具有方位面中的全向覆盖的波束赋形天线制造技术

本公开涉及一种具有方位面中的全向覆盖的波束赋形天线。基站天线包括多对RF端口，管状反射器，被安装成从管状反射器向外延伸的多列第一频带辐射元件，列围绕管状反射器的周边延伸并被分组成多个列组，其中每个列组包括至少三个列，以及多个馈送网络，其中每个馈送网络将RF端口对中的一个RF端口对连接到列组中的相应一个列组。的相应一个列组。的相应一个列组。

【技术实现步骤摘要】
具有方位面中的全向覆盖的波束赋形天线


[0001]本专利技术涉及蜂窝通信系统，并且更具体地，涉及提供方位面中的全向覆盖的基站天线。

技术介绍

[0002]蜂窝通信系统在本领域中是众所周知的。在典型的蜂窝通信系统中，地理区域被划分为被称为“小区”的一系列区域，并且每个小区由基站服务。通常，小区可以服务例如距基站天线2
‑
20公里的距离内的用户，尽管更小的小区通常被用在城市地区中以增加容量。基站可以包括被配置为提供与位于遍及小区的移动订户的双向射频(“RF”)通信的天线、无线电装置和基带装备。在许多情况下，小区可以被划分为多个“扇区”，并且分开的基站天线提供到扇区中的每个扇区的覆盖。基站天线经常被安装在塔或其他升高的结构上，其中由每个天线生成的辐射波束(“天线波束”)向外指向以服务相应的扇区。通常，基站天线包括辐射元件的一个或多个相控阵列，其中当天线被安装用于使用时，辐射元件被布置在一个或多个垂直列中。本文中，“垂直”是指相对于由水平线定义的面垂直的方向。基站天线可以包括小的机械下倾(例如，1
‑
10
°
)，并且因此将理解的是，列通常垂直地延伸，而并非总是精确地垂直于由水平线定义的面。
[0003]为了增加容量，近年来，蜂窝运营商已在部署比常规的“宏小区”基站提供到更小的小区的覆盖的基站。具有减小的覆盖区域的基站是指使用各种不同名称的包括小小区基站，城域小区(metrocell)基站，微微小区基站等。本文中，术语“小小区”将用于指代这些更小的基站及其相关的天线。一般而言，小小区基站是指可以在具有比典型的“宏小区”基站小得多的范围的许可和/或非许可的频谱中操作的低功率基站。小小区基站可以被设计为服务在距小小区基站短距离(例如，数十或数百米)内的订户。小小区可以用于例如提供到宏小区内的高业务量区域的蜂窝覆盖，其允许宏小区基站向小小区基站卸载小小区附近的大部分或全部业务量。小小区在长期演进(“LTE”)蜂窝网络中在以合理的成本有效地使用可用的频谱来最大化网络容量方面可以是尤其有效的。小小区基站通常采用提供方位面中的完整的360度或“全向”覆盖以及高程面中的合适的波束宽度的天线，以覆盖小小区的设计区域。
[0004]随着各种第四代(“4G”)和第五代(“5G”)蜂窝技术的引入，已部署了具有多输入多输出(“MIMO”)能力的小小区基站天线。如本领域技术人员已知的，MIMO是指将基带数据流细分为多个子流的技术，这些子流用于生成通过多个不同天线阵列传输的多个RF信号。天线阵列例如彼此空间地分开和/或处于正交极化，使得所传输的RF信号将被充分地去相关。多个RF信号在接收器处被恢复，并且被解调和解码以恢复原始数据子流，这些原始数据子流然后被重新组合。MIMO传输技术的使用可以帮助克服多径衰落的负面影响，并且在其中所传输的RF信号的反射可能增加所传输的RF信号之间的去相关水平的城市环境中尤其有效。
[0005]图1A是图示小小区基站10的一种常规实施方式的示意图。如图1A中所示，基站10
包括三个基站天线20
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1、20
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2、20
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3，这三个基站天线20
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1、20
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2、20
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3被安装在升高的结构(例如，灯杆)上，其中每个天线20指向外。本文在附图中可以使用两部分的参考标号来标记多个相同或相似的元件。这样的元件在本文中可以通过它们的完整的参考标号(例如，天线20
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2)被单独地指代，并且可以通过它们的参考标号的第一部分(例如，天线20)被集体地指代。在图1A中，省略了天线20
‑
2的天线罩，以示意性地示出被包括在每个天线20中的辐射元件26的两个垂直延伸的列24
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1、24
‑
2。
[0006]图1B是示出由相应的天线20
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1、20
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2、20
‑
3生成的三个天线波束22
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1、22
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2、22
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3的“方位切割(azimuth cut)”的示意图(即，图1B是以0
°
的仰角截取的天线波束22的截面视图。如图1B中所示，三个天线波束22
‑
1、22
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2、22
‑
3的视轴指向方向为方位面中的0
°
、120
°
和
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120
°
(240
°
)，使得每个天线波束22覆盖方位面中的120
°
扇区。每个天线波束22具有被设计为提供到其相应的120
°
扇区的良好覆盖的宽度，同时具有到两个相邻扇区中的RF能量的低溢出。再次参考图1A，每个基站天线20可以包括双极化辐射元件26的“线性阵列”24
‑
1、24
‑
2或两个列。四端口无线电装置(未示出)可以被耦合到每个基站天线，其中两个端口(每个极化一个)被耦合到第一线性阵列24
‑
1并且另外两个端口被耦合到第二线性阵列24
‑
2。因此，每个基站天线20可以支持用于三个120
°
扇区中的相应一个扇区的4xMIMO(多输入多输出)通信。小小区基站10可以提供良好的性能。然而，小小区基站10可以类似于按比例缩小的微小区基站，并且因此可能是相对昂贵的解决方案。
[0007]图2是用于小小区基站的常规基站天线50的示意性顶视图。基站天线50具有管状反射器52，该管状反射器52包括四个垂直延伸的面板54
‑
1至54
‑
4。天线50包括辐射元件的八个垂直延伸的列56
‑
1至56
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8，从反射器52的每个面板54安装有向外延伸的两个列56。相应的四端口无线电装置(未示出)可以与反射器52的每个面板54相关联，其中两个端口(每个极化一个)被耦合到面板54上的第一线性阵列56，并且另外两个端口被耦合到面板54上的第二线性阵列56。因此，每个基站天线50可以支持用于每个面板54的4xMIMO(多输入多输出)通信(例如，用于四个90
°
扇区中的每个扇区)。因而，单个基站天线50可以提供方位面中的完整的360
°
(全向)覆盖。

技术实现思路

[0008]依据本专利技术的实施例，提供了基站天线，该基站天线包括多对RF端口，管状反射器，被安装成从管状反射器向外延伸的多列第一频带辐射元件，列围绕管状反射器的周边延伸并且被分组成多个列组，其中每个列组包括至少两个列，以及多个馈送网络，其中每个馈送网络将RF端口对中的一个RF端口对连接到列组中的相应一个列组。
[0009]在一些实施例中，管状反射器可以包括多个平面。每对相邻面可以定义在管状反射器的内部内的相应角度，并且由相邻面的对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基站天线，包括：多对射频“RF”端口；管状反射器；多列第一频带辐射元件，所述多列第一频带辐射元件被安装成从所述管状反射器向外延伸，列围绕所述管状反射器的周边延伸并且被分组成多个列组，其中每个列组包括至少两个列；以及多个馈送网络，其中每个馈送网络将RF端口对中的一个RF端口对连接到列组中的相应一个列组。2.根据权利要求1所述的基站天线，其中，所述管状反射器包括多个平面。3.根据权利要求2所述的基站天线，其中，每对相邻面定义在所述管状反射器的内部内的相应角度，并且由相邻面的对定义的角度的和等于360
°
。4.根据权利要求1所述的基站天线，其中，所述管状反射器具有大体上圆形的截面。5.根据权利要求1所述的基站天线，其中，列组被成对布置，并且每对列组被配置为被耦合到多个四端口无线电装置中的相应一个四端口无线电装置。6.根据权利要求5所述的基站天线，其中，每对列组中的第一列组被配置为被耦合到四端口无线电装置中的所述相应一个四端口无线电装置的第一端口和第二端口，并且每对列组中的第二列组被配置为被耦合到四端口无线电装置中的所述相应一个四端口无线电装置的第三端口和第四端口。7.根据权利要求1所述的基站天线，其中，所述多列第一频带辐射元件包括至少十二列第一频带辐射元件。8.根据权利要求1所述的基站天线，其中，所述多列第一频带辐射元件包括十八列第一频带辐射元件，所述十八列第一频带辐射元件被划分为各自具有三列第一频带辐射元件的六个列组，其中每个列组被配置为提供到方位面中的60
°
扇区的覆盖。9.根据权利要求1所述的基站天线，其中，所述多列第一频带辐射元件包括二十四列第一频带辐射元件，所述二十四列第一频带辐射元件被划分为各自具有三列第一频带辐射元件的八个列组，其中，每个列组被配置为提供到方位面中的45
°
扇区的覆盖。10.根据权利要求5所述的基站天线，所述基站天线与所述多个四端口无线电装置组合，其中，每个无线电装置被配置为通过相应的相邻列组对来支持四输入四输出的多输入多输出“MIMO”通信。11.根据权利要求1所述的基站天线，其中，相邻列间隔开小于对应于所述第一频带的中心频率的波长的0.6倍。12.根据权利要求1所述的基站天线，所述基站天线还包括安装在所述管状反射器的中心内的多个无线电装置。13.根据权利要求1所述的基站天线，其中，每个馈送网络包括用于每列第一频带辐射元件的第一移相器和第二移相器，并且其中，单个相应的远程电子倾斜致动器被提供以调整与被包括在每个列组中的第一频带辐射元件的列相关联的移相器。14.一种基站天线，包括：多个射频“RF”端口，所述多个射频“RF”端口被配置为被耦合到具有多个无线电端口的一个或多个波束赋形无线电装置；
管状反射器；以及多列第一频带辐射元件，所述多列第一频带辐射元件被安装成从所述管状反射器向外延伸，列围绕所述管状反射器的周边延伸，其中，每列第一频带辐射元件被耦合到相应的RF端口对，以及其中，所述一个或多个波束赋形无线电装置被配置为在不同时间选择性地将RF信号馈送到第一频带辐射元件的列的不同子集。15.根据权利要求14所述的基站天线，其中，所述波束赋形无线电装置被配置为电子...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯晓华，P，
申请(专利权)人：康普技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：