自补偿模拟波束赋形行波相控阵制造技术

公开了一种包括两个行波子阵的天线阵。所述天线阵具有两个或更多个馈线，用于向每个子阵的天线阵子提供发送信号。所述发送信号在所述馈线中彼此以相反的方向传播。所述天线阵提供了改进的波束偏斜补偿和连续波束可控制性，同时保持了简单的低本高效结构。同时保持了简单的低本高效结构。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】自补偿模拟波束赋形行波相控阵


[0001]大体上，以下描述涉及无线通信领域。更具体地，以下描述涉及独立地或在与数字波束赋形的混合配置中使用自补偿行波相控阵的无线通信模拟波束赋形。

技术介绍

[0002]波束赋形是现代无线通信中的一个重要概念。波束赋形是用于将无线信号聚焦到特定接收设备的技术。在不同的无线技术中，波束的数量、大小和形状各不相同。波束赋形依据的原理是控制几个天线阵子的相位和增益，以使用单个天线阵子的相长干扰在所需方向上产生波束。
[0003]目前，无线通信网络通常使用数字波束赋形，其中，在每个天线阵子中数字控制相位和功率。数字波束赋形通过精确控制每个天线阵子的激励相位和幅度来准确控制波束倾斜。
[0004]数字波束赋形的缺点是成本高，因为需要与每个天线阵子的相应数字信号处理块相关联的独立射频链。这增加了天线阵的组件数量和功耗。模拟波束赋形可用于降低与数字波束赋形相关的成本。然而，模拟波束赋形的缺点包括波束敏捷性和可控制性降低、波束偏斜增加、旁瓣和栅瓣的抑制降低。
[0005]因此，需要以较低的成本解决有上述缺点的波束赋形装置。

技术实现思路

[0006]公开了一种包括两个行波子阵的天线阵。所述天线阵具有一个或多个馈线，用于向每个子阵的天线阵子提供发送或接收信号。所述发送或接收信号在所述馈线中彼此以相反的方向传播。所述天线阵提供了改进的波束偏斜补偿、极化敏捷性和波束可控制性，具有连续性或精细步长，同时保持了简单的低本高效结构。
[0007]一方面，公开了一种天线阵。所述天线阵包括：包括多个天线阵子的第一行波子阵和包括第二多个天线阵子的第二行波子阵。所述天线阵还包括用于所述第一行波子阵和所述第二行波子阵中的每个行波子阵的一个或多个馈线，其中，所述馈线用于沿着所述第一行波子阵和所述第二行波子阵在相反方向提供信号。其中发送或接收信号在彼此相反的方向上传播的配置使自补偿特性提高并增加了操作带宽。
[0008]在一种实现方式中，所述天线阵包括用于每个子阵的两个或更多个馈线，其中，所述天线阵包括用于每个子阵的两个或更多个馈线，其中，所述馈线用于在所述子阵中的每个天线阵子处引起正交极化。使用这种装置是有益的，因为它在天线阵子内提供了极化敏捷性。
[0009]在一种实现方式中，馈线彼此独立。独立的可操作性实现对天线阵的灵活控制。在一种实现方式中，每个馈线用于接收来自独立发送器的发送信号或将来自天线阵子的接收信号引导(direct)到独立接收器。独立发送器或接收器实现对天线阵的准确控制。在另一种实现方式中，每个馈线还包括数模转换器或/和模数转换器以及射频处理电路，所述射频
处理电路用于发送或接收信号(730a)。每个馈线处的独立组件提高了每个馈线的独立可控性。
[0010]在一种实现方式中，馈线用于提供来自天线阵中心的发送或接收信号。有益的是，馈线从中心开始，以便可从单个点布置相反方向的传播。
[0011]在一种实现方式中，所述多个天线阵子布置成使得第一行波子阵和第二行波子阵彼此不对称。引入的不对称确保每个子阵的初始波束角在同一方向上对齐，从而在所需方向上提供相长辐射方向图。此外，该实现方式使用两个非对称中心馈电子阵，这两个子阵一起工作以减少波束偏斜。
[0012]在一种实现方式中，天线阵子具有至少两种不同的尺寸。使用不同尺寸是实现不对称的一种实用方法。在一种实现方式中，所述天线阵子布置有相移。在不同的子阵中使用不同的相移是实现不对称的另一种实用方法。在一种实现方式中，第一二行波子阵和第二行波子阵包括用于引入两个或更多个渐进相移的一个或多个天线阵子。在子阵中使用渐进相移以实现不对称是实用的。
[0013]在一种实现方式中，至少一个馈线包括集成移相器。该移相器提供波束可控制性。天线阵的优点是，为了实现具有连续性或精细步长的波束可控制性，需要较少数量的移相器和移相器状态。
[0014]在一种实现方式中，所述天线阵中的天线阵子还包括公共接地层，所述公共接地层还包括孔和辐射贴片。馈线使用公共接地层中将馈线和辐射贴片分开的孔与天线阵子耦合。这提供了一个非常简单的馈电网络，其中，馈线和辐射单元安装在单独的衬底上。
[0015]在一方面，公开一种包括如上所述的天线阵的网元。在网元中使用如上公开的天线阵是有益的。与传统的行波相控阵相比，如上所述的天线阵提供了极化敏捷性，减少了波束偏斜，并增大了波束控制范围。此外，如上所述的天线阵通过集成到混合波束赋形装置中，使模拟波束赋形成为数字波束赋形的更可行和低本高效的替代方案或补充。如上公开的天线阵在模拟波束赋形可用于补充数字波束赋形的混合方法中特别有益。该混合方法提供了增强的波束赋形，因为混合方法中的数字和模拟波束赋形都提供了两种方法的优势。在所述网元的一种实现方式中，所述天线阵处于倾斜角度。有益的是，所述天线阵在网元中可具有不同的方向，使得波束朝向用户预期的方向。
[0016]在一方面，公开了一种包括如上所述的天线阵的用户设备。有益的是，拥有具有相应特征的用户设备，从而增加完整的系统能力。
[0017]上述和其他目的通过独立权利要求的主题来实现。其他实现方式在附属权利要求、说明书和附图中显而易见。
[0018]说明书中论述的原理可在硬件和/或软件中实现。
附图说明
[0019]将结合以下附图描述其他示例性实施例，其中：
[0020]图1a示出了天线阵的示例；
[0021]图1b示出了天线阵的更高级示例的示例；
[0022]图2示出了天线阵子的示例；
[0023]图3示出了天线阵的示例；
[0024]图4示出了天线阵子的两个示例；
[0025]图5示出了说明双极化的示例；
[0026]图6示出了使用天线阵的装置的示例；
[0027]图7示出了使用天线阵的装置的示例。
[0028]在以下附图中，使用相同的附图标记来表示相同的或至少功能等同的特征。
具体实施方式
[0029]在以下描述中，参考了形成本公开一部分的附图，在附图中，以图解方式示出可提供装置和方法的具体方面。应理解，在不脱离权利要求书的范围的情况下，可利用其他方面，并且可进行结构或逻辑更改。因此，以下详细描述不应从限制意义上理解。
[0030]例如，应理解，与描述的方法有关的公开内容对于用于执行该方法的对应设备或系统也可同样适用，反之亦然。例如，如果描述了具体的方法步骤，则对应的设备可包括用于执行所描述的方法步骤的单元，即使此类单元未在图中详细阐述或说明。此外，应理解，除非另外明确说明，否则本文中描述的各种示例性方面的特征可相互组合。
[0031]图1a公开了天线阵的示例。图1a的天线阵10包括：包括天线阵子100a
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100g的第一行波子阵100和包括天线阵子102a
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102g的第二行波子阵102。在图1a的示例中，两个子阵均包括七个天线阵子；然而，天线阵子的数量不限于七个，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】1.一种天线阵(10)，包括：
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包括多个天线阵子(100a
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100g)的第一行波子阵(100)和包括第二多个天线阵子(102a
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102g)的第二行波子阵(102)；
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用于所述第一行波子阵和所述第二行波子阵中的每个行波子阵的一个或多个馈线(110a、110b、112a、112b)，其中，所述馈线用于沿着所述第一(100a
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100g)行波子阵和所述第二(102a
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102g)行波子阵在相反方向提供信号。2.根据权利要求1所述的天线阵，其中，所述天线阵包括用于每个子阵(100a
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100g、102a
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102g)的两个或更多个馈线(110a、110b、112a、112b)，其中，所述馈线用于在所述子阵中的每个天线阵子处引起正交极化。3.根据权利要求1或2所述的天线阵，其中，所述馈线(110a、110b、112a、112b)彼此独立。4.根据权利要求3所述的天线阵，其中，所述馈线(110a、110b、112a、112b)中的每个馈线用于接收来自独立发送器的发送信号或将来自所述天线阵子(100a
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100g、102a
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102g)的接收信号引导到独立接收器。5.根据权利要求3或4所述的天线阵，其中，所述馈线(110a、110b、112a、112b、710a
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710d)中的每个馈线还包括数模转换器或/和模数转换器(720a)以及射频处理电路，所述射频处理电路还用于发送和/或接收信号(730a)。6.根据权利要求1至5中任一项所述的天线阵，其中，所述馈线(110a、110b、112a、112b...

【专利技术属性】
技术研发人员：尼尔森，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：