Módulo de antena híbrida con múltiples entradas y múltiples salidas y sistema de utilización del mismo.

Módulo (M) de antena híbrida de múltiples entradas y múltiples salidas,

que comprende:

una unidad (1) de puesta a tierra;

una serie de unidades (2) de radiación dispuestas en la unidad (1) de puesta a tierra, en la que cada unidad (2) de radiación tiene un primer cuerpo (22) de radiación paralelo a la superficie de la unidad (1) de puesta a tierra y se extiende hacia el lado (100) periférico exterior de la unidad (1) de puesta a tierra, al menos un primer pin (21) de alimentación se extiende hacia abajo desde un lado del primer cuerpo (22) de radiación y se encuentra suspendido, y al menos un primer pin (20) de cortocircuito se extiende hacia abajo desde un lado del primer cuerpo (22) de radiación y está conectado a la unidad (1) de puesta a tierra, y tanto el primer pin (21) de alimentación y el primer pin (20) de cortocircuito y el cuerpo (22) de radiación no son coplanarios;

una serie de unidades (3) de bucle dispuestas a lo largo del lado (100) periférico exterior de la unidad (1) de puesta a tierra y verticalmente dispuestas en la unidad (1) de puesta a tierra, en el que cada unidad (3) de bucle tiene al menos un segundo pin (30) de cortocircuito conectado a la unidad (1) de puesta a tierra, al menos un segundo pin (31) de alimentación separado del segundo pin (30) de cortocircuito en una distancia predeterminada y suspendido sobre la unidad (1) de puesta a tierra a una distancia predeterminada, y al menos un segundo cuerpo (32) de radiación verticalmente suspendido sobre la unidad (1) de puesta a tierra a una distancia predeterminada y conectado entre el segundo pin (30) de cortocircuito y el segundo pin (31) de alimentación; y

una serie de unidades (4) de filtro dispuestas en la unidad (1) de puesta a tierra y conectadas eléctricamente respectivamente a los segundos pines (31) de alimentación de las unidades (3) de bucle;

en el que las unidades (2) de radiación y las unidades (3) de bucle están dispuestas en torno a un centro geométrico de la unidad (1) de puesta a tierra y están dispuestas alternadamente y simétricamente en la unidad (1) de puesta a tierra.

Módulo de antena híbrida con múltiples entradas y múltiples salidas y sistema de utilización del mismo.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

1. Campo de la invención

La presente invención se refiere a un módulo de antena de múltiples entradas y múltiples salidas y, más particularmente, a un módulo de antena híbrida de múltiples entradas y múltiples salidas y a un sistema de utilización del mismo.

2. Descripción de la técnica relacionada

La red LAN inalámbrica o la antena de punto de acceso 802.11a/b/g/n de la técnica relacionada es casi una estructura de antena externa. Las antenas de dipolo comunes tienen un manguito de plástico o de goma que las recubre. En general, la antena de dipolo es una antena de banda única para un funcionamiento de 2, 4 GHz o una antena de radio única de doble banda para un funcionamiento de 2, 4/5 GHz. La altura de la antena de dipolo es el triple del grosor del dispositivo concentrador/enrutador de banda ancha inalámbrico y una parte de la antena de dipolo se dispone sobre un lado del enrutador y el resto de la antena de dipolo sobresale de la parte superior de la cubierta del punto de acceso o del enrutador. No obstante, la parte sobresaliente de la antena de dipolo puede ser vandalizada fácilmente por una fuerza exterior y también ocupa espacio, lo que deteriora el atractivo estético del producto, especialmente para el sistema de antena múltiple.

La antena de radio única de doble banda convencional aplicada a una red LAN inalámbrica de 2, 4/5 GHz o a un 802.11a/b/g/n tiene un único puerto de alimentación de señal de radiofrecuencia, de manera que se necesita utilizar dos tubos de cobre conductores y un diplexor adicional a efectos de conseguir un funcionamiento de doble banda concurrente de 2, 4/5 GHz. No obstante, el coste aumentaría y todo el sistema pierde ganancia o potencia adicionales debido al diseño de la antena de radio única de doble banda convencional.

Además, la técnica relacionada proporciona otra antena de dipolo de polarización cruzada de doble banda que da a conocer un sistema de antena doble. El sistema de doble antena tiene dos antenas de dipolo de doble banda para generar dos bandas de frecuencia para un funcionamiento de 2, 4/5 GHz. No obstante, la estructura de doble antena es una estructura apilada, de manera que la altura de toda la estructura de antena es elevada. Además, se conocen antenas de múltiples entradas y múltiples salidas que proporcionan un patrón de haz multidireccional con interferencias mínimas y un aislamiento de puerto a puerto máximo. El documento US 6 140 972 A da a conocer una antena híbrida de múltiples puertos que comprende una unidad de puesta a tierra y dos unidades de radiación de tipos diferentes ubicados en la unidad de puesta a tierra y dispuestos alternadamente y simétricamente sobre un centro geométrico de la unidad de puesta a tierra. Además, una antena de GPS con sistema antiperturbación se da a conocer en el documento US 7 450 082 B1, en el que la antena de GPS utiliza ocho elementos radiadores de bucle resonante en una configuración de excitador resonante para poner a disposición un patrón de antena primario y hasta siete patrones auxiliares que se pueden utilizar con un procesamiento adaptativo de patrón múltiple para un funcionamiento antiperturbación.

Además, la antena de punto de acceso de empresa o el enrutador se instalan normalmente en el techo. De esta manera, las cualidades de enlace descendente y de enlace ascendente estarían afectadas directamente por la cobertura del patrón de radiación de las antenas. Debido a que las frecuencias de funcionamiento en la banda de 5 GHz son mayores que las frecuencias de funcionamiento en la banda de 2, 4 GHz, la pérdida de trayectoria de una antena de 5 GHz es mayor que la pérdida de trayectoria de una antena de 2, 4 GHz. Por tanto, la ganancia de una antena 5 GHz necesita ser mayor a efectos de compensar la elevada pérdida de trayectoria de una banda de 5 GHz.

CARACTERÍSTICAS DE LA INVENCIÓN

Un aspecto particular de la presente invención es dar a conocer un módulo de antena híbrida de múltiples entradas y múltiples salidas y un sistema de utilización del mismo. La presente invención no sólo tiene algunas ventajas como el pequeño tamaño, el bajo perfil, el buen aislamiento, elevada ganancia de antena y buenas propiedades de radiación, sino que también puede sustituir las antenas externas de punto de acceso de doble banda de la técnica anterior para un funcionamiento de 2, 4/5 GHz sin necesidad de diplexores adicionales. Además, el módulo de antena híbrida de múltiples entradas y múltiples salidas puede ocultarse en el dispositivo de comunicación inalámbrica a efectos de mejorar la presentación del producto.

A efectos de conseguir los aspectos mencionados anteriormente, la presente invención da a conocer un módulo de antena híbrida de múltiples entradas y múltiples salidas, que incluye: una unidad de puesta a tierra, una serie de unidades de radiación, unidades de bucle y unidades de filtro. Las unidades de radiación se montan sobre la unidad de puesta a tierra. Las unidades de bucle se disponen a lo largo del lado periférico exterior de la unidad de puesta a tierra y se disponen verticalmente en la unidad de puesta a tierra. Las unidades de filtro se disponen en la unidad de puesta a tierra y están conectadas eléctricamente respectivamente a los segundos pines de alimentación de las unidades de bucle. Las unidades de radiación y las unidades de bucle se disponen en torno a un centro geométrico de la unidad de puesta a tierra y se disponen alternadamente y simétricamente en la unidad de puesta a tierra.

A efectos de entender mejor las técnicas, los medios y los efectos que la presente invención adopta para conseguir

los objetivos establecidos, en este documento se hace referencia a las siguientes descripciones detalladas y los dibujos adjuntos, de manera que, a través de los cuales, se pueden apreciar de manera exhaustiva y concreta los objetivos, características y aspectos de la presente invención, no obstante, los dibujos adjuntos se proporcionan únicamente como referencia e ilustración, sin ninguna intención de ser utilizados para limitar la presente invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La figura 1A es una vista esquemática, en planta, de la primera realización de la presente invención;

la figura 1B es una vista esquemática, en perspectiva, de la primera realización de la presente invención;

la figura 1C es una vista esquemática, en perspectiva, de una unidad de radiación según la primera realización de la presente invención;

la figura 1D es una vista esquemática, frontal, de una unidad de bucle según la primera realización de la presente 25 invención;

la figura 1E es un diagrama de una curva de los coeficientes de reflexión (parámetros S (dB) ) de la primera unidad de radiación con respecto a las frecuencias (MHz) según la primera realización de la presente invención;

la figura 1F es un diagrama de una curva de los coeficientes de reflexión de la tercera unidad de bucle con respecto a las frecuencias según la primera realización de la presente invención;

la figura 1G es un diagrama de una curva del aislamiento entre la segunda unidad de radiación y la primera unidad de radiación con respecto a las frecuencias según la presente invención;

la figura 1H es un diagrama de una curva del aislamiento entre la tercera unidad de radiación y la primera unidad de radiación con respecto a las frecuencias según la presente invención;

la figura 1I es un diagrama de una curva del aislamiento entre la primera unidad de bucle y la primera unidad de 40 radiación con respecto a las frecuencias según la presente invención;

la figura 1J es un diagrama de una curva del aislamiento entre la segunda unidad de bucle y la primera unidad de radiación con respecto a las frecuencias según la presente invención;

la figura 1K es un diagrama de una curva del aislamiento entre la tercera unidad de bucle y la primera unidad de radiación con respecto a las frecuencias según la presente invención;

la figura 1L es un diagrama de una curva del aislamiento entre la segunda unidad de bucle y la primera unidad de bucle con respecto a las frecuencias según la presente invención;

la figura 1M es un diagrama de una curva del aislamiento entre la tercera unidad de bucle y la primer unidad de bucle con respecto a las frecuencias según la presente invención;

la figura 1N es una vista esquemática, en perspectiva, del módulo de antena híbrida de múltiples entradas y 55 múltiples salidas instalado en una cubierta del dispositivo... [Seguir leyendo]

1. Módulo (M) de antena híbrida de múltiples entradas y múltiples salidas, que comprende:

una unidad (1) de puesta a tierra;

una serie de unidades (2) de radiación dispuestas en la unidad (1) de puesta a tierra, en la que cada unidad (2) de radiación tiene un primer cuerpo (22) de radiación paralelo a la superficie de la unidad (1) de puesta a tierra y se extiende hacia el lado (100) periférico exterior de la unidad (1) de puesta a tierra, al menos un primer pin (21) de alimentación se extiende hacia abajo desde un lado del primer cuerpo (22) de radiación y se encuentra suspendido, y al menos un primer pin (20) de cortocircuito se extiende hacia abajo desde un lado del primer cuerpo (22) de radiación y está conectado a la unidad (1) de puesta a tierra, y tanto el primer pin (21) de alimentación y el primer pin

(20) de cortocircuito y el cuerpo (22) de radiación no son coplanarios;

una serie de unidades (3) de bucle dispuestas a lo largo del lado (100) periférico exterior de la unidad (1) de puesta a tierra y verticalmente dispuestas en la unidad (1) de puesta a tierra, en el que cada unidad (3) de bucle tiene al menos un segundo pin (30) de cortocircuito conectado a la unidad (1) de puesta a tierra, al menos un segundo pin

(31) de alimentación separado del segundo pin (30) de cortocircuito en una distancia predeterminada y suspendido sobre la unidad (1) de puesta a tierra a una distancia predeterminada, y al menos un segundo cuerpo (32) de radiación verticalmente suspendido sobre la unidad (1) de puesta a tierra a una distancia predeterminada y conectado entre el segundo pin (30) de cortocircuito y el segundo pin (31) de alimentación; y

una serie de unidades (4) de filtro dispuestas en la unidad (1) de puesta a tierra y conectadas eléctricamente respectivamente a los segundos pines (31) de alimentación de las unidades (3) de bucle;

en el que las unidades (2) de radiación y las unidades (3) de bucle están dispuestas en torno a un centro geométrico de la unidad (1) de puesta a tierra y están dispuestas alternadamente y simétricamente en la unidad (1) de puesta a tierra.

2. Módulo (M) de antena híbrida de múltiples entradas y múltiples salidas, según la reivindicación 1, que comprende, además, una serie de líneas (5) de transmisión de la señal correspondientes a las unidades (2) de radiación y a las unidades (3) de bucle, las líneas (5) de transmisión de la señal conectadas respectivamente a los primeros pines

(21) de alimentación y a las unidades (4) de filtro, en el que la unidad (1) de puesta a tierra tiene un orificio pasante

(10) que pasa a través de una parte central del mismo, y las líneas (5) de transmisión de la señal pasan a través del orificio pasante (10) .

3. Módulo (M) de antena híbrida de múltiples entradas y múltiples salidas, según la reivindicación 1, en el que cada unidad (2) de radiación tiene un eje central geométrico (A) y cada unidad (3) de bucle tiene un eje central geométrico (B) , y cada dos ejes centrales geométricos (A, B) adyacentes de la unidad (2) de radiación y la unidad (3) de bucle se cortan en el centro geométrico de la unidad (1) de puesta a tierra para formar un ángulo (8) y cada uno de los ángulos formados (8) tiene sustancialmente la misma medida.

4. El módulo (M) de antena híbrida de múltiples entradas y múltiples salidas, según la reivindicación 1, en el que el primer pin (21) de alimentación de cada unidad (2) de radiación es adyacente al segundo pin (30) de cortocircuito de una unidad (3) de bucle adyacente, y el primer pin (20) de cortocircuito de cada unidad (2) de radiación es adyacente al segundo pin (30) de alimentación de otra unidad (3) de bucle adyacente.

5. Módulo (M) de antena híbrida de múltiples entradas y múltiples salidas, según la reivindicación 1, en el que el segundo pin (30) de cortocircuito y el segundo pin (31) de alimentación de cada unidad (3) de bucle se disponen simétricamente al lado de los dos lados de un eje central geométrico (B) de cada unidad (3) de bucle, y el segundo pin (30) de cortocircuito, el segundo pin (31) de alimentación y el segundo cuerpo (32) de radiación de cada unidad

(3) de bucle se forman en el mismo plano o superficie curva.

6. Módulo (M) de antena híbrida de múltiples entradas y múltiples salidas, según la reivindicación 1, en el que la unidad (1) de puesta a tierra y las unidades (3) de bucle se combinan integralmente para formar una estructura de placa de una sola pieza.

7. Módulo (M) de antena híbrida de múltiples entradas y múltiples salidas, según la reivindicación 1, en el que el segundo cuerpo (32) de radiación de cada unidad (3) de bucle es un cuerpo en forma de arco conectado entre cada segundo pin (30) de cortocircuito correspondiente y cada segundo pin (31) de alimentación correspondiente.

8. Módulo (M) de antena híbrida de múltiples entradas y múltiples salidas, según la reivindicación 1, en el que el segundo cuerpo (32) de radiación de cada unidad (3) de bucle tiene dos partes (320) curvas simétricas, que son

simétricas con respecto al eje de centro geométrico (B) de cada unidad (3) de bucle.

9. Módulo (M) de antena híbrida de múltiples entradas y múltiples salidas, según la reivindicación 1, en el que las

unidades (2) de radiación tiene unas frecuencias de funcionamiento de antena, y las unidades (3) de bucle tiene 5 otras frecuencias de funcionamiento de la antena.

10. Módulo (M) de antena híbrida de múltiples entradas y múltiples salidas, según la reivindicación 9, en el que las frecuencias de funcionamiento de la antena de la unidad (2) de radiación son menos que las frecuencias de funcionamiento de la antena de la unidad (3) de bucle.

11. Módulo (M) de antena híbrida de múltiples entradas y múltiples salidas, según la reivindicación 1, en el que cada unidad (4) de filtro es un filtro de supresión de banda para limitar el modo resonante de media longitud de onda de cada unidad (3) de bucle, en el que el modo resonante de media longitud de onda de cada unidad (3) de bucle es cercano a las frecuencias de funcionamiento de la antena de cada unidad (2) de radiación.

12. Módulo (M) de antena híbrida de múltiples entradas y múltiples salidas, según la reivindicación 1, en el que la unidad (4) de filtro tiene una primera sección (41) de transmisión, una segunda sección (42) de transmisión y un filtro (43) impreso de microondas conectado entre la primera sección (41) de la transmisión y la segunda sección (42) de la transmisión, y la primera sección (41) de la transmisión de cada unidad (4) de filtro está conectado eléctricamente al segundo pin (31) de alimentación de cada unidad (3) de bucle y la segunda sección (42) de la transmisión de cada unidad (4) de filtro está conectado eléctricamente a una línea (5) de transmisión de la señal correspondiente.

13. Módulo (M) de antena híbrida de múltiples entradas y múltiples salidas, según la reivindicación 1, en el que el módulo (M) de antena híbrida de múltiples entradas y múltiples salidas se instala en una cubierta (C) del dispositivo inalámbrico aplicada a un dispositivo de comunicación inalámbrica a efectos de formar un sistema del módulo (M) de antena híbrida de múltiples entradas y múltiples salidas, y la unidad (1) de puesta a tierra, las unidades (2) de radiación, las unidades (3) de bucle y las unidades (4) de filtro están comprendidos en la cubierta (C) del dispositivo inalámbrico.