[发明专利]刀片天线以及包括刀片天线的无线局域网

说明书

技术领域

本发明涉及适合于在无线局域网中使用的刀片天线，其包括至少一个刀片天线单元且优选为两个刀片天线单元，其中每一单元包括：

-接地平面，

-第一刀片结构，其大体上垂直安装到所述接地平面上，

其中所述接地平面和第一刀片结构至少部分地由导电材料制成且彼此电绝缘，进而形成刀片天线。

背景技术

刀片天线通常用于收发无线电信号，且是从单极天线得出，所述单极天线是基于垂直定位到接地平面上的杆状极。刀片天线不同于单极天线之处在于杆状极被垂直定位到接地平面上的平面结构或刀片代替。刀片和接地平面都需要至少部分地由导电材料制成以便充当天线。

刀片天线一般来说已知具有宽带特性，这使得它们对于在例如WiFi等无线局域网(WLAN)中使用来说先验地较不具有吸引力。WiFi标准通常使用2.4和5.0GHz的频率用于无线电信号的发射。适合于例如WiFi等WLAN的天线应当具有关于以上两个频带的充分界定的带宽。另一方面，刀片天线具有相对高效率的有吸引力的性质，所述效率为由天线辐射的功率相对于由天线吸收(大部分为热能)且不用于辐射目的的功率的比率。

发明内容

本发明的目标是开发适合于在无线局域网中使用的刀片天线。另外，目标是提供可集成于接入点或桥接器中以在涵盖室内和室外使用的WLAN中使用的刀片天线。

以上目标通过提供如序文中所描述的刀片天线而满足，其中每一刀片天线单元包括电介质材料的主体，其中刀片结构至少部分地嵌入所述主体中且所述主体充当用于由所述刀片天线接收或发射的电磁波的透镜结构。通常，刀片结构完全嵌入于所述透镜结构中。因此，根据本发明的刀片天线的主要辐射表面是指向周围透镜结构的外壁。

令人惊奇地，此透镜结构的提供带来适合于在涵盖室内和室外使用的WLAN用途中使用的刀片天线。刀片天线的使得其适合于既定使用的性质涵盖操作带宽、效率以及增益水平(即辐射方向图的方向性)。下文进一步的实例中将展示一些具体实施例及其有利性质。

刀片天线可含有一个或多个刀片天线单元，这取决于既定用途。当刀片天线整体集成于壁装式接入点中时，所述刀片天线包括两个刀片天线单元是有利的。当集成于天花板安装式接入点中时，所述刀片天线包括一个刀片天线单元是有利的。

当刀片天线包括两个刀片天线单元时，其具有提供冗余的优点，即在其中一者故障的情况下的备用单元。并且，如果一个单元在收发信号中受到例如干扰的妨碍，那么另一单元对于其不同位置仍可为有效的。

优选地，根据本发明的刀片天线经设计以使得一个且优选地每一刀片天线单元包括

-第一刀片结构，其具有大体上由如下极函数界定的圆周：

其中a，b，n₁≠0

且其中：

-ρ_d(φ)是位于XY平面中的曲线；以及

-φ∈[0，2∏)是角坐标。

此极函数也被称作超形，其在颁于J.Gielis的美国专利7,620,527中描述。所述专利阐释了包含圆形和多边形的大多数几何形式和规则形状可如何被描述为以上极函数的公式的特殊实现。通过旋转对称性(m₁，m₂)、指数(n₁，n₂.n₃)和/或短轴和长轴(a，b)的选择或所谓的调制，可实现广泛多种自然且抽象的形状。超形公式的详细阐释在为此目的参考的US’527专利中给出。

替代地，上文定义为ρ_d(φ)的极函数可被定义为若干极函数ρ_i的求和SF(θ)，如下：

其中

用于极函数ρ_d(φ)的此替代的定义SF(θ)在整个应用中对于本发明的所有实施例是有效的，其中ρ_d(φ)一直指示为极函数。在此下文随后的ρ_d(φ)的参数的任何所指示偏好也适用于替代定义SF(θ)。

已发现所述刀片结构的此设计增强了刀片天线对于其既定用途的合适性。

优选地，在根据本发明的刀片天线中，至少一个刀片结构具有大体上由如下极函数界定的圆周：