Многоантенное устройство, имеющее элемент развязки

Многоантенное устройство, имеющее элемент развязки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Перекрестная ссылка на родственные заявки

Настоящее изобретение испрашивает приоритет предварительной патентной заявки США номер 60/869438, поданной 11 декабря 2006 года, озаглавленной "METRO WIFI RF REPEATER", содержимое которой включено в данный документ посредством ссылки.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение в общем относится к беспроводной связи, а более конкретно к антенной конфигурации, связанной с беспроводным повторителем, причем антенная конфигурация состоит из близко скомпонованных антенн, имеющих ортогональную поляризацию и развязку, чтобы уменьшать электромагнитную связь и обеспечивать высокую направленность.

Уровень техники

В узле беспроводной связи, таком как беспроводной повторитель, выполненный с возможностью работать в беспроводной системе, допускающей одновременную передачу и прием пакетов (т.е. работу в дуплексном режиме), ориентация антенных модулей может быть важной для установления режима работы без помех, поскольку важно, чтобы чувствительность приемного устройства не снижалась из-за передаваемых сигналов. Она может включать в себя сети, которые используют дуплекс с временным разделением (TDD), дуплекс с частотным разделением (FDD) или другие требуемые способы работы в дуплексном режиме.

Кроме того, компоновка антенных модулей и схем повторителя в одном корпусе желательна для удобства, снижения затрат на изготовление и т.п., но такая компоновка может вызывать проблемы помех.

В корпусе полнодуплексного повторителя одна антенна или набор антенн могут работать, например, с базовой станцией, а другая антенна может работать с абонентом. Поскольку несколько сигналов одинаковой или различной частоты должны передаваться и приниматься в антеннах, которые расположены близко друг к другу, развязка этих антенн становится важной, особенно когда выполняются одновременная передача и прием с обеих сторон повторителя.

Кроме того, поскольку модуль повторителя содержит все схемы в одном корпусе, желательно размещать антенны близко с минимальным межантенным взаимодействием при сохранении допустимого усиления и во многих случаях допустимой направленности.

Для простоты изготовления примерный повторитель должен быть выполнен так, чтобы он мог легко изготовляться в крупносерийном производстве при использовании недорогой компоновки. Примерный повторитель должен быть прост в установке, чтобы способствовать простой эксплуатации пользователями. Тем не менее, возникают дополнительные проблемы при компоновке антенн и схем повторителя в непосредственной близости. Во-первых, становится трудным достигать хорошей развязки антеннами исключительно вследствие очень близкого физического расположения, даже если используются направленные антенны.

Проще говоря, чем ближе размещаются антенны, тем более вероятно антенны будут объединять энергию друг в друга, что уменьшает развязку между сторонами повторителя. Сохранение полностью или частично всенаправленной диаграммы направленности антенны затрудняется, поскольку перекрывающиеся диаграммы направленности излучения антенн, которые размещены близко друг к другу, имеют тенденцию формировать эффекты помех. Энергия от антенн дополнительно может электрически связываться через схемные элементы, к примеру, через общую пластину заземления, особенно в конфигурациях, где несколько антенн интегрируются, и пластина заземления является небольшой. Хотя использование направленной антенны может обеспечивать преимущества для повторителя в отношении увеличения диапазона и уменьшения вариации беспроводного сигнала из-за рэлеевских эффектов замирания, направленные антенны обычно не используются для применения в помещениях вследствие необходимости направленного совмещения, что находится вне компетенции или желания среднего пользователя.

Некоторые усовершенствования могут быть получены путем компенсации или аналогичных методов, когда версия сигнала, передаваемого на одной стороне повторителя, используется для того, чтобы удалять это сигнал, если он появляется на другой стороне повторителя. Однако такая компенсация может быть дорогостоящей в том, что требуются дополнительные схемы, и может быть затратной в отношении вычислений, потому что такая компенсация может приводить к введению фактора задержки в повторителе, или альтернативно, может требовать применения более дорогих и более быстрых процессоров для того, чтобы выполнять функцию компенсации.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение преодолевает вышеупомянутые проблемы посредством обеспечения многоантенного устройства, сформированного на печатной плате. Устройство включает в себя первую антенну, сформированную на первой стороне печатной платы; вторую антенну, сформированную на второй стороне печатной платы; пластину заземления, сформированную между первой антенной и второй антенной, причем пластина заземления выполнена с возможностью обеспечивать электромагнитную изоляцию между первой и второй антеннами; первый непроводящий опорный элемент, сформированный между первой антенной и пластиной заземления; второй непроводящий опорный элемент, сформированный между второй антенной и пластиной заземления. Первая антенна электрически подключена к первой точке питания на печатной плате, которая не подключена к пластине заземления, а вторая антенна электрически подключена ко второй точке питания на печатной плате, которая не подключена к пластине заземления.

Также обеспечивается многоантенное устройство, которое включает в себя печатную плату, имеющую пластину заземления, выполненную с возможностью обеспечивать электромагнитную развязку между первой стороной печатной платы и второй стороной печатной платы; первый непроводящий опорный элемент, сформированный на первой стороне печатной платы; второй непроводящий опорный элемент, сформированный на второй стороне печатной платы; третий непроводящий опорный элемент, сформированный на второй стороне печатной платы; четвертый непроводящий опорный элемент, сформированный на первой стороне печатной платы; первую антенну, сформированную на первом непроводящем опорном элементе, вторую антенну, сформированную на втором непроводящем опорном элементе; третью антенну, сформированную на третьем непроводящем опорном элементе; и четвертую антенну, сформированную на четвертом непроводящем опорном элементе.

Также обеспечивается многоантенное устройство, сформированное в печатной плате, которое включает в себя первую антенну, сформированную на первой стороне печатной платы; вторую антенну, сформированную на второй стороне печатной платы; пластину заземления, сформированную между первой антенной и второй антенной, причем пластина заземления выполнена с возможностью обеспечивать электромагнитную развязку между первой и второй антеннами; первый непроводящий опорный элемент, сформированный между первой антенной и пластиной заземления; второй непроводящий опорный элемент, сформированный между второй антенной и пластиной заземления. Первая антенна электрически подключена к первой точке питания на печатной плате, которая не подключена к пластине заземления, а вторая антенна электрически подключена ко второй точке питания на печатной плате, которая не подключена к пластине заземления.

Краткое описание чертежей

Прилагаемые чертежи, на которых одинаковые ссылочные позиции обозначают идентичные или функционально похожие элементы по всем отдельным представлениям и которые совместно с подробным описанием ниже формируют часть подробного описания и служат для дополнительной иллюстрации различных вариантов осуществления и пояснения различных принципов и преимуществ в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.1 является видом сбоку устройства с двумя антеннами с множеством приемопередатчиков в соответствии с различными примерными вариантами осуществления.

Фиг.2 является видом сверху устройства с двумя антеннами с множеством приемопередатчиков по фиг.1 в соответствии с различными примерными вариантами осуществления.

Фиг.3 является видом снизу устройства с двумя антеннами с множеством приемопередатчиков по фиг.1 в соответствии с различными примерными вариантами осуществления.

Фиг.4 является видом сбоку устройства с четырьмя антеннами с множеством приемопередатчиков в соответствии с различными примерными вариантами осуществления.

Фиг.5 является видом сверху устройства с четырьмя антеннами с множеством приемопередатчиков по фиг.4 в соответствии с различными примерными вариантами осуществления.

Фиг.6 является видом снизу устройства с четырьмя антеннами с множеством приемопередатчиков по фиг.4 в соответствии с различными примерными вариантами осуществления.

Фиг.7 является иллюстративным представлением верхней стороны устройства с четырьмя антеннами с множеством приемопередатчиков по фиг.4 в соответствии с различными примерными вариантами осуществления.

Фиг.8 является блок-схемой устройства с четырьмя антеннами с множеством приемопередатчиков по фиг.4 в соответствии с различными примерными вариантами осуществления.

Фиг.9 является блок-схемой сети, включающей в себя устройство с четырьмя антеннами с множеством приемопередатчиков по фиг.4 в соответствии с различными примерными вариантами осуществления.

Фиг.10 является блок-схемой устройства с четырьмя антеннами с множеством приемопередатчиков по фиг.4 в соответствии с различными примерными вариантами осуществления.

Осуществление изобретения

Настоящее раскрытие сущности предоставлено для того, чтобы дополнительно пояснять с достаточными подробностями оптимальные режимы выполнения одного или более вариантов осуществления настоящего изобретения. Раскрытие сущности дополнительно направлено на то, чтобы улучшать понимание и оценку принципов изобретения и его преимуществ, а не на то, чтобы ограничивать изобретение каким-либо образом. Изобретение определяется только формулой изобретения, включая все изменения, выполняемые при рассмотрении данной заявки, и все эквиваленты пунктов формулы изобретения.

Дополнительно следует понимать, что применение относительных терминов, таких как первый и второй, и т.п., если встречаются, служит исключительно для того, чтобы отличать один объект, элемент или действие от другого объекта, элемента или действия без обязательного требования или подразумевания какого-либо отношения или порядка между этими объектами, элементами или действиями. Следует отметить, что некоторые варианты осуществления могут включать в себя множество процессов или этапов, которые могут быть выполнены в любом порядке, если только не ограничены конкретным порядком в явной и обязательной форме, т.е. процессы или этапы, которые не ограничены таким образом, могут быть выполнены в любом порядке.

Большая часть предложенной функциональности и многие из предложенных принципов при реализации лучше всего поддерживаются программным обеспечением или интегральными схемами (ИС), такими как процессор цифровых сигналов и программное обеспечение для него или специализированные ИС. Предполагается, что специалисты в данной области техники, несмотря на возможно значительные усилия и множество вариантов проектирования, что обусловлено, например, доступным временем, современным уровнем техники и экономическими соображениями, на основе концепций и принципов, раскрытых в данном документе, смогут без труда создать такие программные инструкции или ИС при минимальном экспериментировании. Следовательно, в интересах краткости и для минимизации риска затруднения понимания принципов и концепций согласно настоящему изобретению, дальнейшее обсуждение такого программного обеспечения и ИС, если имеет место, должно быть ограничено сущностью относительно принципов и концепций, используемых посредством примерных вариантов осуществления.

Далее приводятся ссылки на чертежи, на которых аналогичные ссылочные позиции указывают аналогичные компоненты, причем одна ссылочная позиция может использоваться для того, чтобы идентифицировать примерный один из нескольких аналогичных компонентов.

Устройство с двумя антеннами с множеством приемопередатчиков

Фиг.1 является видом сбоку устройства с двумя антеннами с множеством приемопередатчиков в соответствии с различными примерными вариантами осуществления. Фиг.2 является видом сверху устройства с двумя антеннами с множеством приемопередатчиков по фиг.1, а фиг.3 является видом снизу устройства с двумя антеннами с множеством приемопередатчиков по фиг.1.

Как показано на фиг. 1-3, устройство 100 включает в себя печатную плату (PCB) 105, включающую в себя пластину заземления 110 и имеющую первую сторону 200 и вторую сторону 300, первую и вторую схемы 120A и 120B приемопередатчика, первый и второй элементы 125A и 125B электромагнитной развязки, первую и вторую антенны 130A и 130B, первый и второй непроводящие опорные элементы 135A и 135B, первый и второй горизонтальные соединительные элементы 140A и 140B, первый и второй вертикальные соединительные элементы 150A и 150B и первый и второй элементы 160A и 160B формирования поля. Первая и вторая схемы 120A и 120B приемопередатчика соединены через соединительный элемент 170, который проходит через пластину заземления 110, но не подключен к пластине заземления 110.

PCB 105 предоставляет структуру для того, чтобы подсоединять схемы, и может обеспечивать соединительные проводники между различными схемными элементами. Она включает в себя пластину 110 заземления, которая может выступать в качестве объединенного потенциала заземления для всех элементов, подключенных к PCB 105. Пластина 110 заземления сконструирована так, что она изолирует электромагнитные поля, излучаемые из первой антенны 130A на первой стороне 200, от электромагнитных полей, излучаемых из второй антенны 130B на второй стороне 300.

Первая сторона 200 PCB 105 имеет первую схему 120A приемопередатчика, первый элемент 125A электромагнитной развязки, первую антенну 130A, первый непроводящий опорный элемент 135A и первый элемент 160A формирования поля, сформированные на ней. Первая схема 120A приемопередатчика сформирована непосредственно на PCB 105; первый элемент 125A электромагнитной развязки сформирован так, чтобы покрывать первую схему 120A приемопередатчика, с тем, чтобы она была электрически изолирована; первый непроводящий опорный элемент 135A сформирован на первом элементе 125A электромагнитной развязки, и первая антенна 130A сформирована на первом непроводящем опорном элементе 135A. Первая антенна 130A подключена к первой схеме 120A приемопередатчика через первый горизонтальный соединительный элемент 140A и первый вертикальный соединительный элемент 150A, которые проходят через первый элемент 125A электромагнитной развязки, но не подключены электрически к нему. Первый элемент 160A формирования поля сформирован так, чтобы окружать первую антенну 130A.

Вторая сторона 300 PCB 105 имеет вторую схему 120B приемопередатчика, второй элемент 125B электромагнитной развязки, вторую антенну 130B, второй непроводящий опорный элемент 135B и второй элемент 160B формирования поля, сформированные на ней. Вторая схема 120B приемопередатчика сформирована непосредственно на PCB 105; второй элемент 125B электромагнитной развязки сформирован так, чтобы покрывать вторую схему 120B приемопередатчика, с тем, чтобы она была электрически изолирована; второй непроводящий опорный элемент 135B сформирован на втором элементе 125B электромагнитной развязки, и вторая антенна 130B сформирована на первом непроводящем опорном элементе 135B. Вторая антенна 130B подключена ко второй схеме 120B приемопередатчика через второй горизонтальный соединительный элемент 140B и второй вертикальный соединительный элемент 150B, которые проходят через второй элемент 125B электромагнитной развязки, но не подключены электрически к нему. Второй элемент 160B формирования поля сформирован так, чтобы окружать вторую антенну 130B.

Первая и вторая схемы 120A и 120B приемопередатчика каждая включают в себя одно или более приемо-передающих устройств, которые используют первую и вторую антенны 130A и 130B для того, чтобы передавать и принимать сигналы. Подробности работы таких приемо-передающих устройств должны быть понятными для специалистов в данной области техники и не описываются дополнительно. Если предусматривается несколько приемо-передающих устройств, то несколько приемо-передающих устройств могут быть скомпонованы по-разному так, что они могут обмениваться данными с некоторыми или всеми другими приемо-передающими устройствами и с одной или обеими антеннами 130A и 130B.

Хотя раскрытые варианты осуществления раскрывают первую и вторую схемы 120A и 120B приемопередатчика, любая или обе из них могут быть заменены на специализированные схемы передающего устройства или приемного устройства в вариантах осуществления, в которых весь приемопередатчик не требуется.

В вариантах осуществления по фиг. 1-3 две схемы 120A и 120B приемопередатчика обеспечены, по одной на каждой стороне PCB 105, причем они электрически соединены посредством соединительного элемента 170. Это, в общем, делается для того, чтобы добиваться эффективного использования ограниченного пространства на PCB 105, а также возможно уравновешивать электрические сигналы в PCB 105. Тем не менее, альтернативные варианты осуществления могут использовать одну схему приемопередатчика, сформированную только на одной стороне PCB 105. В таком случае обе антенны 130A и 130B должны быть подключены к одной схеме приемопередатчика.

Помимо этого, хотя варианты осуществления по фиг. 1-3 раскрывают, что схемы 120A и 120B приемопередатчика сформированы на PCB 105 под антеннами 130A и 130B соответственно, это приводится только в качестве примера. В альтернативных вариантах осуществления схема приемопередатчика (разделенная на несколько схем или объединенная) может быть сформирована отдельно от PCB 105. В таком случае непроводящие опорные элементы 135A и 135B могут быть сформированы непосредственно на PCB 105, с антеннами 130A и 130B, сформированными на соответствующих непроводящих опорных элементах 135A и 135B. Антенны 130A и 130B затем могут быть электрически соединены с проводниками на PCB 105, которые далее соединены с внешней схемой приемопередатчика.

Первый элемент 125A электромагнитной развязки находится на первой стороне 200 устройства 100, над первой схемой 120A приемопередатчика. Он служит для электромагнитной развязки первой схемы 120A приемопередатчика. Аналогично, второй элемент 125B электромагнитной развязки находится на второй стороне 300 устройства 100, над второй схемой 120B приемопередатчика. Он служит для электромагнитной развязки второй схемы приемопередатчика 120B и второй антенны 130B. Первый и второй элементы 125A и 125B электромагнитной развязки служат, чтобы минимизировать возможность того, что электромагнитное излучение, вызываемое работой схем 120A и 120B приемопередатчика, будет создавать помехи для антенны на соответствующей стороне.

В некоторых вариантах осуществления PCB 105 может быть многослойной PCB, и одна или обе из схем 120A и 120B приемопередатчика сформированы в PCB 105. В этом случае первый и второй элементы 125A и 125B электромагнитной развязки могут быть дополнительными пластинами заземления в PCB 105. В других вариантах осуществления первый и второй элементы 125A и 125B электромагнитной развязки могут быть металлическими корпусами, которые размещаются снаружи поверх соответствующих схем 120A и 120B приемопередатчика, или любым другим подходящим устройством для обеспечения электромагнитной развязки. Безотносительно этого первый и второй элементы 125A и 125B электромагнитной развязки должны быть подключены к пластине 110 заземления так, чтобы они поддерживали такой же электрический потенциал, как и пластина 110 заземления.

В некоторых вариантах осуществления первый и второй элементы 125A и 125B электромагнитной развязки могут быть выполнены с возможностью обеспечивать дополнительную развязку между первой и второй антеннами 130A и 130B. В других вариантах осуществления, тем не менее, первый и второй элементы 125A и 125B электромагнитной развязки могут быть выполнены с возможностью, главным образом, обеспечивать развязку для схем 120A и 120B приемопередатчика.

Первая и вторая антенны 130A и 130B являются электромагнитными антеннами, выполненными с возможностью передавать электромагнитные сигналы или принимать электромагнитные сигналы для схемы 110 приемопередатчика. В некоторых вариантах осуществления первая и вторая антенны 130A и 130B могут быть плоскими антеннами, такими как микрополосковая антенна или щелевая антенна, сформированная на или рядом с PCB. Тем не менее, любая подходящая антенна, которая может быть надлежащим образом изолирована, может использоваться в альтернативных вариантах осуществления, к примеру, дипольная антенна, антенна в форме "перевернутого F" и т.д.

В вариантах осуществления по фиг.1-3 антенны 130A и 130B выполнены так, что они могут передавать сигналы, которые являются ортогональными друг другу, чтобы дополнительно уменьшать помехи между этими сигналами. Для простоты раскрытия сущности они описываются как передающие сигналы в горизонтальной ориентации и вертикальной ориентации, которая является ортогональной горизонтальной ориентации. Тем не менее, следует понимать, что они представляют любые ориентации, которые являются ортогональными друг другу, независимо от относительной ориентации согласно любой базовой плоскости, к примеру, локального пола. Например, "горизонтальная" ориентация может составлять 45° от основания, а "вертикальная" ориентация может составлять 135° от основания. Другие ориентации, разумеется, возможны.

Первый и второй непроводящие опорные элементы 135A и 135B сформированы из непроводящего материала и служат для того, чтобы отделять антенны 130A и 130B от первого и второго элементов 125A и 125B электромагнитной развязки. Они могут быть сплошными или полыми, как требуется. Размеры и размещение первого и второго непроводящих опорных элементов 135A и 135B могут быть выбраны так, чтобы задавать определенные параметры передачи и приема для антенн 130A и 130B, поскольку разделение между антеннами 130A и 130B и первым и вторым элементами 125A и 125B электромагнитной развязки может влиять на параметры поля антенн 130A и 130B.

Первый и второй горизонтальные соединительные элементы 140A и 140B соединяют горизонтальный край соответствующей одной из первой и второй антенн 130A и 130B с соответствующей одной из схем 120A и 120B приемопередатчика так, что сигналы могут передаваться или приниматься в горизонтальной ориентации.

Первый и второй вертикальные соединительные элементы 150A и 150B соединяют вертикальный край соответствующей одной из первой и второй антенн 130A и 130B с соответствующей одной из схем 120A и 120B приемопередатчика так, что сигналы могут передаваться и приниматься в вертикальной ориентации.

Поскольку эти соединительные элементы 140A, 140B, 150A и 150B сформированы с разнесением в 90 градусов, они формируют ортогональную поляризацию, которая также может использоваться в различных конфигурациях для улучшения развязки между двумя элементами антенны. Они также могут использоваться для приема радиосигналов с разнесением в устройстве 100.

В некоторых вариантах осуществления один или более из первого и второго горизонтальных соединительных элементов 140A и 140B и первого и второго вертикальных соединительных элементов 150A и 150B могут быть исключены. Например, если первая антенна 130A передает и принимает сигналы только в вертикальной ориентации, а вторая антенна 130B передает и принимает сигналы только в горизонтальной ориентации, то первый вертикальный соединительный элемент 150A и второй горизонтальный соединительный элемент 140B могут быть исключены.

В альтернативных вариантах осуществления, которые используют другие типы антенн, первый и второй горизонтальные соединительные элементы 140A и 140B и первый и второй вертикальные соединительные элементы 150A и 150B могут быть заменены на соответствующие элементы, которые инструктируют антенне передавать сигналы в данной ориентации.

Первый и второй элементы 160A и 160B формирования поля являются металлическими структурами, сформированными вокруг краев соответствующих первой и второй антенн 130A и 130B, чтобы формировать поля (т.е. сигналы), излучаемые из одной стороны структур антенны так, чтобы часть тех полей, которые достигают антенны на противоположной стороне, значительно уменьшалась или исключалась. Эти элементы 160A и 160B формирования поля должны быть подключены к пластине 110 заземления через формирующие соединительные элементы 165 так, чтобы элементы 160A и 160B формирования поля имели такой же электрический потенциал, как пластина 110 заземления.

Элементы 160A и 160B формирования поля могут быть ограждениями, металлом, полученным выдавливанием на краях PCB, или фактическим металлическим кольцом, которое окружает PCB по краю. Также возможно формировать элементы 160A и 160B формирования поля так, чтобы обеспечивать зазубренности или другие рельефы на краю PCB так, что дифракция на крае также и для краев пластины заземления уменьшается. В некоторых вариантах осуществления элементы 160A и 160B формирования поля также могут использоваться как теплоотводы.

Первый и второй элементы 160A и 160B формирования поля могут быть опущены в некоторых вариантах осуществления, в которых достаточная развязка обеспечивается с помощью пластины 110 заземления и элементов 125A и 125B электромагнитной развязки и ортогональных антенн. Некоторые варианты осуществления также могут обеспечивать один или более элементов формирования поля на одной стороне устройства 100 и не обеспечивать на другой.

В некоторых вариантах осуществления элементы 160A и 160B формирования поля могут быть выполнены из тонких металлических листов и сформированы с подпружиненными штырями так, что когда крышки корпуса устройства компонуются с PCB, штыри прижимаются, по меньшей мере, к одной пластине заземления, чтобы изолировать электромагнитные поля от одной стороны антенны относительно полей на противоположной стороне. Эти структуры также могут быть прикреплены к крышкам посредством пазов или зажимов так, что их можно легко устанавливать в крышку.

Устройство с четырьмя антеннами с множеством приемопередатчиков

Хотя устройство с двумя антеннами является самым простым примером многоантенного устройства с элементом электромагнитной развязки, может использоваться большее количество антенн. Фиг. 4-10 описывают варианты осуществления с использованием четырех антенн, по две на каждой стороне.

Фиг.4 является видом сбоку устройства с четырьмя антеннами с множеством приемопередатчиков в соответствии с различными примерными вариантами осуществления. Фиг. 5 является видом сверху устройства с четырьмя антеннами с множеством приемопередатчиков по фиг.4, а фиг.6 является видом снизу устройства с четырьмя антеннами с множеством приемопередатчиков по фиг.4.

Как показано на фиг. 4-6, устройство 400 включает в себя печатную плату (PCB) 405, включающую в себя пластину 410 заземления и имеющую первую сторону 500 и вторую сторону 600, первую и вторую схемы 420A и 420B приемопередатчика, первый и второй 425A и 425B элементы электромагнитной развязки, первую, вторую, третью и четвертую антенны 430A, 430B, 430C и 430D, первый, второй, третий и четвертый непроводящие опорные элементы 435A, 435B, 435C и 435D, первый, второй, третий и четвертый горизонтальные соединительные элементы 440A, 440B, 440C и 440D, первый, второй, третий и четвертый вертикальные соединительные элементы 450A, 450B, 450C и 450D и первый, второй, третий и четвертый элементы 460A, 460B, 460C и 460D формирования поля. Первая и вторая схемы 420A и 420B приемопередатчика электрически соединены через соединительный элемент 470, который проходит через пластину 410 заземления, но не подключен к пластине 410 заземления.

PCB 405 предоставляет структуру для того, чтобы подсоединять схемы, и может обеспечивать соединительные провода между различными схемными элементами. Она включает в себя пластину 410 заземления, которая может выступать в качестве объединенного потенциала заземления для всех элементов, подключенных к PCB 405. Пластина 410 заземления также сконструирована так, что она изолирует электромагнитные поля, излучаемые из первой и четвертой антенн 430A и 430D на первой стороне 500, от электромагнитных полей, исходящих из второй и третьей антенн 430B и 430C на второй стороне 600.

Первая сторона 500 PCB 405 имеет первую схему 420A приемопередатчика, первый элемент 425A электромагнитной развязки, первую и четвертую антенны 430A и 430D, первый и четвертый непроводящие опорные элементы 435A и 435D и первый и четвертый элементы 460A и 460D формирования поля, сформированные на ней. Первая схема 420A приемопередатчика сформирована непосредственно на PCB 405; первый элемент 425A электромагнитной развязки сформирован так, чтобы покрывать первую схему 420A приемопередатчика, чтобы она была электрически изолирована; первый и четвертый непроводящие опорные элементы 435A и 435D сформированы на первом элементе 425A электромагнитной развязки, а первая и четвертая антенны 430A и 430D сформированы на первом и четвертом непроводящих опорных элементах 435A и 435D соответственно. Первая и четвертая антенны 430A и 430D подключены соответственно к первой схеме 420A приемопередатчика через первый и четвертый горизонтальные соединительные элементы 440A и 440D и первый и четвертый вертикальные соединительные элементы 450A и 450D, которые проходят через первый элемент 425A электромагнитной развязки, но не подключены электрически к нему. Первый и четвертый элементы 460A и 460D формирования поля сформированы на краях первой и четвертой антенн 430A и 430D соответственно.

Вторая сторона 600 PCB 405 имеет вторую схему 420B приемопередатчика, второй элемент 425B электромагнитной развязки, вторую и третью антенны 430B и 430C, второй и третий непроводящие опорные элементы 435B и 435C и второй и третий элементы 460B и 460C формирования поля, сформированные на ней. Вторая схема 420B приемопередатчика сформирована непосредственно на PCB 405; второй элемент 425B электромагнитной развязки сформирован так, чтобы покрывать вторую схему 420B приемопередатчика, чтобы она была электрически изолирована; второй и третий непроводящие опорные элементы 435B и 435C сформированы на втором элементе 425B электромагнитной развязки, а вторая и третья антенны 430B и 430C сформированы на втором и третьем непроводящих опорных элементах 435B и 435C соответственно. Первая и четвертая антенны 430B и 430C подключены соответственно ко второй схеме 420B приемопередатчика через второй и третий горизонтальные соединительные элементы 440A и 440D и второй и третий вертикальные соединительные элементы 450B и 450C, которые проходят через второй элемент 425B электромагнитной развязки, но не подключены электрически к нему. Второй и третий элементы 460B и 460C формирования поля сформированы на краях второй и третьей антенн 430B и 430C соответственно.

Первая и вторая схемы 420A и 420B приемопередатчика каждая включают в себя одно или более приемо-передающих устройств, которые используют, по меньшей мере, одну из антенн 430A-430D для передачи и приема сигналов. Подробности работы таких приемо-передающих устройств должны быть понятными для специалистов в данной области техники и не описываются дополнительно. Если предусмотрено несколько приемо-передающих устройств, то несколько приемо-передающие устройств могут быть скомпонованы по-разному так, что они могут обмениваться данными с некоторыми или всеми другими приемо-передающих устройствами и с одной или всеми из антенн 430A-430D.

Хотя раскрытые варианты осуществления раскрывают первую и вторую схемы 420A и 420B приемопередатчика, любая или обе из них могут быть заменены на специализированные схемы передающего устройства или приемного устройства в вариантах осуществления, в которых весь приемопередатчик не требуется.

В вариантах осуществления по фиг. 4-6, предусмотрены две схемы 420A и 420B приемопередатчика, по одной на каждой стороне PCB 405, причем они электрически соединены посредством соединительного элемента 470. Это, в общем, делается для эффективного использования ограниченного пространства на PCB 405, а также выравнивания электрических сигналов в PCB 405. Тем не менее, альтернативные варианты осуществления могут использовать одну схему приемопередатчика, сформированную только на одной стороне PCB 405. В таком случае все из антенн 430A-430D должны быть подключены к одной схеме приемопередатчика.

Помимо этого, хотя варианты осуществления по фиг. 4-6 раскрывают, что схемы 420A и 420B приемопередатчика сформированы на PCB 405 под антеннами 430A-430D соответственно, это приводится только в качестве примера. В альтернативных вариантах осуществления схема приемопередатчика (разделенная на несколько схем или объединенная) может быть сформирована отдельно от PCB 405. В таком случае непроводящие опорные элементы 435A-435D могут быть сформированы непосредственно на PCB 405, с антеннами 430A-430D, сформированными на соответствующих непроводящих опорных элементах 435A-435D. Антенны 430A-430D затем могут быть электрически соединены с проводниками на PCB 405, которые далее соединены с внешней схемой приемопередатчика.

Первый элемент 425A развязки находится на первой стороне 500 устройства 400, над первой схемой 420A приемопередатчика. Он служит для электромагнитной развязки первой схемы 420A приемопередатчика. Аналогично, второй элемент 425B электромагнитной развязки находится на второй стороне 600 устройства 400, над второй схемой 420B приемопередатчика. Он служит для электромагнитной развязки между второй схемой 420B приемопередатчика и второй и третьей антеннами 430B и 430C. Первый и второй элементы 425A и 425B электромагнитной развязки служат для минимизации того, что электромагнитное излучение, вызываемое работой схем 420A и 420B приемопередатчика, будет создавать помехи для антенны на соответствующей стороне.

В некоторых вариантах осуществления, PCB 405 может быть многослойной PCB и одна или обе из схем 420A и 420B приемопередатчика сформированы в PCB 405. В этом случае, первый и второй элементы 425A и 425B электромагнитной развязки могут быть дополнительными пластинами заземления в PCB 405. В других вариантах осуществления, первый и второй элементы 425A и 425B электромагнитной развязки могут быть металлическими корпусами, которые пригоняются снаружи по соответствующим схемам 420A и 420B приемопередатчика, или любым другим подходящим устройством для предоставления электромагнитной развязки. Безотносительно этого первый и второй элементы 425A и 425B электромагнитной развязки должны быть подключены к пластине 410 заземления так, чтобы они поддерживали такой же электрический потенциал, как и пластина 410 заземления.

В некоторых вариантах осуществления первый и второй элементы 425A и 425B электромагнитной развязки могут быть выполнены с возможностью обеспечивать дополнительную развязку между первой и четвертой антеннами 430A и 430D и второй и третьей антеннами 430B и 430C. В других вариантах осуществления первый и второй элементы 425A и 425B электромагнитной развязки могут быть выполнены с возможностью, главным образом, обеспечивать развязку для схем 420A и 420B приемопередатчика.

Первая-четвертая антенны 430A-430D являются электромагнитными антеннами, выполненными с возможностью передавать электромагнитные сигналы от или принимать электромагнитные сигналы для схем 420A и 420B приемопередатчика. В некоторых вариантах осуществления первая-четвертая антенны 430A-430D могут быть плоскими антеннами, такими как микрополосковая антенна или щелевая антенна, сформированная на или рядом с PCB. Тем не менее, любая подходящая антенна, которая может быть надлежащим образом изолирована, может использоваться в альтернативных вариантах осуществления, к примеру, дипольная антенна, антенна в форме "перевернутого F" и т.д.

В вариантах осуществления по фиг. 4-6 антенны 430A-430D выполнены так, что они могут передавать сигналы, которые являются ортогональными одной или более из других антенн 430A-430D, чтобы дополнительно уменьшать помехи между этими сигналами. Для простоты раскрытия сущности они описываются как передающие сигналы в горизонтальной ориентации и вертикальной ориентации, которая является ортогональной горизонтальной ориентации. Тем не менее, следует понимать, что они представляют любые ориентации, которые являются ортогональными друг другу, не