基于多波束天线的球面透镜阵列制造技术

一种射频天线使用球面透镜的阵列和沿着球面透镜的表面的可机械移动的射频(RF)元件来为狭窄的地理区域提供蜂窝覆盖。天线包含至少两个球面透镜，其中每个球面透镜具有相关联的元件组合件。每个元件组合件具有轨道，该轨道沿着球面透镜的外表面的轮廓弯曲，且射频(RF)元件可以沿着该轨道移动。天线还包含移相器，该移相器经配置以调整通过RF元件产生的信号的相位。天线包含控制机构，该控制机构经配置以使得用户能够沿着RF元件的相应轨道移动RF元件，并且基于RF元件之间的相对位置来自动地配置移相器以修改来自该元件的输出信号的相位。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于多波束天线的球面透镜阵列本申请案主张2015年12月3日提交的第14/958607号美国申请案的优先权。该资料或所有其它引用的外来资料通过引用以其全文并入到本文中。当通过引用并入的参考文献中术语的定义或使用与本文中所提供的所述术语的定义不一致或相反时，本文中所提供的所述术语的定义被视为控制性的。
本专利技术的领域为射频天线技术。
技术介绍
以下描述包含在理解本专利技术时可能有用的信息。这并不表示本文中提供的信息中的任何信息为现有技术或与当前要求保护的专利技术相关，或具体地或隐含地提及的任何公开案为现有技术。当对跨越蜂窝网络的高质量内容的传输的需求增加时，对支持较高容量的更好的大规模蜂窝天线的需要上升。常用的扇形天线设计具有若干缺点。首先，每个扇形允许有限数目个端口。其次，扇形天线具有边缘模式和波束性能(例如，在多波束天线情况下在波束之间的较差隔离、旁瓣等)。已提出使用球面透镜(例如，卢纳堡(Luneburg)透镜等)连同射频收发器可以提供比传统扇形天线更好的效果。例如，授予施伦瓦斯(Sreenivas)的名称为“SphericalLensAntennaHavinganElectronicallySteerableBeam”的美国专利5,821,908教导了能够使用相控阵列天线和球面透镜来产生可独立操纵的波束的天线系统。授予埃布林(Ebling)等人的名称为“Multi-BeamAntenna”的美国专利7,605,768公开了使用球面透镜和围绕透镜的表面安置的电磁透镜元件的阵列的多波束天线系统。然而，这些天线系统不适合于基站天线。因此，仍存在对在基站天线应用中有效地利用球面透镜的需要。本文中的所有公开案通过以相同程度引用而被并入，如同每个单独的公开案或专利申请案被具体地且单独地指示为通过引用而被并入。当并入的参考文献中术语的定义或使用与本文中所提供的所述术语的定义不一致或相反时，本文中所提供的所述术语的定义适用且参考文献中的所述术语的定义不适用。
技术实现思路
在本专利技术的主题的一个方面中，天线使用球面透镜的阵列和沿着球面透镜的表面的可机械移动的元件来为狭窄地理区域提供蜂窝覆盖。在一些实施例中，天线包含沿着虚拟轴线对准的至少两个球面透镜。针对每个球面透镜，天线还包含元件组合件。每个元件组合件具有至少一个轨道，所述轨道沿着球面透镜的外表面的轮廓弯曲，且射频(RF)元件可以沿着所述轨道移动。在一些实施例中，轨道允许RF元件在平行于虚拟轴线的方向上移动。天线还包含移相器，所述移相器经配置以调整通过RF元件产生的信号的相位。天线包含控制机构，所述控制机构连接到移相器和RF元件。控制机构经配置以使得用户能够沿着RF元件的相应轨道移动RF元件，并基于RF元件之间的相对位置来自动地配置移相器以修改来自元件的输出信号的相位。在一些实施例中，轨道还使得RF元件在垂直于虚拟轴线的方向上移动。多个RF元件可以置于单个轨道上。在这些实施例中，相同轨道上的多个RF元件可以彼此独立地移动。另外，控制机构还经编程以协调多个RF元件对(或群组)，且经编程以配置移相器以修改从同一RF元件对(或群组)发送的输出信号的相位，使得信号将是同相的。本专利技术的主题的各种目标、特征、方面以及优点将通过优选实施例的以下详细描述连同附图而变得更加清楚，在所述附图中，相同的标号表示相同的组件。附图说明图1A图示说明一些实施例的示例性天线系统。图1B图示说明示例性控制机构。图2A和图2B分别图示说明球面透镜的前透视图和后透视图。图3图示说明具有二维轨道的替代天线系统。图4A和4B分别图示说明具有二维轨道的球面透镜的前透视图和后透视图。图5图示说明将同一群组中的相对RF元件配对的天线。图6图示说明将同一群组中的相对RF元件配对的另一天线。具体实施方式贯穿以下论述，将多次提及服务器、服务、接口/界面、引擎、模块、客户端、对等层(peer)、入口、平台或由计算装置形成的其它系统。应了解，此类术语的使用被视为表示具有至少一个处理器(例如，ASIC、FPGA、DSP、x86、ARM、ColdFire、GPU、多核处理器等)的一个或多个计算装置，所述处理器经配置以执行存储在计算机可读的有形非暂时性介质(例如，硬件驱动器、固态驱动器、RAM、闪存、ROM等)上的软件指令。例如，服务器可以包含一个或多个计算机，所述计算机以实现所描述的角色、责任或功能的方式用作网络服务器、数据库服务器，或其它类型的计算机服务器。应进一步了解，所公开的基于计算机的算法、过程、方法或其它类型的指令集可以实施为计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储使得处理器执行所公开的步骤的指令的非暂时性有形计算机可读介质。各种服务器、系统、数据库或接口可以使用可能基于HTTP、HTTPS、AES、公-私钥交换的标准化协议或算法、网络服务API、已知的金融交易协议或其它电子信息交换方法来交换数据。数据交换可经由分组交换网络、电路交换网络、因特网、LAN、WAN、VPN或其它类型的网络进行。如本文中的描述中且贯穿随后的权利要求书所使用的，当系统、引擎或模块被描述为经配置以执行一组功能时，“经配置以”或“经编程以”的含义被定义为一个或多个处理器通过一组软件指令进行编程以执行该组功能。以下论述提供本专利技术的主题的示例实施例。尽管每个实施例表示专利技术性元件的单个组合，但本专利技术的主题被认为包含所公开的元件的所有可能组合。因此如果一个实施例包括元件A、B和C，且第二实施例包括元件B和D，那么即使未明确公开，本专利技术的主题也被认为包含A、B、C或D的其它剩余组合。如本文中所使用，且除非上下文另外规定，否则术语“耦合到”意图包含直接耦合(其中彼此耦合的两个元件彼此接触)和间接耦合(其中至少一个额外的元件位于两个元件之间)两者。因此，术语“耦合到”和“与...耦合”同义地使用。在一些实施例中，表达用于描述并主张本专利技术的主题的某些实施例的成分、例如浓度、反应时间等的性质的量的数字将被理解为在一些实例中由术语“约”修饰。因此，在一些实施例中，在书面描述和所附权利要求书中阐述的数值参数为近似值，所述近似值可以取决于特定实施例要求获得的期望性质而变化。在一些实施例中，数值参数应鉴于所报告的有效位的数目并通过应用一般的舍入技术来理解。尽管阐述本专利技术的主题的一些实施例的较宽范围的数值范围和参数为近似值，但在具体示例中阐述的数值尽可能地精确报告。在本专利技术的主题的一些实施例中存在的数值可以包含必然由在所述数值的相应测试测量结果中发现的标准差引起的某些误差。如在本文中的描述中并贯穿随后的权利要求书中所使用，除非上下文另外清楚地规定，否则“一”、“一个”和“所述”的含义包含复数指代。并且，如在本文中的描述中所使用，除非上下文另外清楚地规定，否则“在…内”的含义包含“在…内”和“在…上”。除非上下文相反地规定，否则本文中阐述的所有范围都应被解释为包含其端点，且开放式范围应被解释为包含仅商业上可行的值。本文中的值的范围的叙述仅意图用作单独地提及落入在范围内的每个单独值的速记方法。除非本文中另外指示，否则范围内的每个单独值被并入到说明书中，如同所述单独值在本文中被单独地叙述。类似地，除非上下文相反地指示，否则值的所有列表应被认为包含中间值。除非在本文中另外本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天线，所述天线包括：第一球面透镜和第二球面透镜；第一元件组合件，所述第一元件组合件沿着所述第一球面透镜的外表面安置，所述第一射频元件组合件即RF元件组合件包括第一轨道和第一RF元件，所述第一RF元件沿着所述第一轨道可移动并且经配置以提供第一输出信号；第二元件组合件，所述第二元件组合件沿着所述第二球面透镜的外表面安置，所述第二RF元件包括第二轨道和第二RF元件，所述第二RF元件沿着所述第二轨道可移动并且经配置以提供第二输出信号；移相器，所述移相器连接到所述第一RF元件和所述第二RF元件；以及控制机构，所述控制机构连接到所述移相器以及第一RF元件和第二RF元件，且经配置以：使得用户能够将所述第一元件移动到所述第一轨道上的第一位置；使得所述用户能够将所述第二元件移动到所述第二轨道上的第二位置；以及根据在所述第一轨道上的所述第一元件和在所述第二轨道上的所述第二元件之间的相对位置，自动地配置所述移相器以分别修改所述第一输出信号的相位和所述第二输出信号的相位。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.03 US 14/958,6071.一种天线，所述天线包括：第一球面透镜和第二球面透镜；第一元件组合件，所述第一元件组合件沿着所述第一球面透镜的外表面安置，所述第一射频元件组合件即RF元件组合件包括第一轨道和第一RF元件，所述第一RF元件沿着所述第一轨道可移动并且经配置以提供第一输出信号；第二元件组合件，所述第二元件组合件沿着所述第二球面透镜的外表面安置，所述第二RF元件包括第二轨道和第二RF元件，所述第二RF元件沿着所述第二轨道可移动并且经配置以提供第二输出信号；移相器，所述移相器连接到所述第一RF元件和所述第二RF元件；以及控制机构，所述控制机构连接到所述移相器以及第一RF元件和第二RF元件，且经配置以：使得用户能够将所述第一元件移动到所述第一轨道上的第一位置；使得所述用户能够将所述第二元件移动到所述第二轨道上的第二位置；以及根据在所述第一轨道上的所述第一元件和在所述第二轨道上的所述第二元件之间的相对位置，自动地配置所述移相器以分别修改所述第一输出信号的相位和所述第二输出信号的相位。2.根据权利要求1所述的天线，其中所述控制机构经配置以将所述第一元件移动到所述第一位置、将所述第二元件移动到所述第二位置，并基于单个输入来自动地配置所述移相器以修改所述第一输出信号的所述相位和所述第二输出信号的所述相位。3.根据权利要求1所述的天线，其中所述控制机构包括机械模块，所述机械模块经配置以机械地移动所述RF元件并配置所述移相器。4.根据权利要求1所述的天线，其中所述控制机构包括至少包含处理器和存储器并以通信方式与所述移相器、所述第一RF元件以及所述第二RF元件耦合的控制机构。5.根据权利要求1所述的天线，其中所述第一轨道和所述第二轨道分别根据所述第一球面透镜和所述第二球面透镜的所述表面的轮廓来成形。6.根据权利要求1所述的天线，其中所述第一球面透镜和所述第二球面透镜沿着轴线彼此叠靠。7.根据权利要求6所述的天线，其中所述第一轨道和所述第二轨道使得所述第一RF元件和所述第二RF元件在平行于所述轴线的方向上移动。8.根据权利要求6所述的天线，其中所述第一轨道和所述第二轨道使得所述第一RF元件和所述第二RF元件在垂直于所述轴线的方向上移动。9.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·马蒂斯廷，L·马蒂斯廷，A·德玛克，
申请(专利权)人：迈特斯因公司，
类型：发明
国别省市：美国,US