БЕСПРОВОДНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ДЛЯ ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ Российский патент 2022 года по МПК H01P3/08 H01Q23/00 H01Q1/48 H01Q7/04 

Область техники

Настоящее изобретение относится к области радиотехники, в частности к беспроводной системе для высокоскоростной передачи данных.

Уровень техники

Растущие в настоящее время объемы передачи данных между различными электронными устройствами демонстрируют потребность в разработке систем для высокоскоростной передачи данных, обладающих компактными размерами, простой архитектурой, низкими потерями, высокой надежностью и эффективностью, низкой стоимостью и т.д. Особое значение упомянутые требования имеют для систем беспроводной передачи данных, повсеместно используемых в различных мобильных и стационарных электронных устройствах.

Такие системы передачи данных находят свое применение, в том числе, в системах связи новых и перспективных стандартов передачи данных, таких как 5G (28 ГГц), WiGig (60ГГц), Beyond 5G (60 ГГц) и 6G (субтерагерцевый диапазон), системах беспроводной передачи мощности на большие расстояния (Long-distance wireless power transmission, LWPT) (24ГГц), системах автомобильных радаров (24ГГц, 79ГГц) и т.д.

Стоит отметить, что упомянутые выше обстоятельства характерны не только для передачи данных между электронными устройствами, но также и для передачи данных между различными платами (компонентами) внутри таких устройств.

Для осуществления связи с целью передачи данных в соединениях между различными платами в электронных устройствах в настоящее время применяются два основных подхода:

1) Гальваническое соединение.

Гальванические соединения между соединяемыми компонентами (например, между печатными платами (PCB, Printed Circuit board)) подвержены повреждениям вследствие вибраций, теплового расширения, механических напряжений и т.д. Кроме того, вследствие неточности в процессе сборки или вследствие неравномерного теплового расширения соединяемых компонентов при нагреве контактные площадки соединяемых компонентов могут быть смещены относительно друг друга. Это приводит к изменению параметров радиочастотного (RF, Radio frequency) перехода между соединяемыми компонентами и к росту потерь, либо к полной неработоспособности полученного соединения. Таким образом, известные технологии демонстрируют недостаточную надежность и точность, особенно для применений в RF устройствах. При этом стремление к повышению функциональности (например, скорости передачи данных) на единицу объема и массы оборудования диктует увеличение количества коммутационных выводов, снижение длины проводниковых трасс и уменьшение шага контактов, что опять-таки ведет к повышению требований к точности и надежности контактов между компонентами в радиочастотном оборудовании. Таким образом, вследствие перечисленных выше недостатков гальванические соединения не удовлетворяют возрастающие требования относительно скорости передачи данных между компонентами.

2) Беспроводное соединение.

Беспроводное соединение для передачи данных между компонентами внутри устройства может быть реализовано посредством технологии радиочастотной связи (например, связи в ближнем поле (NFC, Near-field communication)), либо посредством оптической связи.

Для существующих технологий NFC связи характерны проблемы электромагнитной интерференции. Для решения этой проблемы применяется экранирование, что значительно влияет на параметры RF перехода и приводит к увеличению геометрических размеров компонентов, а также к увеличению шума в канале передачи данных. Кроме того, такое соединение обладает низкой пропускной способностью. Стоит также отметить, что смещение катушек NFC (передающей и приемной) относительно друг друга приводит к изменению параметров перехода и, соответственно, рассогласованию и снижению эффективности передачи данных.

Осуществление оптической связи требует юстировки оптической системы и наличия прямой видимости между передатчиком и приемником. Кроме того, требуется управление лучом, которое является непростой задачей вследствие малых размеров приемника, относительно размеров устройства. Управление лучом реализуется посредством сложных и высокоточных механических систем, что влияет на сложность изготовления таких систем, а также на их надежность и стоимость.

В существующем уровне техники известно решение, раскрытое в документе US 2019/379426 A1, которое представляет систему беспроводной передачи данных, в которой передатчик и приемник расположены на отдельных подложках или несущих элементах, которые расположены относительно друг друга так, что во время работы антенны пары передатчик/приемник разнесены на такое расстояние, что при длинах волн несущей частоты передатчика получается связь в ближнем поле. Однако в этом решении антенные элементы интегрированы в интегральные схемы, которые расположены на отдельных платах. Такая интеграция антенных элементов в микросхему делает невозможным оперативное внесение изменений в конструкцию антенны, чтобы она удовлетворяла необходимым характеристикам, в ходе массового производства.

В документе US 2017/250726 A1 раскрыт беспроводной соединитель, включающий в себя первое устройство связи и второе устройство связи. Первое устройство связи выполнено с возможностью беспроводной передачи модулированного сигнала, содержащего сигнал несущей, модулированный цифровым сигналом. Второе устройство связи сконфигурировано для приема модулированного сигнала. Первое и второе устройства связи связаны по меньшей мере через одно проводное соединение, которое передает сигнал, используемый для демодуляции модулированного сигнала. Таким образом, представленное решение требует наличия по меньшей мере одного гальванического соединения для осуществления демодуляции. Кроме того, в этом решении антенные элементы интегрированы в интегральные схемы, которые расположены на отдельных платах.

Документ US 8,041,227 B2 раскрывает устройство связи, имеющее возможности оптической передачи данных и передачи данных посредством связи ближнего поля. Устройство включает в себя схему оптического приемопередатчика, изготовленную на кристалле интегральной схемы и сконфигурированную для передачи и приема сигналов дальнего поля. Схема приемопередатчика ближнего поля также изготовлена на кристалле интегральной схемы и сконфигурирована для передачи и приема электромагнитных сигналов ближнего поля. Схема управления предусмотрена для выборочного включения схемы оптического приемопередатчика и схемы приемопередатчика ближнего поля в ответ на внешний управляющий сигнал. Однако, используемая в данном решении инфракрасная (IR, infrared) система передачи данных обладает недостаточной скоростью передачи данных. Кроме того, для осуществления взаимодействия это решение требует наличия дополнительного RF канала для сопряжения устройств.

Решение, раскрытое в документе US 2009/289869 A1, представляет собой антенную структуру для электромагнитной связи между микросхемой и элементом вне микросхемы, включающую первую резонансную структуру, расположенную на микросхеме или внутри нее. Первая резонансная структура имеет первую резонансную частоту. Антенная структура также включает в себя вторую резонансную структуру, расположенную на элементе вне микросхемы или внутри нее. Вторая резонансная структура сконфигурирована так, чтобы иметь вторую резонансную частоту, по существу, такую же, как первая резонансная частота. Первая резонансная структура и вторая резонансная структура взаимно расположены на расстоянии ближнего поля друг от друга, чтобы сформировать связанную антенную структуру, которая сконфигурирована для передачи электромагнитной энергии между микросхемой и внешним элементом. Электромагнитная энергия имеет выбранную длину волны в диапазоне длин волн от микроволн до субмиллиметровых волн. Однако, данное решение обладает узкой полосой передачи и не поддерживает работу на волнах миллиметрового и субтерагерцевого диапазонов.

Таким образом, существующие решения обладают рядом недостатков, основными среди которых являются:

- низкая скорость передачи данных,

- низкая надежность,

- сложная структура и/или

- высокий уровень помех.

Следовательно, в настоящее время существует потребность в создании компактной, надежной, простой и недорогой беспроводной системы, обеспечивающей высокоскоростную передачу данных между компонентами электронных устройств.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение направлено на решение по меньшей мере некоторых из приведенных выше проблем.

Согласно одному аспекту настоящего изобретения предложена система беспроводной передачи данных, включающая в себя две антенные структуры, отделенные зазором друг от друга, при этом каждая антенная структура включает в себя печатную плату, на которой расположена по меньшей мере одна антенна, при этом вокруг каждой из упомянутой по меньшей мере одной антенны расположены экранирующие элементы, причем каждый экранирующий элемент соединен с нагрузкой.

Согласно одному варианту осуществления антенна представляет собой антенную решетку, состоящую из одинаковых антенных элементов.

Согласно другому варианту осуществления системы антенная решетка состоит из четырех антенных элементов, расположенных в виде матрицы 2х2.

Согласно другому варианту осуществления системы зазор представляет собой воздушный зазор.

Согласно другому варианту осуществления системы воздушный зазор между печатными платами больше, чем половина длины волны сигнала с минимальной частотой рабочей полосы частот.

Согласно другому варианту осуществления системы нагрузка представляет собой микрополосковую или полосковую линию.

Согласно другому варианту осуществления системы упомянутая линия имеет криволинейную форму.

Согласно другому варианту осуществления системы форма линии выбрана из спиралевидной формы, формы меандра или некоторой их комбинации.

Согласно другому варианту осуществления системы конец микрополосковой линии закорочен посредством VIA (сквозное металлизированное отверстие).

Согласно другому варианту осуществления системы упомянутая нагрузка расположена на внутреннем слое печатной платы.

Согласно другому варианту осуществления системы упомянутая нагрузка выполнена на сосредоточенных элементах и элементах топологии печатной платы.

Согласно другому варианту осуществления системы характеристики экранирующих элементов совпадают с характеристиками упомянутых антенных элементов.

Согласно другому варианту осуществления системы экранирующие элементы идентичны упомянутым антенным элементам.

Согласно другому варианту осуществления системы антенные элементы представляют собой патч-антенны.

Согласно другому варианту осуществления передача сигнала к антенным элементам и от них в антенной структуре осуществляется через порт, причем антенные элементы соединены с портом посредством линии, выполняющей функцию делителя сигнала в случае передающей антенной структуры или функцию сумматора сигнала в случае приемной антенной структуры, причем линия, выполняющая функцию делителя сигнала, обеспечивает равное и синфазное разделение мощности электромагнитного сигнала, передаваемого в антенные элементы, а линия, выполняющая функцию сумматора сигнала, обеспечивает синфазное сложение мощности электромагнитных сигналов, поступающих от антенных элементов.

Настоящее изобретение позволяет обеспечить высокую скорость передачи данных и при этом повысить надежность и эффективность системы беспроводной передачи данных, обладающей простой архитектурой и компактными размерами.

Краткое описание чертежей

В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов осуществления изобретения со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:

Фиг. 1 схематично изображает участок одной из антенных структур системы беспроводной передачи данных в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 2 схематично изображает вариант осуществления системы беспроводной передачи данных, причем фиг. 2а изображает вид сверху одной из антенных структур системы беспроводной передачи данных, а фиг. 2б изображает вид сбоку поперечного сечения системы беспроводной передачи данных.

Фиг. 3 изображает различные варианты формы нагрузки, соединяемой с экранирующим элементом.

Фиг. 4 изображает примерную структуру печатной платы, в которой расположена нагрузка, соединяемая с экранирующим элементом.

Подробное описание

Варианты осуществления не ограничиваются описанными здесь вариантами осуществления, специалисту в области техники на основе информации изложенной в описании и знаний уровня техники станут очевидны и другие варианты осуществления изобретения, не выходящие за пределы сущности и объема данного изобретения.

Система беспроводной передачи данных состоит из двух антенных структур, отделенных друг от друга зазором и обращенных друг к другу. Упомянутые антенные структуры осуществляют функции передачи и приема данных, имеют одинаковую конструкцию и в процессе работы могут неоднократно меняться ролями, т.к. направление передачи данных в системе может изменяться на противоположное.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения зазор, отделяющий антенные структуры друг от друга, является воздушным зазором. В альтернативных вариантах осуществления зазор может быть заполнен слоем диэлектрика или залит компаундом. Заполнение зазора слоем диэлектрика или заливка его компаундом, может иметь преимущество с точки зрения обеспечения механической прочности и защиты от проникновения влаги и загрязнений. Кроме того, в зазоре может быть расположен метаматериал, который улучшает и направляет распространение поля. Возможна также комбинация упомянутых вариантов заполнения зазора между антенными структурами.

Далее в соответствии с примерным вариантом осуществления будет подробнее описана конструкция антенной структуры, осуществляющей передачу сигнала, в системе беспроводной передачи данных. Однако, упомянутое описание также верно и для приемной антенной структуры, учитывая тот факт, что одна и та же антенная структура в различные моменты времени может выполнять передачу либо прием сигнала.

Как изображено на фиг.1, антенная структура 1 в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения включает в себя печатную плату, на которой расположена по меньшей мере одна антенна. В примерном варианте осуществления на фиг. 1 антенна представляет собой антенную решетку 2, состоящую из четырех антенных элементов 3, расположенных в виде матрицы 2х2. Антенные элементы 3 представляют собой патч-антенны, связанные с портом 5, через который поступает сигнал, подлежащий передаче, посредством линии, выполняющей функцию делителя 4 сигнала (или сумматора сигнала в случае обратного направления прохождения сигнала). Порт 5 в свою очередь может быть связан с интегральной схемой, например, радиочастотной интегральной схемой (RFIC, Radio frequency integrated circuit), которая направляет сигнал через порт в антенные элементы. Делитель 4 сигнала обеспечивает равное и синфазное разделение мощности электромагнитного сигнала между антенными элементами 3. Аналогичным образом, сумматор сигнала обеспечивает синфазное сложение мощности электромагнитных сигналов, поступающих от антенных элементов. Электромагнитное поле, излучаемое от антенных элементов 3, суммируется синфазно и формирует излучение с высоким коэффициентом направленности. Большая часть энергии электромагнитного поля направляется от передающей антенной структуры в приемную антенную структуру, что позволяет обеспечить высокую скорость передачи данных и высокую пропускную способность.

Патч-антенны могут иметь любую подходящую форму, при этом важно, чтобы они были одинаковыми. Это необходимо для обеспечения идентичных характеристик патч-антенн.

Стоит отметить, что в альтернативных вариантах осуществления антенна может содержать другое количество антенных элементов, расположенных иным образом. При этом описанное в примерном варианте осуществления количество и форма расположения антенных элементов является предпочтительным, т.к. позволяет обеспечить высокий коэффициент направленности диаграммы направленности антенной решетки и низкие потери сигнала в тракте делителя. Увеличение числа антенных элементов в антенной решетке приводит к росту потерь в тракте делителя, в то время как уменьшение числа антенных элементов в антенной решетке ухудшает направленность диаграммы направленности антенной решетки.

Выполнение антенной структуры на печатной плате позволяет снизить сложность изготовления. Кроме того в печатном исполнении конструкцию антенны можно легко поменять, просто изменив в процессе изготовления конструкцию печатной платы.

Как изображено на фиг. 1 и 2, вокруг антенной решетки 2 расположены экранирующие элементы 6 (dummy elements). Экранирующие элементы 6 выполнены в виде патч-элементов, идентичных антенным элементам 3 антенной решетки 2. Такое исполнение экранирующих элементов 6 приводит к тому, что они имеют схожие рабочие параметры с антенными элементами 3 антенной решетки 2, и, следовательно, функционируют в идентичной полосе частот. Стоит отметить, что экранирующие элементы 6 предотвращают излучение паразитных волн (сигналов помех) наружу в пространство между печатными платами и поступление сигналов помех снаружи (см. фиг. 2а и 2б).

В альтернативном варианте осуществления экранирующие элементы 6 могут отличаться по форме от антенных элементов 3 антенной решетки 2. При этом необходимо обеспечить, чтобы характеристики упомянутых экранирующих элементов 6, такие как, например, полоса рабочих частот, диаграмма направленности и усиление, совпадали с характеристиками антенных элементов 3 антенной решетки 2.

Электромагнитное поле, формируемое передающей антенной решеткой, делится на полезный сигнал и сигнал помех. Полезный сигнал передается в приемную антенную решетку и принимается ею. Приемная антенная решетка принимает чистый сигнал, что обеспечивает возможность передачи данных с высокой скоростью. Сигнал помех попадает в экранирующие элементы 6, которые упомянутый сигнал принимают и поглощают. Внешние сигналы также принимаются экранирующими элементами 6, что позволяет предотвратить поступление сигналов помех извне. Экранирующие элементы 6 расположены в одном шаге решетки от антенных элементов 3. Это обеспечивает очень компактную конструкцию антенной структуры. Экранирующие элементы 6 для обеспечения поглощения сигналов помех соединены с нагрузками 7, интегрированными в печатную плату 8.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения система передачи данных включает в себя две антенные структуры 1 (см. фиг. 2б), отделенные друг от друга воздушным зазором, причем каждая антенная структура включает в себя по меньшей мере две описанные выше антенные решетки 2 (см. фиг. 2а), экранирующие элементы 6, расположенные вокруг упомянутых антенных решеток 2, причем каждый экранирующий элемент 6 соединен с интегрированной в печатную плату 8 нагрузкой 7, причем воздушный зазор между печатными платами может быть больше, чем половина длины волны сигнала с минимальной частотой рабочей полосы частот. В этом случае возможно возбуждение мод резонатора (резонатор Фабри-Перо), формируемого параллельными проводящими плоскостями печатных плат антенн, на частотах, когда расстояние между антеннами кратно половине длины волны (или близко к таковому) в среде между платами, что приводит к уменьшению мощности принятого сигнала, но экранирующие элементы 6 эффективно устраняют этот эффект уменьшения принятой мощности. Кроме того, в зазоре могут располагаться выступы или прокладки, которые необходимы для сборки конструкции.

Нагрузка 7 (аттенюатор), соединенная с экранирующим элементом 6, в примерном варианте осуществления представляет собой микрополосковую линию, длина которой обеспечивает поглощение электромагнитной энергии сигнала помех. Для экономии занимаемого места микрополосковая линия может иметь криволинейную форму, например, спиралевидную форму, форму меандра (см. фиг 3а) или некоторую их комбинацию (см. фиг 3б). Упомянутая микрополосковая линия расположена на внутреннем слое печатной платы 8 (см. фиг. 4), что предотвращает распространение сигнала помех во внешнее пространство. Конец микрополосковой линии может быть закорочен (т.е. соединен с землей) посредством VIA (сквозное металлизированное отверстие). Объем занимаемый линией передач окружается сквозными VIA для предотвращения утечки энергии в объем печатной платы. Электромагнитное поле, распространяющееся от порта соединения микрополосковой линии с экранирующим элементом 6, принимающим сигнал помех, постепенно поглощается в микрополосковой линии. Далее оно отражается от закорачивающего VIA обратно к порту и дополнительно поглощается. Отраженное электромагнитное поле, достигающее порта, является слишком слабым и не может излучаться от экранирующего элемента 6 к антенному элементу 3. Это обеспечивает низкие помехи, а также высокую скорость и пропускную способность передачи данных в полезном сигнале.

В качестве альтернативы микрополосковой линии может использоваться полосковая линия. При этом стоит отметить, что нагрузка 7 для экранирующего элемента 6 может быть расположена как симметрично относительно толщины печатной платы 8 (т.е. посередине толщины печатной платы), так и ассиметрично (т.е. со смещением относительно середины толщины печатной платы). Здесь расположение полосковой линии зависит от толщин диэлектриков, которые применяются для изготовления печатной платы.

Расположение микрополосковой линии на внутреннем слое печатной платы в процессе производства позволяет избежать использования сложной и затратной технологии поверхностного монтажа компонентов (SMD, Surface mounted device) для монтажа нагрузки для экранирующего элемента, но нагрузка, выполненная на SMD элементах (или сосредоточенных элементах), в ряде случаев, обеспечивает более компактную конструкцию устройства.

Таким образом, в альтернативном варианте осуществления нагрузка может быть выполнена в виде электрической цепи из сосредоточенных элементов, например, резисторов, в которых происходит поглощение энергии, и, возможно, элементов топологии печатной платы, например, четвертьволновых трансформаторов импеданса линии, электрических емкостей и т.п.

Применение экранирующих элементов помогает предотвратить возникновение эффекта Фабри-Перо между антенными структурами, который может оказывать негативное влияние на другие каналы передачи данных между антенными структурами. Также антенные решетки с высоким коэффициентом направленности уменьшают долю мощности, излучаемой в пространство между платами устройства, что дополнительно уменьшает эффект возбуждения моды резонатора Фабри-Перо. Интегрированная в печатную плату нагрузка, соединенная с экранирующим элементом, позволяет избежать установки дополнительных компонентов для поглощения нежелательного шума, что снижает сложность и стоимость производства, а также повышает надежность заявляемого решения.

Стоит отметить, что в настоящем изобретении допустимо смещение антенных структур (передающей и приемной) относительно друг друга на расстояние порядка длины волны в рабочем диапазоне частот. Такое смещение не влияет на качество связи. Такой допуск более чем достаточен для сборки устройств. Также возможно смещение антенн в поперечном направлении, как малое, обусловленное точностью сборки, так и конструктивное, связанное с конструктивными требованиями. В этом случае, если антенны находятся в дальней зоне излучения, то возможно применение делителя и сумматора мощности, формирующих излучение в направлении второй антенны. При малом расстоянии между антеннами эффективность передачи определяется пересечением апертур антенн.

Настоящее изобретение позволяет осуществлять сверхширокополосную (ширина полосы пропускания более 500 МГц) и высокоскоростную беспроводную связь между печатными платами/микросхемами с низким уровнем шума и низкими потерями.

Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает возможность высокоскоростной передачи данных, выполняемой с помощью компактной, надежной, простой и недорогой системы передачи данных.

Настоящее изобретение может найти применение системах беспроводной связи стандартов 5G (28 ГГц), WiGig (60ГГц), Beyond 5G (60 ГГц) и 6G (субтерагерцевый диапазон), системах связи ближнего диапазона (60 ГГц, NFC), в беспроводной передаче данных между различными модулями в модульных устройствах, между компонентами в электронных устройствах и т.д. Кроме того, настоящее изобретение может использоваться в системах кругового (360⁰) обзора без механического вращения.

Следует понимать, что хотя в настоящем документе для описания различных элементов, компонентов, областей, слоев и/или секций, могут использоваться такие термины, как "первый", "второй", "третий" и т.п., эти элементы, компоненты, области, слои и/или секции не должны ограничиваться этими терминами. Эти термины используются только для того, чтобы отличить один элемент, компонент, область, слой или секцию от другого элемента, компонента, области, слоя или секции. Так, первый элемент, компонент, область, слой или секция может быть назван вторым элементом, компонентом, областью, слоем или секцией без выхода за рамки объема настоящего изобретения. В настоящем описании термин "и/или" включает любые и все комбинации из одной или более из соответствующих перечисленных позиций. Элементы, упомянутые в единственном числе, не исключают множественности элементов, если отдельно не указано иное.

Функциональность элемента, указанного в описании или формуле изобретения как единый элемент, может быть реализована на практике посредством нескольких компонентов устройства, и наоборот, функциональность элементов, указанных в описании или формуле изобретения как несколько отдельных элементов, может быть реализована на практике посредством единого компонента.

Варианты осуществления настоящего изобретения не ограничиваются описанными здесь вариантами осуществления. Специалисту в области техники на основе информации изложенной в описании и знаний уровня техники станут очевидны и другие варианты осуществления изобретения, не выходящие за пределы сущности и объема данного изобретения.

Элементы, упомянутые в единственном числе, не исключают множественности элементов, если отдельно не указано иное.

Специалисту в области техники должно быть понятно, что сущность изобретения не ограничена конкретной программной или аппаратной реализацией, и поэтому для осуществления изобретения могут быть использованы любые программные и аппаратные средства известные в уровне техники. Так аппаратные средства могут быть реализованы в одной или нескольких специализированных интегральных схемах, цифровых сигнальных процессорах, устройствах цифровой обработки сигналов, программируемых логических устройствах, программируемых пользователем вентильных матрицах, процессорах, контроллерах, микроконтроллерах, микропроцессорах, электронных устройствах, других электронных модулях, выполненных с возможностью осуществлять описанные в данном документе функции, компьютер либо комбинации вышеозначенного.

Несмотря на то, что примерные варианты осуществления были описаны и показаны на сопроводительных чертежах, следует понимать, что такие варианты осуществления являются лишь иллюстративными и не предназначены ограничивать более широкое изобретение, и что данное изобретение не должно ограничиваться конкретными показанными и описанными компоновками и конструкциями, поскольку различные другие модификации могут быть очевидны специалистам в соответствующей области.

Признаки, упомянутые в различных зависимых пунктах формулы, а также варианты осуществления, раскрытые в различных частях описания, могут быть скомбинированы с достижением полезных эффектов, даже если возможность такого комбинирования не раскрыта явно.

Изобретение относится к беспроводной системе для высокоскоростной передачи данных. Система беспроводной передачи данных включает в себя две антенные структуры, отделенные зазором друг от друга, при этом каждая антенная структура включает в себя печатную плату, на которой расположена по меньшей мере одна антенна, при этом вокруг каждой из упомянутой по меньшей мере одной антенны расположены экранирующие элементы, причем каждый экранирующий элемент соединен с нагрузкой. Нагрузка выполнена на сосредоточенных элементах и элементах топологии печатной платы. Технический результат заключается в увеличении скорости передачи данных, повышении надежности системы беспроводной передачи данных, а также уменьшении ее сложности и размеров. 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Система беспроводной передачи данных, включающая в себя две антенные структуры, отделенные зазором друг от друга, при этом каждая антенная структура включает в себя печатную плату, на которой расположена по меньшей мере одна антенна, при этом вокруг каждой из упомянутой по меньшей мере одной антенны расположены экранирующие элементы, причем каждый экранирующий элемент соединен с нагрузкой, причем упомянутая нагрузка выполнена на сосредоточенных элементах и элементах топологии печатной платы.

2. Система беспроводной передачи данных по п.1, в которой антенна представляет собой антенную решетку, состоящую из одинаковых антенных элементов.

3. Система беспроводной передачи данных по п.2, в которой антенная решетка состоит из четырех антенных элементов, расположенных в виде матрицы 2х2.

4. Система беспроводной передачи данных по п.1, в которой зазор представляет собой воздушный зазор.

5. Система беспроводной передачи данных по п.4, в которой воздушный зазор между печатными платами больше, чем половина длины волны сигнала с минимальной частотой рабочей полосы частот.

6. Система беспроводной передачи данных по п.1, в которой нагрузка представляет собой микрополосковую или полосковую линию.

7. Система беспроводной передачи данных по п.6, в которой упомянутая линия имеет криволинейную форму.

8. Система беспроводной передачи данных по п.7, в которой форма линии выбрана из спиралевидной формы, формы меандра или некоторой их комбинации.

9. Система беспроводной передачи данных по п.6, в которой конец микрополосковой линии соединен с землей посредством VIA - сквозное металлизированное отверстие.

10. Система беспроводной передачи данных по п.1, в которой упомянутая нагрузка расположена на внутреннем слое печатной платы.

11. Система беспроводной передачи данных по п.2, в которой характеристики экранирующих элементов совпадают с характеристиками упомянутых антенных элементов.

12. Система беспроводной передачи данных по п.11, в которой экранирующие элементы идентичны упомянутым антенным элементам.

13. Система беспроводной передачи данных по п.2, в которой антенные элементы представляют собой патч-антенны.

14. Система беспроводной передачи данных по п.2, в которой передача сигнала к антенным элементам и от них в антенной структуре осуществляется через порт, причем антенные элементы соединены с портом посредством линии, выполняющей функцию делителя сигнала в случае передающей антенной структуры или функцию сумматора сигнала в случае приемной антенной структуры, причем линия, выполняющая функцию делителя сигнала, обеспечивает равное и синфазное разделение мощности электромагнитного сигнала, передаваемого в антенные элементы, а линия, выполняющая функцию сумматора сигнала, обеспечивает синфазное сложение мощности электромагнитных сигналов, поступающих от антенных элементов.