[发明专利]具有无线电模块的照明器

说明书

技术领域

本公开涉及并入到照明器中的极高频（EHF）无线电模块。

背景技术

IEEE 802.11ad是Wi-Fi无线标准的扩展，其使用60GHz射频（RF）波段。该频段在美国为56-64GHz，在欧洲为56-66GHz。它允许通过链路以每秒多个千兆比特的速率传送数字数据。

60GHz技术的一个问题是60GHz Wi-Fi模块具有与Wi-Fi a/b/g/n模块非常不同的范围。这归因于信号的短得多的波长（5mm）以及空气对60GHz RF的高吸收。此外，许多材料或者反射60GHz RF（例如大多数建筑材料，如金属、混凝土或者木材）或者吸收60GHz RF（例如人体）。这意味着具有允许的RF功率输出的60GHz信号的有效范围最多是数米的数量级。但是，为了使得甚至该范围成为可能，必须使用波束形成，即60GHz天线系统必须是定向的，并且在发射器与接收器之间必须存在视线路径。定向性通过单独地设置去往/来自每个天线（分别用于发射/接收）的增益和相位而实现。也可以设置这些系数，从而获得不太定向或者甚至准全向发射/接收样式（pattern）。当使用不太窄的波束时，噪声容限较小，但是这可以通过降低比特率（例如使用较长持续时间的符号和/或使用较少的符号，例如16QAM代替64QAM）进行补偿。

US 2012/0274208公开了一种包括无线电收发器芯片的照明设备，并且公开了可以用于无线电通信（除别的以外）的一个波段是60GHz波段。无线电收发器主要用来接收来自遥控器的控制信号，但是也可以这样使用，使得照明设备可以将“远程管理”信号发射至附近的其他照明设备。然而，US 2012/0274208未能认识到60GHz在照明的背景下远远超过任何其他无线电波段的任何特定的有用性。

发明内容

以下公开的技术利用了以下观察：由于其频率，60GHz RF具有与可见光相似的传播性质。这意味着如果诸如60GHz Wi-Fi模块之类的60GHz无线电模块并入到照明器中，那么无线电波束可以被布置成在其空间范围和站线（line-of-site）性质方面基本上匹配光。如所提及的，在美国，60GHz Wi-Fi波段是56-64GHz并且在欧洲它是56-66GHz（并且RF信号可以使用该波段整体的一部分）。然而，其他范围是可能的，例如宽度50-70的60GHz波段，信号使用该波段整体的任何部分。事实上，更一般而言，本文利用的GHz RF的观察和性质可以适用于落在极高频（EHF）范围内的任何RF辐射，该极高频范围为30-300GHz（EHF是一种ITU定义）。

依照本公开的一个方面，提供了一种照明器，该照明器包括：光源，其可操作来发射光束；以及无线电模块，其可操作来发射包括无线电信号的无线电波束，该波束占用落在30GHz-300GHz范围内的频段（即，使用该范围的至少一部分）。光源和无线电模块可操作来发射光束和无线电波束以便在空间上基本上重合。当从工厂提供时，这些模块可以被提供为具有带有充分自由度的波束形成能力，可操作来创建该空间关系；并且在安装时，这些模块可以这样设立，以便真正以这种空间关系布置。在实施例中，可以包括一种照明系统，该系统包括这样的照明器的系统。

依照本文公开的另一个方面，提供了一种操作照明器的方法，该方法包括：操作照明器的光源以便发射光束；操作照明器的无线电模块以便使用落在30GHz-300GHz范围内的频段发射包括无线电信号的无线电波束；以及使用光束的空间范围以指示无线电波束的近似空间范围，或者反过来使用无线电波束的空间范围以指示光束的近似空间范围。

依照本公开的一个方面，提供了一种照明系统，该照明系统包括一个或多个照明器，每个照明器包括：光源，其被配置成发射光束；以及无线电模块，其被配置成使用落在30GHz-300GHz范围内的频段发射包括无线电信号的无线电波束。光源和无线电模块被布置成发射光束和无线电波束以便在空间上基本上重合。在实施例中，可以包括一种照明系统，该系统包括这样的照明器的系统。

可选地，光源和无线电模块可以被布置成使得光束和无线电波束一致地移动，和/或光源和无线电模块可以可操作来一致地改变光束分布和无线电波束分布。

此外，在实施例中，用于60GHz（或者更一般而言EHF）通信的无线电模块（例如Wi-Fi接入点）的一种优选分布与照明器的分布匹配。而且，照明器倾向于在用户环境内的不动产（例如办公室等等）方面具有良好的位置。