有源天线系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于控制电信网络中的覆盖的有源天线系统AAS，并且该AAS包括多个子阵列，每个子阵列具有多个辐射元件。AAS被配置为在覆盖角度范围内提供覆盖，并且多个子阵列包括至少两种类型的子阵列。所述至少两种类型的子阵列包括：具备第一辐射图的第一类型的子阵列（11），第一辐射图至少具有增益低于第一阈值的第一角度区域；以及具备第二辐射图的第二类型的子阵列（31；41；61），第二辐射图至少具有增益低于第二阈值的第二角度区域，其中，第二辐射图偏离第一辐射图，并且第一辐射图中的第一角度区域与第二辐射图中的第二角度区域不同。角度区域与第二辐射图中的第二角度区域不同。角度区域与第二辐射图中的第二角度区域不同。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】有源天线系统


[0001]本公开涉及用于控制电信网络中的覆盖的有源天线系统AAS的领域。本专利技术更特定地涉及通过调整AAS的最大增益包络图来改进所述覆盖。

技术介绍

[0002]在5G移动通信系统中，先进天线系统或有源天线系统AAS是通过利用空间域来改进容量和覆盖的关键组件。
[0003]正常情况下，要求用于移动蜂窝通信网络的AAS在水平面中具有宽的主要覆盖角度范围，通常，其中是从天线宽边方向测量的方位角。在竖直面中，主要覆盖角度范围明显更小。用于主要覆盖的竖直角度范围通常取决于小区大小、AAS的高度位置、用户分布以及路径损耗。这里，将主要覆盖角度范围定义为AAS要在其中确保高的天线增益并由此确保高的有效各向同性辐射功率EIRP和有效各向同性灵敏度EIS的角度范围。
[0004]因此，如图1中所示，AAS 10通常由全部相同的竖直子阵列11的阵列组成，以便针对期望的主要覆盖角度范围来优化阵列孔径和无线电链的数量。每个子阵列11包括多个辐射元件1，并且这些子阵列布置在天线表面12上。
[0005]这种类型的AAS的辐射特性可以近似地写为其中：I
n
=第n个天线子阵列的激励系数（波束成形权重），=这些子阵列的天线辐射图，=第n个子阵列的位置，k=作为以2π/λ换算的θ和的函数的方向矢量，以及，也就是说，对于这种类型的子阵列的阵列，辐射特性与子阵列图乘以阵列因数成比例。
[0006]即使是在主要覆盖角度范围内要为了高的天线增益而优化AAS，也存在AAS必须在其中具有合理天线增益的辅助覆盖角度范围，以便能够适当地服务于小区内的所有用户设备UE。
[0007]图2示出具备置于站点处天线杆15上的、如图1中所示的AAS 10的节点20，连同实线所示的AAS 10的辐射图22以及短划线所示的一个子阵列11的辐射图21的竖直切割的示意视图。点线指示俯仰方向上的角度区间，在该区间中，子阵列图低增益区域23阻碍AAS 10
的覆盖。
[0008]为了补偿路径损耗，应该对于靠近小区边界的区域、即主要覆盖角度范围24优化天线增益，而越靠近该站点，路径损耗明显越小，并且以明显更小的天线增益就可以保持相同的链路预算。后者可以被视为竖直面中必须在其中确保合理天线增益的辅助覆盖角度范围25。
[0009]现在考虑式（1），其中有源天线系统具有激励系数（波束成形权重）I
n
，原则上可以选择激励系数I
n
以在任何方向上（但是当然在所选择的阵列几何结构给出的限制内）优化阵列因数AF。因此，阵列因数不是在辅助覆盖角度区域25内获得合理覆盖的直接限制因素。
[0010]然而，对于辅助覆盖角度范围内的AAS天线增益的限制因素将是子阵列11的天线辐射图21，并且特别是，如果子阵列图在某个方向上具有或多或少的零值（nulls），则在辅助覆盖角度范围25内存在低增益区域23。这些零值是子阵列11的硬件设计所设置的，并且因此与所选择的波束成形权重无关。因此，AAS将不能在低增益区域23所定义的这些方向上生成合理覆盖，并且对于在那里的UE将存在不良覆盖。
[0011]不规则子阵列、稀疏阵列等有时被考虑用于诸如雷达和通信系统之类的应用，其目的是减少阵列元件/子阵列的数量，同时维持适当的主波束覆盖和低旁瓣电平。在这些系统中，业务被限制在可以在其中设计具备高增益的波束的角度区域。在实践中，这意味着覆盖区域落在子阵列的主波束内。这与移动电信系统形成对照，在该系统中也存在辅助覆盖角度范围，在该范围中AAS必须具有合理的天线增益，以便适当地服务于小区内的所有UE。在实践中这意味着：对于这些移动电信系统，辅助覆盖角度范围可以落在子阵列的主波束之外。

技术实现思路

[0012]本公开的一个目的是提供一种有源天线系统，该系统设法单独地或者以任何组合缓和、减轻或消除以上标识出的现有技术中的缺陷和劣势中的一个或多个，并且在电信网络中提供改进的覆盖。
[0013]这个目的通过用于控制电信网络中的覆盖的有源天线系统AAS来达成，其中，AAS包括多个子阵列，每个子阵列具有多个辐射元件。AAS被配置为在覆盖角度范围内提供覆盖，并且多个子阵列包括至少两种类型的子阵列。至少两种类型的子阵列包括：具备第一辐射图的第一类型的子阵列，第一辐射图至少具有增益低于第一阈值的第一角度区域；以及具备第二辐射图的第二类型的子阵列，第二辐射图至少具有增益低于第二阈值的第二角度区域，其中，第二辐射图偏离第一辐射图，并且第一辐射图中的第一角度区域与第二辐射图中的第二角度区域不同。
[0014]根据一方面，第一辐射图在第二角度区域中具有高于第一阈值的增益，和/或第二辐射图在第一角度区域中具有高于第二阈值的增益。
[0015]根据一方面，可通过使子阵列具有：不同的相位锥度和/或幅度锥度和/或不同的高度和/或不同的元件间隔和/或不同的辐射元件数量，来创建具备不同辐射图的子阵列。
[0016]这个目的还通过一种用于使用具备有源天线系统AAS的节点来控制电信网络中的覆盖的方法来实现，并且AAS包括多个子阵列，每个子阵列具有多个辐射元件。AAS被配置为在覆盖角度范围内提供覆盖，并且多个子阵列包括至少两种类型的子阵列。所述方法包括：
给第一类型的子阵列配置第一辐射图，第一辐射图至少具有增益低于第一阈值的第一角度区域；给第二类型的子阵列配置第二辐射图，第二辐射图至少具有增益低于第二阈值的第二角度区域；以及选择偏离第一辐射图的第二辐射图，以确保第一辐射图中的第一角度区域与第二辐射图中的第二角度区域不同。
[0017]这个目的还通过电信网络中的节点来实现，该节点包括如上文定义的有源天线系统AAS。
[0018]本公开带来的优点是在辅助角度覆盖范围内增强的覆盖。
[0019]在详细描述中公开了另外的目的和优点。
附图说明
[0020]从如附图中所示的示例实施例的以下更特定描述中将会明白上述内容，在附图中，同样的参考标记在不同视图中始终指代相同的部分。附图不一定按比例绘制，而是将重点放在图解示例实施例上。
[0021]图1示出现有技术的有源天线系统AAS，该AAS具备由竖直子阵列组成的8
×
4阵列，每个子阵列具有三个辐射元件；图2示出置于站点上的AAS连同辐射图的示意视图；图3是具备具有不同电气下倾的子阵列的AAS的示例实施例；图4是具备通过具有不同的元件间隔而具有不同尺寸（高度）的子阵列的AAS的第一示例实施例；图5a和图5b分别示出具备通过具有不同的元件间隔而具有不同尺寸（高度）的子阵列的AAS的第二示例实施例和第三示例实施例；图6示出具备具有不同尺寸（高度）和辐射元件数量的子阵列的AAS的示例实施例；图7示出具备布置在天线表面上的三种类型的子阵列的AAS的示例实施例；图8a示出具备相同类型的子阵列的8
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4天线阵列；图8b示出具备两种类型的子阵列的8
×
4天线阵列，所述两种类型的子阵列具备本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于控制电信网络中的覆盖的有源天线系统AAS，所述AAS包括多个子阵列，每个子阵列具有多个辐射元件，所述AAS被配置为在覆盖角度范围内提供覆盖，并且所述多个子阵列包括至少两种类型的子阵列，所述至少两种类型的子阵列包括：
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具备第一辐射图的第一类型的子阵列（11），所述第一辐射图至少具有增益低于第一阈值的第一角度区域，以及
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具备第二辐射图的第二类型的子阵列（31；41；61），所述第二辐射图至少具有增益低于第二阈值的第二角度区域，其中，所述第二辐射图偏离所述第一辐射图，并且所述第一辐射图中的所述第一角度区域与所述第二辐射图中的所述第二角度区域不同。2.根据权利要求1所述的有源天线系统，其中，所述第一辐射图在所述第二角度区域中具有高于所述第一阈值的增益。3.根据权利要求1
‑
2中任一项所述的有源天线系统，其中，所述第二辐射图在所述第一角度区域中具有高于所述第二阈值的增益。4.根据权利要求1
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3中任一项所述的有源天线系统，其中，所述第一类型的子阵列（11）与所述第二类型的子阵列（31；41；61）相比具有不同的相位锥度和/或幅度锥度，以创建不同的辐射图。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的有源天线系统，其中，每个角度区域在相应辐射图中包括零值的方向上。6.根据权利要求1
‑
5中任一项所述的有源天线系统，其中，每个阈值小于每个辐射图的最大增益的百分之一。7.根据权利要求1
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6中任一项所述的有源天线系统，其中，所述第一阈值和所述第二阈值相同。8.根据权利要求1
‑
6中任一项所述的有源天线系统，其中，由所述至少两种类型的子阵列创建的组合辐射图具有对于所述覆盖角度范围内的所有角度均高于增益阈值的最大增益包络图。9.根据权利要求1
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8中任一项所述的有源天线系统，其中，每种类型的子阵列具有高度，在所述高度内布置所述多个辐射元件，其中，所述第一类型的子阵列具有第一高度，以及所述第二类型的子阵列具有第二高度，并且所述第一高度与所述第二高度相比是不同的。10.根据权利要求1
‑
9中任一项所述的有源天线系统，其中，在每个子阵列内相邻布置的辐射元件具有元件间隔，并且所述第一类型的子阵列的元件间隔与所述第二类型的子阵列的元件间隔相比是不同的。11.根据权利要求1
‑
10中任一项所述的有源天线系统，其中，所述第一类型的子阵列包括第一数量（N1）的辐射元件，并且所述第二类型的子阵列包括第二数量（N2）的辐射元件。12.根据权利要求11所述的有源天线系统，其中，辐射元件的所述第一数量（N1）等于辐射元件的所述第二数量（N2）。13.根据权利要求11所述的有源天线系统，其中，辐射元件的所述第一数量（N1）与辐射元件的所述第二数量（N2）相比是不同的。14.根据权利要求1
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13中任一项所述的有源天线系统，其中，每个辐射元件是双极化辐
射元件。15.根据权利要求1
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14中任一项所述的有源天线系统，其中，所述多个子阵列布置在天线表面上，并且所述第一类型的子阵列和/或所述第二类型的子阵列关于对称线（L）非对称地布置在所述天线表面之上。16.根据权利要求1
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14中任一项所述的有源天线系统，其中，所述多个子阵列布置在天线表面上，并且所述第一类型的子阵列和/或所述第二类型的子阵列关于对称线（L）对称地布置在所述天线表面之上。17.一种用于使用具备有源天线系统AAS的节点来控制电信网络中的覆盖的方法，所述AAS包括多个子阵列，每个子阵列具有多个辐射元件，所述AAS被配置为在覆盖角度范围内提供覆盖，并且所述多个子阵列包括至少两种类型的子阵列，所述方法包括：
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给第一类型的子阵列配置（S10）第一辐射图，所述第一辐射图至少具有增益低...

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