一种智能天线及其激励方法技术

本发明专利技术公开了一种智能天线及其激励方法，所述智能天线包括：设置于同一反射板上的平行排列的多列天线阵元；多列天线阵元中包括：用于发射广播波束的单列广播天线阵元，以及用于发射业务波束的m列业务天线阵元；业务天线阵元列的列间距d1由天线阵元的工作中心频率的波长决定；单列广播天线阵元与相邻业务天线阵元列的列间距d2大于d1。由于单列广播天线阵元发射广播波束，相比于现有技术多列天线阵元发射广播波束，没有互相抵消的电磁场，且可避免权值损耗，具有更高增益；从而减小广播波束增益与业务波束增益之间的差异，提高移动通讯网络性能的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线通信技术，尤其涉及。
技术介绍
智能天线是TD-SCDMA系统的专有技术，它将雷达的相控阵阵列天线原理应用于蜂窝移动电话系统中。其主要功能在于，不仅可以像雷达一样自动生成跟踪移动目标(移动手机等移动终端设备)的波束，即业务波束，用于与移动目标进行正常的业务通信；而且还能按照蜂窝移动电话系统的组网环境特点生成覆盖小区的广播波束，用于下行导频或广播信道。它是通过系统软件控制各阵列单元(也可称为天线阵元、或辐射单元)的激励功率和相位(简称“权值”)来实现的，自适应生成不同环境下，通信效果所需的两类波束。业务波束通常是在建立具体的通话链路后形成，根据用户的上行波达方向的权值设定下行业务波束的权值，达到下行业务波束跟踪用户的目的。广播波束是在广播时隙TSO和下行导频时隙DwPTS中形成，通过以多种方式对广播波束的赋形，可以实现对广播信号覆盖的控制。如图1所示的智能天线是一种阵列天线，包括设置于反射板上的、平行、等间距排列的多列单天线，每列可有多个阵列单元，每个阵列单元的端口加载特定功率和相位的激励，从而阵列单元发射相应的电磁波；各阵列单元发射的电磁波的电磁场叠加后形成总电磁场。技术人员可以调整各阵列单元的端口所加载的激励的权值，使得智能天线发射的总电磁场为所需求的波束类型。—般而言,业务波束为具有特定指向、具有高增益的窄波波束；而广播波束则通常为覆盖一定角度(比如65度)的扇形区域的宽波波束。然而，本专利技术的专利技术人发现，现有技术的智能天线在实际应用中具有如下缺点:智能天线发射的广播波束的增益小于业务波束的增益，导致两类波束覆盖的距离有明显差异，严重影响了移动通讯的网络性能；例如，在离基站天线较远的某个移动终端可以收到业务波束的信号，却不能收到广播波束的信号，从而影响其移动通讯功能的实现。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了，用以提高广播波束增益同时兼顾业务波束扫描，从而提高移动通讯的网络性能。根据本专利技术的一个方面，提供了一种智能天线，包括:设置于同一反射板上的平行排列的多列天线阵元；所述多列天线阵元中包括:用于发射广播波束的单列广播天线阵元和用于发射业务波束的m列业务天线阵元；其中，m为大于I的自然数；所述多列天线阵元中的每列天线阵元的个数至少为一个；所述业务天线阵元的相邻列的列间距dl，由所述天线阵元的工作中心频率决定；所述单列广播天线阵元与相邻的一列业务天线阵元之间的列间距d2，由所述天线工作中心频率和广播天线阵元的天线宽度W决定，d2大于dl ;所述广播天线宽度W，由所述广播波束的波束宽度决定。较佳地,所述m列业务天线阵元具体为m列定向双极化天线阵元。较佳地，所述广播天线阵元具体为为定向双极化天线阵元；以及所述dl为所述工作中心频率的1/2波长。较佳地，所述d2由所述广播波束天线的宽度决定。较佳地，所述多列天线阵元中的相邻两列的天线阵元为交错排列或为对齐排列。根据本专利技术的另一个方面，还提供了一种智能天线的激励方法，包括:对于上述的智能天线，对其中的单列广播天线阵元施加激励，以产生广播波束；以及对所述智能天线中的m列业务天线阵元施加激励，以产生业务波束。其中，所述对所述智能天线中的m列业务天线阵元施加激励，以产生业务波束具体包括:根据所述m列业务天线阵元中各天线阵元接收到的移动终端发送的上行波的权值，设定m列业务天线阵元中各天线阵元的发射权值，根据设定的发射权值激励m列业务天线阵元中各天线阵元发射电磁波，发射的电磁波的合成电磁场形成指向该移动终端的下行业务波束。本专利技术实施例提供的技术方案中，由于在智能天线的同一反射板上设置两种不同的天线阵元，分别来产生业务波束和广播波束，且专用于发射广播波束的广播天线阵元的波束宽度，根据所需广播波束的波束宽度决定，因此，单列广播天线阵元即可发射满足波束宽度的广播波束；而反射板上其它列天线阵元仍然可以用来产生业务波束。由单列的广播天线阵元发射广播波束，相比于现有技术的多列天线阵元发射广播波束，由于没有互相抵消的电磁场，反而比现有技术的多列天线阵元发射广播波束的增益高，不但提高了广播波束的增益，还节约了能耗，提高了能源利用效率；从而可以达到减小广播波束增益与业务波束增益之间的差异，提高移动通讯的网络性能的目的。而且，由单列的广播天线阵元发射广播波束，相比于现有技术的多列天线阵元发射广播波束，可以避免相邻列的天线阵元发射波束所产生的权值损耗，从该方面而言，也起到了提高波束增益的目的，更为高效地利用了发射功率。再者，现有技术的多列天线阵元发射广播波束，会因为电磁场的叠加效应而导致广播波束覆盖的区域内也可能存在移动终端接收不到广播波束的信号盲点，影响了移动通讯的网络性能；而本专利技术的智能天线中，由于是由单列广播天线阵元发射广播波束，从而避免了多列天线阵元发射广播波束产生电磁场的叠加效应，从而使广播波束覆盖的区域内不存在信号盲点，进一步提高了移动通讯的网络性能。附图说明图1为现有技术的智能天线示意图；图2为本专利技术实施例的智能天线示意图；图3为本专利技术实施例的智能天线的激励装置内部结构框图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本专利技术进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本专利技术的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本专利技术的这些方面。本申请使用的“模块”、“系统”等术语旨在包括与计算机或芯片或可编程逻辑器件相关的实体，例如但不限于硬件、固件、软硬件组合、软件或者执行中的软件。本专利技术的专利技术人针对现有技术的智能天线所存在的问题，考虑到如果增加发射广播波束的功率，将会造成基站消耗功率上升，用于激励智能天线发射波束的装置中的相关硬件也需要更换以承受更大的功率传输，不利于在现有的基站设备上进行改进。由此，本专利技术的专利技术人更进一步考虑到，在同一智能天线的反射板上设置两种不同的天线阵元，如图2所示，包括:一种天线阵元专用于发射广播波束，为便于描述，本文中将用于发射广播波束的天线阵元记为广播天线阵元；另一种天线阵元专用于发射业务波束，为便于描述，本文中将用于发射业务波束的天线阵元记为业务天线阵元。作为发射业务波束的业务天线阵元，为了满足在一个较宽范围内扫描、定向的功能，则需要采用波束宽度(或称半功率角)适宜的天线，例如，业务天线阵元采用波束宽度大约100度的天线；这里需要指出，本文中所述的波束宽度具体指的是水平方向的波束宽度。而本专利技术中的发射广播波束的广播天线阵元，其波束宽度则可根据所需的广播波束宽度来确定；例如，若需要发射的广播波束宽度为65度，则可采用波束宽度为65度左右的天线作为广播天线阵元。由于本专利技术采用的广播天线阵元，相比于现用的智能天线的天线阵元，具有较小的波束宽度，从而在相同额定功率的情况下，具有更高的波束增益，比现有技术智能天线的天线阵元发射的广播波束具有更高的增益。在实测过程中，同样长度的天线发现增益可以提高2 3dBi或更高；从而达到减小广播波束增益与业务波束增益之间的差异，提高移动通讯的网络性能的目的。下面结合附图详细说明本专利技术实施例的技术方案。本专利技术实施例提供的智能天线，如图2所示，其包括设置于同一反射板上的平行排列的多列天线阵元；该多列天线阵元中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能天线，包括：设置于同一反射板上的平行排列的多列天线阵元；所述多列天线阵元中包括：用于发射广播波束的单列广播天线阵元和用于发射业务波束的m列业务天线阵元；其中，m为大于1的自然数；所述多列天线阵元中的每列天线阵元的个数至少为一个；所述业务天线阵元的相邻列的列间距d1，由所述天线阵元的工作中心频率决定；所述单列广播天线阵元与相邻的一列业务天线阵元之间的列间距d2，由所述天线工作中心频率和广播天线阵元的天线宽度W决定，d2大于d1；所述广播天线宽度W，由所述广播波束的波束宽度决定。

【技术特征摘要】
1.一种智能天线,包括: 设置于同一反射板上的平行排列的多列天线阵元；所述多列天线阵元中包括:用于发射广播波束的单列广播天线阵元和用于发射业务波束的m列业务天线阵元；其中，m为大于I的自然数； 所述多列天线阵元中的每列天线阵元的个数至少为一个；所述业务天线阵元的相邻列的列间距dl，由所述天线阵元的工作中心频率决定；所述单列广播天线阵元与相邻的一列业务天线阵元之间的列间距d2，由所述天线工作中心频率和广播天线阵元的天线宽度W决定，d2大于dl ;所述广播天线宽度W，由所述广播波束的波束宽度决定。2.如权利要求1所述的智能天线，其特征在于，所述m列业务天线阵元具体为m列定向双极化天线阵元。3.如权利要求2所述的智能天线，其特征在于，所述广播天线阵元具体为为定向双极化天线阵元；以及所述dl为所述工作中心频率的1/2波长。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：吴中林，沈赤兵，丁勇，姚想喜，张利华，张威，潘晋，曹林利，
申请(专利权)人：广东通宇通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：