天线系统技术方案

一种天线系统（１００）包括一种具有安装在天线载体上和布置在至少两个子阵（１００Ａ、１００Ｂ）上的多个元件（Ｅ１－Ｅｎ）的天线组件（１０２）。每个子阵包括一个或多个所说的元件。该系统也包括为从远离所说的天线系统（１００）的地点电气上控制供给所说的子阵（１００Ａ、１００Ｂ）中的至少一个的信号的相位而被布置的控制装置（１０４）。其中，所说的控制装置包括用于连接到所说的子阵（１００Ａ、１００Ｂ）中的各自的一个借此调整供给那里的信号的相位的第一和第二相位调整装置（１３２、１３４）。提供一种附加机械相位调整装置（１５０Ｅ１－１５０Ｅｎ），它用于另外调整供给天线系统（１００）的每个元件（Ｅ１－Ｅｎ）的信号的相位。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及天线系统，尤其但不只涉及具有布置在至少两个子阵中的多个天线元件的相控阵天线系统。该天线系统适用于许多电信系统，但在通常称为移动电话网络的蜂窝移动无线电网络中获得特别应用。更具体说，本专利技术的天线系统可以在第三代(3G)移动电话网络和通用移动电话系统(UMTS)的情况下使用。蜂窝移动无线电网络的操作员通常利用他们自己的基站，每个基站包括一个或多个天线。在蜂窝移动无线电网络中，天线是规定所需覆盖范围的因素，覆盖范围通常分成若干重叠的小区，每个小区与各自的天线和基站有关。每个小区都含有与那个小区中的移动无线电设备通信的固定位置基站。基站它们本身由其它通信手段互连，或是无线电链路或是固定陆线，并被安排在网或网状结构中，这种结构允许通过该小区复盖区域移动无线电设备互相通信以及与蜂窝移动无线电网络外的公共电话网络通信。在这样网络中所使用的天线经常是称为相控阵天线的复合装置，它包括多个(通常8个或更多)或阵的单独天线元件或偶极子。通过调整这些元件之间的相位关系可以改变天线的最大灵敏度方向，即天线方向图的主辐射束或“瞄准”的垂直或水平方向。这具有允许控制辐射束以改变天线的覆盖范围的作用。尤其是，蜂窝移动无线电网络中的相控阵天线的操作员有调整天线的垂直辐射方向图(VRP)(也称为“倾斜”)的要求，因为这对天线的覆盖范围具有明显的作用。例如，由于网络结构的变化或小区中的其它基站或天线的增加或移除，会要求覆盖范围的调整。已经知道天线倾斜角的调整，传统上用天线本身内的机械装置、电气装置或两者来实现。在机械调整倾斜时，例如通过机械移动天线元件它们本身或通过机械移动天线支架，这样的调整经常称为“机械倾斜角调整”。调整机械倾斜角的作用是改变瞄准的位置使其指向或是水平线以上或是水平线以下。在通过调整供给天线元件的信号的相位而并非物理上移动元件的支架、天线元件它们本身或者天线罩的任何其它部件来电气上调整倾斜时，这样的调整通常称为“电气倾斜角调整”。调整电气倾斜角的作用也是改变瞄准的位置使其指向或是水平线上面或是水平线下面，在这种情况下，通过改变馈送给阵中的每个元件(或元件组)的信号的时间延迟来实现。电气倾斜角的机械调整的缺点是，它必须在原位置靠天线的人工调整来进行。本专利技术的目的是提供克服上述问题的改进天线。在下面的说明中，代替以前术语“天线”使用的术语“天线系统”说明具有“天线组件”的系统。天线组件是天线元件的阵和用于控制供给天线组件中的天线元件信号的控制装置。因而，按照本专利技术的一个方面提供有一种天线系统。这种天线系统包括天线组件，它具有电气倾斜角和多个安装在天线载体上和布置在至少两个子阵中的天线元件，每个子阵包括一个或多个所说的元件；控制装置，它用于从远离所说天线组件的位置电气上控制供给至少一个所说的子阵的信号的相位，其中所说的控制装置包括用于经第一和第二输入馈源连接到所说的子阵中的各自一个，借此调整供给那里的信号的相位的相位调整装置；以及附加机械相位调整装置，用于另外调整供给天线组件的每一个元件的信号的相位。很便利地，天线组件可以包括第一和第二相位调整装置，所说的第一和第二相位调整装置中的每一个经各自的第一或第二输入馈源与所说的子阵中的各自的一个连接，借此调整供给所说的子阵中所说的各自的一个的信号的相位。典型上天线载体可以是天线杆。在第一实施例中，控制装置可以放置在天线载体的基座处，远离天线组件。在一个替换的实施例中，控制装置布置在远离天线载体或天线杆基座的位置，例如几公里外。控制装置可以包括用于接收单独输入信号的单独口和用将所说的输入信号分成第一和第二分信号的装置，第一和第二分信号要被供给所说的第一和第二相位调整装置中的各自的一个。很便利地，系统还包括用于自动控制与供给所说的阵中的第二个的信号的相位有关的供给所说的阵中的第一个的信号的相位的装置。在一个优选实施例中，所说的天线组件中的所说的元件被布置在第一、第二和第三子阵中，而所说的天线系统包括第一控制装置，它用于控制供给所说的第一子阵的信号的相位，以及第三控制装置，它用于控制供给所说的第三子阵的信号的相位，以及第二控制装置，它用于自动控制与供给所说的第一和第三子阵的信号的相位的预定函数有关的供给所说的第二子阵的信号的相位。很便利地，所说的预定函数是供给所说的第一和第三子阵的信号的相位的矢量和。所说的第二控制装置最好可以包括一个组合器单元，用于接收具有供给所说的第一子阵的信号的相位的第一输入信号和具有供给所说的第三子阵的信号的相位的第二输入信号，以及用于与供给所说的第一和第三子阵的信号的相位的预定函数有关地提供输出信号到第二子阵。在一个实施例中，预定函数是供给所说的第一和第三子阵的信号的相位的矢量和。在另一个优选实施例中，第二控制装置包括至少一个正交组合器单元，用于接收具有供给所说的第一子阵的信号的相位的第一输入信号和具有供给所说的第三子阵的信号的相位的第二输入信号，以及用于提供到第二子阵的一个元件的第一输出信号和到第二子阵的一个不同元件的第二输出信号，其中所说的第一和第二输出信号是与第一和第二输入信号的相位的预定函数有关的。可以这样配置正交组合器单元，使得正交组合器单元提供的所说的输出信号的相位是第一和第二输入信号的相位的平均。可以配置第一控制装置按第一预定数量控制和/或调整供给所说的第一子阵的所说的信号的相位，并可以配置第二控制装置按第二预定数量控制和/或调整供给所说的第二子阵的所说的信号的相位，其中所说的第二预定数量的幅度和/或极性与所说的第一预定数量的幅度和/或极性不同。天线组件常规上从所说的第一和第二相位调整装置被供给两个信号馈源中的一个最大的。天线组件常规上包括与每个子阵有关的用于在有关的子阵的元件两端上分离和分配信号的各个信号分配装置。最好是，所说的信号分配装置中的每一个都包括用于分配信号到一个或多个所说的子阵的分路器装置。常规上，装备分路器装置基本均匀地来分配所说的信号的信号强度到所说的子阵，借此增加瞄准增益。在一个实施例中，至少一个从与第一子阵有关的所说的分配装置的输出信号与至少一个从与第三子阵有关的所说的分配装置的输出信号空间组合或重叠，借此提供第一和第二组合输出信号给第二子阵的第一和第二元件。信号的组合可以只在空中实现和提供可以达到较高瞄准增益和较低旁瓣水平的进一步的优点，尤其当电气上倾斜系统时。附加机械相位调整装置可以包括一个可移动电介质元件阵。可以与有关的电介质元件一起提供到每个阵元件的信号路径，对那个元件来说是唯一的，或者可以与到阵元件中的另一个的信号路径一起共享电介质元件。每个元件具有相关的输入传输线，并且，在一个实施例中，电介质元件中的每一个都被布置为相对有关传输线的直线移动，以便改变经所说的传输线供给所说的元件的信号的另外的相移。替换地，电介质元件中的每一个都被布置为相对有关传输线的旋转移动，以便改变经所说的传输线供给所说的元件的信号的另外的相移。因而，附加机械相位调整装置可以包括用于移动电介质元件的或是旋转或是直线动作装置。每个附加机械相位调整装置可以是如此相同的，以致在电介质元件的直线或旋转动作时给供给每个阵元件的信号提供基本相等数量的进一步的相位调整。替换地，每个附加机械相位调整装置可以是如此不同，以致直线或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天线系统（１００），它包括：一种天线组件（１０２），它具有电气倾斜角以及安装在天线载体上和布置在至少两个子阵（１００Ａ、１００Ｂ）上的多个元件，每个子阵包括一个或多个所说的元件；控制装置（１０４），配置来为从远离所说的天 线组件（１００）的地点电气上控制供给所说的子阵（１００Ａ、１００Ｂ）中的至少一个的信号的相位，其中所说的控制装置包括相位调整装置（１３２、１３４），用于经第一和第二输入馈线（１３６、１３８）连接到所说的子阵（１００Ａ、１００Ｂ）中的各自一个，借此调整供给那里的信号的相位；以及一种附加机械相位调整装置（１５０Ｅ１－１５０Ｅｎ），用于进一步调整供给天线系统（１００）的每个元件（Ｅ１－Ｅｎ）的信号的相位。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：LD托马斯，PE哈斯克，DA温恩，
申请(专利权)人：昆特尔科技有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]