用于多无线电通信的天线系统的利记博彩app
本申请公开了构造用于在多无线电无线网络设备(mr-wnd)(诸如，接入点或基站)中使用的天线系统的方法。具体地讲，本申请考虑了用于mr-wnd的天线系统，该天线系统包括具有多个多输入多输出(mimo)和/或多用户多输入多输出(mu-mimo)能力的无线电，使得该具有多个mimo和/或mu-mimo能力的无线电可以在一个或多个限定频带内并发地操作，并且从而使得该mr-wnd能够发送并接收具有足够高的保真度的独立但并发的rf信号流，以使得大量客户端设备的高带宽连通性能够优选地到达大约100英尺的距离。可利用本文的天线系统的mr-wnd的示例公开于美国9,749,241中。在下文中，我们将无线网络设备(wnd)和mr-wnd可互换地称为多无线电无线网络设备。
背景技术：
将最受益于本天线系统(并且暗示包括所述天线系统的wnd)的环境的示例是：体育馆、大礼堂、竞技场，以及需要一个或多个wnd从远距离或更近距离向限定覆盖区域提供无线服务的其他类似环境。在这两种情况下，当存在大量无线客户端设备用户时，例如，用户与用户的间隔为一米时，我们将此类环境称为超高密度(uhd)环境。
出于本文讨论的具体实施的目的，我们将覆盖范围限定为其中rf信号具有足够的信号强度或保真度以提供wnd所需的必要无线服务的限定区域。
我们首先讨论由mr-wnd功能及其在uhd环境中使用而产生的天线系统所需的物理属性、性能和功能：在准los/los(视线)环境中实现来自多个无线电的同时mimo/mu-mimo通信。
许多uhd环境(诸如上文所限定的那些)是其中客户端设备与wnd的间隔可高于100英尺的环境。该间隔距离连同定向天线的使用，意味着客户端设备到wnd的链路间隔实际上是视线(los)或准los环境。众所周知，mimo和mu-mimo技术可用于向用户设备提供増大的链路容量和数据速率吞吐量，并且依赖于wnd和客户端设备之间的高散射路径，使得信号在接收器侧被有效地解相关。然而，los/准los环境中的低散射意味着，使用mimo/mu-mimo功能需要一种在这种低散射状态下有效地操作的分集方案，诸如，偏振分集的情况。可使用例如双线性偏振传输天线和接收天线来实现偏振分集。只要天线被充分隔离，单对双线性和正交偏振天线就可以通过将每个天线馈源连接到共用无线电的无线电链来实现分集阶数2×2。
mr-wnd中的天线系统将必须在紧凑的占有面积中为每个mimo阶数实现多个双线性和正交对天线，并且每个无线电实现多个此类对。只要在所有天线之间保持充分隔离，就可以缩放该mimo方案，以便使用共用无线电实现分集阶数3×3、4×4等，并且此类多个mimo方案可在mr-wnd中实现用于m个或n个无线电的m×n分集。然而，由于los/准los环境中的散射较差，仅由天线间距提供的无线链路隔离难以在小形状因数wnd中实现。也就是说，简单复制类似的双线性和正交偏振对天线将不能在uhd环境中提供有效mimo和mu-mimo通信，因此应采用其他方法来提供无线链路隔离。
例如，在这些情况下提供无线信道隔离的一种不同的方法是采用辐射方向图分集，由此不同的天线具有不同的辐射方向图。然而，仅当如此组装的天线阵列的辐射方向图仍在如uhd环境的los/准los环境中实现mimo/mu-mimo功能的情况下，该方法才可行。此外，必须保持来自不同无线电的rf信号之间的非常高的隔离度，以避免mr-wnd内的无线电间干扰，并且在mr-wnd中实现多个并发的mimo/mu-mimo通信。
接下来，我们讨论限定覆盖区域，该覆盖区域具有跨覆盖区域的改善的信号保真度均匀性。虽然定向天线自然提供限定覆盖范围，但信号保真度(被定义为sinr)在整个覆盖区域可基本不同，这既是由于朝向该区域边缘的rf信号功率的自然转降，也是由于来自覆盖区域外(尤其在边缘)的有害干扰侵入的增大。当覆盖区域中存在多个无线用户时，这种不均匀性使总数据速率吞吐量降低，因为最慢的用户将需要更多带宽占用时间，例如，在提供wifi服务的wnd中。在mr-wnd中，尤其是对于uhd，更期望天线系统提供更好的sinr均匀性，并且改善对来自覆盖区域外的干扰的抑制。
当前无线网络设备实现上述优选特征组的缺陷主要由无线网络设备中所采用的天线系统中的缺点引起(天线系统被定义为除无线电的rf连接器之外的rf电路和辐射元件)。第一类经常使用的无线网络设备采用全向天线。然而，对于在uhd环境中所识别的用例，此类天线不提供足够的天线增益和方向性。第二类无线网络设备通常采用具有窄波束和正交偏振的固定波束定向天线，以在los环境中提供有效的mimo支持。然而，在这两类无线网络设备中，如果要采用在共用频谱带中操作的多个无线电，这需要适当地解决产生于用于多个无线电的多个定向天线的协整的具体问题。此类问题包括：在无线电之间提供充分隔离以支持并发传输，以及利用离散的无线网络设备中多个无线电的集成来使其能够提供更大的覆盖范围和数据服务灵活性，以便更好地为其客户端服务和/或使对相邻无线网络设备的信号干扰最小化。
美国9,749,241描述了一种无线网络设备，如图1所示，该无线网络设备包括各自具有多个无线电rf收发器链的多个无线电(此类无线电的示例包括mimo无线电和mu-mimo无线电)、接口矩阵和多个多端口天线。该多端口天线具有至少两个端口并且可同时传输多个波束。每个波束可辐射相同或不同的rf信号，并且每个波束具有不同的信号偏振和/或辐射方向图(辐射方向图的主要特征在于最大增益方向和其波束宽度)。该接口矩阵将来自无线电的rf信号互连到多端口天线的端口。可选地，可动态地配置互连。
技术实现要素：
在本公开中，我们解决了天线系统的设计和具体实施，该天线系统解决了在uhd环境中提供与多个无线电并发的有效mimo和mu-mimo通信的附加问题。该天线系统本身将是被配置为实现此结果的多个定向天线连与其他rf元件的组合。我们讨论了作为多个各种rf元件的组合的天线系统的实施方案。具体地讲，该天线系统优选地包括与全向天线相对的多个定向天线。由于其性质，定向天线提供了用于抑制表现为来自覆盖区域外的干扰的有害信号的方法。在本文所公开的实施方案中，天线系统被定义为使得其能够以紧凑的方式实现wnd所需的特征属性，并且解决由于其集成而产生的众多物理挑战。我们解决了上文识别的两个用例，在这些情况下，需要具有高天线增益和方向性的广阔的覆盖区或窄覆盖区。因此，本发明所公开的天线系统能够为多种uhd环境部署高容量无线网络。本申请中公开的天线系统的一些实施方案是美国9,749,241中描述的多个多端口天线的具体实现。本发明所公开的天线系统可选地结合用于重新配置接口矩阵以实现对不同无线电的动态覆盖和干扰管理的装置。
本公开的目的是示出用于实现具有以下特征/方面的天线系统的特定方法(对于uhd类型的环境是重要的)(1)在无线网络设备的中每个无线电的预期覆盖区域中的任何位置处为至少两个无线电和每个无线电辐射具有正交偏振的至少两个rf信号以有效地支持uhd环境中的mimo通信的方法；(2)在减小信号泄漏并増大到/来自相邻wnd的信号抑制的同时在该区域中提供覆盖范围以在覆盖区域中提供良好的连接性同时减小信道再利用距离的方法；以及(3)无线电之间的充分隔离以实现并发的无线电传输和接收的方法。结果，我们考虑了在uhd环境中典型的两个mr-wnd覆盖范围用例所产生的期望但非限制性的属性。在第一种情况中，相对广阔的区域中的覆盖范围是期望的。
更具体地讲，覆盖范围波束宽度应介于90度和160度之间。该特征用于在较大区域(诸如，会议厅、体育馆或机场大厅等)中提供覆盖范围。在第二种情况中，具有窄波束和高信号增益的相应小的覆盖范围是期望的。更具体地讲，覆盖波束宽度应小于60度，具有大于6-dbi的增益和低旁瓣电平。此功能用于从远离用户的位置提供覆盖范围，诸如在体育馆或竞技场碗座区。
并入的附加期望的可选特征包括：(1)用于为一些无线电辐射至少四个rf信号的方法，其中两个rf信号以具有给定波束宽度和正交偏振的给定方向来辐射，并且相对于第一两个rf信号，另外两个rf信号以具有不同波束宽度和正交偏振的不同方向来辐射。该特征帮助对无线链路进行解相关并且增强在uhd环境中通过方向图分集向不同用户的mu-mimo传输；(2)用于独立地重新配置一些无线电的预期覆盖方向和/或预期覆盖区域的装置，以用于相对于无线电网络设备位置来动态地重新分配无线电容量，并且/或者减少给定方向中/或来自给定方向的rf干扰。尤其期望的特征是重新分配在相同的覆盖区域或不同的覆盖区域中的所有无线电的容量；以及(3)该天线系统具有小共性或平面形状因数。设计美观的无线网络设备需要此特征。
本发明所公开的技术的一个或多个具体实施的细节在附图及下文的具体实施方式中进行说明。其它特征、方面、描述和潜在优点将从具体实施方式、附图以及权利要求书中变得显而易见。
附图说明
图1是常规多无线电无线网络设备(mr-wnd)的示意图。
图2a至图2c示出了根据本发明所公开的技术的包括天线系统的多无线电无线网络设备的各方面。
图3是多分段多端口(msmp)天线的示例的示意图。
图4是包括具有四个rf链的单个无线电和具有四个平面天线分段的天线系统的无线网络设备的示意图。
图5a至图5b示出了双线性偏振微带贴片天线的示例的各方面。
图6和图7示出了包括四个平面天线分段的msmp天线的实施方案的各方面，所述四个平面天线分段中的每个被实现为单个双线性偏振微带贴片天线。
图8是包括接口矩阵和四分段多端口天线的msmp天线系统的示意图，其中该接口矩阵使用可配置的互连布置将无线电的四个rf链连接到所述四个天线分段。
图9是包括接口矩阵和四分段多端口天线的msmp天线系统的示意图，其中该接口矩阵使用固定的互连布置将无线电的八个rf链连接到所述四个天线分段。
图10是包括接口矩阵和八分段多端口天线的msmp天线系统的示意图，其中该接口矩阵使用固定的或可配置的互连布置将无线电的八个rf链连接到所述八个天线分段。
图11是多无线电无线网络设备的示意图，该多无线电无线网络设备包括各自具有四个rf链的两个无线电和mr-msmp天线系统，该mr-msmp天线系统包括各自具有四个平面天线分段的msmp天线。
图12和图13示出了包括各自具有四个平面天线分段的两个msmp天线的mr-msmp天线结构，所述四个平面天线分段中的每个被实现为单个双线性偏振微带贴片天线。
图14示出了在两个平面天线分段的pcb上的布置的示例，所述两个平面天线分段中的每个被实现为相应两个msmp天线的单个双线性偏振微带贴片天线。
图15是mr-msmp天线系统的示意图，该mr-msmp天线系统包括接口矩阵和各自具有四个平面天线分段的两个msmp天线，其中该接口矩阵使用可配置的互连布置将来自两个无线电中的每个的四个rf链连接到该msmp天线的相应四个天线分段。
图16是多端口阵列(msa)天线的示例的示意图。
图17是包括mpa天线馈源网络的msa天线的示例的示意图。
图18是包括双偏振天线元件的子阵列、mimo馈源网络、互连馈源网络和行馈源网络的msa天线的示意图。
图19是天线元件的子阵列和该行馈源网络的示意图，所述天线元件中的每个被实现为单个双线性偏振微带贴片天线。
图20和图21是互连馈源网络的相应示例的示意图。
图22是包括被配置为如图18中那样的msa天线的msa天线系统的示意图，其中该mimo馈源网络已被实现为直通馈源网络。
图23是90°混合耦合器的示意图。
图24是包括被配置为如图18中那样的msa天线的msa天线系统的示意图，其中该mimo馈源网络已被实现为90°混合耦合器馈源网络。
图25是8×8巴特勒矩阵的示意图。
图26是耦合到沿不同方向发射八个波束的天线元件的8×8巴特勒矩阵的示意图。
图27是包括被配置为如图18中那样的msa天线的msa天线系统的示意图，其中该mimo馈源网络已被实现为8×8巴特勒矩阵。
图28是在其中mpa天线具有单个馈源网络的4×8mpa天线系统的示意图。
图29是在其中mpa天线具有双馈源网络的4×8mpa天线系统的示意图。
图30是在其中mpa天线具有巴特勒矩阵馈源网络的4×8mpa天线系统的示意图。
图31和图32示出了多无线电(mr)mpa天线系统的各方面。
图33至图37示出了针对图31和图32中的mr-mpa天线系统的不同配置而实现的覆盖区域。
本文结合以下描述和附图描述了本发明所公开的技术的某些示例性方面。然而，这些方面仅指示可采用本发明所公开的技术的原理的各种方式中的几种，并且本发明所公开的技术旨在包括所有此类方面及其等同物。当结合附图考虑以下具体实施方式时，本发明所公开的技术的其他优点和新颖特征可变得显而易见。
具体实施方式
图2a是用于mr-wnd201的包括多个天线210和接口矩阵220的天线系统200的示意图，该mr-wnd包括至少两个无线电230，每个无线电具有多个无线电收发器链232(也被称为rf链)。此类无线电230的示例包括mimo无线电和mu-mimo无线电。在wnd201中，无线电230的每个rf链232在相同的rf信道上传输属于相同数据信道的rf信号205。该rf信号205可以是相同或不同的。为清楚起见，在下文中我们将假设rf信号205是不同的。每个无线电230在操作rf频带内的一个或多个rf信道中传输并接收rf信号205。该rf频带本身由分成多个rf信道的rf频谱组成。该rf信道可以是非连续的，并且该rf频带可由非连续的rf频谱组成。为清楚起见，在下文中我们将假设单个rf信道。不同无线电在基本不重叠的rf频带中的rf信道中传输并接收rf信号205。无线电230的rf链通过接口矩阵220连接到多个天线210的端口212。该接口矩阵220可被重新配置为选择性地将rf链232互连到天线端口212，以动态地改变所述无线电230的空间覆盖范围。图2a示出了mr-wnd201中的无线电230、接口矩阵220和天线210的互连的示例。一般来讲，无线电230的数量可不同于天线210的数量，并且无线电可同时连接到不同的天线。
接口矩阵220可包括缆线、传输线、开关元件和/或功率分流/合成元件，以选择性地将rf链232路由并连接到单独的天线馈源中的每个，或者使该rf链与单独的天线馈源中的每个断开连接。此外，该接口矩阵220可被配置为允许每个rf链232耦合到天线系统200的零个、一个或多个天线馈源。该开关元件的状态通过接口矩阵控制信号222动态地配置。该接口矩阵220也可包括rf滤波器以进一步抑制无线电的操作rf频带外的信号。此外，该接口矩阵220可包括在单独的pcb上实现的多个单独的接口矩阵模块。
这里，无线网络设备201中的每个无线电230根据通信协议来进行无线数据通信，诸如由ieee802.11、lte(和其变体lte-u、multefire等)、ieee802.15.4(zigbee)、蓝牙规定的那些和/或其他类型的无线通信协议。不同无线电230可根据不同的用户期望协议来操作。无线电230也可具有多种协议的能力，以被重新配置为使用不同的通信协议来操作。在以下讨论中，为清楚起见，具有四个天线的ieee802.11ac经常用作示例性示例。然而，这并不限制本文所述技术的范围，以及所述技术对特定无线电或特定通信协议的适用性。
用于确定配置由接口矩阵220实现的耦合状态所需的控制信号222的系统逻辑236可在无线电230，或附接到无线电的处理器库中的处理器，或附接到无线网络设备通信接口(诸如，不同无线网络接入设备或无线网络接入控制器)的数据网络中的单独实体，或以上的组合中实现。
如上所述，使用具有低增益和方向性提供广阔的覆盖区域(也称为uhd类型1或简称为类型1)或具有高增益和方向性提供窄覆盖区域(也称为uhd类型2或简称为类型2)的天线系统200最好地解决uhd部署环境。图2b和图2c非限制地分别示出了类型1覆盖区域290b和类型2覆盖区域290c。在小于15英尺的高度处部署天花板安装mr-wnd201中遇到类型1覆盖范围290b的示例，而在天篷或天桥上部署用于服务大约100英尺距离处的用户的mr-wnd201遇到类型2覆盖范围290c的示例。在不存在为类型1和类型2用例提供理想容量的单个天线系统的情况下，我们公开了用于实现天线系统的两个方法，一个用于uhd类型1，并且一个用于uhd类型2，其中每个方法本身由两个步骤组成。尽管两个天线系统的具体组成不同，但是这两个天线系统的高电平元件对于图2a所示的天线系统200的那些是共用的。
在第一种方法中，我们在第一步骤中描述了用于具有一个无线电的wnd的第一天线系统，该天线系统包括多分段多端口(msmp)天线和接口矩阵。该msmp天线系统为该无线电提供了覆盖如uhd类型1的广域的方法。在第二步骤中，我们描述了将msmp天线系统扩展为包括至少两个无线电的mr-wnd的方式。这种采用包括多个msmp天线的多无线电msmp天线系统的mr-wnd适当地是在类型1广域中提供覆盖范围的第一解决方案方法。
在第二种方法中，我们在第一步骤中描述了用于具有一个无线电的wnd的天线系统，该天线系统包括多端口阵列(mpa)天线和接口矩阵。该mpa天线提供高増益和高方向性，以向来自如uhd类型2的大距离的用户提供足够的服务。在第二步骤中，我们描述了将mpa天线系统扩展为包括至少两个无线电的mr-wnd的方式。这种采用mpa天线的mr-wnd适用于uhd类型2环境。
图3示出了msmp天线310及其与具有多个rf无线电链的无线电的接口的概念。该msmp天线310包括多个天线分段314，其中每个天线分段具有包括两个单独的天线馈源334的共用天线端口312和使用定向辐射方向图辐射耦合到该天线馈源的rf信号的装置。此外，该msmp天线310中的每个天线分段314是平面结构，该平面结构可从其他分段独立地取向(也就是说，每个天线分段平面的法线可以独立的方向定位)。每个天线馈源334可通过接口矩阵(例如，220)连接到无线电的rf链。每个rf链从无线电传输/接收rf信号305。
一般来讲，rf链可互连到零个、一个或多于一个天线馈源334，并且天线馈源可连接到零个、一个或多于一个rf链。耦合到共用天线端口312的两个不同的rf天线馈源334的rf信号305由天线分段314使用两个不同的定向(非全向)波束342h、342v来辐射。两个波束342h、342v均使用基本类似的但具有正交偏振的辐射方向图来辐射该rf信号。我们将这些双波束称为天线端口312或天线分段314的垂直偏振波束342v和水平偏振波束342h。结果，msmp天线310的每个端口312提供用于以与其他端口312基本不同的方向来辐射具有正交偏振的一对定向波束342h、342v的装置。天线分段314的特性(平面结构、不同天线分段的独立几何布置、定向波束、两个天线馈源、正交偏振)使msmp天线系统(如我们稍后所公开的)成为使用mr-wnd201实现类型1覆盖范围290b的绝佳选择。
图4是使用msmp天线系统400的mr-wnd401的示意图。为清楚起见，并且不限于此，mr-wnd401的实施方案包括一个具有四个rf链432的无线电。msmp天线系统400包括msmp天线410和接口矩阵420，其中该msmp天线由四个平面天线分段414组成。本领域的技术人员可容易地将具有单个无线电430的mr-wnd401的实施方案扩展为不同数量的无线电、rf链、msmp天线、每个msmp天线的平面天线等。在图4所示的示例，msmp天线410由四个不同的平面天线分段414组成。每个平面天线分段414在单独的印刷电路板(pcb)上制造。该平面天线分段414也可被设计成在给定的操作频带中具有低反射系数，并且在该频带外具有高反射系数。如将要显示的，这成为多无线电操作的重要促成因素。
图5a示出了在此实现为在pcb511制造的双线性偏振微带贴片天线514的平面天线分段414的示例。图5b示出了由微带贴片天线514以该贴片天线514的平面的定向法线520发射的固定定向波束的强度分布519。这里，该固定定向波束具有约90度的3-db波束宽度(实际波束宽度取决于接地平面尺寸)。通过调谐其宽度525和长度526，该贴片天线514可被设计成在给定的操作频带中具有低反射系数，并且在该频带外具有高反射系数。该双线性偏振微带贴片天线514具有两个天线馈源，并且所述两个馈源534h、534v共同构成平面天线分段端口512。通过将所述天线馈源534h、534v适当地连接到贴片天线，该单个贴片天线514可同时辐射具有垂直偏振和水平偏振的两个不同的rf信号。
多个微带贴片天线514也可在单个pcb上制造以便构造用于mr-wnd的多个msmp天线。可以这种方式使用的平面天线分段的另一个示例是层叠贴片天线。在所有所考虑的布置中，该msmp天线的多个平面天线分段在非平行平面上取向。也就是说，每个平面天线分段的法线520以不同的方向取向。因此，耦合到该msmp天线的不同端口的rf信号将使用具有不同方向的不同波束同时来辐射。
现在参见图4和图5a，接口矩阵420提供用于将无线电430的不同rf链432互连到平面天线分段414、514的一个或多个天线馈源534h、534v的装置。该接口矩阵420还可包括用于动态地重新配置多个rf无线电链432和多个天线端口512之间的互连的装置。一般来讲，该接口矩阵420可被配置为允许每个rf链432耦合到msmp天线410的零个、一个或多个平面天线分段414、514。结果，通过适当地设计msmp天线410的平面天线分段414、514的几何结构，并且选择性地将无线电430的rf链432互连到平面天线分段414、514上的天线馈源534h、534v，可以使用相同的msmp天线410来实现无线电430的多个良好控制的覆盖区域。该布置中的接口矩阵420也可实现用于抑制或改善给定频带外的信号抑制的进一步功能和装置。rf滤波器是用于在给定rf频带(该rf频带可由连续的或非连续的频谱组成)提供低插入损耗和在该频带外提供高信号抑制的设备，在以下示例性实施方案中，将经常使用该rf滤波器作为在接口矩阵420中提供该功能的装置。
图6是msmp天线610的实施方案的透视图，并且图7是该msmp的实施方案在(y,z)平面中的侧视图，该msmp天线被配置为包括四个平面天线分段614-1、614-2、614-3、614-4的几何电路布置，所述平面天线分段中的每个实现为图5的双线性偏振微带贴片天线514。需注意，msmp天线610在(x,z)平面的侧视图类似于图7所示的侧视图。该msmp天线610支撑在底盘613(其可以为例如mr-wnd401的外壳)上，并且包括基部615和四个平面天线分段614-1、614-2、614-3、614-4。在图6和图7所示的示例中，基部615具有平行于(x,y)平面的表面，该(x,y)平面表示msmp天线610的几何电路布置的基准平面。所述四个平面天线分段614-1、614-2、614-3、614-4组装在如图6和图7所示的基部615上。第一对616-1的两个平面天线分段614-1、614-2被布置成使得其相应法线与基准平面法线(xy平面)具有相同的角θ。对于其中平面天线分段为微带贴片天线的情况，角θ的值的范围为10°至40°，该角的优选值为θ＝30°。此外，由第一对616-1的两个平面天线分段614-1、614-2的法线限定的第一平面(yz平面)与基准平面613(xy平面)正交。第二对616-2的两个平面天线分段614-3、614-4被布置成使得其相应法线如第一两个平面天线分段614-1、614-2一样与基准平面(xy平面)具有相同的角θ。此外，由第二对616-2的两个平面天线分段614-3、614-4的法线限定的第二平面(xz平面)与基准平面(xy平面)正交，并且与由第一对616-1的两个平面天线分段614-1、614-2的法线限定的第一平面(yz平面)正交。图5还示出了不同天线分段614-1、614-2、614-3、614-4的相应水平(或垂直，可视情况而定)天线馈源534h、534v是共同对准的。在实施方案610中，该布置是优选的，因为在该实施方案中期望来自天线系统400的所得复合rf方向图的对称性，但一般来讲，不同天线分段614-1、614-2、614-3、614-4的天线馈源534h、534v无需如此对准。
图8是msmp天线系统800的示意图，该msmp天线系统包括在无线电430的四个rf链432-1、432-2、432-3、432-4与图6和图7所示的msmp天线610的四个平面天线分段614-1、614-2、614-3、614-4的八个天线馈源之间的接口矩阵820。无线电430的第一rf链432-1通过该接口矩阵820互连到第一对616-1的两个相对的平面天线分段614-1、614-2的第一平面天线分段614-1上的第一天线馈源534h、534v，并且互连到第一对616-1的两个相对的平面天线分段614-1、614-2的第二平面天线分段614-2上的第一天线馈源534v、534h。因此，来自第一rf链432-1的rf信号将使用以不同方向来自两个平面天线分段614-1、614-2的不同波束来辐射。需注意，可选择两天线馈源534h、534v，其中一个对应于相对的平面天线分段614-1、614-2中的每个，使得其辐射具有相同或不同偏振的相同信号。无线电430的第二rf链432-2以类似的方式通过接口矩阵820互连到第一对616-1的两个平面天线分段614-1、614-2的两个端口512中的每个，但互连到除互连到第一rf链432-1的天线馈源534h、534v之外的天线馈源。无线电430的第三rf链432-3和第四rf链432-4以类似于第一rf链432-1和第二rf链432-2的方式通过接口矩阵820互连到第二对616-2的两个平面天线分段614-3、614-4。
接口矩阵820还可包括开关元件824，所述开关元件用于将每个rf链432-1、432-2、432-3、432-4动态地且独立地互连到天线馈源534h、534v中的每个，或者使所述每个rf链与所述天线馈源中的每个动态地且独立地断开连接。然后，接口矩阵820实现无线电覆盖区域的重新配置，包括其方向和宽度。该开关元件824的状态通过接口矩阵控制信号422动态地配置。该接口矩阵820也可包括内联rf滤波器(f)826以进一步抑制期望的操作rf频带外的信号。
本领域的技术人员可容易地将天线系统800的该示例性实施方案扩展为与具有较小或较大数量的rf链的无线电一起使用。图9是msmp天线系统900的示意图，该msmp天线系统包括在无线电的八个rf链832-1、…、832-8与图6和图7所示的msmp天线610的四个平面天线分段614-1、614-2、614-3、614-4的八个天线馈源之间的接口矩阵920。msmp天线610的八个天线馈源可使用接口矩阵920的固定布置与无线电的八个rf链832-1、…、832-8互连，如图9所示。除通过接口矩阵920提供用于重新配置覆盖区域的装置之外，该接口矩阵920的该固定布置提供所有所需的特征。
图10是msmp天线系统1000的示意图，该msmp天线系统包括在无线电的八个rf链832-1、…、832-8和msmp天线的八个平面天线分段1014-1、…、1014-8的十六个天线馈源之间的接口矩阵1020。具有平面天线分段1011-1、…、1014-8的八分段多端口天线可使用接口矩阵1020与八个rf链832-1、…、832-8互连，如图10所示。天线馈源534h、534v和rf链832-1、…、832-8之间的互连类似于图8所示的包括具有四个rf链的无线电的布置。更具体地讲，rf链832-1和832-2、rf链832-3和832-4、rf链832-5和832-6、rf链832-7和832-8通过接口矩阵1020分别互连到第一对、第二对、第三对和第四对1016-1、…、1016-4平面天线分段的天线馈源534h、534v，其中第一对、第二对、第三对和第四对1016-1、…、1016-4平面天线分段分别由平面天线分段1014-1和1014-2、天线分段1014-3和1014-4、天线分段1014-5和1014-6，以及天线分段1014-7和1014-8组成。如果接口矩阵1020还包括开关元件，该开关元件将每个rf链832-1、…、832-8动态地且独立地互连到天线馈源534h、534v中的每个，或者使所述每个rf链与所述天线馈源中的每个动态地且独立地断开连接，则其可选择性地重新配置由具有八个rf链832-1、…、832-8的无线电获得的覆盖区域，包括其分布、方向和宽度。
人们可以认识到，通过在多个分段中采用类似的微带贴片天线514，msmp天线系统400、800、900、1000的复合辐射信号电平或覆盖范围方向图在整个覆盖区域中是基本轴对称的和均匀的。这是该布置所期望且具体预期的特征和有益效果，以便向位于类型1覆盖区域的任何位置的多个客户端设备提供均匀的服务。
天线系统400、800、900、1000的布置的其他有益效果和特征为：(1)可通过选择性地将rf链互连到接口矩阵420、820、920、1020中的天线馈源来实现用于无线电的从约90×90度扇区覆盖范围到160×160扇区覆盖范围的各种另选的覆盖范围方向图；(2)可实现的辐射方向图在mr-wnd401的前面(沿z轴线)具有最大增益，并使接近或超出基准平面(xy平面)的信号的信号传播最小化。如预期的那样，这使对可能使用相同rf信道的相邻无线网络设备和预期服务区域之外的客户端设备的干扰泄漏最小化；(3)在无线电覆盖区域的任何位置，总有两个信号在具有正交偏振的不同波束上发射。这是在los/准los环境中提供具有两个空间流的有效mimo通信链路的期望特征；(4)不同的rf信号以不同的方向辐射(例如，来自第一rf链432-1和第二rf链432-2的rf信号以与来自第三rf链432-3和第四rf链432-4的rf信号基本不同的方向辐射)。这提供了进一步增强mu-mimo通信性能的附加的信号鉴别；(5)msmp天线系统400、800、900、1000具有低剖面，并且可集成在具有美观设计的无线网络设备401中；和(6)如我们将在下文中解释的，msmp天线系统400、800、900、1000适用于多个无线电在mr-wnd中的集成。因此，人们可以认识到本发明所公开的msmp天线系统400、800、900、1000相对于最先进的天线系统所提供的显著有益效果。
我们进一步认识到，在设计用于具有广阔的类型1覆盖范围的uhd的天线系统的第一种方法的第二步骤中，msmp天线系统400、800、900、1000拥有的若干特征对于多个无线电的实现至关重要。第一，msmp天线的平面和多分段性质使得其能够将多个msmp天线集成在小形状因数的无线网络设备中。第二，msmp天线结构使得可构想具有接口矩阵的几何布置，该接口矩阵能够实现先前识别的覆盖范围特性。最后，msmp天线具有改善的固有信号抑制特性，这些特性产生于以下复合作用：(1)各种天线分段的波束的方向性和正交性；(2)天线分段的有目的且灵活的几何间隔和布置；以及(3)内联rf滤波器的可选地使用，增强了多个无线电之间的隔离以实现所述多个无线电的同时操作。
图11是使用多无线电msmp(mr-msmp)天线系统1100的mr-wnd1101的示意图。为清楚起见，mr-wnd1101包括各自具有四个rf链1132的两个无线电1130-1、1130-2。第一无线电1130-1在第一频带中的信道上操作，并且第二无线电1130-2第二频带中的信道上操作。所述两个频带大部分是不重叠的。mr-msmp天线系统1100包括接口矩阵1120和各自由四个平面天线分段1114组成的两个msmp天线1110-1、1110-2。在其他实施方案中，mr-wnd1101可具有不同数量的无线电、rf链，并且/或者使用不同数量的msmp天线、每个msmp天线的平面天线分段等。此外，mr-msmp天线系统1100的msmp可组装在下文结合图12和图13详细描述的mr-msmp天线组件1140中。
对于mr-msmp天线系统1100，每个msmp天线1110-1、1110-2包括四个不同的平面天线分段1114。msmp天线1110-1、1110-2及其相应组的四个平面天线分段1114可被布置成形成mr-msmp天线结构1140，下文将结合图12和图13详细描述该mr-msmp天线结构。每个msmp天线1110的每个平面天线分段1114在单独的pcb上制造。需注意，如将在下文中描述的，不同的多分段多端口天线1110的平面天线分段1114可在相同的pcb上制造。每个平面天线分段1114也可被设计成在期望的操作频带中具有低反射系数，并且在该频带外具有高反射系数，以增强不同无线电1130-1、1130-2的rf信号之间的隔离。反射系数被定义为反射信号幅值与入射信号幅值的比率。这里，当针对5％至10％的相对频率间隔进行测量时，期望的操作频带中的低反射系数被设计成比该频带外的高反射系数小至少2至3倍。该相对频率间隔被定义为
一般来讲，在mr-msmp天线系统1100的mr-msmp天线结构1140中，对不同msmp天线1110-1或1110-2的相互几何布置不存在限制。也就是说，属于不同msmp天线(例如，1110-1)的零个、一些或所有天线分段1114可平行于属于不同msmp天线(例如，1110-2)的天线分段1114。在特定的布置中，互连到第一无线电1130-1的rf链1132的第一msmp天线1110-1的每个天线分段1114是平行于互连到第二无线电1130-2的rf链1132的第二msmp天线1110-2的一个且仅一个平面天线分段1114的平面(也就是说，两个平面天线分段法线均以相同的方向取向)。这种布置具有若干优点。第一，不同msmp天线1110-1和1110-2的平行平面天线分段1114可在单个pcb上制造，使得成本更低尺寸更小。第二，可以构想并配置接口矩阵1120，以使每个无线电的覆盖区域在从相互完全重叠到不重叠的范围内。
mr-msmp天线系统1100的接口矩阵1120提供了用于将多个无线电1130-1、1130-2的不同rf链1132互连到msmp天线1110-1、1110-2的平面天线分段1114的一个或多个天线馈源的装置。该接口矩阵1120还可包括用于动态地重新配置互连的装置。通过适当地设计平面天线分段1114的几何结构，并且选择性地将每个无线电1130-1、1130-2的rf链1132互连到该平面天线分段1114上的天线馈源，可以使用相同的mr-msmp天线系统1100来独立地实现每个无线电1130-1、1130-2的多个良好控制的覆盖区域。该接口矩阵1120也可包括用于抑制给定频带外的信号的装置，诸如，rf滤波器。
图12是mr-msmp天线结构1240的透视图，并且图13是该mr-msmp天线结构在(y,z)平面中的侧视图，该mr-msmp天线结构包括基部1215和两个msmp天线1110-1、1110-2的特定电路布置，所述两个msmp天线各自具有四个平面天线分段1214，其中具有来自在相同的pcb1211上制造的msmp天线中的每个的平行平面天线分段。也就是说，mr-msmp天线结构1240包括四个pcb1211，并且每个pcb1211-j包括第一msmp天线1110-1的一个天线分段1214-(j,1)和第二msmp天线1110-2的一个平面天线分段1214-(j,2)，其中j＝1、2、3、4。mr-msmp天线结构1240由底盘1213(其可以为例如mr-wnd1101的外壳)支撑。在图12和图13所示的示例中，所述四个pcb1211组装在基部1215上，该基部具有平行于(x,y)平面的表面，该(x,y)平面表示mr-msmp天线结构1240的基准平面的。这里，底盘1215和四个pcb1211是一体形成的。第一msmp天线1110-1的四个天线分段1214-(1,1)、1214-(2,1)、1214-(3,1)、1214-(4,1)被调谐为在第一无线电的操作频带中具有低反射系数，并且在该操作频带外具有高反射系数。类似地，第二msmp天线1110-2的四个天线分段1214-(1,2)、1214-(2,2)、1214-(3,2)、1214-(4,2)被调谐为在第二无线电的操作频带中具有低反射系数，并且在该操作频带外具有高反射系数。
第一对1216-1的两个pcb(pcb1211-1和pcb1211-2)被布置成使得它们各自的法线与基准平面法线(xy平面)具有相同的角θ。对于其中msmp天线1110-1、1110-2的平面天线分段1214为微带贴片天线(如514)的情况，角θ的值的范围为10°至40°，该角的优选值为θ＝30°。此外，由第一对1216-1的两个pcb1211-1、1211-2的两个法线限定的第一平面(yz平面)与基准平面(xy平面)正交。第二对1216-2的两个pcb(pcb1211-3和pcb1211-4)被布置成使得它们各自的法线如第一对的两个pcb1211-1、1211-2一样与基准平面(xy平面)具有相同的角θ。此外，由第二对1216-2的两个pcb1211-3、1211-4的两个法线限定的第二平面(xz平面)与基准平面(xy平面)正交，并且与由第一对1216-1的两个pcb1211-1、1211-2的两个法线限定的第一平面(yz平面)正交。
在mr-msmp天线结构1240的该特定布置的情况下，为了进一步降低msmp天线1110-1、1110-2之间的耦合并改善无线电1130-1、1130-2之间的隔离，优选地交替在每个相邻pcb1211上的平面天线分段1214，使得在相同的拐角上的两个平面天线分段1214互连到属于相同的无线电1130的rf链。该构型在图12中示出。此外，图14示出了支撑第一msmp天线1110-1的平面天线分段1414-1和第二msmp天线1110-2的平面天线分段1414-2的pcb1411。当mr-msmp天线系统1240的pcb1211-1、…、1211-4实现为pcb1411时，pcb1411上的平面天线分段1414-1、1414-2的取向可被优化以降低msmp天线1110-1、1110-2之间的耦合。例如，可在pcb1411上的平面天线分段1414-1、1414-2之间使用在30°至60°范围内的倾斜角α，优选值为α＝45°，如图14所示。
图15是mr-msmp天线系统1500的示意图，该mr-msmp天线系统包括在两个无线电1130-i的八个rf链1132-(k,i)与布置在图12和图13所示的mr-msmp天线结构1240中的两个msmp天线1110-i的十六个天线馈源之间的接口矩阵1520，其中i＝1、2是无线电/msmp天线索引，j＝1、2、3、4是pcb/平面天线分段索引，并且k＝1、2、3、4是rf链索引。
第一无线电1130-1的第一rf链1132-(1,1)通过接口矩阵1520互连到在第一对1216-1的两个相对的pcb1211-1、1211-2的第一pcb1211-1上制造的第一msmp天线1110-1的第一平面天线分段1214-(1,1)的第一天线馈源534h、534v，并且互连到在第一对1216-1的两个相对的pcb1211-1、1211-2的第二pcb1211-2上制造的第一msmp天线1110-1的第二平面天线分段1214-(2,1)的第一天线馈源534h、534v。因此，来自第一rf链1132-(1,1)的rf信号将使用以不同方向来自第一msmp天线1110-1的两个平面天线分段1214-(1,1)、1214-(2,1)的不同波束来辐射。需注意，可选择两个天线馈源534h、534v，使得其辐射具有不同或相同偏振的相同信号。然而，为了避免在期望覆盖区域中从具有潜在的非期望空值的平面天线分段1214-(1,1)、1214-(2,1)创建相控阵列，尤其是在不能容易地准确控制所述分段之间的相位控制和间隔的环境中，可选择来自相对的天线分段的两个天线馈源534h、534v以辐射具有交叉偏振的相同信号。
第一无线电1130-1的第二rf链1132-(2,1)通过接口矩阵1520以类似的方式互连到在相同的第一对1216-1的两个相对的pcb1211-1、1211-2的相同的第一pcb1211-1上制造的相同的第一msmp天线1110-1的相同的第一平面天线分段1214-(1,1)，以及在相同的第一对1216-1的两个相对的pcb1211-1、1211-2的相同的第二pcb1211-2上制造的相同的第一msmp天线1110-1的相同的第二平面天线分段1214-(2,1)的两个端口中的每个。然而，第一无线电1130-1的第二rf链1132-(2,1)互连到与互连到第一无线电1130-1的第一rf链1132-(1,1)的天线馈源534h、534v不同的天线馈源534h、534v。相同的第一无线电1130-1的第三rf链1132-(3,1)和第四rf链1132-(4,1)通过接口矩阵1520以类似于第一rf链1132-(1,1)和第二rf链1132-(2,1)互连到在第一对1216-1的两个相对的pcb1211-1、1211-2的第一pcb1211-1和第二pcb1211-2上制造的第一msmp天线1110-1的第一平面天线分段1214-(1,1)和第二平面天线分段1214-(2,1)的方式，互连到在第二对1216-2的两个相对的pcb1211-3、1211-4的第三pcb1211-3和第四pcb1211-4上制造的相同的第一msmp天线1110-1的第三平面天线分段1214-(3,1)和第四平面天线分段1214-(4,1)。
mr-msmp天线系统1500的接口矩阵1520还包括开关元件1524，该开关元件用于将第一无线电1130-1的每个rf链1132-(k,i)动态地且独立地互连到第一msmp天线1110-1的天线馈源534h、534v中的每个，或者使所述每个rf链与所述天线馈源中的每个动态地且独立地断开连接。该开关元件的状态通过接口矩阵控制信号1122配置。该接口矩阵也可包括内联rf滤波器1526以进一步抑制第一无线电1130-1的操作频带外的信号。
来自第二无线电1130-2的四个rf链1132-(k,2)以类似于来自第一无线电1130-1的四个rf链1132-(k,1)的方式互连到第二msmp天线1110-2的四个平面天线分段1214-(j,2)。对于第二无线电1130-2，接口矩阵1120还可包括开关元件1524，该开关元件用于将第二无线电1130-2的每个rf链1132-(k,2)动态地且独立地互连到第二msmp天线1110-2的天线馈源534h、534v中的每个，或者使所述每个rf链与所述天线馈源中的每个动态地且独立地断开连接。该开关元件1524的状态通过接口矩阵控制信号1122配置。接口矩阵1520也可包括内联rf滤波器1526以进一步抑制第二无线电的操作频带外的信号。然后，该接口矩阵1520实现第一无线电1130-1和第二无线电1130-2的覆盖区域的独立重新配置，包括其分布、方向和宽度。例如，并且不限于此，第一无线电1130-1和第二无线电1130-2的覆盖区域在一个实例中可被配置为基本类似，并且在另一个实例中可被配置为大部分不重叠。
现在参见图13和图14，mr-msmp天线结构1240更多或更少pcb1211和/或每个pcb附加的平面天线分段1214。此外，pcb1211之间的基准平面也可用于为附加的无线电1130集成其他天线1110。现在参见图15，mr-msmp天线系统1500可与具有相同或更大数量的rf链的相同或更大数量的无线电1130耦合。例如，但不限于此，可使用两个无线电(如msmp天线系统900、1000与之通信的具有八个rf链的无线电)使得具有八个rf链的两个无线电中的每个与mr-msmp天线系统1500耦合。
人们可以认识到，使用mr-msmp天线系统1100、1500可实现以下有益效果和特征：(1)可通过选择性地将rf链互连到接口矩阵1120、1520中的天线馈源来独立地实现每个无线电的从约90×90度扇区覆盖范围到160×160扇区覆盖范围的各种覆盖范围；(2)每个无线电的覆盖范围可被独立地配置，并且可在从完全重叠到不重叠的范围内；(3)每个无线电1130-i的可实现的辐射方向图在mr-wnd1101的前面(沿z轴线)具有最大增益，并使接近或超出基准平面(xy平面)的信号的信号传播最小化。如预期的那样，这使对使用相同信道的相邻无线网络设备和客户端设备所生成的干扰最小化；(4)在每个无线电1130-i覆盖区域的任何位置，总有两个信号在具有正交偏振的不同波束上发射。这是提供具有两个空间流的有效mimo通信链路的期望特征；(5)每个无线电1130-i的不同的rf信号以不同的方向辐射(例如，来自第一rf链1132-(1,i)和第二rf链1132-(2,i)的rf信号以与来自第三rf链1132-(3,i)和第四rf链1132-(4,i)的rf信号基本不同的方向辐射)。这提供了进一步增强mu-mimo通信性能的附加的信号鉴别；(6)天线系统1100、1500提供用于隔离无线电1130-i的若干方法(信号抑制天线调谐、定向性、几何布置、rf滤波)以实现并发的多无线电操作；和(7)用于多个无线电1130-i的天线系统具有低剖面，并且可集成在具有美观设计和为低剖面的小形状因数的无线网络设备1101中。例如，当为在5ghz非授权频带中操作的两个无线电1130-1、1130-2设计时，如图12和图13所示的包括两个msmp天线1110-1、1110-2的mr-msmp天线结构1240的长度为约20cm，宽度为约20cm，并且高度为约1.6cm。因此，人们可以认识到本发明所公开的mr-msmp天线系统1100、1500相对于最先进的系统所提供的多个显著且独特的有益效果。
mr-msmp天线系统1100、1500有效地解决了在需要广阔的类型1覆盖区域的uhd环境中提供有效mimo和mu-mimo通信的问题，并且实现了动态覆盖和干扰管理。然而，其不为前面提到的类型2uhd部署场景提供足够的天线増益和方向性，在所述场景中，mr-wnd的位置与客户端设备的距离更远(例如，100+英尺的距离)。对于第二种方法，我们在第一步骤中公开了一种包括高增益高方向性多端口阵列(mpa)天线和接口矩阵的天线系统。
图16示出了mpa天线1610的概念。该mpa天线1610包括至少一个天线端口1612-1、…、1612-n，其中每个天线端口包括两个单独且离散的mpa天线馈源1634。每个离散的mpa天线馈源1634可通过接口矩阵连接到包括多个rf链的无线电的rf链。每个rf链传输/接收rf信号1605。一般来讲，rf链可互连到零个、一个或多于一个mpa天线馈源1634，并且mpa天线馈源1634可连接到零个、一个或多于一个rf链。耦合到天线端口1612-j的两个单独且离散的rf天线馈源1634的rf信号1605均由mpa天线1610辐射，该mpa天线产生具有基本类似的但具有正交偏振的辐射方向图的双定向波束1642h、1642v，其中j＝1…n。
我们将与mpa天线端口1612-j的两个天线馈源1634相关联的这些双波束1642h、1642v称为该天线端口1612-j的垂直偏振波束1642v和水平偏振波束1642h。类似地，mpa天线的不同端口以与其他mpa天线端口基本不同的方向辐射双定向波束。最后，耦合到mpa天线1610的两个不同端口1612-j的rf信号1605根据与rf信号耦合的每个端口的双定向波束1642h、1642v由mpa天线同时辐射。例如，耦合到天线端口1612-1的天线馈源1634-(1,1)和1634-(2,1)的rf信号1605与耦合到天线端口1612-2的天线馈源1634-(3,2)和1634-(4,2)的rf信号1605将分别根据波束1642h-1(端口1612-1-水平偏振)、波束1642v-2(端口1612-1-垂直偏振)、波束1642h-3(端口1612-2-水平偏振)、波束1642v-4(端口1612-2-垂直偏振)同时被辐射。
图17是包括印刷电路双线性偏振平面天线元件的平面阵列1750的mpa天线1710的实施方案的示意图。该平面阵列1750的印刷电路双线性偏振平面天线元件的示例是上文结合图5a描述的在pcb511上制造的双线性偏振微带贴片天线514。mpa天线1710还包括mpa馈源网络1760。该mpa馈源网络1760包括水平偏振馈源网络1760h和垂直偏振馈源网络1760v。
平面阵列1750的平面天线元件的数量被配置为大于或等于mpa天线端口1612-1、…、1612-n的数量，并且它们的布置是任意的。平面阵列1750的平面天线元件可以是均匀的或异质的。
平面阵列1750的每个平面天线元件包括两个单独的天线馈源(例如，534h、534v)以激发辐射结构，使得单个平面天线元件(例如，514)可使用基本类似的但具有正交偏振的辐射方向图同时辐射耦合到不同天线馈源534h、534v的rf信号1605。因此，我们将所述两个天线元件馈源称为垂直偏振天线元件馈源534v和水平偏振天线元件馈源534h。优选地，平面阵列1750的所有平面天线元件均在单个pcb上制造。此外，平面阵列1750的平面天线元件可被设计成在无线电的操作频带中具有低反射系数，并且在该频带外具有高反射系数。
水平偏振馈源网络1760h和垂直偏振馈源网络1760v分别包括n个天线馈源输入，以及用于将mpa天线馈源1734h、1734v耦合到平面阵列1750的至少两个平面天线元件(例如，514)的水平偏振天线馈源534h和垂直偏振天线馈源534v的装置。水平偏振馈源网络1760h和垂直偏振馈源网络1760v包括rf电路和rf设备，诸如，但不限于传输线、混合耦合器、功率分流/合成元件、移相器、延迟线、衰减器、放大器和开关元件。水平偏振馈源网络1760h和垂直偏振馈源网络1760v，以及印刷电路双线性偏振平面天线元件的平面阵列1750被设计并布置成使得：(1)耦合到水平偏振馈源网络1760h和垂直偏振馈源网络1760v的天线馈源的rf信号1605根据以给定方仰角和方位角波束宽度、给定增益和给定方向来辐射的水平偏振定向波束1642h和垂直偏振定向波束1642v来辐射；(2)对于水平偏振馈源网络1760h的每个天线馈源1734h，存在以基本类似的但具有正交偏振的方向辐射波束的垂直偏振馈源网络1760v的一个且仅一个mpa天线馈源1734v。这些两个对应的mpa天线馈源1734h、1734v构成mpa天线端口1612-j，其中j＝1…n；(3)耦合到水平偏振馈源网络1760h和垂直偏振馈源网络1760v的不同的天线馈源1734h、1734v的rf信号1605根据水平偏振定向波束1642h和垂直偏振定向波束1642v以基本不同的方向来辐射；以及(4)耦合到水平偏振馈源网络1760h和垂直偏振馈源网络1760v的至少两个不同的mpa天线馈源1734h、1734v的不同rf信号1605根据每个mpa天线端口1612-j的定向波束由mpa天线1710同时辐射。
可选地，如果mpa天线端口1612-j的数量大于无线电的rf链的数量，或者换句话讲，mpa天线馈源的数量大于与包括mpa天线1710的mpa天线系统耦合的无线电的rf链的数量，mpa系统接口矩阵可提供用于选择性地将无线电的不同rf链互连到一个或多个mpa天线馈源1734h、1734v的装置。该接口矩阵还可包括用于动态地且另选地重新配置互连的装置。此外，该接口矩阵可被配置为允许每个rf链耦合到mpa天线系统的零个、一个或多个天线馈源1734h、1734v。开关元件的状态通过接口矩阵控制信号配置。该接口矩阵也可包括内联rf滤波器以进一步抑制无线电的操作频带外的信号。
通过适当地设计水平偏振馈源网络1760h和垂直偏振馈源网络1760v，以及平面阵列1750中的双线性偏振天线元件的布置，并且选择性地将无线电的rf链互连到mpa天线系统1710的天线馈源1734h、1734v，可实现mpa天线系统的所有预期特征，包括控制具有相同mpa天线系统的无线电的定向覆盖区域。
图18是类似于图17所示的mpa天线1710的mpa天线1810的示意图。在mpa天线1810中，mpa天线1710的水平偏振馈源网络1760h和垂直偏振馈源网络1760v在逻辑上被分成水平偏振多输入多输出馈源网络1862h和垂直偏振mimo网络1862v、多个水平偏振互连馈源网络1864h和垂直偏振互连馈源网络1864v，以及多个水平偏振行馈源网络1866h和多个垂直偏振行馈源网络1866v。此外，mpa天线1710的平面阵列1750中的平面印刷电路双线性偏振天线元件被分成平面子阵列1852，其中每个子阵列可包括任意且不同数量的平面印刷电路双线性偏振天线元件(例如，每个天线元件实现为如514)。为清楚起见，但不限于此，在下文中我们将假设平面印刷电路双线性偏振天线元件的数量在所有子阵列1852中均相同。
现在，我们将描述mpa天线1810的不同逻辑元件的布置。对于平面印刷电路双线性偏振天线元件的每个子阵列1852，存在第一馈源网络，其互连到平面天线元件的水平偏振天线元件馈源534h，该平面天线元件称为馈源网络，即水平偏振行馈源网络1866h。对于平面印刷电路双线性偏振天线元件的每个子阵列1852，也存在第二馈源网络，其互连到平面天线元件的垂直偏振天线元件馈源534h，该平面天线元件称为馈源网络，即垂直偏振行馈源网络1866v。水平偏振行馈源网络1866h和垂直偏振行馈源网络1866v被设计成产生以基本类似的方向的且具有基本类似的波束宽度和旁瓣电平的波束。
水平偏振馈源网络1866h和垂直偏振馈源网络1866v包括rf电路和rf设备，诸如，但不限于传输线、混合耦合器、功率分流/合成元件、移相器、延迟线、衰减器、放大器和开关元件。图19是平面印刷电路双线性偏振天线元件的子阵列1952的示意图，该子阵列包括布置在耦合到该子阵列1952的水平偏振行馈源网络1966h和垂直偏振行馈源网络1966v中的四个贴片天线514。水平行馈源网络1966h和垂直行馈源网络1966v使用共同的馈源网络分别将来自互连馈源网络1864h、1864v的它们各自的输入信号分配到水平天线元件馈源534h和垂直天线元件馈源534v。水平偏振行馈源网络1966h和垂直偏振行馈源网络1966v的传输线长度和阻抗被设计成实现天线元件馈源534h、534v处的rf信号的相位和幅值分配，并且与贴片天线元件514的设计和元件间间隔一起在水平(方位)切面中实现期望的辐射方向图(波束方向、波束宽度、旁瓣电平等)。此外，该设计使得来自耦合到垂直偏振行馈源网络1966v的1864v的rf信号使用与来自耦合到水平偏振行馈源网络1966h的1864h的rf信号基本类似的但具有正交偏振的辐射方向图来辐射。一般来讲，但非必须地，平面印刷电路双线性偏振天线元件的所有子阵列1852及其水平偏振行馈源网络1866h和垂直偏振行馈源网络1866v均被设计成实现类似的辐射方向图。
为了清楚起见，但不限于此，我们将假定，在mpa天线1810中，平面印刷电路双线性偏振天线元件被布置成间隔相等的相同子阵列行，每个子阵列行1852由间隔相等的平面印刷电路双线性偏振天线元件514的线性布置组成。此外，水平偏振行馈源网络1866h和垂直偏振行馈源网络1866v被设计成产生以宽边方向的且具有类似的水平(方位)波束宽度、旁瓣电平和增益的波束。
再次参见图18，水平互连馈源网络1864h和垂直互连馈源网络1864v的功能是将来自水平偏振mimo馈源网络1862h和垂直偏振mimo馈源网络1862v的一个输出的rf信号分配到一个或多个水平偏振行馈源网络1866h和垂直偏振行馈源网络1866v的输入。水平偏振互连馈源网络1864h和垂直偏振互连馈源网络1864v包括rf电路和rf设备，诸如，但不限于传输线、混合耦合器、功率分流/合成元件、移相器、延迟线、衰减器、放大器和开关元件。图20是互连馈源网络2064的示意图，该互连馈源网络用于使用共同的馈源网络2058将来自mimo馈源网络1862h、1862v的一个输出的rf信号分配到四个行馈源网络2066的输入。图21是另一个互连馈源网络2164的示意图，该互连馈源网络用于将来自mimo馈源网络1862的一个输出的rf信号分配到一个行馈源网络2166的输入。
互连馈源网络2064、2164被设计成分别在行馈源网络2066、2166的输入处提供信号幅值和相位分配，以在垂直(仰角)切面中实现期望的辐射方向图。例如，但不限于此，不同的衰减器2061可用于控制辐射方向图旁瓣电平，或者不同的延迟2063可用于以给定方向操纵所有行或行的子集的辐射方向图。再次参见图18，连接到水平偏振mimo网络1862h和垂直偏振mimo网络1862v的对应输出的水平偏振互连网络1864h和垂直偏振互连网络1864v应被设计成在平面印刷电路双线性偏振天线元件的相同子阵列1852的水平偏振行馈源网络1866h和垂直偏振行馈源网络1866v的输入处实现rf信号的类似的幅值和相位分配。
与互连网络1864h、1864v和行馈源网络1866h、1866v不同，mimo馈源网络1862h、1862v具有可被同时激发的多个输入和多个输出。因此，水平偏振mimo馈源网络1862h和垂直偏振mimo馈源网络1862v是实现多个信号以不同的方向同时传输和无线电覆盖区域的可重新配置性的馈源网络1760h、1760v的核心部件。
为了实现那些特征，mimo馈源网络1862h、1862v必须具有以下三个特性：(1)对于mimo馈源网络1862h、1862v的每个输入，必须在mimo馈源网络1862h、1862v的输出处实现不同rf信号的幅值和相位分配；(2)对于垂直偏振mimo馈源网络1862v的每个输入，存在水平偏振mimo馈源网络1862h的对应输入，以在其输出处实现相同rf信号的幅值和相位分配(具有相同幅值和相位的水平偏振mimo馈源网络1862h和垂直偏振mimo馈源网络1862v的输出被表示为对应输出)；以及(3)当mimo馈源网络1862h、1862v的多个输入被激发时，所述mimo馈源网络的输出应由输入的单独激发产生的rf信号叠加组成。水平偏振mimo馈源网络1862h和垂直偏振mimo馈源网络1862v的输入是mpa天线馈源1734h、1734v，并且在水平偏振mimo馈源网络和垂直偏振mimo馈源网络的输出处实现相同rf信号的幅值和相位分配的水平偏振mpa天线馈源1734h和垂直偏振mpa天线馈源1734v一起为mpa天线端口1612。
当上述mimo馈源网络1862h、1862v的特性与水平偏振互连网络1864h和垂直偏振互连网络1864v以及水平偏振行馈源网络1866h和垂直偏振行馈源网络1866v的特性一起实现时，结果如下：(1)来自耦合到对应mpa天线馈源1734h、1734v的多rf链无线电的rf信号将使用基本类似的但具有正交偏振的定向辐射方向图来辐射；(2)来自耦合到不同mpa天线端口1712的多个rf链无线电的rf信号将以不同的方向同时辐射；以及(3)通过改变来自多rf链无线电的rf信号所耦合到的mpa天线端口1712，或者使一个或多个rf信号从所有天线端口1712-1、…、1712-n断开连接，可改变多rf链无线电的类型2覆盖区域(需注意，在一些情况下，将如下文所述，互连网络1864h、1864v必须是异质的以针对不同的rf端口1712实现不同的方向)。
图22是包括mpa天线2210的mpa天线系统2200的示意图，对于该mpa天线，mimo馈源网络2262h、2262v中的每个实现为直通馈源网络。该直通馈源网络2262h、2262v直接将一个输入互连到一个输出(即，它具有单位矩阵传递函数)，因此它满足mimo馈源网络所需的上述三个特性。然而，为了实现耦合到不同mpa天线端口的rf信号的不同波束方向，设计了不同互连馈源网络2064h-j、2064v-j，使得所述信号以不同的方向辐射，其中j＝1…n。例如，假设，如图22所示，四行1952-i双线性偏振贴片天线元件(例如，514)约间隔开一半波长，例如，介于0.4λ和0.6λ之间，其中i＝1…4，辐射方向图在垂直(仰角)切面中将具有约30度的波束宽度。需注意，双线性偏振贴片天线元件的每行1952-i通过相应水平偏振行馈源网络1966h-i和垂直偏振行馈源网络1966v-i连接到对应互连馈源网络2064h-j、2064v-j。
假设两个互连馈源网络2064h-j、2064v-j(即，j＝1…n，其中n＝2)、第一水平偏振互连网络2064h-1和第一垂直偏振互连网络2064v-1被设计成具有传输线延迟，使得辐射方向图在垂直切面中的10度角处具有最大值，并且第二水平偏振互连网络2064h-2和第二垂直偏振互连网络2064v-2被设计成具有传输线延迟，使得辐射方向图在垂直切面中的10度角处具有最大值。如图22所示，mpa天线系统2200的接口矩阵被分成水平接口矩阵2220h和垂直接口矩阵2220v。
假设且不限于此，在具有四个rf链2232-1、…、2232-4的无线电中，第一两个rf链2232-1、2232-2连接到水平接口矩阵2220h，并且第二两个rf链2232-3、2232-4连接到垂直接口矩阵2220v。对于n大于2的情况，可通过选择性地将水平接口矩阵2220h中的第一rf链2232-1和第二rf链2232-2互连到mpa天线2210的两个不同的水平天线馈源2234h-1、2234h-2，并且通过将垂直接口矩阵2220v中的第三rf链2232-3和第四rf链2232-4选择性地互连到mpa天线2210的对应垂直天线馈源2234v-1、2234v-2来改变无线电覆盖范围。也可通过从任何天线馈源2234h-j、2234v-j(其中j＝1,2)选择性地断开第一rf链2232-1和第二rf链2232-2，或第三rf链2232-3和第四rf链2232-4来改变无线电覆盖范围。图22所示的mpa天线系统2200可被推广到任意数量的rf链2232和每个互连馈源网络2064h-j、2064v-j的任意行的天线元件。
然而，可实现其他mpa天线系统以更加有效地使用所述行1952-j的天线元件以产生可能的最窄波束宽度。例如，使用八行1952-j天线元件(其中j＝1…8)，人们可实现具有如图22所示的架构约15度比约30度的波束宽度(其中j＝4)。图23是实现为90度混合耦合器的mimo馈源网络2362的示意图，该混合耦合器比馈源网络2262h、2262v更有效。在90度混合耦合器2362中，端口2312-1处的rf信号将在输出端口2312-3和2312-4处以90度的相位差分配，并且将在另一个输入端口2312-1处消失。类似地，端口2312-2处的rf信号将在输出端口2312-3和2312-4处以反向90度的相位差分配，并且将在另一个输入端口2312-1处删除。
我们在本公开中利用的一个重要事实是，由于rf信号在另一个输入端口处消失，如果两个不同的rf信号同时耦合到两个输入端口，则它们将在输出端口处叠加，其中相应的相位偏移与它们各自的输入端口相关联。因此，使用90度混合耦合器实现的水平mimo馈源网络和垂直mimo馈源网络满足mimo馈源网络所需的三个特性。
图24是mpa天线系统2400的示意图，该mpa天线系统包括水平接口矩阵2420h、垂直接口矩阵2420v和mpa天线2410。该mpa天线2410包括90°混合耦合器mimo馈源网络2362h、2362v和两个垂直互连馈源网络2064v-1、2064v-2，以及两个水平互连馈源网络2064h-1、2064h-2，每个馈源网络耦合到四行1952-j天线元件，其中j＝1…4。需注意，每行1952-i双线性偏振贴片天线元件通过相应水平偏振行馈源网络1966h-i和垂直偏振行馈源网络1966v-i连接到对应互连馈源网络2064h-j、2064v-j。这里，耦合到mpa天线馈源2234h、2234v的每个rf信号被分配到天线元件的所有行1952-j，并且因此受益于整个阵列孔以在垂直(仰角)切面中实现最窄波束宽度。另外，与使用直通馈源网络2262h、2262v的情况不同，即使互连馈源网络2064h-1、2064h-2、2064v-1、2064v-2相同，不同mpa天线端口的波束方向也不同，因为对于不同输入端口，90度混合耦合器mimo馈源网络2362h或2362v的输出处的相位分配是不同的。
因此，使用mpa天线系统2400的该结构，耦合到对应mimo馈源网络输入(即，对应mpa天线馈源2234h、2234v)的rf信号将使用相同定向但具有正交偏振的辐射方向图来辐射，并且耦合到不同mpa天线端口的信号将以不同的方向同时辐射。然而，在具有四个有源rf链2232-1、2232-2、2232-3、2232-4的无线电的情况下，由于每个90度混合耦合器2362h、2362v只具有两个输入，因此不可改变无线电覆盖区域。克服这个问题的方法是在90度混合耦合器2362和直通矩阵2262之间使用混合耦合器，其中具有90度混合耦合器2362的若干实例，每个混合耦合器连接到不同对的互连馈源网络2064h-j、2064v-j，每对互连馈源网络被设计成以不同的方向辐射。图24所示的mpa天线系统2400可被推广到任意数量的rf链2232和每个互连馈源网络2064h、2064v的任意行1952的天线元件。
为了更有效地克服提供灵活覆盖范围的问题，我们公开了一个方法，其中mimo馈源网络通过将90度混合耦合器2362的概念扩展为如美国3,255,450a中公开的巴特勒矩阵那样的巴特勒矩阵来实现。图25是8×8巴特勒矩阵2562的示意图。耦合到巴特勒矩阵2562的输入端口2501的rf信号将被分配到巴特勒矩阵输出端口2502，其中对于不同巴特勒矩阵输入端口2501，相位分配是不同的。
假设使用相等延迟的传输线将巴特勒矩阵输出端口2502互连到相同的天线(例如，514或1952)，所述天线等距间隔开一半波长，例如，介于0.4λ和0.6λ之间，8×8巴特勒矩阵2562的输出端口2502处的相位分配使得每个巴特勒矩阵输入端口2501处的rf信号根据图26所示的波束2642-1、…、2642-8来辐射。再次参见图25，巴特勒矩阵2562与90度混合耦合器2362分层构建，并且因此保留了90度混合耦合器输入端口的隔离属性。也就是说，耦合到巴特勒矩阵输入端口2501的rf信号将在所有其他巴特勒矩阵输入端口2501处消除，并且耦合到不同巴特勒矩阵输入端口2501的rf信号将在巴特勒矩阵输出端口2502处叠加，其中相应的相位偏移与它们的巴特勒矩阵输入端口2501相关联。
例如，假设使用相等延迟的传输线将输出端口2502互连到相同的天线(例如，514或1952)，所述天线等距间隔开一半波长，例如，介于0.4λ和0.6λ之间，耦合到8×8巴特勒矩阵输入端口2501-4的rf信号将使用以7度方向的波束2642-4(具有约15度的波束宽度)来辐射，并且同时耦合到8×8巴特勒矩阵输入端口2501-5的rf信号将使用以-7度方向的波束2642-5(具有约15度的波束宽度)来同时辐射。因此，使用巴特勒矩阵2562实现的水平mimo馈源网络和垂直mimo馈源网络满足mimo馈源网络所需的三个特性。
图27是mpa天线系统2700的示意图，该mpa天线系统包括水平接口矩阵2720h、垂直接口矩阵2720v和mpa天线2710。该mpa天线2710包括水平偏振巴特勒矩阵2562h和垂直偏振巴特勒矩阵2562v、八个水平偏振互连馈源网络2164h-j和八个垂直偏振互连馈源网络2164v-j、八个子阵列1952-j(也称为行)的双线性偏振天线元件(例如，514)，以及对应的水平偏振行馈源网络1966h-j和垂直偏振行馈源网络1966v-j，其中j＝1…8。在该mpa天线中，每个巴特勒矩阵输出使用图21所示的单输入单输出互连网络2164h-j、2164v-j耦合到单个行馈源网络1966h-j、1966v-j。耦合到mpa天线馈源2734h-j、2734v-j的rf信号因此被分配到所有行1952-j的天线元件，并且因此受益于整个阵列孔以在垂直(仰角)切面中实现最窄波束宽度。此外，mpa天线2710具有足够的天线端口，使得对于具有四个rf链2232-1、…、2232-4的无线电，可通过改变包括水平接口矩阵2720h和垂直接口矩阵2720v的mpa天线系统接口矩阵的互连状态以选择性将rf链2232-1、…、2232-4互连到巴特勒矩阵2562h、2562v的不同输入或将所述rf链与所述巴特勒矩阵的输入断开连接，来动态地改变无线电覆盖范围。
为了保持mpa输入端口的两个mpa天线馈源2734h-j、2734v-j的重叠覆盖范围，水平偏振巴特勒矩阵2562h和垂直偏振巴特勒矩阵2562v是相同的，它们的对应输出端口通过相同水平偏振互连网络2164h-j和垂直偏振互连网络2164v-j连接到互连到双线性偏振天线元件(例如，514)的相同子阵列1952-j的相同水平行馈源网络1966h-j和垂直行馈源网络1966v-j。此外，耦合到水平接口矩阵2720h和垂直接口矩阵2720v的rf链2232-1、…、2232-4应互连到对应的水平mpa天线馈源2734h-j和垂直mpa天线馈源2734v-j。需注意，不同的水平互连网络2164h-j和垂直互连网络2164v-j无需相同。例如，可使用不同的衰减器来更好地控制垂直(方位角)切面中的旁瓣电平。图27所示的mpa天线系统2700的架构可被推广到任意数量的rf链2232和每个互连馈源网络2164h、2164v的任意行的1952的天线元件。
由于所有其特性，图27所示的mpa天线系统2700是包括接口矩阵和如图17或图18所示的那样的mpa天线的mpa天线系统的优选的实施方案。mpa天线系统2700所包括的巴特勒矩阵2562h、2562v的本发明所公开的利用在若干方面与巴特勒矩阵的先前利用不同。第一，所述两个巴特勒矩阵2562h、2562v的每个的不同输入端口可互连到来自相同无线电的不同rf链2232，其中所述rf链中的每个可传输相关或不相关的数据信号。第二，所述两个巴特勒矩阵2562h、2562v用于将信号馈送到印刷电路双线性偏振天线元件的平面阵列1750中的双线性偏振天线元件(例如，514)的不同天线馈源。第三，巴特勒矩阵2562h、2562v和rf链2232之间的互连通过两个不同的接口矩阵2720h、2720v来完成，所述接口矩阵被协同配置为始终在无线电的覆盖区域的任何位置发射具有正交偏振的不同波束上的两个rf信号。
因此，本发明所公开的mpa天线系统2700独特优点是其可实现印刷电路双线性偏振天线元件的平面阵列1750中的所有元件(例如，514)的同时利用，以向具有多个rf链的单个无线电的至少四个rf链2232-1、…、2232-4传输信号或从所述至少四个rf链接收信号，并且使用接口矩阵2720h、2720v来重新配置无线电所实现的覆盖区域。这对于有效地支持具有或不具有重新配置覆盖范围的能力的mimo无线电和mu-mimo无线电尤其重要。
在特定的布置中，除缆线外，包括mpa天线2710(馈源网络2562h、2562v、2164h-j、2164v-j、1966h-j、1966v-j和天线元件1952-j)以及水平接口矩阵2720h和垂直接口矩阵2720v的mpa天线系统2700的所有部件均在单个pcb上制造。该pcb可以是单面的或双面的。
对于不同数量的输入、天线元件和覆盖范围可重新配置性的水平，以上布置的变体和组合可用于实现mpa天线2710的相同特性。具体地讲，可以容易地认识到，以上布置可与具有多于四个rf链2232-1、…、2232-4的无线电一起使用。例如，但不限于此，具有8×8巴特勒矩阵2562h、2562v的mpa天线系统2700可与具有八个rf链的无线电互连，并且以具有正交偏振的四个不同的方向来同时辐射信号，并且进一步提供无线电覆盖区域的可重新配置性。
通过采用mpa天线系统2200、2400、2700，其使用带来的众多有益效果和特征如下：(1)可设计具有在水平(方位角)切面和垂直(仰角)切面中准确的旁瓣电平控制的任意窄定向波束，以使对使用相同信道的相邻无线网络设备和客户端设备的干扰最小化；(2)可重新配置的接口矩阵2220h、2220v或2420h、2420v或2720h、2720v使得人们能够动态地且另选地改变具有多个rf链的无线电的覆盖范围，包括分布、方向和宽度；这是用于在uhd类型2覆盖场景中限制密集网络部署中的干扰的同时动态地提供良好信号覆盖范围的重要特征；(3)在无线电覆盖区域的任何位置，总有两个信号在具有正交偏振的不同波束上发射。这是提供具有两个空间流的有效mimo通信链路的期望特征；(4)来自具有耦合到不同端口的多个rf链的无线电的不同rf信号以不同的方向辐射(例如，对于具有四个rf链2232-1、…、2232-4的无线电，耦合到第一端口但不同的天线馈源2734h-j、2734v-j的两个rf信号将使用以相同的方向但具有正交偏振的波束来辐射，并且耦合到不同的第二端口但不同的天线馈源2234h-j、2234v-j或2734h-j、2734v-j的两个其他rf信号将使用以与第一两个rf信号不同的方向但具有正交偏振的波束来辐射)。这提供了进一步增强mu-mimo通信性能的附加的信号鉴别；(5)通过使用基于混合耦合器的布置，人们可有效地再利用天线元件1952-j以生成多个定向波束，并且使天线元件的可用区域最大化以生成具有最窄波束宽度的波束；以及(6)如下所述，mpa天线2210、2410、2710的几何结构和信号抑制特性能够实现多无线电天线系统的有效实现。因此，人们可以认识到本发明所公开的mpa天线系统2200、2400、2700相对于无线网络设备中所采用的目前最先进的天线系统所提供的多个显著有益效果。
对于第二种方法的第二步骤，现在，我们将多个mpa天线(例如，2210、2410、2710)和接口矩阵集成到mr-wnd的多无线电mpa(mr-mpa)天线系统中，以有效地解决在需要高天线增益和方向性的uhd环境中提供与多个无线电并发的有效mimo和mu-mimo通信的问题。
我们首先考虑了可集成在一起以实现mr-wnd的mr-mpa天线系统的mpa天线系统的一些示例。图28是实现为mpa天线系统2200的4×8mpa天线系统2800的示例，其中4×8mpa天线系统2210具有n＝1个水平互连馈源网络2064h和垂直互连馈源网络2064v(需注意，在种情况下，4×8mpa天线系统具有单个端口)，以及水平行馈源网络1966h-j和垂直行馈源网络1966v-j(其中j＝1…8)，所述两个互连馈源网络均互连到八行2252-j四个双线性阵列的双线性偏振贴片天线元件(例如，514)，所述天线元件具有半个波长的天线元件间间隔，例如，介于0.4λ和0.6λ之间。这里，水平行馈源网络1966h-j和垂直行馈源网络1966v-j，以及水平互连馈源网络2064h和垂直互连馈源网络2064v被设计成提供具有约30度的水平(方位角)波束宽度和15度的垂直(仰角)波束宽度的宽边辐射方向图。这样，连接到无线电链2232-1、2232-2的单个4×8mpa天线可以期望方向提供基本类似的方向图的双正交波束2842h、2842v，使得单个4×8mpa天线能够以相同频率发送并接收两个离散的rf信号。
此外，通过适当地设计水平偏振互连网络2064h和垂直偏振互连网络2064v、行馈源网络1966h、1966v，以及平面阵列2252中的双线性偏振天线元件的布置，mpa天线系统2800提供了在无线电的预期覆盖区域中的任何位置处辐射具有正交偏振的两个rf信号的装置，并且阵列天线的所述辐射方向图可被设计成具有任意波束宽度和旁瓣电平。
图29是实现为mpa天线系统2200的4×8mpa天线系统2900的示例，其中4×8mpa天线系统2210具有n＝2个水平互连馈源网络2064h-1、2064h-2和垂直互连馈源网络2064v-1、2064v-2，所有馈源网络均互连到四行2252-j四个线性阵列的双线性偏振贴片天线元件(例如，514)，所述天线元件具有介于天线元件和子阵列天线的行之间的半个波长的元件间间距，例如，介于0.4λ和0.6λ之间，其中j＝1…4。在图29所示的示例中，第一子阵列天线的水平行馈源网络1966h-j和垂直行馈源网络1966v-j，以及水平互连馈源网络2064h-j和垂直互连馈源网络2064v-j已经被设计成提供具有约30度的水平(方位角)波束宽度和30度的垂直(仰角)波束宽度的辐射方向图，并且在10度的仰角处和方位角的宽边处具有最大增益；并且第二子阵列天线的水平行馈源网络1966h-j和垂直行馈源网络1966v-j，以及水平互连馈源网络2064h-j和垂直互连馈源网络2064v-j被设计成提供具有约30度的水平(方位角)波束宽度和30度的垂直(仰角)波束宽度，并且在-10的仰角处和方位角的宽边处具有最大增益。这样，连接到无线电链2232-1、…、2232-4的4×8mpa天线系统2900的4×8mpa天线可辐射具有不同方向和/或波束宽度的波束2942h-1、2942v-1和2842h-2和2842v-2，从而使得4×8mpa天线系统2900的4×8mpa天线能够以相同频率发送并接收四个离散的rf信号。此外，通过适当地设计水平偏振互连网络2064h-j和垂直偏振互连网络2064v-j、子阵列的行馈源网络1966h-j、1966v-j，以及平面子阵列中的双线性偏振天线元件的布置，4×8mpa天线系统2900提供了在无线电的预期覆盖区域中的任何位置处辐射具有正交偏振的多个rf信号的装置，并且阵列天线的所述辐射方向图可被设计成具有任意波束宽度和旁瓣电平。此外，如果子阵列天线的数量超过rf链2232-1、…、2232-4数量的一半，然后则可以在mpa天线系统2900的接口矩阵中使用开关元件和/或功率分流/合成元件，以选择性地将rf链2232-1、…、2232-4路由并连接到子阵列天线馈源中的每个，或者使所述rf链与所述子阵列天线馈源中的每个断开连接，并且动态地重新配置无线电覆盖范围。
图30是实现为mpa天线系统2700的4×8mpa天线系统3000的示例，其中4×8mpa天线2710具有八行线性阵列2252-j(其中j＝1…8)，其中每行由四个双线性偏振贴片天线元件的线性阵列组成，所述天线元件具有介于天线元件之间的半个波长的元件间间隔，例如，介于0.4λ和0.6λ之间。在图30所示的示例中，水平行馈源网络1966h-j和垂直行馈源网络1966v-j，以及巴特勒矩阵2562h、2562v已经被设计成提供具有约30度的水平(方位角)波束宽度和15度的垂直(仰角)波束宽度的辐射方向图，并且取决于巴特勒矩阵2562h、2562v的被激发端口，在方位角的宽边处和不同的仰角处具有最大增益。
基于巴特勒矩阵的4×8mpa天线系统3000提供了在无线电的预期覆盖区域的任何位置处使用多个波束3042h-1、3042v-1、…、3042h-8、3042v-8以多个方向辐射具有正交偏振的多个rf信号的装置，并且阵列天线的所述辐射方向图可被设计成具有任意波束宽度和旁瓣电平。此外，当巴特勒矩阵的输入端口的数量超过rf链2232-1、…、2232-4数量的一半时，然后则可以在mpa天线系统3000的接口矩阵中使用开关元件和/或功率分流/合成元件，以选择性地将rf链2232-1、…、2232-4路由并连接到巴特勒矩阵天线馈源中的每个，或者使所述rf链与所述巴特勒矩阵天线馈源中的每个断开连接，并且动态地重新配置无线电覆盖范围，包括其方向和波束宽度。
我们在此进一步认识到mpa天线1610、1710、2210、2410、2710所具有的若干特征对于mr-wnd中的多无线电天线系统的实现至关重要，并且也可以用来提供附加的有益效果。第一，mpa天线1610、1710、2210、2410、2710的平面性质使其能够将多个mpa天线集成在单个平面封装件中。第二，mpa天线信号抑制特性、mpa天线辐射方向图方向性、接口矩阵(当包括rf滤波器时)信号抑制特性，以及mpa天线1610、1710、2210、2410、2710的几何布置的灵活性可组合使用以增强来自不同无线电的rf信号之间的隔离，以便更有效地支持这些无线电的同时操作。最后，通过接口矩阵2220h/v、2420h/v、2720h/v来重新配置由mpa天线2210、2410、2710实现的覆盖范围的可能性，以及使不同mpa天线1610、1710、2210、2410、2710与不同波束分布(方向和/或波束宽度)结合的可能性可用于为无线网络的设计和操作提供灵活性新水平。
图31是将三个mpa天线系统3100-1、3100-2、3100-3集成在封装件3182中的mr-mpa天线系统3100m的示例。在这种情况下，每个mpa天线系统3100-1、3100-2、3100-3包括相关联的mpa天线和相关联的接口矩阵的子集(子接口矩阵，例如，2220h/v、2420h/v、2720h/v)，并且在单独的pcb3111-1、3111-2、3111-3上实现。图32是将三个mpa天线系统3200-1、3200-2、3200-3集成在封装件3282中的mr-mpa天线系统3200m的示例。在这种情况下，每个mpa天线系统3200-1、3200-2、3200-3包括相关联的mpa天线和相关联的接口矩阵的子集(子接口矩阵，例如，2220h/v、2420h/v、2720h/v)，并且在单独的pcb3211-1、3211-2、3211-3上实现。需注意，在那些示例中，mr-wnd201的接口矩阵220分布在设备的多个部件3100-1、3100-2、3100-3或3200-1、3200-2、3200-3上，并且还包括多个无线电和相关联的mpa天线系统3100-j、3200-j的pcb3111-j、3211-j上的连接器之间的缆线，其中j＝1…3。此外，mr-wnd201可包括与缆线互连的多个封装件，但是至少一个封装件必须包括至少两个mpa天线系统3100-j、3200-j。由于mpa天线系统3100-j、3200-j的mpa天线的平面性质，天线封装件3182、3282的高度可被降低。而且，在单个封装件3182、3282中具有多个mpa天线系统3100-j，3200-j的能力减少了mr-wnd201所需的安装点的数量。需注意，如果整个多无线电无线网络设备201如天线系统3100-j、3200-j一样集成在同一封装件3182或3282中，则整个mr-wnd201只需要单个安装位置，并且省去了外部缆线。所有这些方面改善了mr-wnd的美观性和安装成本。mr-mpa天线系统3100m、3200m可采用均匀的mpa天线(其中所有mpa天线具有类似的波束分布特性)或异质的mpa天线(其中至少一些mpa天线具有不同的波束分布特性)。
为了使多个不同无线电能够同时进行无线电操作，在来自不同无线电的rf信号之间保持高隔离度至关重要。如前文所指出的那样，确保充分隔离的第一步是配置需要同时操作的无线电，使得它们在基本不重叠的rf频带中的rf信道中传输并接收rf信号。然后，我们单独或以不同的组合使用以下工具以进一步提供隔离。这些额外的隔离工具使得即使在相邻频带中也能实现无线电的同时操作。这对于使受限频带的容量最大化是有用的。一个示例是在u-nii-1、u-nii-2a、u-nii-2b、u-nii-2c、u-nii-3和u-nii-4频带中操作不同的无线电以使5ghz非授权频带的使用最大化。
为清楚起见，但不限于此，我们将描述具有两个无线电的mr-wnd的布置，其中第一无线电始终在第一频带中操作，并且第二无线电始终在第二频带中操作，并且第一无线电始终互连到第一mpa天线系统，并且第二无线电始终互连到第二mpa天线系统。第一种方法是将第一mpa天线系统的mpa天线的双线性偏振平面天线元件设计成在第一频带中具有低反射系数并且在第一频带外具有高反射系数，并且将第二mpa天线系统的mpa天线的双线性偏振平面天线元件设计成在第二频带中具有低反射系数并且在第二频带外具有高反射系数。
第二种方法是，对于第一mpa天线系统(例如，3100-1)，在其第一无线电的rf链与其mpa天线的天线馈源之间的接口矩阵中集成rf滤波器，该rf滤波器在第一频带中具有低损耗，并且在第一频带外具有高抑制。类似地，对于第二mpa天线系统(例如，3100-2)，在其第二无线电的rf链与其第二mpa天线的天线馈源之间的接口矩阵中集成rf滤波器，该rf滤波器在第二频带中具有低损耗，并且在第二频带外具有高抑制。
第三种方法是利用以下事实：mpa天线系统3100-1、3100-2或3200-1、3200-2可以容易地在封装件(例如，3182或3282)的水平平面中几何地分离，从而在第一mpa天线系统3100-1、3100-2和第二mpa天线系统3200-1、3200-2之间添加垂直分隔器3184-1或3284-1。所述垂直分隔器3184-1或3284-1的功能是减少从一个mpa天线系统到另一个的信号泄漏。该分隔器3184-1或3284-1可包括例如金属板和/或rf吸收器。
每个mpa天线系统3100-j、3200-j被配置为输出定向波束，该定向波束从本质上改善相邻mpa天线系统(例如，3100-1、3100-2或3200-1、3200-2)之间的隔离。为了进一步增大这种隔离，第四种方法是使被设计成在最接近的频带中操作的mpa天线系统3100-j、3200-j之间的距离最大化。也就是说，mpa天线系统3100-j、3200-j之间的距离应根据频带之间的频率间隔单调减小，在所述频带中，mpa天线系统3100-j、3200-j的相应双线性偏振平面天线元件具有低反射系数。
现在，我们将讨论所提出的mr-mpa天线架构提供的覆盖范围灵活性，例如，在体育馆、竞技场等的座位区。图33示出了mr-wnd3301，该mr-wnd使用分别互连到第一无线电、第二无线电和第三无线电的第一mpa天线系统3100-1、第二mpa天线系统3100-2、第三mpa天线系统3100-3，使得除它们被设计成用于无线电的不同的操作频带之外，每个mpa天线系统3100-1、3100-2、3100-3是mpa天线系统2800的均匀的实现(类似的辐射方向图波束宽度、增益和最大增益方向)。在这种情况下，mr-wnd3301中的三个无线电的覆盖范围3390-1、3390-2、3390-3是完全重叠的，如图33所示。mr-wnd3301的mr-mpa天线系统提供的优点是多重的。第一，具有mr-mpa天线系统的该mr-wnd3301使得多个无线电部装置能够同时在不同的频带中操作以増加在窄定向覆盖区域中所提供的容量。例如，该架构使得多个无线电能够在5ghz非授权频谱的不同频带中同时传输并接收，从而增加了由非授权频谱中的无线网络设备从远距离到递送到体育馆座位区的可用容量。另一个优点是由不同无线电提供的服务可以是不同的，并且/或者可以使用不同的传输技术和传输协议。因此，可使用单个mr-wnd3301将那些不同的服务或无线接入网络递送到给定覆盖区域3390-1、3390-2、3390-3。另一个优点是，通过将多个mpa天线系统3100-1、3100-2、3100-3集成在单个封装件3182中，提供该扩展容量或多个服务所需的安装位置的数量大大减少。
在其他情况下，无线网络设计者可能想要増大mpa天线的増益，以便能够从更远距离或以更好的信号质量覆盖给定区域。这具有减小辐射方向图波束宽度并因此减小mr-wnd覆盖的区域的效果。然而，所提出的mr-mpa天线系统能够实现异质的mpa天线的使用。图34示出了mr-wnd3401，该mr-wnd使用分别耦合到第一无线电、第二无线电和第三无线电的三个mpa天线系统3100-1、3100-2、3100-3，使得mpa天线系统3100-1、3100-2、3100-3是mpa天线系统2800的不同的实现，其中每个mpa天线系统3100-1、3100-2、3100-3具有类似的波束宽度和增益，但具有用于最大增益的不同的仰角方向。然后，如图34所示，mr-wnd3401提供的容量分布在更大的区域。也就是说，与mr-wnd3301相比，在这种情况下，该架构用于扩展具有高增益的覆盖区域3490-1、3490-2、3490-3，其中所述具有高增益的覆盖区域中的容量被增大。
当mpa天线系统中的一个或多个通过无线电覆盖范围的mr-mpa天线系统矩阵实现重新配置时，可使用所提出的mr-mpa天线系统来实现灵活性新水平。例如，图35示出了mr-wnd3501，该mr-wnd使用分别互连到第一无线电、第二无线电和第三无线电的三个mpa天线系统3100-1、3100-2、3100-3，其中每个无线电具有四个rf链。这里，除它们被设计成用于无线电的不同操作频带之外，mpa天线系统3100-1、3100-2、3100-3是基于巴特勒矩阵的mpa天线系统3000的类似的实现。在该示例中，与每个mpa天线系统3100-1、3100-2、3100-3相关联的子接口矩阵可被独立地配置为使rf链与不同的mpa天线端口互连或断开连接。然后，在一种情况下，可配置接口矩阵，使得每个无线电在不同的区域3490-1、3490-2、3490-3中提供无线服务以扩展mr-wnd3401的服务区域，或者所有无线电在相同的覆盖区域3590-1、3590-2、3590-3中提供无线服务以增大如图35所示的提供容量。因此，可根据瞬时要求重新配置相同的mr-wnd3501，以扩展具有高增益的覆盖区域3490-1、3490-2、3490-3或者增大覆盖区域3590-1、3590-2、3590-3中的容量。
在若干无线网络部署中，对于无线电的覆盖区域具有相异的特征可能是有利的。例如，这可用于扩展覆盖范围3490-1、3490-2、3490-3，如在先前的两个示例中所讨论的以及图34所示，但是这也可用于在mr-wnd内的无线电之间以及在相邻mr-wnd的无线电之间提供更平缓的覆盖范围过渡。在先前的示例中，我们曾假设封装件3182、3282中的所有阵列天线均具有类似的波束宽度特征。接口矩阵可用于通过使一些rf链从天线馈源断开连接来独立地改变每个无线电覆盖范围。然而，附加的方法是将具有不同波束宽度特征的mpa天线系统集成在封装件3182、3282中。图36和图37示出了mr-wnd3601，该mr-wnd使用分别互连到第一无线电和第二无线电的mr-mpa系统3200m中的mpa天线系统3200-1和3200-2，其中每个无线电具有四个rf链。这里，除它们被设计成用于无线电的不同操作频带之外，mpa天线系统3200-1、3200-2是基于巴特勒矩阵的mpa天线系统3000的类似的实现。互连到第三无线电的mr-mpa系统3200m中的mpa天线系统3200-3是mpa天线系统2900的实现，其中第三无线电具有四个rf链。因为mpa天线系统3200-1、3200-2、3200-3以不同的方向取向并且具有不同的架构，可以认识到，当接口矩阵被配置为使得mpa天线系统3200-1和mpa天线系统3200-2在宽边处辐射时，不同无线电的覆盖区域3790-1、3790-2、3790-3将如图37所示。此外，可根据各种参数来改变接口矩阵构型，使得mpa天线系统3200-1和mpa天线系统3200-2以不同的方向辐射，以扩展如图36所示的由mr-wnd3601实现的覆盖区域3690-1、3690-2、3690-3。
本领域的技术人员可容易地将该实施方案扩展为不同数量的无线电、rf链、多个多端口天线、多端口天线的类型等。具体地讲，先前讨论的不同mpa天线系统可在本发明所公开的mr-mpa天线系统中以不同的组合集成。
本领域的技术人员可以理解，通过适当地选择和设计mpa天线、无线电和操作频带、接口矩阵构型以及mr-wnd的其他部件，可实现在需要窄定向覆盖范围的uhd环境中提供高吞吐量服务方面的灵活性新水平。因此，人们可以认识到本发明所公开的mr-mpa天线系统相对于无线网络设备中最先进的天线系统所提供的显著且独特的有益效果。
人们可以认识到，本发明所公开的多无线电多分段多端口天线系统和多无线电多端口阵列天线系统可以组合方式实现用于uhd环境中的mr-wnd天线系统的所有所需和可选的特征。因此，本发明所公开的天线系统相对于用于uhd环境中的高容量多服务无线网络的设计和操作的最先进的系统提供了巨大的有益效果。
一般来讲，本文所述技术的创新方面可在包括以下方面中的一个或多个的无线接入点中实现：
在一般的方面1中，无线接入点包括：第一无线电，该第一无线电包括各自被配置为在第一信道中传输相应射频(rf)信号的至少两个第一无线电链电路；第二无线电，该第二无线电包括各自被配置为在由第一无线电传输rf信号的同时在第二信道中传输相应rf信号的至少两个第二无线电链电路，该第二信道与第一信道不重叠；以及多个平面天线，所述多个平面天线与对应的第一无线电链电路和第二无线电链电路耦合以接收该rf信号。第一平面天线与第一无线电的第一无线电链电路耦合以在第一信道中从其接收第一rf信号，该第一平面天线被布置成具有沿第一方向的法线，并且被配置为沿该第一方向辐射该第一rf信号。第二平面天线与第一无线电的第二无线电链电路耦合以在第一信道中从其接收第二rf信号，该第二平面天线被布置成具有沿第二方向的法线，并且被配置为沿该第二方向辐射该第二rf信号。并且第三平面天线与第二无线电的第三无线电链电路耦合以在第二信道中从其接收第三rf信号，该第三平面天线被布置成具有沿第三方向的法线，并且被配置为沿该第三方向辐射该第三rf信号。
根据方面1的方面2，其中第三平面天线的法线平行于第一平面天线的法线。
根据方面1或2的方面3，其中该无线接入点包括印刷电路板(pcb)，其中第一平面天线和第三平面天线均印刷在该pcb上。
根据方面1至3中任一项的方面4，其中第一平面天线、第二平面天线和第三平面天线中的每个包括微带贴片天线。
根据方面1至3中任一项的方面5，其中第一平面天线包括具有第一馈源和第二馈源的第一双线性偏振微带贴片天线，该第一馈源与第一无线电的第一无线电链电路耦合以从其接收第一rf信号，并且该第二馈源与第一无线电的第四无线电链电路耦合以从其接收第四rf信号，该第一双线性偏振微带贴片天线被配置为沿第一方向同时辐射作为第一对相互正交偏振波束的该第一rf信号和该第四rf信号；第二平面天线包括具有第三馈源和第四馈源的第二双线性偏振微带贴片天线，该第三馈源与第一无线电的第二无线电链电路耦合以从其接收第二rf信号，并且该第四馈源与第一无线电的第五无线电链电路耦合以从其接收第五rf信号，该第二双线性偏振微带贴片天线被配置为沿第二方向同时辐射作为第二对相互正交偏振波束的该第二rf信号和该第五rf信号；并且第三平面天线包括具有第五馈源和第六馈源的第三双线性偏振微带贴片天线，该第五馈源与第二无线电的第三无线电链电路耦合以从其接收第三rf信号，并且该第六馈源与第二无线电的第六无线电链电路耦合以从其接收第六rf信号，该第三双线性偏振微带贴片天线被配置为沿第三方向同时辐射作为第三对相互正交偏振波束的该第三rf信号和该第六rf信号。
根据方面5的方面6，其中第三双线性偏振微带贴片天线的法线平行于第一双线性偏振微带贴片天线的法线。
根据方面6的方面7，其中第三双线性偏振微带贴片天线相对于第一双线性偏振微带贴片天线以锐角旋转，使得由该第三天线辐射的第三对相互正交偏振波束中的一个的偏振相对于由该第一天线辐射的第一对相互正交偏振波束中的对应一个的偏振以该锐角倾斜。
根据方面1至7中任一项的方面8，其中该无线接入点包括接口矩阵电路，该接口矩阵电路耦合在多个平面天线与第一无线电的至少两个第一无线电链电路之间，以及与第二无线电的至少两个第二无线电链电路之间。这里，该接口矩阵电路被配置为：将来自第一无线电的至少两个第一无线电链电路中的任一个的rf信号选择性传输到多个平面天线中的零个、一个或多个；并且独立于由该第一无线电传输rf信号，将来自第二无线电的至少两个第二无线电链电路中的任一个的rf信号选择性地传输到该多个平面天线中的零个、一个或多个。
根据方面1至8中任一项的方面9，其中第一天线具有第一反射系数，该第一反射系数被配置为使得在第一信道的rf频率下的该第一反射系数的第一值比在第二信道的rf频率下的该第一反射系数的第二值小第一预定系数；并且第三天线具有第三反射系数，该第三反射系数被配置为使得在第二信道的rf频率下的该第三反射系数的第一值比在第一信道的rf频率下的该第三反射系数的第二值小第二预定系数。
根据方面9的方面10，其中该第一预定系数中该第二预定系数中的每个介于2和10之间，并且该第一反射系数的第二值和该第二反射系数的第二值中的每个介于0.85和0.99之间。
根据方面9的方面11，其中该第一预定系数与该第二预定系数相同。
根据方面1至11中任一项的方面12，其中第一信道属于第一操作频带，第二信道属于第二操作频带，并且该第一操作频带和该第二操作频带在5ghz非授权频带中。
根据方面1至12中任一项的方面13，其中该无线接入点包括：第一rf滤波器电路，该第一rf滤波器电路耦合在第一无线电的两个或多个第一无线电链电路和多个平面天线之间，其中该第一rf滤波器电路被配置为抑制在第二无线电的第二信道的rf频率下的rf信号；和第二rf滤波器电路，该第二rf滤波器电路耦合在第二无线电的两个或多个第二无线电链电路和多个平面天线之间，其中该第二rf滤波器电路被配置为抑制在第一无线电的第一信道的rf频率下的rf信号。
在一般的方面14中，无线接入点包括：第一无线电，该第一无线电包括第一无线电链电路，该第一无线电链电路被配置为在第一信道中传输第一射频(rf)信号；第二无线电，该第二无线电包括第二无线电链电路，该第二无线电链电路被配置为在由第一无线电传输第一rf信号的同时在第二信道中传输第二rf信号，该第二信道与该第一信道不重叠；第一天线，该第一天线耦合到第一无线电的第一无线电链电路以辐射第一rf信号，其中该第一天线具有第一反射系数，该第一反射系数被配置为使得在第一信道的rf频率下的该第一反射系数的第一值比在第二信道的rf频率下的该反射系数的第二值小第一预定系数；以及第二天线，该第二天线耦合到第二无线电的第二无线电链电路以辐射第二rf信号，其中该第二天线具有第二反射系数，该第二反射系数被配置为使得在第二信道的rf频率下的该第二反射系数的第一值比在第一信道的rf频率下的该第二反射系数的第二值小第二预定系数。
根据方面14的方面15，其中第一信道属于第一操作频带，第二信道属于与该第一操作频带相邻的第二操作频带。
根据方面14的方面16，其中第一信道属于第一操作频带，第二信道属于第二操作频带，并且该第一操作频带和该第二操作频带在5ghz非授权频带中。
根据方面14至16中任一项的方面17，其中第一天线包括形成在第一印刷电路板(pcb)上的第一平面天线，并且第二天线包括形成在与该第一pcb不同的第二pcb上的第二平面天线。
根据方面14至16中任一项的方面18，其中第一天线包括形成在第一印刷电路板(pcb)上的第一平面天线，并且第二天线包括与该第一平面天线形成在相同的pcb上的第二平面天线。
根据方面14至18中任一项的方面19，其中该第一天线包括具有第一宽度和第一长度的第一微带贴片天线，该第一宽度和该第一长度被配置为使得在第一信道的rf频率下的第一反射系数的第一值比在第二信道的rf频率下的该第一反射系数的第二值小第一预定系数，并且该第二天线包括具有第二宽度和第二长度的第二微带贴片天线，该第二宽度和该第二长度被配置为使得在第二信道的rf频率下的第二反射系数的第一值比在第一信道的rf频率下的该第二反射系数的第二值小第二预定系数。
根据方面19的方面20，其中第一无线电包括第三无线电链电路，该第三无线电链电路被配置为在由该第一无线电传输第一rf信号和由第二无线电传输第二rf信号的同时在第一信道中传输第三rf信号；第二无线电包括第四无线电链电路，该第四无线电链电路被配置为在由第一无线电传输第一rf信号和第三rf信号以及由第二无线电传输第二rf信号的同时在第二信道中传输第四rf信号；第一微带贴片天线包括具有第一馈源和第二馈源的第一双线性偏振微带贴片天线，该第一馈源与第一无线电链电路耦合以从其接收第一rf信号，并且该第二馈源与第三无线电链电路耦合以从其接收第三rf信号，该第一微带贴片天线被配置为同时辐射作为具有第一偏振的第一波束的该第一rf信号和作为具有与该第一偏振正交的第三偏振的第三波束的该第三rf信号；并且第二微带贴片天线包括具有第三馈源和第四馈源的第二双线性偏振微带贴片天线，该第三馈源与第二无线电链电路耦合以从其接收第二rf信号，并且该第四馈源与第四无线电链电路耦合以从其接收第四rf信号，该第二微带贴片天线被配置为同时辐射作为具有第二偏振的第二波束的该第二rf信号和作为具有与该第二偏振正交的第四偏振的第四波束的该第四rf信号。
根据方面14至20中任一项的方面21，其中无线接入点包括：第一天线的多个实例，该第一天线的实例中的每个耦合到第一无线电的第一无线电链电路；和第二天线的多个实例，该第二天线的实例中的每个耦合到第二无线电的第二无线电链电路。
根据方面21的方面22，其中该第一天线的实例被布置成第一阵列，并且该第二天线的实例被布置成第二阵列，并且该第一阵列或该第二阵列中的至少一个为线性阵列。
根据方面21的方面23，其中该第一天线的实例由对应于第一信道的介于0.4至0.6之间的第一波长间隔开，并且该第二天线的实例由对应于第二信道的介于0.4至0.6之间的第二波长间隔开。
根据方面21的方面24，其中该无线接入点包括被布置并配置为包围该第一天线的多个实例和该第二天线的多个实例的封装件。
根据方面14至24中任一项的方面25，其中第一预定系数和第二预定系数中的每个介于2和10之间。
根据方面25的方面26，其中第一预定系数和第二预定系数中的每个介于2和3之间；并且第一反射系数的第二值和第二反射系数的第二值中的每个介于0.85和0.99之间。
根据方面14至26中任一项的方面27，其中该第一预定系数与该第二预定系数相同。
根据方面14至27中任一项的方面28，其中该无线接入点包括：第一rf滤波器，该第一rf滤波器耦合在第一无线电的第一无线电链电路和第一天线之间，其中该第一rf滤波器被配置为抑制在第二无线电的第二信道的rf频率下的rf信号；第二rf滤波器，该第二rf滤波器耦合在第二无线电的第二无线电链电路和第二天线之间，其中该第二rf滤波器被配置为抑制在第一无线电的第一信道的rf频率下的rf信号。
在一般的方面29中，无线接入点包括：无线电，该无线电包括各自被配置为传输相应射频(rf)信号的至少两个无线电链电路；以及与对应的无线电链电路耦合以接收该rf信号的至少两个平面天线。第一平面天线与第一无线电链电路耦合以从其接收第一rf信号，该第一平面天线被布置成具有沿第一方向的法线，并且被配置为沿该第一方向辐射该第一rf信号。并且第二平面天线与第二无线电链电路耦合以从其接收第二rf信号，该第二平面天线被布置成具有沿与该第一方向不同的第二方向的法线，并且被配置为沿该第二方向辐射该第二rf信号。
根据方面29的方面30，其中该第一平面天线包括第一微带贴片天线，并且该第二平面天线包括第二微带贴片天线。
根据方面29或30的方面31，其中该第一平面天线包括具有第一馈源和第二馈源的第一双线性偏振微带贴片天线，该第一馈源与第一无线电链电路耦合以从其接收第一rf信号，并且该第二馈源与第三无线电链电路耦合以从其接收第三rf信号，该第一双线性偏振微带贴片天线被配置为沿第一方向同时辐射作为第一对相互正交偏振波束的该第一rf信号和该第三rf信号；并且该第二平面天线包括具有第三馈源和第四馈源的第二双线性偏振微带贴片天线，该第三馈源与第二无线电链电路耦合以从其接收第二rf信号，并且该第四馈源与第四无线电链电路耦合以从其接收第四rf信号，该第二双线性偏振微带贴片天线被配置为沿第二方向同时辐射作为第二对相互正交偏振波束的该第二rf信号和该第四rf信号。
根据方面31的方面32，其中第三双线性偏振微带贴片天线具有第五馈源和第六馈源，该第五馈源与第五无线电链电路耦合以从其接收第五rf信号，并且该第六馈源与第六无线电链电路耦合以从其接收第六rf信号，该第三双线性偏振微带贴片天线被布置成具有沿与第一方向和第二方向中的每个不同的第三方向的法线，并且被配置为沿该第三方向同时辐射作为第三对相互正交偏振波束的该第五rf信号和该第六rf信号；并且第四双线性偏振微带贴片天线具有第七馈源和第八馈源，该第七馈源与第七无线电链电路耦合以从其接收第七rf信号，并且该第八馈源与第八无线电链电路耦合以从其接收第八rf信号，该第四双线性偏振微带贴片天线被布置成具有沿与第一方向、第二方向和第三方向中的每个不同的第四方向的法线，并且被配置为沿该第四方向同时辐射作为第四对相互正交偏振波束的该第七rf信号和该第八rf信号。
根据方面29至32中任一项的方面33，其中第二rf信号是第一信号的另一个实例，并且第一平面天线和第二平面天线均与第一无线链电路耦合以从其接收该第一rf信号。
根据方面29至33中任一项的方面34，其中该无线接入点包括接口矩阵电路，该接口矩阵电路耦合在至少两个平面天线和至少两个无线电链电路之间，该接口矩阵电路被配置为将来自该至少两个无线电链电路中的任一个的rf信号选择性地传输到该至少两个平面天线中的零个、一个或多个。
在一般的方面35中，无线接入点包括：无线电，该无线电包括各自被配置为传输相应射频(rf)信号的至少两个无线电链电路；印刷电路板(pcb)；和印刷在该pcb上的多个平面天线。来自该多个平面天线中的第一组的至少两个平面天线与第一无线电链电路耦合以从其接收第一rf信号，该第一组的平面天线被布置并配置为沿第一方向辐射作为具有第一波束宽度的第一波束的该第一rf信号。并且来自该多个平面天线中的第二组的至少两个平面天线与第二无线电链电路耦合以从其接收第二rf信号，该第二组的平面天线被布置并配置为沿与该第一方向不同的第二方向辐射作为具有第二波束宽度的第二波束的该第二rf信号。
根据方面35的方面36，其中该第一组的至少两个平面天线和该第二组的至少两个平面天线为不相交的组。
根据方面35的方面37，其中该第一组的至少两个平面天线和该第二组的至少两个平面天线具有至少一个共用平面天线。
根据方面35至37中任一项的方面38，其中该第一组的至少两个平面天线和该第二组的至少两个平面天线具有不同数量的平面天线。
根据方面35至38中任一项的方面39，其中该第一组的至少两个平面天线和该第二组的至少两个平面天线具有相同数量的平面天线。
根据方面35至39中任一项的方面40，其中该无线电被配置为在特定信道中传输rf信号，并且该第一组的至少两个平面天线和该第二组的至少两个平面天线由对应于该特定信道的介于0.4至0.6之间的波长间隔开。
根据方面35至40中任一项的方面41，其中该多个平面天线包括微带贴片天线。
根据方面35至40中任一项的方面42，其中该多个平面天线包括各自具有第一馈源和第二馈源的双线性偏振微带贴片天线；该第一组的双线性偏振微带贴片天线中的每个的该第一馈源与第一无线电链电路耦合以从其接收第一rf信号，并且该第一组的所述双线性偏振微带贴片天线中的每个的该第二馈源与第三无线电链电路耦合以从其接收第三rf信号，该第一组的两个或多个双线性偏振微带贴片天线被配置为沿第一方向同时辐射作为第一组相互正交偏振波束的该第一rf信号和该第三rf信号；并且该第二组的双线性偏振微带贴片天线中的每个的该第一馈源与第二无线电链电路耦合以从其接收所述第二rf信号，并且该第二组的双线性偏振微带贴片天线中的每个的该第二馈源与第四无线电链电路耦合以从其接收第四rf信号，该第二组的两个或多个双线性偏振微带贴片天线被配置为沿第二方向同时辐射作为第二组相互正交偏振波束的该第二rf信号和该第四rf信号。
根据方面35至42中任一项的方面43，其中该无线接入点包括馈源网络，该馈源网络耦合在多个平面天线和至少两个无线电链电路之间，该馈源网络被配置为将来自该至少两个无线电链电路中的任一个的rf信号选择性地传输到来自该多个平面天线中的不同组的至少两个平面天线。
根据方面35至42中任一项的方面44，其中该无线接入点包括馈源网络，该馈源网络耦合在多个平面天线和至少两个无线电链电路之间，该馈源网络被配置为将来自该至少两个无线电链电路中的任一个的rf信号选择性地传输到来自该多个平面天线中的单个组的至少两个平面天线。这里，第一传输对应于该rf信号的第一相位分配，并且第二传输对应于该rf信号的第二相位分配。
根据方面44的方面45，其中该馈源网络包括巴特勒矩阵。
在一般的方面46中，无线接入点包括：无线电，该无线电包括各自被配置为传输相应射频(rf)信号的至少两个无线电链电路；水平偏振耦合电路和垂直偏振耦合电路；和各自具有水平偏振馈源和垂直偏振馈源的多个双线性偏振微带贴片天线。第一双线性偏振微带贴片天线的该水平偏振馈源和第二双线性偏振微带贴片天线的该水平偏振馈源中的每个通过水平偏振耦合电路与第一无线电链电路耦合以从其接收第一rf信号，并且该第一双线性偏振微带贴片天线的该垂直偏振馈源和该第二双线性偏振微带贴片天线的该垂直偏振馈源中的每个通过垂直偏振耦合电路与第二无线电链电路耦合以从其接收第二rf信号，该第一双线性偏振微带贴片天线和该第二双线性偏振微带贴片天线被布置并配置为沿第一方向合作辐射作为第一水平偏振波束的该第一rf信号，并且沿第一方向合作辐射作为第二垂直偏振波束的该第二rf信号。该水平偏振耦合电路包括：水平偏振巴特勒矩阵，该水平偏振巴特勒矩阵具有多个输入端口和多个输出端口；水平偏振接口矩阵，该水平偏振接口矩阵耦合到至少两个无线电链电路和该水平偏振巴特勒矩阵的该输入端口，该水平偏振接口矩阵被配置为从第一无线电链电路接收第一rf信号，并且选择性地向该水平偏振巴特勒矩阵的第一输入端口提供该第一rf信号；第一水平偏振互连馈源网络，该第一水平偏振互连馈源网络耦合到该水平偏振巴特勒矩阵的第一输出端口以接收该第一rf信号；第二水平偏振互连馈源网络，该第二水平偏振互连馈源网络耦合到该水平偏振巴特勒矩阵的第二输出端口以接收该第一rf信号；第一水平偏振行馈源网络，该第一水平偏振行馈源网络耦合到该第一水平偏振互连馈源网络以接收该第一rf信号，并且耦合到该第一双线性偏振微带贴片天线的该水平偏振馈源以向其提供该第一rf信号；以及第二水平偏振行馈源网络，该第二水平偏振行馈源网络耦合到该第二水平偏振互连馈源网络以接收该第一rf信号，并且耦合到该第二双线性偏振微带贴片天线的该水平偏振馈源以向其提供该第一rf信号。并且该垂直偏振耦合电路包括：垂直偏振巴特勒矩阵，该垂直偏振巴特勒矩阵具有多个输入端口和多个输出端口；垂直偏振接口矩阵，该垂直偏振接口矩阵耦合到至少两个无线电链电路和该垂直偏振巴特勒矩阵的该输入端口，该垂直偏振接口矩阵被配置为从第二无线电链电路接收第二rf信号，并且选择性地向该垂直偏振巴特勒矩阵的第一输入端口提供该第二rf信号；第一垂直偏振互连馈源网络，该第一垂直偏振互连馈源网络耦合到该垂直偏振巴特勒矩阵的第一输出端口以接收第二rf信号；第二垂直偏振互连馈源网络，该第二垂直偏振互连馈源网络耦合到该垂直偏振巴特勒矩阵的第二输出端口以接收该第二rf信号；和第一垂直偏振行馈源网络，该第一垂直偏振行馈源网络耦合到该第一垂直偏振互连馈源网络以接收该第二rf信号，并且耦合到该第一双线性偏振微带贴片天线的该垂直偏振馈源以向其提供该第二rf信号；以及第二垂直偏振行馈源网络，该第二垂直偏振行馈源网络耦合到该第二垂直偏振互连馈源网络以接收该第二rf信号，并且耦合到该第二双线性偏振微带贴片天线的该垂直偏振馈源以向其提供该第二rf信号。
根据方面46的方面47，该第一双线性偏振微带贴片天线的该水平偏振馈源和该第二双线性偏振微带贴片天线的该水平偏振馈源中的每个通过水平偏振耦合电路与第三无线电链电路耦合以从其接收第三rf信号，并且该第一双线性偏振微带贴片天线的该垂直偏振馈源和该第二双线性偏振微带贴片天线的该垂直偏振馈源通过垂直偏振耦合电路与第四无线电链电路耦合以从其接收第四rf信号，该第一双线性偏振微带贴片天线和该第二双线性偏振微带贴片天线被布置并配置为沿第二方向合作辐射作为第三水平偏振波束的该第三rf信号，并且沿第二方向合作辐射作为第四垂直偏振波束的该第四rf信号，其中该第一双线性偏振微带贴片天线和该第二双线性偏振微带贴片天线在当它们合作辐射第一波束和第二波束的同时合作辐射该第三波束和该第四波束。该水平偏振接口矩阵被配置为从第三无线电链电路接收第三rf信号，并且选择性地向该水平偏振巴特勒矩阵的第二输入端口提供该第三rf信号；并且该垂直偏振接口矩阵被配置为从第四无线电链电路接收第四rf信号，并且选择性地向该垂直偏振巴特勒矩阵的第二输入端口提供该第四rf信号。该第一水平偏振互连馈源网络从该水平偏振巴特勒矩阵的第一输出端口接收该第三rf信号，并且该第二水平偏振互连馈源网络从该水平偏振巴特勒矩阵的第二输出端口接收该第三rf信号；并且该第一垂直偏振互连馈源网络从该垂直偏振巴特勒矩阵的第一输出端口接收该第四rf信号，并且该第二垂直偏振互连馈源网络从该垂直偏振巴特勒矩阵的第二输出端口接收该第四rf信号。该第一水平偏振行馈源网络从该第一水平偏振互连馈源网络接收该第三rf信号并向该第一双线性偏振微带贴片天线的水平偏振馈源提供该第三rf信号，并且该第二水平偏振行馈源网络从该第二水平偏振互连馈源网络接收该第三rf信号并向该第二双线性偏振微带贴片天线的水平偏振馈源提供该第三rf信号；并且该第一垂直偏振行馈源网络从该第一垂直水平偏振互连馈源网络接收第四rf信号并向该第一双线性偏振微带贴片天线的垂直偏振馈源提供该第四rf信号，并且该第二垂直偏振行馈源网络从该第二垂直偏振互连馈源网络接收该第四rf信号并向该第二双线性偏振微带贴片天线的垂直偏振馈源提供该第四rf信号。
根据方面46或47的方面48，其中该水平偏振接口矩阵和该垂直偏振接口矩阵中的每个包括一个或多个开关，该一个或多个开关被配置为改变选择性地向其提供rf信号的对应的水平偏振巴特勒矩阵和垂直偏振巴特勒矩阵输入端口的输入端口的输入。
根据方面46至48中任一项的方面49，其中该水平偏振互连馈源网络和该垂直偏振互连馈源网络中的每个包括一个或多个衰减器/增益电路以及一个或多个延迟电路以调节向对应的双线性偏振微带贴片天线提供的rf信号。
根据方面46至49中任一项的方面50，其中该第一双线性偏振微带贴片天线和该第二双线性偏振微带贴片天线中的每个包括本身以行布置的两个或多个实例。
在一般的方面51中，该无线接入点包括：第一无线电，该第一无线电包括第一无线电链电路，该第一无线电链电路被配置为在第一信道中传输射频(rf)信号；第二无线电，该第二无线电包括第二无线电链电路，该第二无线电链电路被配置为在由该第一无线电传输该rf信号的同时在第二信道中传输相应rf信号，该第二信道与该第一信道不重叠；以及多个天线，所述多个天线与对应的第一无线电链电路和第二无线电链电路耦合以接收该rf信号。来自所述多个天线中的第一组的至少两个天线与该第一无线电的该第一无线电链电路耦合以在该第一信道中从其接收第一rf信号，该第一组的天线被布置并配置为沿第一方向辐射作为具有第一波束宽度的第一波束的该第一rf信号。来自所述多个平面天线中的第二组的至少两个平面天线与该第二无线电的该第二无线电链电路耦合以在所述第二信道中从其接收第二rf信号，该第二组的平面天线被布置并配置为沿第二方向辐射作为具有第二波束宽度的第二波束的该第二rf信号。其中(i)该第二方向与该第一方向不同，或者(ii)该第二波束宽度与该第一波束宽度不同，或者(iii)该第二方向与该第一方向不同并且该第二波束宽度与该第一波束宽度不同。
根据方面51的方面52，其中所述多个天线包括平面天线。
根据方面52的方面53，其中第一组的平面天线具有沿第一方向取向的法线，并且第二组的平面天线具有沿平行于该第一方向的第二方向取向的法线。
根据方面51或52的方面54，其中第一组的平面天线印刷在第一印刷电路板(pcb)上，并且第二组的平面天线已印刷在与该第一pcb不同的第二pcb上。
根据方面51至54中任一项的方面55，其中该无线接入点包括耦合电路，该耦合电路连接到(i)第一无线电的第一无线电链电路以接收第一rf信号，连接到第二无线电的第二无线电链电路以接收第二rf信号，并且连接到(ii)多个天线以向所述多个天线的对应组提供该第一rf信号和该第二rf信号。该耦合电路被配置为使该无线接入点(i)选择性地将用于在第一信道中辐射第一rf信号的第一波束的第一方向改变为第三方向，或者选择性地将用于在该第一信道中辐射该第一rf信号的该第一波束的第一波束宽度改变为第三波束宽度；并且(ii)独立于该第一方向的改变，选择性地将用于在第二信道中辐射第二rf信号的第二波束的第二方向改变为第四方向，或者(iii)独立于该第一波束宽度的改变，选择性地将用于在该第二信道中辐射该第二rf信号的该第二波束的第二波束宽度改变为第四波束宽度。
根据方面55的方面56，其中该第三方向和该第四方向平行。
根据方面55的方面57，其中该第三波束宽度和该第四波束宽度相等。
根据方面55的方面58，其中该耦合电路包括巴特勒矩阵。
根据方面51至58中任一项的方面59，其中该天线为微带贴片天线。
根据方面51至59中任一项的方面60，其中该第一组的天线具有第一反射系数，该第一反射系数被配置为使得在第一信道的rf频率下的该第一反射系数的第一值比在第二信道的rf频率下的该第一反射系数的第二值小第一预定系数，该第二组的天线具有第二反射系数，该第二反射系数被配置为使得在该第二信道的rf频率下的该第二反射系数的第一值比在该第一信道的rf频率下的该第二反射系数的第二值小第二预定系数。
根据方面60的方面61，其中该第一预定系数和该第二预定系数中的每个介于2和10之间；并且该第一反射系数的第二值和该第二反射系数的第二值中的每个介于0.85和0.99之间。
根据方面60的方面62，其中该第一预定系数与该第二预定系数相同。
根据方面51至62中任一项的方面63，其中该第一信道属于第一操作频带；并且该第二信道属于与该第一操作频带相邻的第二操作频带。
根据方面51至62中任一项的方面64，其中该第一信道属于第一操作频带；该第二信道属于第二操作频带；该第一操作频带和该第二操作频带在5ghz非授权频带中。
根据方面51至64中任一项的方面65，其中该无线接入点包括第三无线电，该第三无线电包括第三无线电链电路，该第三无线电链电路被配置为在由第一无线电和第二无线电传输rf信号的同时在第三信道中传输相应rf信号，该第三信道与该第一信道或该第二信道不重叠。这里，来自多个平面天线中的第三组的至少两个平面天线与该第三无线电的该第三无线电链电路耦合以在该第三信道中从其接收第三rf信号，该第三组的平面天线被布置并配置为沿第三方向辐射作为具有第三波束宽度的第三波束的该第三rf信号。
根据方面65的方面66，其中该无线接入点包括封装件，该封装件被布置并配置为包围第一无线电、第二无线电、第三无线电和多个天线。这里，其中当该第一无线电的第一信道和该第三无线电的第三信道之间的第一频率间隔大于该第二无线电的第二信道和该第三无线电的第三信道之间的第二频率间隔时，第一组的至少两个天线和第三组的至少两个天线之间的第一距离小于第二组的至少两个天线和第三组的至少两个天线之间的第二距离。
上文已详细描述了一些实施方案，并且各种修改是可能的。尽管本说明书包含许多细节，但是这些细节不应视为可能要求保护的内容范围的限制，而应视作专门针对特定实施方案的特征说明。在单独的实施方案的上下文中，本说明书所述的某些特征也可以在单个实施方案中组合实现。反过来，在单个实施方案的上下文中所述的各个特征也可以单独在多个实施方案中实现，或者呈任何合适的子组合的形式来实现。此外，尽管上文所述特征可以呈某些组合来发挥作用，甚至在最初照此要求保护，但是在一些情况下，要求保护的组合中的一个或多个特征可以从此组合中删除，并且要求保护的组合可以是针对某子组合或子组合的变型。
其他实施方案均落入以下权利要求书的范围内。
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