包括天线的照明装置以及灯具

摘要

本发明提供一种照明装置(104)和灯具(200)。所述照明装置包括热连接到散热器(120)的光发射器(110)。所述照明装置还包括耦合至散热器用于发射和/或接收通信信号的通信电路(130)。散热器的第一导电部分(122)至少包括偶极天线(140)的第一极(142)，用于经由散热器发射和/或接收通信信号。所述偶极天线的该第一极可以经由初级辐射器(160)来感应以激活间隙(170)。

权利要求

1.一种照明装置(100，102，104，106)，包括：热连接到散热器(120)的光发射器(110)，所述照明装置(100，102，104，106)还包括耦合至所述散热器(120)的通信电路(130)，用于发射和/或接收通信信号，偶极天线(140)形成在所述散热器(120)上，并且所述散热器(120)的第一导电部分(122)至少包括所述偶极天线(140)的第一极(142)，用于经由所述散热器(120)发射和/或接收所述通信信号，其中所述照明装置(102，104，106)包括初级辐射器(160)，其被设置在所述散热器(120)内部并连接到所述通信电路(130)，用于在所述散热器(120)内靠近该散热器(120)内的间隙(170，175)发射和/或接收所述通信信号(160)，所述初级辐射器(160)被配置成在所述间隙(170，175)的周围激活所述第一导电部分(122)，以构成在所述散热器(120)外发射和/或接收所述通信信号的次级辐射器(180)。

2.根据权利要求1所述的照明装置(100)，其中所述通信电路(130)被连接到第一单极天线(144)，所述第一单极天线(144)具有被耦合到所述散热器(120)的所述第一导电部分(122)的接地板(143)。

3.根据权利要求2所述的照明装置(100)，其中所述第一导电部分(122)构成所述散热器(120)的外壁的部分，所述第一单极天线(144)被设置在被耦合到所述第一导电部分(122)的所述散热器(120)内。

4.根据权利要求2所述的照明装置(100)，其中所述第一导电部分(122)经由耦合元件(150)从所述散热器(120)的其余部分被电绝缘。

5.根据权利要求2所述的照明装置(100)，其中所述照明装置(100)包括第二单极天线(145)，所述第二单极天线(145)相比于所述第一单极天线(144)被设置成一角度，以经由天线分集改善通信。

6.根据权利要求1所述的照明装置(102，104，106)，其中所述初级辐射器(160)是设置在所述散热器(120)内的初级天线(160)，和/或其中所述照明装置(102，104，106)包括传输线(162)，其被耦合到所述间隙(170，175)，用于将所述初级辐射器(160)的辐射发送到所述间隙(175)。

7.根据权利要求1所述的照明装置(102)，其中所述间隙(170)使所述第一导电部分(122)从所述散热器(120)的第二导电部分(124)隔离，所述初级辐射器(160)被配置成也在所述间隙(170)的周围激活所述第二导电部分(124)以构成所述偶极天线(140)的第二极(146)，所述第二极(146)与所述第一导电部分(122)内的所述第一极(142)一起构成所述次级辐射器(180)的偶极天线(140)。

8.根据权利要求7所述的照明装置(102)，其中所述第一极(142)和所述第二极(146)的组合的谐振频率包括所述通信信号的信号频率。

9.根据权利要求7所述的照明装置(102)，其中所述第二导电部分的尺寸和/或质量(124)相比于所述第一导电部分(122)是不同的，以适配从所述散热器(120)发射的信号的偏振方向。

10.根据权利要求1所述照明装置(104，106)，其中所述间隙(170，175)包括在所述第一导电部分(122)内的槽(175)，所述槽(175)是所述次级辐射器(180)，其具有包括所述通信信号的信号频率的谐振频率。

11.根据权利要求10所述的照明装置(104，106)，其中所述间隙(175)的长度基本上等于所述通信信号的波长的一半，并且所述间隙(175)的宽度小于所述通信信号的波长的

5％。

12.根据权利要求10所述的照明装置(104，106)，其中所述槽(175)包括信号馈送(164)，用于馈送所述通信信号到所述槽(175)。

13.根据权利要求10所述的照明装置(104，106)，其中所述第一导电部分(122)包括与所述槽(175)具有类似尺寸的另一槽，用于产生天线阵列。

14.根据权利要求10所述的照明装置(80)，其中所述散热器(800)包括第一平面(802)和相对于所述第一平面成角度的第二平面(804)，并且所述槽(810)从所述第一平面(802)延伸到所述第二平面(804)。

15.根据权利要求14所述的照明装置(80)，其中所述散热器(800)包括与所述槽(810)和所述初级辐射器(160)相对的背板(820)，并且所述背板(820)和所述初级辐射器(160)之间的距离是所述通信信号的波长的四分之一。

16.根据权利要求15所述的照明装置(80)，还包括在所述初级辐射器(160)和所述背板(820)之间的介电材料(830)；并且其中所述散热器(800)为圆筒形状，并且所述槽(810)从所述圆筒形散热器(800)的侧壁延伸到顶壁；并且其中所述初级辐射器(160)被放置在所述槽(810)的长度的中间。

17.一种灯具(200)，其包括根据前述权利要求的任一项所述的照明装置(100，102，

104，106)。

说明书

包括天线的照明装置以及灯具

技术领域

[0001] 本发明涉及一种包括天线的照明装置。本发明还涉及一种包括所述照明装置的灯具。

背景技术

[0002] 用于室内和室外应用的光源远程管理越来越受欢迎。智能照明已变得很普遍，并且射频(RF)通信是在特别是用于家庭和办公环境中的灯的该远程管理中使用的一种强大技术。代替控制灯的电源，趋势已经走向通过发射RF控制信号到照明装置来直接控制光源或照明装置(例如灯的可替换元件)。

[0003] 包括发光材料的这样的光源的一个示例在公开的专利申请US2012/0274208A1中可以找到，其涉及一种包括用于产生光的光源(例如LED)的照明装置，例如替换照明装置。该照明装置还包括由具有小于0.01Ωm的电阻率的材料制成的散热器(例如金属散热器)，其是外壳的一部分并且远离光源输送热量。连接到天线的射频通信电路用于使RF信号通信(例如，通过遥控控制来控制设备)能够进行。天线被设置在散热器之外至少2毫米处。

[0004] 该照明装置的一个问题是，天线的所需布置可能限制已知照明装置的可应用光功率。

发明内容

[0005] 一个现有技术US20110006898A1公开了天线可以形成在散热器上，并且天线可以是偶极、贴片和槽形天线，形成在散热器上(0026、0027和0033段)。但该现有技术仅提出这种可能性，而没有给出在散热器上实施天线的任何实际可行的方式。

[0006] 本发明的目的是提供一种具有RF通信的照明装置，其中光发射功率可以被提高。

[0007] 本发明的第一方面提供了一种照明装置。本发明的第二方面提供了一种灯具。有利的实施例在从属权利要求中被限定。

[0008] 根据本发明的第一方面的照明装置包括热连接到散热器的光发射器。照明装置还包括耦合到散热器用于发射和/或接收通信信号的通信电路。散热器的第一导电部分至少包括偶极天线中的第一极，用于经由散热器发射和/或接收通信信号。在根据本发明的照明装置的布置中，散热器的第一导电部分构成通信系统的偶极天线的至少一个“腿”或第一极。通信电路被耦合到散热器，其可以是通信电路到散热器的直接电连接或电容耦合。其结果是，总的散热器体积可以增加，而不增加该照明装置的外形尺寸并不妨碍天线的发射和/或接收特性。第一导电部分必须是导电的，并且可以例如部分地或全部由金属或任何其它导电材料制成。这使得能够提高到散热器周围环境的散热效率，这又能够增加照明装置的光发射功率，同时仍然能够发射和/或接收通信信号。第一方面还提出由第一辐射器和第二辐射器形成偶极天线，其由来自于第一辐射器的辐射激发。更具体地，照明装置包括初级辐射器，其被设置在散热器内并连接到通信电路，用于在散热器内部接近于散热器的间隙发射和/或接收通信信号，初级辐射器被配置成用于激活在间隙周围的第一导电部分，以构成在散热器外部发射和/或接收通信信号的次级辐射器。

[0009] 当前工业的一个趋势是照明装置正变得越来越小。因为一般地，光发射器产生显著量的热，光发射器的冷却是进一步使照明装置小型化，同时保持或甚至增加这些照明装置的光发射功率必需要解决的一个关键问题。尤其是当光发射器是半导体光发射器，例如发光二极管(进一步也表示为LED)或有机发光二极管(进一步也表示为OLED)时，外形尺寸可以显著减小，并且可以基本上只通过散热器的所需体积被限制，以确保从半导体光发射器充分的散热。在已知的照明装置中，天线被布置在散热器以外，以确保天线没有通过散热器被从电磁通信信号屏蔽。然而，这种要求会降低散热器的可能尺寸，并由此将限制已知照明装置的光发射功率。本发明人已经发现，该散热器也可以至少被用作偶极天线的一部分，用于发射和/或接收通信信号。与已知结构相比，这使根据本发明的照明装置能够增加散热器的体积，并同样地允许照明装置内的光发射功率的进一步增加，同时保持良好的通信。

[0010] 根据本发明的照明装置通常是由例如灯具中的某种外壳封闭。这样的外壳通常限制了通过散热器的空气流动，并从而限制了从散热器到环境的热流。从散热器到环境中的热量的重要流动立即处于外壳的发光开口，光从该发光开口通过照明装置被发射。在已知的照明装置中，散热器被设置为远离延伸天线至少2mm，从而远离外壳的发光开口定位，其可以减少经由发光开口从散热器到环境的热流。在根据本发明的照明装置中，偶极天线的至少一部分是由散热器的第一导电部分构成，其使散热器能够延伸达到壳体的发光开口，并且同样地使从散热器经由发光开口进入环境中的相对容易的热流成为可能。这进一步提高了在根据本发明的照明装置内的散热器的效率，其也可以有助于根据本发明的照明装置的光发射功率的可能增加。

[0011] 公布的英国专利申请GB2483113公开了该照明装置可以包括电路，该电路包括通信电路，用于与远程设备通信。本公开的专利申请还公开了散热器被设置成作为用于通信电路的天线。然而，在此公开专利申请中无处公开了散热器如何可以充当用于通信电路的天线。在根据本发明的照明装置中，散热器的至少部分被用来实现偶极天线中的至少一个极，用于发射和/或接收电磁通信信号。根据本发明的照明装置的通信电路被耦合到第一导电部分，该第一导电部分至少包括或构成偶极天线的第一极，使得第一导电部分至少有助于偶极天线，所述偶极天线具有包括通信信号的信号频率的谐振频率。

[0012] 在根据本发明的照明装置的一个实施例中，通信电路被连接到第一单极天线，该第一单极天线具有被耦合到散热器的第一导电部分的接地板。第一单极天线例如可以是第一芯片天线，其包括第一单极天线连同接地板，所述接地板是电接地板。这种芯片天线往往可作为表面安装器件(进一步也表示为SMD)，其可以被安装在印刷电路板(进一步也表示为PCB)上。替代地，第一单极天线例如可以是具有预定尺寸、印刷在PCB上的铜迹线。为了实现该第一单极天线的良好的发射和/或接收特性，所述电接地板应该是比较强的或大的接地板。在操作中，(例如芯片天线的)第一单极天线感应将所述第一单极天线的“复制品”感应到电接地板中，以产生偶极天线-类似于物体的图像在镜子中被“复制”。通过将第一单极天线的接地板或电接地板耦合至第一导电部分，第一单极天线的“复制品”在第一导电部分中被感应。所以第一单极天线的该“复制品”也被表示为另一单极天线，在第一导电部分内与(例如第一芯片天线的)第一单极天线形成用于通信的偶极天线。因此由于第一单极天线的接地板和散热器的第一导电部分之间的耦合，在第一导电部分内感应的另一单极天线构成根据本发明的偶极天线的一个极，其与芯片天线的第一单极天线一起构成偶极天线。(例如第一芯片天线的)单极天线，与在第一导电部分内感应的另一单极天线一起具有谐振频率，其包括通信信号的信号频率。所以第一单极天线的接地板和第一导电部分之间的耦合确保了偶极天线的一个极将由第一导电部分内的第一单极天线(例如芯片天线)感应，以使第一导电部分包括偶极天线的一个极，这有助于通信信号的发射和/或接收。

[0013] 在根据本发明的照明装置中，第一导电部分构成散热器的外壁的一部分，并且第一单极天线被设置在耦合到第一导电部分的散热器内。再次，第一单极天线可以是第一芯片天线。在这样的实施例中，第一导电部分例如可以是照明装置的发光面的一部分，其中第一单极天线被设置在第一导电部分内部。散热器的上部部分例如可以包括金属盖，该金属盖是供第一单级天线耦合的第一导电部分。所以无需和/或不可见用于进行通信的外部天线。偶极天线的一个极在第一导电部分内由第一单极天线(例如第一芯片天线)感应，并且如之前指出的，该一个极与第一单极天线的组合产生适于发射和/或接收通信信号的偶极天线-无论第一单极天线是被布置在散热器之内或散热器之外。这样，作为当前实施例的替代，第一单极天线也可以被耦合到散热器的第一导电部分，同时被布置在散热器外。

[0014] 在根据本发明的照明装置中，第一导电部分经由耦合元件从散热器的其余部分电绝缘。耦合元件可以由任何绝缘材料制成。当第一导电部分至少包括偶极天线的第一极时，通信电路被耦合到第一导电部分，使得第一导电部分至少有助于通信信号的发射和/或接收。鉴于安全规定，可能有必要确保第一导电部分从散热器的其余部分绝缘。在这样的照明装置中，散热器通常完全地从电路电绝缘，以确保触摸安全。但是，为了使偶极天线的第一极有助于通信，其必须被耦合到通信电路。偶极天线的该第一极然后常常不是从通信电路直接被馈送，而是通过另一耦合间接地馈送，以进一步提高这些照明装置的安全性，并符合某些安全规定。

[0015] 在照明装置的一个实施例中，照明装置包括相对于第一单极天线成一角度设置的第二单极天线，以经由天线分集改善通信。同样，该第二单极天线可以是第二芯片天线。第一单极天线和第二单极天线通常被设置成彼此垂直，但根据确切的本地要求，第一单极天线和第二单极天线之间(或第一芯片天线和第二芯片天线之间)的角度可以是不同的。天线分集是改善无线链路的质量和可靠性的公知原理。通信电路例如可以比较从第一单极天线接收的通信信号与从第二单极天线接收的通信信号的信号强度，以选择使用哪一个。第一单极天线和第二单极天线都可以耦合到第一导电部分，或者可替代地，第一单极天线可以耦合到第一导电部分并且第二单极天线可以耦合到第二导电部分，第二导电部分与第一导电部分绝缘，但仍是根据本发明的照明装置的整体散热器的一部分。

[0016] 在照明装置的实施例中，照明装置包括设置在散热器内部并连接到通信电路的初级辐射器，用于在散热器内部接近散热器内的间隙发射和/或接收通信信号。初级辐射器被配置成在间隙的周围激活第一导电部分，以构成在散热器以外发射和/或接收通信信号的次级辐射器。间隙基本上形成次级辐射器，其由来自于散热器内的初级辐射器的电磁通信信号“馈送”。初级辐射器通常是偶极天线，并且由初级辐射器发射的电磁信号感应在间隙周围流动的电流，并因此在间隙周围激活第一导电部分，其随后开始发射类似的通信信号。所以初级辐射器激活间隙周围的导电材料(包括第一导电部分)，并且因此产生次级辐射器(即偶极天线)，其在散热器以外发射和/或接收通信信号。因此，第一导电部分至少包括偶极天线的第一极。

[0017] 在照明装置的一个实施例中，初级辐射器是被设置在散热器内的初级天线。在这样的实施例中，由初级天线发射的电磁通信信号在次级辐射器内(围绕间隙)感应类似的通信信号，该次级辐射器远离散热器发射通信信号。可替代地，照明装置包括耦合到间隙的传输线，用于将初级辐射器的辐射传输到间隙。同样，由传输线“传送”的通信信号将在次级辐射器内感应类似的通信信号，其随后被用于从散热器发射通信信号。间隙的宽度应被选择为维持跨间隙的电场，其例如可以小于10毫米，但优选只有几毫米宽。

[0018] 在照明装置的一个实施例中，间隙使第一导电部分从散热器的第二导电部分绝缘，其中初级辐射器被配置为还围绕间隙激活第二导电部分，用于构成偶极天线的第二极。第二导电部分必须是导电的，并且可以例如部分地或全部由金属或任何其它导电材料制成。第二极与第一导电部分内的第一极一起构成次级辐射器的偶极天线。如之前所指出的，由初级辐射器发射的电磁信号感应围绕间隙流动的电流，并且因此激活第一导电部分和在间隙周围的第二导电部分，其随后开始发射类似的通信信号。第一导电部分例如可以具有第一尺寸，其基本上等于通信信号波长的四分之一或更大。第一导电部分第一尺寸例如可以是非阻碍导电表面，该表面可以是弯曲的或甚至成一角度。同样第二导电部分例如可以具有第二尺寸，其基本上等于通信信号波长的四分之一或更大。优选第二尺寸基本上与第一尺寸形成直线，使得它们分别单独地在间隙任一侧形成单极，并共同形成次级辐射器的偶极天线。

[0019] 在照明装置的一个实施例中，第一极和第二极的组合的谐振频率包括通信信号的信号频率。该通信信号感应在偶极天线的第一极和第二极内流动的谐振电流。该电流优选能够在通信信号的谐振期间，比较自由地流过第一导电部分和第二导电部分，当第一极和第二极的组合的谐振频率包括信号频率时，这种电流可以被实现。

[0020] 任选地，相比于第一导电部分，第二导电部分的尺寸和/或质量是不同的，以适配从散热器发射的信号的偏振方向。通过改变第一导电部相比于第二导电部分的尺寸，所发射信号的偏振方向和用于所接收信号的偏振的天线灵敏度可被改变。在第一导电部分和第二导电部分之间使用这样的尺寸和/或质量变化，散热器可适于符合当地的天线要求以具有良好的通信。

[0021] 在照明装置的一个实施例中，间隙包括在第一导电部分中的槽，其中槽是次级辐射器，其具有包括通信信号的信号频率的谐振频率。槽将作为偶极天线，其例如可以由初级辐射器，诸如散热器内部的初级天线激活。间隙的长度基本上等于通信信号的波长的一半，并且间隙的宽度小于通信信号的波长的5％。在这样的结构中，间隙的整个周长基本上等于通信信号的波长，以确保该间隙将能够以通信信号的信号频率谐振。

[0022] 在照明装置的一个实施例中，槽包括用于馈送通信信号到槽的信号馈送。这个信号馈送可以例如位于槽的中心附近(槽的中心是沿槽的长度方向上的槽的一半)，但优选不恰好在槽的中心。当刚好在槽的中心定位信号馈送时，天线的阻抗会显著增加。由于信号源(在这种情况下是通信电路)的阻抗优选匹配天线的阻抗，天线阻抗的显著增加不是优选的。这样，信号馈送的位置可被改变，使得天线的阻抗基本上匹配通信电路的阻抗。

[0023] 在照明装置的一个实施例中，第一导电部分包括具有类似槽的尺寸的另一槽，用于产生天线阵列。这样的天线阵列可以用于成形整体照明装置的电磁通信信号发射特性的图案，但也可以用作天线分集，以改善与照明装置的通信-这取决于与第一导电部分内的槽相比，另一槽的定位。

[0024] 根据本发明的照明装置还可以包括用于响应于所接收的通信信号控制照明装置的控制电路。这样的控制电路可以被配置用于控制照明装置的功能，照明装置的功能从以包括下列的表中选择：接通开关、断开开关、调光、改变颜色、定时接通开关、定时断开开关、改变所发射的光的焦点、控制光束角、估计寿命、功率消耗、检测故障、识别。

[0025] 根据本发明的照明装置还可以包括设置成与从包括下列的表中选择的光安装结构协作的外部形状：E27、E14、E40、B22、GU-10、GZ10、G4、GY6.35、G8.5、BA15d、B15、G53、PAR和GU5.3。

[0026] 在进一步的实施例中，散热器包括第一平面和相对于该第一平面成角度的第二平面，并且槽从第一平面延伸至第二平面。在本实施例中，天线的方向性可以被改进。

[0027] 在进一步的实施例中，散热器包括与槽和初级辐射器相对的背板，并且背板和初级辐射器之间的距离是通信信号波长的四分之一。在本实施例中，背板可用于使来自初级辐射器的辐射谐振回来，从而初级辐射器的辐射可以被改善，并且继而次级辐射器的性能也得到改善。在又一个实施例中，初级辐射器被放置在槽的长度的中间。

[0028] 在又一个实施例中，散热器具有圆筒形状，并且槽从圆筒形散热器的侧壁延伸到顶壁。这个实施方案提供了更具体的结构。而且，腔的容积会影响天线的带宽，体积越大，产生的带宽越高。

[0029] 在进一步的实施例中，照明装置包括初级辐射器和背板之间的介电材料。同样，空腔内的材料会影响槽的谐振长度。较高的介电质降低槽的谐振长度，从而允许更小的天线。折衷是带宽和效率通常随介电腔介质一起降低。

[0030] 根据第二方面的灯具包括根据本发明的照明装置。

[0031] 本发明的这些和其它方面是显而易见的，并且将参照下文描述的实施例加以阐明。

[0032] 本领域技术人员将认识到，本发明的两个或更多的上述选项、实施方案和/或方面可以认为有用的任何方式进行组合。

[0033] 本领域技术人员在本说明书的基础上，可以进行颜色转换装置、照明单元和固态发光体包的修改和变型，其对应于所描述的颜色转换装置的修改和变型。

附图说明

[0034] 在附图中：

[0035] 图1示出了根据本发明的照明装置的第一实施例的示意性剖视图，

[0036] 图2示出了用于根据本发明的照明装置的第一实施例的印刷电路板的示意图，[0037] 图3示出了根据本发明的照明装置的第二实施例的示意性剖视图，

[0038] 图4示出了根据本发明的照明装置的第三实施例的示意性剖视图，

[0039] 图5示出了照明装置的第三实施例的示意性平面图，

[0040] 图6示出了照明装置的第四实施例的示意性顶视图，和

[0041] 图7示出了根据本发明的灯具的示意性平面图；

[0042] 图8示出了根据本发明另一实施例具有槽形天线和馈送线的三维散热器，并且散热器被集成到LED灯内；

[0043] 图8a是图8的LED灯的分解图；

[0044] 图9示出了图8的散热器的仰视图；

[0045] 图10示出了在图8的散热器上的槽形天线的模拟模型；

[0046] 图11示出了基于如图10所示的模型的回波损耗的模拟结果；

[0047] 图12示出了根据图8所示的实施例制成的原型的阻抗测量结果；

[0048] 图13示出了在根据如图8所示的实施例的散热器上的槽形天线的辐射图；

[0049] 图14示出了散热器的空腔内的介电材料对回波损耗的影响；

[0050] 图15示出了具有天线，但没有介电材料的散热器的辐射图和回波损耗；

[0051] 图16示出了具有天线也有介电材料的散热器的辐射图和回波损耗。

[0052] 应当指出的是，在不同的图中用相同的附图标记表示的项目具有相同的结构特征和相同的功能，或者是相同的信号。其中，这样的项目的功能和/或结构已经进行了说明，没有必要在详细描述中对它们重复说明。

[0053] 附图纯粹是示意性的，未按比例绘制。特别是为了清楚起见，一些尺寸被强烈放大。

具体实施方式

[0054] 图1示出了根据本发明的照明装置100的第一实施例的示意性剖视图。该第一照明装置包括热连接到散热器120的光发射器110，并且包括设置在印刷电路板(也进一步表示为PCB)135上，用于发射和/或接收通信信号的通信电路130。散热器120包括第一导电部分122，它包括第一芯片天线144，其是第一单极天线144。这样的第一芯片天线144可以是市售的芯片天线，往往可作为表面安装器件(也进一步表示为SMD)，它可以安装在印刷电路板(也进一步表示为PCB)上。或者，第一单极天线144例如可以是具有预定尺寸、印刷在PCB上的铜迹线。第一导电部分122必须是导电的，并且可以例如部分或全部由金属或任何其它导电材料制成。第一单极天线144通过其接地板(即电接地板143)被耦合到散热器120的第一导电部分122。第一单极天线144(或第一芯片天线144)的接地板143到第一导电部分122的这种耦合确保了偶极天线140的第一极142被第一导电部分122内的第一单极天线144(即在第一芯片天线144)感应。在操作中，第一单极天线144或第一芯片天线144将第一单极天线
144的“复制品”感应到电接地板143中，以产生偶极天线140-类似于物体的图像在镜子中被“复制”。通过将第一单极天线144的接地板143或电接地板143耦合到第一导电部分122，第一单极天线144的“复制品”在第一导电部分122中被感应。这将导致第一导电部分122包括偶极天线140的至少一个极142(或一个“腿”)。第一单极天线144构成偶极天线140的第二极，并因此第一单极天线144(或第一芯片天线144)和散热器120的第一导电部分122的组合共同形成偶极天线140。

[0055] 如图1所示的照明装置100还包括准直器112，并且还包括耦合元件150。准直器112是可选的，用来将由光发射器110发射的光成形为期望的形状，并且可以包括本领域中已知的任何类型的准直器。考虑到安全法规，耦合元件150可能被需要。因为这些安全法规，可能有必要确保第一导电部分122与散热器120的剩余部分绝缘，使得散热器120的剩余部分可以安全触摸。散热器120通常是与任何电路完全电绝缘的，以确保触摸安全。但是，为了使偶极天线140的第一极142有助于通信，在第一导电部分122和通信电路130之间必须存在耦合。偶极天线140的第一极142则常常不直接从通信电路130被馈送，而是通过另一耦合间接地馈送，以进一步提高这样的照明装置100的安全性。在当前的实施例中，另一耦合经由第一芯片天线144的接地板143实现。典型地，在操作中流过第一导电部分122的电流应该足够低，使得在任何情况下都可以安全地触摸。然而，鉴于一些规定包括耦合元件150可能仍然是必要的。

[0056] 在图1所示的照明装置100的实施例中，为了清楚起见，在通信电路130和第一芯片天线144(或第一单极天线144)之间没有连接被示出。然而，对于本领域技术人员很明显，通信电路130应连接到第一芯片天线144，以确保通信信号经由偶极天线140被发射和/或接收。同样，在图1所示的实施例中，第一芯片天线144(或第一单极天线144)被设置在散热器120的外表面。然而，第一芯片天线144(或第一单极天线144)也可设置散热器120内，例如在如图1所示的第一导电部件122的相对侧上。

[0057] 图2示出了根据本发明的照明装置100的第一实施例的印刷电路板135的示意图。靠近通信电路130，图2的示意图还示出了第一芯片天线144(或第一单极天线144)和第二芯片天线145(或第二单极天线145)。在第一芯片天线144和PCB 135之间，应设置第一导电部分122，但为清楚起见被空出。第二芯片天线145也可以被耦合到相同的第一导电部分122或可耦合到作为散热器120的一部分的另一金属部分(未示出)。

[0058] 第一芯片天线144(或第一单极天线144)和第二芯片天线145(或第二单极天线145)基本上相互垂直设置，然而，第一芯片天线144和第二芯片天线145之间的角度可以是不同的，这取决于确切的本地要求。天线分集是改善无线链路的质量和可靠性的一个公知原理。通信电路例如可以比较从第一芯片天线144接收的通信信号和从第二芯片天线145接收的通信信号的信号强度来选择要使用哪一个，以具有最佳通信。

[0059] 图3示出了根据本发明的照明装置102的第二实施例的示意性剖面图。在图3中所示的照明装置102也包括光发射器110、散热器120、印刷电路板135和通信电路130，类似于图1所示的实施例。可选准直器112也被示于图3中。图3中的照明装置102还包括初级辐射器160(两个初级辐射器在图3中被绘出，但只有一个具有标号160)，其被设置在散热器120内并配置成用于在间隙170周围激活第一导电部分122，所述间隙170位于第一导电部分122和散热器120的剩余部分之间。初级辐射器160通常是偶极天线160，并且由初级辐射器160发射的电磁信号感应在间隙170的周围流动的电流，因此在间隙170周围激活第一导电部分
122，其随后开始发射类似的通信信号。所以初级辐射器160激活间隙170周围的导电材料(包括第一导电部分122)，因此产生第二辐射器180(即偶极天线)，其在散热器120以外发射和/或接收通信信号。如果第一导电部分122的第一尺寸L1基本上等于通信信号波长的四分之一或者更大，则第一导电部分122的该激活使第一导电部分122包括偶极天线140(未表示)的第一极142。间隙170基本上形成次级辐射器180(以虚线椭圆表示)。间隙170的宽度应被选择为维持跨间隙170的电场，其例如可以小于10毫米，但优选只有几毫米宽。间隙170从散热器120的第二导电部分124(第二导电部分124还可以是散热器120的其余部分)使第一导电部分122绝缘，其中，初级辐射器160被配置为也在间隙170的周围激活第二导电部分
124，以构成次级辐射器180的偶极天线140的第二级146(未具体说明)。第二导电部分124必须是导电的，并且可以例如部分地或全部由金属或任何其它导电材料制成。在第二导电部分124内的第二极146与第一导电部分122内的第一极142一起构成次级辐射器180的偶极天线140。如前所示，第一导电部分122例如可以具有基本上等于通信信号波长的四分之一或更大的第一尺寸L1。第一导电部分122的该第一尺寸L1例如可以是无阻碍导电表面，该表面可以是弯曲的或甚至成一角度(如在图3中采用倾斜的双箭头所示)。另外，第二导电部分
124例如可以具有大致等于通信信号波长的四分之一或更大的第二尺寸L2。优选地，第二尺寸L2基本上与第一尺寸L1形成直线，使得它们分别单独地在间隙170的任一侧形成极，并且一起形成次级辐射器180的偶极天线140。

[0060] 第一极142和第二极146的组合的谐振频率包括通信信号的信号频率。该通信信号感应在偶极天线140的第一极142和第二极146中的每一个(未具体表示)中流动的谐振电流。在通信信号的谐振期间，该电流优选能够比较自由地流过第一导电部分122和第二导电部分124，当第一极142和第二极146的组合的谐振频率包括信号频率时，其可以被实现。可选地，相比于第一导电部分122的尺寸和/或质量，第二导电部分124的尺寸和/或质量可以是不同的，用于适配由散热器120发射的信号的偏振方向。通过改变第一导电部分122相比于第二导电部分124的尺寸，所发射的信号的偏振方向和用于接收信号的偏振的天线的灵敏度可被改变。使用第一导电部分122和第二导电部分124之间的这样的尺寸和/或质量变化，散热器120可适于符合当地的天线要求以具有良好的通信。

[0061] 在图3所示的实施例中，初级辐射器160是设置在散热器120内的初级天线160。或者，照明装置102可以包括一种传输线(类似于图6中所示)，其被耦合到间隙170，用于发射初级辐射器的辐射到间隙170。

[0062] 图4示出了根据本发明的照明装置104的第三实施例的示意性剖面图。另外，在图4所示的实施例中，光发射器110、散热器120、印刷电路板135和通信电路130被示出，类似于图1所示的实施例。然而现在，在第一导电部分122内的间隙包括槽175，其是完全被第一导电部分122包围的开口。该槽175是次级辐射器180(再次用虚线椭圆表示)，其具有包括通信信号的信号频率的谐振频率。槽175作为偶极天线140，其例如可以由初级辐射器160，例如在散热器120内的初级天线160激活。再次，由初级天线160发射的电磁信号感应围绕槽175流动的电流，因此激活槽175周围的第一导电部分122，其随后开始发射类似的通信信号。所以初级天线160激活槽175周围的导电材料，因此产生次级辐射器180，其在散热器120以外发射和/或接收通信信号。间隙175或槽175的长度基本上等于该通信信号波长的一半，并且间隙175或槽175的宽度小于通信信号的波长的5％。在这样的结构中，间隙175或槽175的整个周长基本上等于通信信号的波长，以确保该间隙175或槽175将能够以通信信号的信号频率谐振。

[0063] 在照明装置104的一个实施例中，第一导电部分122可包括具有与槽175相似的尺寸的另一槽(未表示)，用于产生另一天线(也未示出)。这样的另一天线可以形成天线阵列(未示出)，并且可以用于成形整体照明装置104的通信信号的发射特性。可替代地，另一天线也可以在天线分集方案中使用(类似于图2中的第一芯片天线144和第二芯片天线145)，以改善与照明装置104的通信。另一天线是否被用于成形通信信号的发射特性或有助于天线分集方案，依赖于与在第一导电部分122内的槽175相比，另一槽的定位。

[0064] 图5示出了照明装置104(类似于图4)的第三实施例的示意性平面图。图5中的准直器112和第一导电部分122，连同槽175一起被示出。在槽175的下方和散热器120内部，初级辐射器160被示出为连接到PCB 135的初级辐射器。如可以从图5的平面图中看出，槽175可以是弯曲的(如图5所示)，或可具有基本上任何其它形状，只要槽175的整个周长基本上等于通信信号的波长，以确保槽175将能够以通信信号的信号频率谐振。

[0065] 图6示出了照明装置106的第四实施例的示意性顶视图，其中准直器112和槽175和信号馈送164一起被示出，并且信号馈送164被连接到传输线162，用于发射初级辐射器(未示出)的辐射到槽175。该信号馈送164例如可位于槽175的中心附近(槽175的中心沿槽175的长度方向是槽175的一半)，但优选不刚好在槽175的中心。当将信号馈送164定位成刚好在槽175的中心时，天线的阻抗会显著增加。因为信号源(在这种情况下是通信电路130)的阻抗优选匹配偶极天线140(由槽175构成)的阻抗，天线阻抗的显著增加不是优选的。这样，信号馈送164的位置可以被调整，使得偶极天线140的阻抗基本上匹配通信电路130的阻抗。

[0066] 根据本发明的照明装置100，102，104，106还可以包括用于响应于所接收的通信信号控制照明装置100，102，104，106的控制电路(未示出)。这样的控制电路可以被配置用于控制照明装置100，102，104，106的功能。照明装置100，102，104，106的功能可以包括从以下的列表中选择：接通开关、断开开关、调光、改变颜色、定时接通开关、定时断开开关、改变所发射的光的焦点、控制光束角、估计寿命、功率消耗、检测故障、识别。根据本发明的照明装置100，102，104，106还可以包括被设置成与选自包括以下的列表中的光安装结构相配合的外形(未示出)：E27，E14，E40，B22，GU-10，GZ10，G4，GY6.35，G8.5，BA15d，B15，G53，PAR，和GU5.3。

[0067] 图7示出了根据本发明的灯具200的示意性平面图。灯具200例如包括光安装结构，其可与照明装置100，102，104，106的外部尺寸相配合，使得照明装置100，102，104，106可以被装配到灯具200中。

[0068] 图8至16示出了本发明的另一实施例，其中槽被连续形成在散热器的成角平面上，以提高天线的方向性。基本上，散热器包括第一平面和相对于第一平面成一定角度的第二平面，并且槽从第一平面延伸至第二平面。

[0069] 散热器可以是圆筒状。这样的圆筒形状倾向于覆盖沿其横截平面具有相同直径的形状，和沿其横截平面具有增量直径的形状，其也可以被称为杯形，如图8所示。应当指出的是，散热器的形状不限为圆筒状，具有第一平面与交叉和成角度的第二平面的任何形状都是适用的。

[0070] 在图8和8a中，LED灯80包括散热器800。相对于图8中的取向，散热器800的上端部被由上盖804封闭或部分封闭，所述上盖804也用作散热器，其被耦合至LED芯片840的陶瓷板830。上盖804通过离开和朝向侧壁802传导热量来冷却LED芯片，并且盖804和侧壁802使热量消散到大气中。槽810从侧壁802延伸至散热器800的上盖804。这种散热器800可以制成一体部件，并被切割以形成这样的槽。可替代地，侧壁802和上盖804可以制成单独的部件，并被组装在一起，而槽形成在分开的壁802和盖804上或可在它们被组装后形成，如图8a所示。

[0071] 优选地，为了辐射的均匀分布，槽的总长度被分成在侧壁802和盖804上各一半。可替换地，长度划分也可以根据实际需要而变化。例如，如果需要更多的辐射在侧面，侧壁802上的长度可以大于上盖804上的长度。

[0072] 在一个实施方案中，散热器900由铝制成。而窄槽910大约宽5mm，长50mm。槽充当天线。槽的尺寸被选择成使得它在感兴趣的频率(例如ZigBee频带)充当电场( )的辐射器。槽的长度需要被很好地被限定为所需辐射的约半波长。

[0073] 如图8中所示，作为初级辐射器的馈送线160和承载连接到馈送线160的RF电路的PCB 850被放置在散热器800内，靠近上盖804。馈送线160被近似置于槽810的总长度的中间。通过耦合至槽810，馈送线160充当RF馈送。从RF馈送到槽的端部的距离主要限定了天线的阻抗。槽的宽度具有次级效应，槽的该宽度影响天线阻抗最大20％，而从RF馈送到槽的端部的距离限定80％天线阻抗的量级。

[0074] 实际上，如图8和8a所示，馈送线160是延伸出RF电路被放置的PCB的一条线。或者，该馈送线160可以是由印刷在PCB上具有合适的长度和宽度的迹线形成的迹线天线。如何配置馈送线160对本领域技术人员是公知常识，并且本说明书不会给出不必要的细节。

[0075] 实际上，如果PCB在上盖804上的槽的下方，如图9中的仰视图所示，以避免干扰槽形天线，则在上盖804上的槽810下方存在在PCB上的接地板900的开口902。这种开口902也围绕馈送线160。

[0076] 施加在具有适于灯的尺寸的散热器内的槽形天线的阻抗被模拟。在图10中所示的模拟模型用矩形表示，其由于使用的电场模拟软件的限制被需要。图11示出了模拟结果。回波损耗模拟是非常有前途的，并表明对于整个Zigbee频带，比-10dB更好的S11值，其对槽的尺寸公差具有小的灵敏度。x(水平)轴表示频率，单位为GHz，而y(垂直)轴表示损耗，单位为dB。

[0077] 发明人还建立了一个原型并测量阻抗。该测量如图12所示。使用原型两个谐振被找到，即在馈送中为2.65GHz和在槽中2.83GHz。在宽的频率范围内将此结果与S11<-10dB结合。该范围的位置仍然需要被调谐到Zigbee频带。

[0078] 辐射图是天线的实际使用的最重要事情。图13示出了辐射图，其对于所有两种偏振都是特别均匀的。其中，外部图案是水平的，并且内部图案是垂直的。对于独立于它的取向具有良好的射频性能的灯，这是有利的。

[0079] 在实际实施方案中，圆筒形散热器的体积影响带宽。体积越大，产生的带宽越高。除了空气以外添加介电材料到封闭的圆筒形散热器将改变天线电特性。电介质降低槽的谐振长度，允许使用较小的天线。折衷是带宽和效率通常随介电腔介质一起降低。

[0080] 电介质也可以被用于将谐振频率偏移成确切的期望频率。带宽被电介质增加，而最佳可实现的回波损耗被降低。对于我们的应用，回波损耗在天线应辐射的整个频率带宽应尽可能低。例如Zigbee频带是从2.405GHz到2.480GHz。

[0081] 对回波损耗的影响的两个例子被给出。在如图14所示的第一个例子中，被称为“灌封”的介电材料被使用。它将使谐振频率偏移-400MHz，将使带宽增加倍并减少最佳可实现的回波损失32dB。曲线B表示无灌封。曲线D表示无灌封并匹配1pF+3.9nH，其中1pF是平行于天线连接点的匹配电容器，并且3.9nH是在OT连接点与天线串联的匹配电感。这两种部件的值被调整以在期望的Zigbee频带内偏移曲线的倾角(dip)。所以对于没有灌封的情况，Cshunt(并联电容)＝1pF并且Lseries(封装)＝3.9nH给出了一个在Zigbee频带略微偏移的倾角，并在频带的边界不完全低于10dB。对于无灌封情况，使用Cshunt＝1.2pF并且Lseries＝4.3nH在整个频段将曲线很好地放置成低于-10dB。然后添加灌封给出曲线A。曲线C表示无灌封并匹配1.2pF+4.3nH。曲线A代表灌封和匹配1.2pF+4.3nH。虚线表示ZigBee频带的边界。

[0082] 没有电介质的S11测量的第二个例子示于图15，而具有电介质的S11示于图16，并且这些测量表明类似的效果。如图15所示，没有电介质谐振太高。并且在图16中，具有电介质谐振接近于期望的频带。再次，存在大的频移(450MHz)，倾角深度更小并且天线带宽增加。

[0083] 总结，当前申请提供了一种照明装置100，102，104，106和灯具200。照明装置100，102，104，106包括热连接到散热器120的光发射器110。照明装置100，102，104，106还包括通信电路130，其被耦合到散热器120，用于发射和/或接收通信信号。散热器120的第一导电部分122至少包括偶极天线140的第一极142，用于经由散热器120发射和/或接收通信信号。偶极天线140的该第一级142可经由初级辐射器160被感应，以激活间隙170或槽175。

[0084] 在整个说明书和权利要求书中，术语“偶极天线”旨在覆盖天线的至少两种：一种具有两个物理天线腿，每一个形成天线的一个极；另一种是其他天线类型，例如槽形天线，其不具有两个物理天线腿，但可以被等效分析为偶极天线。

[0085] 应当指出的是，上述实施例说明而非限制本发明，并且本领域技术人员将能够设计许多替代实施例而不脱离所附权利要求的范围。

[0086] 在权利要求中，置于括号之间的任何附图标记不应被解释为限制该权利要求。动词“包括”及其变形的使用不排除权利要求中所述之外的其他元件或步骤的存在。在元件之前的冠词“一个(a)”或“一个(an)”不排除多个这种元件的存在。本发明可以通过包括若干不同元件的硬件，并且通过适当编程的计算机来实现。在装置权利要求中列举了若干装置，这些装置中的几个可以由一个以及相同的硬件项目来体现。某些措施在相互不同的从属权利要求中被列举的单纯事实并不表示这些措施的组合不能被利用。