信号分配网络制造技术

技术编号:17662111 阅读:120 留言:0更新日期:2018-04-08 13:09
提供一种用于输入端口比天线元件少的天线装置的信号分配网络。信号分配网络包括至少两个信号分路器。信号分配网络包括至少一个信号组合器。每个信号分路器被配置为从唯一输入端口接收一个输入基带信号并且将一个直接馈送信号作为输入提供给唯一天线元件,并且将一个中间信号作为输入提供给所述至少一个信号组合器中的至少一个。每个信号组合器被配置为接收两个中间信号,每个中间信号从至少两个信号分路器的相应信号分路器被接收,并且将一个组合信号作为输入提供给唯一天线元件,其中一个组合信号是通过组合所接收的两个中间信号而形成的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】信号分配网络
本文提出的实施例涉及输入端口比天线元件少的天线装置的信号分配网络,以及用于输入端口比天线元件少的天线装置的信号分配网络中的信号处理的方法和计算机程序产品。
技术介绍
在通信网络中,针对给定的通信协议、其参数和部署该通信网络的物理环境,获得良好性能和容量是有挑战的。无线通信网络中可能难以获得良好性能和容量的一个组件是天线。例如,为了向阵列天线的期望方向执行一个或多个天线波束/波瓣的波束成形(例如波束宽度和波束指向控制),需要控制馈送各个天线端口的各个信号的幅度和相对相位。该控制可以通过从各个数字信号产生各个电信号来实现,在这种情况下,在数字域中执行所需的相移。这被称为数字波束成形。备选地,可以从共同的模拟信号产生各个电信号,该模拟信号被分成期望数量的各个所需信号,然后在模拟域中进行各自的相移。这被称为模拟波束成形。模拟波束成形的另一种选择是使用不同形式的信号分配网络。一个常用的实施方式是使用所谓的巴特勒(Butler)矩阵。在这种实施方式中,用巴特勒矩阵执行信号分路和相移。该实施方式通常也可能需要一些额外的信号切换,以便执行不同波束方向的选择。存在使用模拟和数字相移组合的波束成形架构;例如,使用数字相移来控制波束的方位角(侧向),使用模拟相移来控制波束的仰角。如本领域技术人员所理解的,上述公开的波束成形方法具有其特定的优点和限制。一般而言,数字波束成形可以被认为是灵活的,并且可以支持多个同时的波束,但是实现可能是复杂的,因为它需要数字域和模拟域之间的单独信号转换。模拟波束成形从其依赖于模拟信号处理的角度来看可能是有利的,其不需要涉及数据转换器(数模转换器和模数转换器)和/或向上/向下转换器的多个实例。模拟波束成形通常不如数字波束成形复杂,但是为了满足所需的相位精度,可能需要精密和精心的设计。模拟波束成形的另一个限制是模拟波束成形固有地仅支持单个波束。因此,提供多个波束可能需要相移器的多个实例,或者对于基于使用Butler矩阵的实施方式来说,需要将多个模拟信号连接到Butler矩阵的多个输入的方式。因此,仍然需要一种用于天线装置的改进分配网络。
技术实现思路
本文实施例的目的是提供用于天线装置的有效分配网络。根据第一方面,提出一种用于输入端口比天线元件少的天线装置的信号分配网络。信号分配网络包括至少两个信号分路器。信号分配网络包括至少一个信号组合器。每个信号分路器被配置为从唯一输入端口接收一个输入基带信号并且将一个直接馈送信号作为输入提供给唯一天线元件,并且将一个中间信号作为输入提供给所述至少一个信号组合器中的至少一个。每个信号组合器被配置为接收两个中间信号,每个中间信号从至少两个信号分路器的相应信号分路器被接收,并且将一个组合信号作为输入提供给唯一天线元件,其中一个组合信号是通过组合所接收的两个中间信号而形成的。有利地,这提供用于天线装置的有效分配网络。有利地,这提供了在实施方式、大小、复杂度、功耗、成本和/或通用性方面、或者考虑至少所有这些方面的折衷的用于天线装置的有效分配网络。有利地,这提供一种分配网络,其可操作地连接在(数字)收发机和天线元件阵列之间,其中收发器端口的数量少于天线元件或天线元件端口的数量。这是有利的,因为该分配网络利用了将一个或少量信号模拟分路为更多数量的信号的优点,同时仍然保持数字波束成形架构的优点;多个天线波瓣可以被支持并自由地放置在给定子空间中而没有限制。通过数字控制一些信号分量的产生并将它们馈送到根据本专利技术的模拟信号分配网络,可以避免完全单独的数字波束成形架构的复杂性(例如大小、重量、功耗等)。根据第二方面,提出了一种包括根据第一方面的信号分配网络的网络节点。根据第三方面,提出了一种包括根据第一方面的信号分配网络的无线终端。根据第四方面,提出一种用于处理用于输入端口比天线元件少的天线装置的信号分配网络中的信号的方法。信号分配网络包括至少两个信号分路器和至少一个信号组合器。该方法包括由每个信号分路器从唯一输入端口接收一个输入基带信号。该方法包括由每个信号分路器将一个直接馈送信号作为输入提供给唯一天线元件,并且将一个中间信号作为输入提供给所述至少一个信号组合器中的至少一个。该方法包括由每个信号组合器接收两个中间信号,每个中间信号从至少两个信号分路器的相应信号分路器被接收。该方法包括由每个信号组合器将一个组合信号作为输入提供给唯一天线元件,其中所述一个组合信号是通过组合所接收的两个中间信号而形成的。根据第五方面,提出了一种计算机程序,用于处理用于输入端口比天线元件少的天线装置的信号分配网络中的信号,所述计算机程序包括计算机程序代码,所述计算机程序代码当在信号分配网络上运行时使得所述信号分配网络执行根据第四方面的方法。根据第六方面,提出了一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括根据第三方面的计算机程序和存储所述计算机程序的计算机可读装置。应当注意,第一、第二、第三、第四、第五和第六方面中的任何特征可被应用于任何其他方面(只要在合适的情况下)。类似地,第一方面的任何优点可以被同样分别适用于第二、第三、第四、第五和/或第六方面,且反之亦然。通过以下详细公开、所附从属权利要求以及附图,所附实施例的其他目标、特征和优点将是清楚的。一般地,除非本文另有明确说明,否则权利要求中使用的所有术语根据其
中的普通含义来解释。除非另有明确说明,否则对“一/一个/所述元件、设备、组件、装置、步骤等”的所有引用应被开放地解释为指代元件、设备、组件、装置、步骤等中的至少一个实例。除非明确声明,否则本文所公开的任何方法的步骤不一定严格按所公开的顺序来执行。附图说明现在参照附图以示例方式描述本专利技术构思,附图中:图1、2、4、6、7、8、9、10和11是示出了根据实施例的用于天线装置的信号分配网络的示意图;图12a是示出了根据实施例的信号分配网络的功能单元的示意图;图12v是示出了根据实施例的信号分配网络的功能模块的示意图;图13示出了根据实施例的包括计算机可读装置在内的计算机程序产品的一个示例;图14和图15是根据实施例的方法的流程图;以及图16、17和18是根据实施例的仿真结果。具体实施方式现在将在下文参考其中示出本专利技术的特定实施例的附图来更全面地描述专利技术构思。然而,本专利技术构思可以按多种不同形式来体现,并且不应当被解释为受到本文阐述的实施例的限制。相反,通过示例的方式提供这些实施例,使得本公开将透彻和完整,并且向本领域技术人员充分地传达本专利技术构思的范围。在说明书全文中,相似的标记指代相似的元件。由虚线示出的任何方法步骤应被视为是可选的。如上所述,本文实施例的目的是提供用于天线装置的有效分配网络。此外,鉴于上面列出的问题,可能期望提供一种用于天线装置的分配网络,其能够减少数字发射机的数量,同时仍然具有能够从同一天线阵列生成和控制多个波瓣的益处;能够通过将数字生成的信号和模拟分配/组合网络进行组合来产生到多个天线元件(或子阵列)的信号分量之间的相对相移;和/或支持来自同一天线阵列的多个天线波瓣,以及相应的硬件。本文公开的实施例中的至少一些利用了如下事实,通过产生向量和与向量差来组合两个或更多个相干信号,可以是在大型天线阵列上产生信号分量的方式。当考虑到经常需要大量的天线元件来产生高本文档来自技高网
...
信号分配网络

【技术保护点】
一种用于输入端口比天线元件少的天线装置(100a‑100j)的信号分配网络(110a‑110j),包括:至少两个信号分路器(111);以及至少一个信号组合器(112),其中每个信号分路器被配置为从唯一输入端口接收一个输入基带信号(S1‑S4)并且将一个直接馈送信号作为输入提供给唯一天线元件(E1‑E14),并且将一个中间信号作为输入提供给所述至少一个信号组合器中的至少一个;以及其中每个信号组合器被配置为接收两个中间信号,每个中间信号从所述至少两个信号分路器的相应信号分路器被接收,并且将一个组合信号作为输入提供给唯一天线元件,其中所述一个组合信号是通过组合所接收的两个中间信号而形成的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于输入端口比天线元件少的天线装置(100a-100j)的信号分配网络(110a-110j),包括:至少两个信号分路器(111);以及至少一个信号组合器(112),其中每个信号分路器被配置为从唯一输入端口接收一个输入基带信号(S1-S4)并且将一个直接馈送信号作为输入提供给唯一天线元件(E1-E14),并且将一个中间信号作为输入提供给所述至少一个信号组合器中的至少一个;以及其中每个信号组合器被配置为接收两个中间信号,每个中间信号从所述至少两个信号分路器的相应信号分路器被接收,并且将一个组合信号作为输入提供给唯一天线元件,其中所述一个组合信号是通过组合所接收的两个中间信号而形成的。2.根据权利要求1所述的信号分配网络,其中,每个信号分路器被配置为用第一能量守恒因子来缩放所述直接馈送信号和所述中间信号。3.根据权利要求1所述的信号分配网络,其中,每个信号分路器被配置为用一个第一能量守恒因子缩放所述直接馈送信号,并用另一个第一能量守恒因子缩放所述中间信号。4.根据权利要求1所述的信号分配网络,其中,每个信号组合器被配置为用第二能量守恒因子缩放所述组合信号。5.根据权利要求1所述的信号分配网络,其中,每个信号组合器被设置为具有和输出端口与差输出端口的混合耦合器,并且所述组合信号由所述和输出端口提供。6.根据权利要求1所述的信号分配网络,包括至少两个信号组合器,并且其中每个信号分路器被配置为将中间信号作为输入提供给所述至少两个信号组合器中的两个。7.根据权利要求1所述的信号分配网络,还包括:信号加法器(113),被配置为向所述天线装置的一个天线元件提供输入,其中所述至少两个组合器中的一个被配置为向所述信号加法器提供第一输入,并且其中所述至少一个组合器中的一个被配置为向所述信号加法器提供第二输入。8.根据权利要求7所述的信号分配网络,其中,每个信号组合器被设置为具有和输出端口与差输出端口的混合耦合器,并且其中所述第二输入由所述至少一个组合器中的所述一个的所述差输出端口提供。9.根据权利要求1所述的信号分配网络,还包括:幅度递减单元(114),被配置为缩放一个输入基带信号并且将经缩放的一个输入基带信号提供给所述至少两个信号分路器中的一个。10.根据权利要求1所述的信号分配网络,还包括:另一个信号分路器(115),被配置为将所述天线元件中的一个的所述输入分为两个输入,并且将所述两个输入馈送到唯一天线元件。11.根据权利要求1所述的信号分配网络,其中,在所述至少两个信号分路器中的相邻信号分路器的输入基带信号之间存在线性相位增量。12.根据权利要求1所述的信号分配网络,其中,所有输入基带信号都来自由单个发射机链(116)提供的公共输入基带信号,所述公共输入基带信号被分路和相移,以在所述输入基带信...

【专利技术属性】
技术研发人员:约翰·托雷贝克
申请(专利权)人:瑞典爱立信有限公司
类型:发明
国别省市:瑞典,SE

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1