以上的发射元件，用于发射和/或接收射频(RF)能量。特别是，每个天线节可包括多个发射体(发射元件)，其被布置为阵列，诸如一个线性的阵列，其可被定向为按照所述天线组件的长轴线排列。例如，图5A和5B示出了辐射器阵列22n的例子。如所提到的，每个天线阵列22x可以包括多个辐射器(辐射元件30)。多个辐射器30可被耦合到相应的无线电发射器/接收器(例如，发射器，接收器，收发器等)。例如，在辐射器的阵列中，每个辐射器30可以被安装在电介质表面32上。贴片34可以由导电材料形成，并且可以由与辐射器相同的材料形成。该电介质表面可设置在接地平面36上。把所述阵列中的辐射器放在所述贴片处或所述贴片之上则提供了对所述天线阵列所产生的辐射图的控制。辐射器的放置可以在所期望的方向上加强辐射图，并抑制不想要的方向上的辐射。
在一些变型中，如在图5A和5B中所示的例子中，每个辐射器元件30是一个中空的金属锥形部分，其具有一顶点端和基端。第一圆柱形部分被环状地设置在所述锥形部分的基端的周围，并且，第二金属圆柱形部分耦合到所述锥形部分的顶点。所述顶点端的圆柱形部分可具有一个孔，用于从无线电发射器接收天线馈电。该孔可以有螺纹。阅读了本公开的本领域的普通技术人员将认识到，可在本文中公开的多向天线的设计中实现其它的辐射器设计，包括但不限于，各种贴片天线阵列，针形或杆形的辐射器阵列等。在一些变型中，每个天线节容纳单个辐射器元件，而非辐射器阵列。
天线组件可以具有一个或多个发射器元件，其中包括连接到所述第二圆柱形部分的贴片部分。该贴片部分可有通过它的孔。所述贴片被布置在绝缘体上，如印刷电路板，并且，一个金属接地部分也可以连接到和所述贴片相对的绝缘体。该接地部分可具有通过它的孔，用于接收一个紧固件。可以用螺钉把接地部分，贴片，绝缘体和锥形体连接在一起。螺钉或其他紧固件也可以把一射频(RF)馈电保持在所述锥形部分上的带螺纹的孔的位置。另外，一RF馈电可以附着到贴片，在顶点端的圆柱体的一部分可以被放置成与该RF馈电电接触。
所述装置可以布置成阵列，以提供有效的辐射图,阵列的元件和辐射器的高度可以被布置为用于提供阻抗匹配和改进的天线增益。
多扇区天线设备(组件)的另一个例子示于图6A-9C。在本例中，该装置包括三个天线节，其每个按照垂直轴线布置，但指向不同的方向。每个天线节包括一个无线电装置(例如，射频无线电收发器)的连接。
例如，图6A示出了外部天线罩603的结构，其覆盖所述天线组件。该装置被示出为垂直安装到杆或柱605上。图6B示出了除去该天线罩的装置，其显示了三个层叠的天线节607,608，609，每个指向不同的方向(相隔30度)。该三个天线节的每个也通过隔离板611，613而相互分离，所述隔离板具有褶皱边缘(图6B或6C中不可见)。
图7A是正视图，其示出了顶部天线节607的更近的视图，并示出了一对侧壁705，707，其在所述线性(垂直)的盘形发射体阵列709的每一侧，该发射体阵列可以被安装在背部或基部711。侧壁(且在一些变型中，基部)可形成各天线节的反射器部分；这些侧壁可以是长的，平行的，并形成槽状结构。隔离板611位于顶部天线节607和中部天线节608之间。图7B示出了该中部天线节608的立体图。图7C显示了中部天线节608的另一(向下看的)立体图。图7D示出了底部天线节609。
在图7A-7D中，隔离板611，613是可见的。在图10A-11G中有类似的隔离板的更详细的描述。如在图7C中可以看到的，褶皱区域744沿着所述隔离板的外边缘形成。在本例中，褶皱区域仅在隔离板的外边缘周围部分地延伸，在上部隔离板611中，它主要在进入天线发射体阵列的开口之间延伸(该开口由上部天线节607和中部天线节608的壁形成)，在下部隔离板613中，它主要在进入天线发射体阵列的开口之间延伸(该开口由中部天线节608和下部天线节609的壁形成)。在一些变型中，这个扼流区域在所述隔离板的外边缘周围的全部延伸；在其它变型中，扼流区域仅在上部和/或下部天线节的壁之间延伸(该扼流区域被定位在该上部和/或下部天线节之间)。
在图7A和7D中，天线组件的顶部和底部不包括隔离板，但它们被上盖746和下盖748覆盖。可替代地，在一些变型中，所述上盖和/或下盖可以包括(或被配置为)隔离板(例如，其可以包括褶皱/扼流区域)。
图8A-8F示出了天线节的一个例子；在这个例子中，天线节类似于上述的中部天线节608。例如，图8A示出了包括一对壁807，809的天线节，该一对壁连接到背部区域811，在其上由8个盘形发射体813组成的阵列被安装到基部814，该基部包括馈线和接地板。图8B示出了正视图，而图8C示出了后视图。通过无线电连接834，835，可从一个或多个无线电收发器得到输入。也可以使用多极化输入(例如，水平和垂直极化输入)。
在图8A-8F中，天线节包括上部和下部隔离板822，823。在图8D中，侧视图示出了上部隔离板877和下部隔离板878的轮廓，包括形成所述扼流边界的褶皱。
图8E示出了天线节的另一立体图，图8F示出了图8E中的天线节的分解图。在本例中，天线节包括上部隔离板822和下部隔离板823，其具有沿外边缘的扼流边界区域，以及一对侧壁807，809，和背部区811。发射体基部814和发射体阵列813也被包括在内。侧壁807，809的每个包括褶皱部855'，855，其在外边缘由长条形边缘的多个折叠形成。
如上所述，多个不同的天线节可以层叠连接在一起，以形成天线组件。每个不同的天线节可以由单个无线电收发器装置馈送，或由不同的无线电收发器装置馈送。例如，如图9A-9C中所示，每个天线节由不同的无线电收发器903，905，907馈送(并可以被馈送以多个极化)，所述无线电收发器被连接到该装置的背部。所述无线电装置可以在支架911，913，915中被保持。所述装置还可以包括安装件，用于耦合到壁，柱，杆，或其它表面或结构上。
图10A和10B分别示出了隔离板的一种变体的立体图和端视图，其类似于图7A-8F中所示的那些。在这个例子中，隔离板是薄的平板1001，其具有曲线形的外缘，该外缘没有被折弯(例如，不具有唇部)，其还具有扁平后边缘，该扁平后边缘有一个唇部，形成曲线形的，被折弯的区域1003，该被折弯的区域横跨后部延伸并稍微向上到所述曲线形外边缘。该隔离板可以由任何适当的材料形成，包括金属材料，和/或隔绝RF的材料。该唇部区域由每侧的凹口和非唇部区域分离。唇部1003的宽度和褶皱区域1005的厚度是大致相同。在图10A-10B中，褶皱(扼流)区域1005由多个相叠的层(其可由和所述板相同的材料形成)形成；每个层可以被堆叠到另一层上，其从所述外边缘凹进大约四分之一波长(例如，向/从以上所讨论的天线传输的波长的均值，中位数，和/或平均数的四分之一)。例如，在图10A-10B中，有六个层被示出为彼此层叠，形成具有三个脊部的扼流区域，其包括大小交替的条带。在这个例子中，该扼流区域1007仅在所述隔离板的外部曲线形边缘周围部分地延伸。如图10B所示，天线节的壁1011，1013形成开口，该开口在一边(例如，顶部或底部)被所述扼流板限定，并在所述外边缘被扼流区域1007限定。该两边都连接到背部区域1024，发射体阵列1025连接到该背部区域。
图10B还示出了通过所述天线组件的截面，该天线组件包括外盖(天线罩)1021，和一个到射频(RF)无线电收发器1023的安装件。在操作中，作为区域之间的边界，隔离扼流边界可以防止或减少相邻的天线节之间的干扰和/或串话。如果没有天线节之间的隔离板的扼流边界区域，相邻天线节之间的射频(RF)传输可能会有显著的干扰。
图11A至11G示出了隔离板的另一个例子，其类似于图10A-10B中所示的。图11A是隔离板的立体图，其包括扼流边界区域1103。图11B是正视图，和图11C是后视图。在使用中，天线节可定位在正面以及背面的任一者或两者上，并可对准，使得隔离扼流区域形成垂直于侧壁的顶部或底部边界，并形成反射器区域，从该反射器区域RF能量被发射。
在图11D中，隔离板的侧视图示出了由平板叠层1109所形成的脊部1107，而该脊部又形成了所述扼流区域。图11E从所述隔离板的正面示出了另一侧视图。隔离板可以包括附件1133或安装区域，其在本例中是由该板的折叠区域形成。
图11F和11G显示了隔离板的侧面和正面立体分解图。在本例中，如上所述，有六个条带1141，1142，1141'，1142'，1141”，1142”，其尺寸为交替的(例如，更薄的和较宽的相交替)，从而使隔离板的外表面形成3个脊部(凹陷区域)，如上所述。所述板都彼此连接(例如，通过螺栓，螺钉等，本例中所示为螺栓1144)。
如上所述，本文所述的任何天线组件可包括外盖(例如，天线罩)，其在天线反射器上，其对于由各个天线节发送的RF能量的波长而言是至少部分透明的。图12从后面示出了盖子(例如，壳体)1202的一个例子。盖或壳体可以是一体的，如图所示，其形成大致圆柱形的结构，或者它可以具有任何适当的横截面(例如，矩形，三角形，圆形，肾形，delta形(deltoid)，长方形，心形，矛尖形，椭圆形，楔形等)。所述壳体的背面可以包括一个或多个开口1205，1207，1205'，1207'，1205”，1207”，其用于连接到射频无线电收发器，和/或开口1209，用于把该装置连接到杆，墙壁等。
图13A和13B示出一对附件1301，1303，其可以把保持在安装支架或附件1307中的无线电(收发器)装置1305连接到所述设备的背面，并连接到一个或多个天线节(未示出)。
如上所述，在一些变型中，每个天线节被耦合到发射器/接收器/收发器，从而每个天线节可包括不同的发射器/接收器/收发器，虽然这些不同的发射器可彼此相连接和/或由控制器控制。在一些变型中，从每个天线节而来的RF信号的传输可以是特定于该天线节，或者它可以是从所有的天线节传输，或它们的某种组合。例如，在一些变型中，所述天线节被同时操作，例如，在天线节中的辐射器阵列可以由单个无线电收发器单元来驱动。在一些变型中，各天线节各自单独操作。例如，每个天线节可以是连接到不同的无线收发器单元并由其驱动。在一些变型中，单个收发器驱动所有的天线节，或天线节的一个子集。例如，单个收发器单元可以驱动一个，两个，三个，四个，等在多扇区天线组件中的天线扇区，而在同一个多扇区天线组件中，第二(或更多)收发器可以驱动另一个，两个，三个，四个，等天线扇区。在下面更详细描述的图15是单个收发器馈送三个天线部分的例子(例如，另一个天线设备包括单个天线节/段的层叠阵列，其可以被控制，例如，作为一个AP系统)。
图15是天线组件的例子的示意图，该天线组件可以被配置为如本文所述的多扇区、层叠天线组件，其中射频(RF)收发器(无线电)可以控制多个(示出为3个)阵列天线部分，这些天线部分可以彼此层叠并被隔离开。在这个例子中，三个天线部分中的每个是天线节1505，1505'，1505”，它们通过转换器1503连接到单个收发器(无线电装置1501)。该系统可被控制以作为AP系统操作，如在美国申请号14/659397(“使用多个定向波束操作接入点的方法”)，申请日2015年3月16日中所描述的，在此将该申请全部引入本文作为参考。
在使用中，如本文中所描述的扇区天线组件可被配置，以比单个天线覆盖更宽的地理区域。例如，如图14中所示，在提供了一个如本文中所描述的多扇区天线组件后，独立的天线结构可以提供多个区域的无线电覆盖(101)。所述天线组件可以具有多个天线节，其中所述天线节相对彼此线性地布置。每个天线节可以具有独特的、指向不同的方向的波束轴线。可选的，在一些变型中，每个天线节可以与相邻的天线节电隔离(102)，或与其他附近的天线相隔离(例如，通过使用扼流边界区域)。此外，或可选地，各天线节的主波瓣可以有些分离，使得其每个的波束宽度是受限的(例如，到主波瓣)。然后，电磁波可以从所述多个天线节的全部或部分地发射，其中，所述电磁波从定位在所述多个天线节的每个之中的基部上的辐射器阵列上生成(103)。如所提到的，所发射的RF能量对每个天线节而言可能是相同的，或者，对特定天线节(或天线节子集)而言它可以是独特的。因为天线节的构造和布置，传输可以被限制在被从各个所述多个天线节发射的电磁波所覆盖的区域中，因为该区域与其它天线区域仅有部分的重叠(104)。例如，各个天线节的输出波束宽度可以对应所述两个壁的位置，这两个壁相对于每个天线节中的辐射器阵列成角度地设置(105)。扼流边界(褶皱)可以帮助把来自各天线节的电磁能量相隔离(106)，以限制每个天线节的波束宽度。例如，在一些变型中，每个天线节的输出波束宽度为20度和180度之间(如60度，80度，90度等)。
上述说明提供了许多不同的实施例，用于实现本发明的不同特征。特定的组件和流程的实施例被描述，以进一步解释本发明。这些当然只是实施例，它们并不是旨在限制权利要求中所述的本发明。
尽管本发明被示出和描述为体现在一个或多个具体的实施例中，它仍然不旨在被限制在所示的细节之中，因为在不脱离本发明的精神的情况下，并在权利要求的等同物的范围和界限内，可以对实施例做出各种改进和结构的变化。因此，对以下所附的权利要求做出更宽的、与本发明的范围相一致的解释是合适的。
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 (23)

1.一种具有第一垂直轴线的天线组件，所述天线组件包括：
三个或更多个天线节，其沿所述第一垂直轴线彼此层叠布置，其中每个天线节包括：反射器，和
辐射器阵列，其位于所述反射器的基部上，
其中，每个天线节沿所述第一垂直轴线取向，使得每个天线节的输出波束轴线指向的方向与该组件的任何其它天线节的输出波束轴线指向的方向不同，
其中，每个天线节由隔离板与相邻的天线节相隔开，所述隔离板被相邻的天线节共用，
其中，所述隔离板具有外边缘，并且还包括由彼此独立的多个层在隔离板上层叠形成的与该外边缘平行地延伸的多个脊部，所述多个脊部沿该外边缘的一部分形成了褶皱。
2.如权利要求1的天线组件，其中每个天线节沿所述第一垂直轴线取向，使得每个天线节的输出波束轴线指向的方向不同于该组件的任何其它天线节的输出波束轴线指向的方向，并与该组件的任何其它天线节的输出波束轴线指向的方向相差大于10度。
3.如权利要求1的天线组件，其中，对于每个天线节而言，其反射器包括垂直于所述隔离板的两个壁。
4.如权利要求1的天线组件，其中，对于每个天线节而言，其反射器包括垂直于所述隔离板的两个壁，进一步地，其中所述褶皱在所述反射器的壁之间沿所述外边缘延伸。
5.如权利要求1-4中的任一项的天线组件，其中，所述辐射器阵列包括成一条线布置的圆形盘。
6.如权利要求1-4中的任一项的天线组件，其中每个天线节包括长条形槽，其由第一壁和第二壁形成，并在所述第一垂直轴线上延伸。
7.如权利要求1-4中的任一项的天线组件，其中每个天线节包括长条形槽和开口，所述长条形槽由第一壁、第二壁、和在该第一壁与第二壁之间的基部形成，并在所述第一垂直轴线上延伸，所述开口在该第一壁与第二壁之间进入所述槽，其中该开口的宽度大于在基部处的宽度。
8.如权利要求7的天线组件，其中第一天线节的基部相对于第二天线节的基部旋转30度，并相对于第三天线节的基部旋转60度。
9.如权利要求7的天线组件，还包括所述第一壁上的、沿着该第一壁的与所述基部相对的边缘的褶皱，以及在所述第二壁上的、沿着该第二壁的与所述基部相对的边缘的褶皱。
10.如权利要求9的天线组件，其中，所述每个天线节的所述第一壁上的褶皱和所述第二壁上的褶皱均包括在所述第一垂直轴线上延伸的多个脊部。
11.如权利要求1-4中的任一项的天线组件，其中所述辐射器阵列包括沿所述第一垂直轴线布置成线的辐射器元件的阵列。
12.如权利要求1-4中的任一项的天线组件，进一步包括定位在天线组件上的天线罩，其覆盖各天线节的反射器。
13.如权利要求1-4中的任一项的天线组件，其中，所述天线节具有相同的输出波束宽度。
14.如权利要求1-4中的任一项的天线组件，其中每个天线节的输出波束宽度是60度。
15.如权利要求1-4中的任一项的天线组件，其中所有的天线节的组合波束宽度为90度。
16.如权利要求1-4中的任一项的天线组件，其中第一天线节的波束轴线与第二天线节的波束轴线在角度上相差30度，并与第三天线节的波束轴线在角度上相差60度。
17.如权利要求16的天线组件，其中所述第二天线节位于所述第一和第三天线节之间。
18.如权利要求16的天线组件，其中所述第一天线节位于所述第二和第三天线节之间。
19.如权利要求16的天线组件，其中所述第三天线节位于所述第一和第二天线节之间。
20.如权利要求1-4中的任一项的天线组件，其中每个所述天线节具有不同的输出波束宽度。
21.如权利要求1-4中的任一项的天线组件，其中所述天线节的至少两个具有相同的波束宽度。
22.一种具有第一轴线的天线组件，所述天线组件包括：
第一天线节，其线性地位于第二天线节和第三天线节之间，其中第一，第二和第三天线节是在所述第一轴线上，进一步地，其中第一，第二和第三天线节中的每个天线节包括：
在所述第一轴线上延伸的长条形槽，其中，所述长条形槽包括第一壁，第二壁，和在所述第一壁和第二壁之间延伸的基部，
在所述第一壁和第二壁之间的进入所述槽的开口，其中，所述开口的宽度大于在所述基部的宽度，
辐射器阵列，其包括辐射器元件的阵列，所述辐射器元件在所述基部沿着所述第一轴线布置成线，
在所述第一壁上的，沿着所述第一壁的边缘的与所述基部相对的褶皱，其包括在所述第一轴线上延伸的多个脊部，和
在所述第二壁上的，沿着所述第二壁的边缘的与所述基部相对的褶皱，其包括在所述第一轴线上延伸的多个脊部；以及
在第一和第二天线节之间的被第一和第二天线节共用的第一隔离板，和在第二和第三天线节之间的被第二和第三天线节共用的第二隔离板，其中所述第一和第二隔离板均包括由彼此独立的多个层层叠形成的与外边缘平行地延伸的多个脊部，所述脊部沿所述外边缘形成褶皱。
23.一种具有第一轴线的天线组件，所述天线组件包括：
第一天线节，其位于第二天线节和第三天线节之间，其中第一，第二和第三天线节是在所述第一轴线上，进一步地，其中第一，第二和第三天线节中的每个天线节包括：
在所述第一轴线上延伸的长条形槽，其中，所述长条形槽包括第一壁和第二壁，
在所述第一壁和第二壁之间的进入所述槽的开口，
辐射器阵列，其包括沿着所述第一轴线布置的辐射器元件阵列，
在所述第一壁上的，沿着所述第一壁的一边缘的褶皱，其包括在所述第一轴线上延伸的多个脊部，和
在所述第二壁上的，沿着所述第二壁的一边缘的褶皱，其包括在所述第一轴线上延伸的多个脊部；以及
在第一和第二天线节之间的被第一和第二天线节共用的第一隔离板，和在第二和第三天线节之间的被第二和第三天线节共用的第二隔离板，其中第一和第二隔离板均包括由彼此独立的多个层层叠形成的与外边缘平行地延伸的多个脊部，所述脊部沿所述外边缘形成褶皱。
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