用于控制不同阵列配置中方位图案的分割菱形天线元件制造技术

一种天线系统包括布置成单位小区阵列的单位小区，每个单位小区包括用于在第一射频（RF）范围内操作的至少一个双极化天线元件，以及被配置成具有第一和第二对共极化辐射元件的扩展菱形天线元件的至少一个双极化天线元件，第一和第二对共极化辐射元件具有正交极化。用于至少一个扩展菱形天线元件的单位小区可以具有矩形边界，其中第一对共极化辐射元件中的第一和第二辐射元件被设置在跨矩形边界的第一对角线并且在矩形边界内的第一相对角中，并且其中第二对共极化辐射元件中的第一和第二辐射元件被设置在四个角中跨矩形边界的第二对角线并且在矩形边界内的第二相对角中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制不同阵列配置中方位图案的分割菱形天线元件相关申请的交叉引用本申请要求2018年7月31日提交的美国临时专利申请序列号62/712，925的优先权，所述美国临时专利申请通过引用以其整体并入本文。
本公开一般涉及交叉极化天线阵列，并且更具体地涉及具有改进的扇区功率比的天线阵列。
技术介绍
近年来，已经发布了附加的频谱带，并且蜂窝运营商已经部署了新的无线电接入技术来满足订户流量需求。天线系统不仅需要支持在非常大的带宽之上操作的多个频带（例如，低频带（LB），例如617-960MHz；和高频带（HB），例如1.4-2.7GHz），天线系统还需要以良好的隔离度（isolation）具有良好的辐射属性。经由两个独立的RF端口驱动的双极化天线元件作为一种分集技术被广泛用于移动通信中，以帮助减轻无线电信道衰落。为了满足日益增长的移动数据需求，越来越多的操作在类似操作频带下和不同操作频带下的天线元件被封装到单个天线反射器上。为了进一步增强网络容量，诸如长期演进高级（LTE-A）之类的高级无线电系统可以使用多输入多输出（MIMO）天线系统，其中LB的两个双极化天线阵列列和HB的两个双极化天线阵列列被封装在一起，用于连接到LB的四传送四接收（4T4R）基站无线电单元，以及用于连接到HB的4T4R无线电。一般而言，N/2数量的双极化天线阵列可以分组在一起，以使能实现每个频带的NTNR系统。
技术实现思路
在一个示例中，本公开描述了一种天线系统，所述天线系统具有被布置为单位小区阵列的第一多个单位小区，第一多个单位小区中的每个单位小区包括至少一个双极化天线元件，用于在第一射频（RF）范围内操作。在一个示例中，第一多个单位小区中的至少一个单位小区中的至少一个双极化天线元件被配置成扩展菱形天线元件，其包括第一对共极化辐射元件和第二对共极化辐射元件。在一个示例中，第一对共极化辐射元件具有与第二对共极化辐射元件正交的极化。在一个示例中，所述至少一个单位小区具有矩形边界，所述矩形边界包括在基本上平行于天线系统的反射器的平面内的四个角，其中扩展菱形天线元件的第一对共极化辐射元件中的第一和第二辐射元件被设置在四个角中跨矩形边界的第一对角线并且在所述至少一个单位小区的矩形边界内的第一相对角中，并且其中扩展菱形天线元件的第二对共极化辐射元件中的第一和第二辐射元件被设置在四个角中跨矩形边界的第二对角线并且在所述至少一个单位小区的矩形边界内的第二相对角中，第二相对角不同于第一相对角。在另一示例中，本公开描述了一种方法，所述方法包括在天线阵列内布置具有扩展菱形天线元件的多个单位小区的数量和位置以及不具有扩展菱形天线元件的至少第二单位小区的数量和位置，以经由天线阵列提供所选方位辐射图案特性。在仍另一示例中，本公开描述了一种用于天线阵列的方法，所述天线阵列具有包括第一扩展菱形天线元件的至少一个单位小区和包括第二扩展菱形天线元件的至少第二单位小区，第二扩展菱形元件包括由具有第一非等分割比矢量的第一RF分割器驱动的第一对共极化分量辐射元件和由具有第二非等分割比矢量的第二RF分割器驱动的第二对共极化分量辐射元件。在一个示例中，所述方法可以包括布置第一RF分割器的第一非等分割比矢量和第二RF分割器的第二非等分割比矢量，以提供所选方位辐射图案特性。附图说明通过结合附图考虑以下详细描述，可以容易地理解本公开的教导，附图中：图1A-1C图示了示例多频带、多端口天线；图2图示了用于三扇区蜂窝基站站点的常规的和优化的方位辐射图案；图3图示了示例天线系统；图4图示了根据本公开的具有单位小区的天线阵列，该单位小区具有交叉偶极子天线元件、菱形单位小区和扩展菱形天线元件；图5图示了根据本公开的天线系统，其中天线阵列包括扩展菱形天线元件；图6图示了根据本公开的示例天线系统，其中第一和第三单位小区均包含扩展菱形天线元件；图7图示了根据本公开的具有并排阵列的天线系统，该并排阵列包括与包含常规LB双极化天线元件的单位小区交替的包含LB扩展菱形天线元件的单位小区；图8描绘了根据本公开的以并排布置配置的天线系统，该并排布置中辐射元件在与相邻反射器相关联的扩展菱形天线元件之间交换；和图9图示了天线系统，其具有与包含常规LB双极化天线元件的单位小区交替的包含LB双极化移位辐射元件对的单位小区。为了促进理解，在可能的情况下，已经使用了等同的参考标号来指定各图公共的等同元件。具体实施方式本公开提供了对具有扩展菱形天线元件单位小区的基站天线阵列的方位辐射图案的控制和优化。基站天线阵列通常要求使得辐射射频（RF）功率的半功率波束宽度在大约65度（与方位的视轴成+/-65度）。朝向+/-60度辐射图案角度方位，RF功率优选以最小化相邻小区干扰的速率滚降。提出了单位小区的垂直列阵列，其中每个单位小区具有双极化天线元件，并且其中至少一个单位小区包含被配置成扩展菱形天线元件的双极化天线元件。扩展菱形天线元件由两对共极化的驱动分量辐射元件组成，相应的分量辐射元件对彼此正交极化，并且每对分量辐射元件定位在单位小区的径向相对的角中。在分量辐射元件之间的间隔在方位平面中创建阵列因子。当用双极化扩展菱形天线元件和常规双极化天线元件的组合来驱动单位小区的垂直阵列时，与仅具有常规双极化天线元件（例如，交叉偶极子天线元件和/或双极化贴片天线元件）的单位小区阵列相比，3dB波束宽度可以维持在所需的65度，但是在+/-60度方位平面辐射图案角度方位角处具有更尖锐的功率滚降率。本公开还描述了一种阵列拓扑，以使能实现优化的天线元件封装密度，在较小尺寸的反射器中给出更好的阵列性能。本公开还包括具有并排放置的多列阵列的示例。如本文所使用的，术语“天线”和“天线阵列”可以可互换地使用。为了一致性，并且除非另外特别指出，关于所描绘的任何天线阵列，现实世界的地平线在页面上被指示为从左到右/从右到左，并且向上/垂直方向是在从页面底部到页面顶部的方向上，与图中的文本/标号一致。还应当指出，尽管术语“第一”、“第二”、“第三”等可以在本文使用，但是这些术语的使用仅旨在作为标签。因此，在一个示例中诸如“第三”之类的术语的使用不一定意味着该示例在每种情况下都必须包括类似项目的“第一”和/或“第二”。换言之，术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”的使用不意味着对应于那些数值的那些项目的特定数量。此外，例如，术语“第三”的使用不意味着关于特定类型项目的“第一”和/或“第二”的特定顺序或时间关系，除非另有指示。近年来，已经发布了附加的频谱带，并且蜂窝运营商已经部署了新的无线电接入技术来满足订户流量需求。天线系统不仅需要支持在非常大的带宽之上操作的多个频带（例如，低频带（LB），例如617-960MHz；和高频带（HB），例如1.4-2.7GHz），天线系统还需要以良好的隔离度具有良好的辐射属性。经由两个独立的RF端口驱动的双极化天线元件作为一种分集技术被广泛用于移动通信中，以帮助减轻无线电信道衰落本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天线系统，包括：/n被布置为单位小区阵列的第一多个单位小区，第一多个单位小区中的每个单位小区包括至少一个双极化天线元件，用于在第一射频（RF）范围内操作；/n其中第一多个单位小区中的至少一个单位小区中的至少一个双极化天线元件被配置成扩展菱形天线元件，其包括第一对共极化辐射元件和第二对共极化辐射元件，第一对共极化辐射元件具有与第二对共极化辐射元件正交的极化，其中所述至少一个单位小区具有矩形边界，所述矩形边界包括在平行于天线系统的反射器的平面内的四个角，其中扩展菱形天线元件的第一对共极化辐射元件中的第一和第二辐射元件被设置在四个角中跨矩形边界的第一对角线并且在所述至少一个单位小区的矩形边界内的第一相对角中，并且其中扩展菱形天线元件的第二对共极化辐射元件中的第一和第二辐射元件被设置在四个角中跨矩形边界的第二对角线并且在所述至少一个单位小区的矩形边界内的第二相对角中，第二相对角不同于第一相对角。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180731 US 62/7129251.一种天线系统，包括：
被布置为单位小区阵列的第一多个单位小区，第一多个单位小区中的每个单位小区包括至少一个双极化天线元件，用于在第一射频（RF）范围内操作；
其中第一多个单位小区中的至少一个单位小区中的至少一个双极化天线元件被配置成扩展菱形天线元件，其包括第一对共极化辐射元件和第二对共极化辐射元件，第一对共极化辐射元件具有与第二对共极化辐射元件正交的极化，其中所述至少一个单位小区具有矩形边界，所述矩形边界包括在平行于天线系统的反射器的平面内的四个角，其中扩展菱形天线元件的第一对共极化辐射元件中的第一和第二辐射元件被设置在四个角中跨矩形边界的第一对角线并且在所述至少一个单位小区的矩形边界内的第一相对角中，并且其中扩展菱形天线元件的第二对共极化辐射元件中的第一和第二辐射元件被设置在四个角中跨矩形边界的第二对角线并且在所述至少一个单位小区的矩形边界内的第二相对角中，第二相对角不同于第一相对角。


2.根据权利要求1所述的天线系统：
其中第一对共极化辐射元件中的第一和第二天线元件相对于第一RF范围以大于半个波长且小于一个波长设置；
其中第二对共极化辐射元件中的第一和第二天线元件相对于第一RF范围以大于半个波长且小于一个波长设置。


3.根据权利要求2所述的天线系统：
其中第一多个单位小区包括具有非扩展菱形天线元件的至少第二单位小区。


4.根据权利要求1所述的天线系统：
其中所述多个单位小区包括不具有扩展菱形天线元件的至少第二单位小区；
其中，具有扩展菱形天线元件的至少一个单位小区的数量和位置以及不具有扩展菱形天线元件的至少第二单位小区的数量和位置被布置成提供所选方位辐射图案特性。


5.根据权利要求4所述的天线系统，其中所选方位辐射图案特性包括以下各项中的至少一个：
半功率波束宽度；或者
扇区功率比。


6.根据权利要求4所述的天线系统，进一步包括：
第一射频（RF）分割器；和
第二RF分割器；
其中，具有扩展菱形天线元件的至少一个单位小区具有从第一射频（RF）分割器驱动的第一对共极化分量辐射元件，并且具有从第二RF分割器驱动的第二对共极化分量辐射元件。


7.根据权利要求6所述的天线系统，进一步包括：
第三RF分割器，第三RF分割器具有第一非等分割矢量比；和
第四RF分割器，第四RF分割器具有第二非等分割矢量比；
其中所述多个单位小区包括至少第三单位小区，第三单位小区被配置有扩展菱形天线元件，并且具有从第三RF分割器驱动的第三对共极化辐射元件，并且具有从第四RF分割器驱动的第四对共极化辐射元件，其中第三RF分割器的第一非等分割比矢量和第四RF分割器的第二非等分割比矢量被配置为经由天线系统提供包括波束偏斜的所选方位辐射图案。


8.根据权利要求6所述的天线系统：
其中所述至少一个单位小区还包含用于在第二RF范围内操作的至少第二双极化天线元件，第一RF范围和第二RF范围是非连续的。


9.根据权利要求8所述的天线系统：
其中，用于在第二RF范围内操作的至少第二双极化天线元件设置在用于在第一RF范围内操作的至少一个双极化天线元件的扩展菱形天线元件内。


10.根据权利要求8所述的天线系统，进一步包括：
第二多个单位小区，其与第一多个单位小区相邻部署并被布置成单位小区的第二阵列。


11.根据权利要求1所述的天线系统，进一步包括：
第二多个单位小区，其与第一多个单位小...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·C·T·宋，D·E·巴克，K·倪，
申请(专利权)人：劲通开曼有限公司，
类型：发明
国别省市：开曼群岛;KY