專利名稱：用于無線通信的低視覺影響的單極塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及無線通信系統(tǒng)，更具體而言，涉及以單極安裝的天線系統(tǒng)，其中組成天線圍繞單極塔的圓周排列以降低視覺影響，并且各個天線的主波束方向可進(jìn)行遠(yuǎn)程電動調(diào)節(jié)。
背景技術(shù)：
長期以來，在無線通信網(wǎng)如蜂窩式通信系統(tǒng)中使用的天線通過天線塔來支撐。一種普通類型的天線塔是由互聯(lián)成格架形狀的鋼梁構(gòu)造的。另一種普通類型的天線塔是單極塔，其是由單獨(dú)從地平面向上豎起的單個套管天線桿或電桿構(gòu)成的。與格架式塔相比，單極塔的視覺影響小、成本相對較低，因此單極塔日益普及。
無線通信網(wǎng)被分成多個小區(qū)，每個小區(qū)在最低的干擾下與移動臺通信，且所有小區(qū)的集合限定了一個覆蓋區(qū)域。穿過該覆蓋區(qū)域的移動臺在相鄰小區(qū)之間的通信可以切換。每個小區(qū)包括一個或多個單個天線，將這些天線以一定的方式進(jìn)行排列和組合以便與移動臺通信。每個天線包括封裝在外殼內(nèi)的多個輻射元件，該外殼被固定在單極塔上安裝的三角形支撐平臺上，可以是矩形或箱子形狀。
通過改變天線的主波束方向可以改變無線覆蓋區(qū)域。在大多數(shù)無線通信網(wǎng)中，主波束方向的改變可以通過在將天線安裝到天線塔上之后調(diào)整其俯仰角或方位角來實現(xiàn)。當(dāng)用戶數(shù)量增加，以及為了適應(yīng)增加的移動臺而增加了額外的小區(qū)時，可以通過調(diào)節(jié)主波束方向來改變每個小區(qū)的覆蓋區(qū)域。還可以通過調(diào)節(jié)主波束方向來補(bǔ)償附近的新建筑物、植物生長、或者單極塔周圍環(huán)境的其他改變。
改變輻射圖主波束方向的一種方法是物理地重置天線和/或其方向，或者使用具有不同本征輻射特性的天線來替換具有某種本征輻射特性的天線。但這種物理重置或替換往往很難。改變覆蓋區(qū)域的另一種方法是使用支架將天線安裝在天線塔上，其中支架允許機(jī)械調(diào)整獨(dú)立天線的下傾(downtilt)。但服務(wù)人員必須沿著塔攀登到天線附近的工作平臺上或者通過升高的升降裝置如車載升降臺的支撐來調(diào)整天線的主波束方向。這不僅增加了花費(fèi)，而且在手動調(diào)整下傾時需要中斷無線通信服務(wù)。
無線通信網(wǎng)的運(yùn)營商通常需要得到居民和地方委員會的批準(zhǔn)才能架設(shè)天線塔。天線塔的自然結(jié)構(gòu)非常顯眼。天線塔的優(yōu)選位置是相對于所期望覆蓋區(qū)域內(nèi)的周圍環(huán)境來說最明顯的位置。具有三角形支撐平臺的傳統(tǒng)單極塔的外形雖然沒有格架式塔那樣另人討厭，但同樣不夠美觀。所以，在城市或郊區(qū)架設(shè)難看的單極塔很難得到允許?？朔胤椒磳Φ囊环N方法是通過裝扮或隱藏天線和單極塔的支撐平臺來降低視覺影響。例如，使用仿植物結(jié)構(gòu)來裝飾單極塔，讓不經(jīng)意的觀察者看來塔象棵樹或其他植物。但這種偽裝結(jié)構(gòu)不太實際、實施起來不僅困難而且昂貴，并且維護(hù)費(fèi)用高。
每個地區(qū)的無線電話運(yùn)營商都需要各自專用的小區(qū)來提供覆蓋。結(jié)果，每個運(yùn)營商要在該地區(qū)內(nèi)的合適地點(diǎn)安置各自的一套塔。由于合適地點(diǎn)越來越難以保證，所以要采用更復(fù)雜、更難看的天線結(jié)構(gòu)來最大化地區(qū)內(nèi)的覆蓋。具體而言，通過允許多個運(yùn)營商共享一個單獨(dú)的單極塔可以增加單極塔的使用。由此，通過在單極塔上附著額外的三角形支撐平臺以及在每個平臺上提供額外的天線組可以適應(yīng)多個運(yùn)營商的使用。
通過各個運(yùn)營商在相同天線上使用雙工通信可以進(jìn)一步減少服務(wù)于多個運(yùn)營商所需的天線數(shù)量。但在單獨(dú)天線上組合多個運(yùn)營商會增加互調(diào)失真的可能性。另外，雙工系統(tǒng)的安裝過程變的更加關(guān)鍵，例如跳線不好、污染的接頭或旋轉(zhuǎn)不當(dāng)?shù)慕宇^都會惡化性能。由于服務(wù)每個天線的天線數(shù)量是受到限制的，因此通過簡單的替換備用天線來修正失效天線的能力也受到限制。另外，雙工器增加了損耗，而損耗又會降低覆蓋。另外，雙工運(yùn)營商的覆蓋區(qū)域是相同的，所以主波束方向的變化必須互相一致。特別地，共享天線的兩個運(yùn)營商的主波束方向無法獨(dú)立調(diào)整。最后，雙工設(shè)備昂貴，會顯著增加系統(tǒng)成本。
因此，需要建造一種單極塔，其具有被設(shè)計成能適應(yīng)多個載體或運(yùn)營商的天線，并且能呈現(xiàn)降低的視覺影響和提供各個覆蓋區(qū)域的獨(dú)立控制。


圖1是根據(jù)本發(fā)明原理的一個單極塔和天線的側(cè)面透視圖；圖1A是圖1中頂端部分的透視圖；圖2A是沿圖1A中的線2A-2A截取的剖面圖；圖2B是沿圖1A中的線2B-2B截取的剖面圖；圖2C和2D是類似于圖2A和2B的剖面圖，說明本發(fā)明的另一種實施例；圖3是一個天線的簡圖；圖4是一組由三個運(yùn)營商共享的天線的簡圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的原理的一個單極塔和天線的可替代實施例的透視圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明可替代實施例的一個單極塔和天線的側(cè)面透視圖；圖6A是圖6中單極塔和天線的剖面圖。
具體實施例方式
本發(fā)明涉及一種用于無線通信系統(tǒng)的天線系統(tǒng)，具體涉及一種以單極安裝的天線系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有可電動調(diào)節(jié)的主波束方向和圍繞單極塔并排排列以降低組合結(jié)構(gòu)視覺影響的組成天線。盡管結(jié)合一些特定的實施例在以下對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但應(yīng)該理解本發(fā)明并不限于這些具體的實施例。相反，本發(fā)明的描述試圖覆蓋本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)所包括的所有替換、修改、和等價結(jié)構(gòu)，其通過所附的權(quán)利要求加以限定。
參照圖1和1A，根據(jù)本發(fā)明原理的一個天線系統(tǒng)包括一個單極塔15；多個天線10，例如12個，它們圍繞單極塔15的圓周排列成一個陣或組12；和多個天線25，例如9個，它們圍繞單極塔15的圓周排列成一個陣或組27，其在地平面上的高度高于組12。組27的位置靠近單極塔15的頂點(diǎn)32。多個天線10圍繞單極塔15的圓柱形外表面15a間隔一定角度并排排列成一組12。相似地，多個天線25也圍繞外表面15a間隔一定角度并排排列。組12中天線10的數(shù)量和組27中天線25的數(shù)量取決于單極塔15的直徑和天線10、25的尺寸。本發(fā)明所考慮的天線10和天線25具有相似的尺寸。例如，每個組12、27可以由多個相同天線圍繞單極塔15并排排列而構(gòu)成，例如9個天線。
每個天線10的一端通過常規(guī)緊固件附著在下安裝凸緣20上。相似地，每個天線25的一端也通過常規(guī)緊固件附著在下安裝凸緣22上。還可以提供附加的安裝凸緣(未示出)將組12中的天線10和組27中的天線25固定到單極塔15的外表面15a上。
組12中的每個天線10包括一個底板160；沿底板160的垂直方向設(shè)置的一排輻射元件110，例如10個；和一個天線屏蔽器45。相似地，組27中的每個天線25包括一個底板161；沿底板161的垂直方向設(shè)置的一排輻射元件111，例如5個；和一個天線屏蔽器50。每個天線10可以包括一對電接頭30，用于通過各自的傳輸電纜(未示出)使輻射元件110與無線電設(shè)備55電耦合。相似地，每個天線25也具有一對電接頭40，其被配置為電耦合各自電纜(未示出)的一端，該電纜用來連接每個天線25的輻射元件111與另一個無線電設(shè)備(未示出)。各個輻射元件110和111可以是適合于無線通信網(wǎng)使用的任意類型的輻射元件，無線通信網(wǎng)用于個人通信系統(tǒng)(PCS)、個人通信網(wǎng)(PCN)、蜂窩式語音通信、專用移動無線(SMR)業(yè)務(wù)、增強(qiáng)型SMR業(yè)務(wù)、無線本地環(huán)路和農(nóng)村電話、以及尋呼。例如，各個輻射元件110和111可以是單極元件、偶極元件、環(huán)形、插槽形、螺旋或多螺旋形、喇叭形、或微帶貼片。每個天線10中的輻射元件110的類型可以相同于或不同于每個天線25中的輻射元件111。另外，在不同天線10中輻射元件110的類型也可以不同。同樣，不同天線25中的輻射元件111類型也可以不同。本發(fā)明還考慮到，可以與組12、27相同或相似的方式在單極塔15上安裝圓周排列的額外的天線組，或者在單極塔15上僅僅安裝一個組12或組27。
繼續(xù)參照圖1和1A，并排排列的組12中的各個天線10和組27中的各個天線25結(jié)構(gòu)緊湊且各個天線10、25具有很低的視覺影響，這是由于與傳統(tǒng)的具有三角形支撐平臺的單極塔相比，各個組12、27的組合結(jié)構(gòu)都具有平滑的圓柱形外觀。天線屏蔽器45和天線屏蔽器50的相對側(cè)邊之間的距離足以防止彼此接觸，并且在特定的實施例中可以小到1至2毫米。天線屏蔽器內(nèi)的相鄰天線10之間的距離和相鄰天線25之間的距離可以通過選擇使間隙覺察度最小化。
天線屏蔽器45和底板160共同限定了一個外殼來封裝每個天線10的輻射元件110。通常，每個天線屏蔽器45的徑向最外層表面45a和每個天線屏蔽器50的徑向最外層表面50a具有一個凸曲率。
參照圖2C，其中相同的參考數(shù)字表示與圖1、1A和2A中的相同的特征，一個或多個填充外殼26可以取代組27中的對應(yīng)天線25。每個填充外殼26的外部尺寸與天線25的天線屏蔽器50和的底板161相當(dāng)，但缺少輻射元件。如果組27包括少于其滿配置的天線25的數(shù)量，就通過填充外殼26來填充天線25間的位置而不是使其空余來保持組27的外觀具有降低的視覺影響。由此，填充外殼26與相鄰的天線25或填充外殼26被并排安裝到單極塔15上。通常，填充外殼26在組27中圍繞單極塔15以等角度間隔開，或者它們之間以等角度間隔開。圖2C中所示的填充外殼26取代沿著單極塔15的圓周以90°間隔開的每一個第四天線25。但本發(fā)明不限于此，可以向組27中增加額外的填充外殼26來進(jìn)一步減少天線25的數(shù)量。
參照圖2D，其中相同的參考數(shù)字表示與圖1、1A、和2B中的相同的特征，一個或多個填充外殼11可以取代組12中任意的天線10，如同關(guān)于組27中的說明。在圖2D中，填充外殼11占用了大多數(shù)可用位置，但本發(fā)明不限于此，額外的天線10也可以取代某些填充外殼11。例如，三個天線10可以用來取代被分開120°的三個填充外殼11。
重新參照圖1和1A，可以將組12中的天線10繼續(xù)分為幾套，使一套中的每個天線10覆蓋，例如，120°的小區(qū)覆蓋區(qū)域。相似地，也可以將組27中的天線25分為幾套，使一套中的每個天線25覆蓋，例如，120°的小區(qū)覆蓋區(qū)域。作為具體例子但不作為限制，單極塔15的外徑約為26英寸，在組12中設(shè)置一套9個900MHz的天線，在組27中設(shè)置第二套12個1900MHz的天線。這套9個900MHz的天線可為三個無線電話運(yùn)營商提供服務(wù)，這套12個1900MHz的天線可為四個無線電話運(yùn)營商提供服務(wù)。選擇單極塔15的直徑來提供合適的強(qiáng)度以便抵抗風(fēng)力載荷和天線10、15的載荷。
空間布置輻射元件110和輻射元件111來產(chǎn)生定向輻射圖。通過改變輻射元件110的相位角可以改變由組12中的每個天線10發(fā)出的輻射圖的主波束方向。相似地，通過改變輻射元件111的相位角可以改變由組27中的每個天線25發(fā)出的輻射圖的主波束方向?？梢钥刂浦鞑ㄊ母┭鼋腔蚍轿唤嵌恍枰褂脵C(jī)械裝置來改變天線10、25的物理方向。由天線10發(fā)出的輻射圖的主波束方向可以獨(dú)立于由天線25發(fā)出的輻射圖的主波束方向進(jìn)行改變。相似地，由一套天線10發(fā)出的輻射圖的主波束方向可以獨(dú)立于由另一套天線10發(fā)出的輻射圖的主波束方向進(jìn)行改變。相似地，由一套天線25發(fā)出的輻射圖的主波束方向可以獨(dú)立于由另一套天線25發(fā)出的輻射圖的主波束方向進(jìn)行改變。多套天線10或天線25組成的天線數(shù)量小于滿配置天線的數(shù)量。每套天線10或天線25服務(wù)于一個無線電話運(yùn)營商，從而使多個運(yùn)營商可以各自共享同一個組12或27。
參照圖3，天線系統(tǒng)包括饋源網(wǎng)絡(luò)60，該饋源網(wǎng)絡(luò)60具有多個移相器65、多個衰減器70、和一個信號合路器/分路器75，該信號合路器/分路器75在無線電設(shè)備55和輻射元件110之間輸送電信號。移相器65用于調(diào)整由輻射元件110共同發(fā)出的輻射圖的主波束方向。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，輻射元件111可以通過不同的饋源網(wǎng)絡(luò)(未示出但類似于饋源網(wǎng)絡(luò)60)與其他無線電設(shè)備(未示出但類似于無線電設(shè)備55)進(jìn)行通信。移相器65的作用是改變在無線電設(shè)備55和輻射元件110之間進(jìn)行通信的信號的相位，以便通過在驅(qū)動輻射元件110的信號中引入相位延遲來操縱輻射圖的主波束方向。
移相器65可以是電動的或者機(jī)動的。電子移相器可以基于半導(dǎo)體二極管、單片微波集成電路(MMIC)、鐵電電路、微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)、等等。機(jī)械移相器可以基于同軸傳輸線、帶狀傳輸線、微帶傳輸線、波導(dǎo)傳輸線、等等，并可以由馬達(dá)驅(qū)動。在專利號為6,346,924和6,198,458的美國專利中公開了具有可調(diào)節(jié)主波束方向的典型天線系統(tǒng)，在此將它們的全部公開內(nèi)容結(jié)合起來作為參考。
參照圖4并根據(jù)本發(fā)明的一種實施例，每套天線10如3個天線可通過相應(yīng)的饋源網(wǎng)絡(luò)60與不同運(yùn)營商的無線電設(shè)備55組耦合。結(jié)果，每個運(yùn)營商通過調(diào)整各自相關(guān)的饋源網(wǎng)絡(luò)60的移相器65可以改變其小區(qū)覆蓋，而不會影響與之共享天線10的組12的其他運(yùn)營商的操作。天線25可以類似方式與一個或多個無線電設(shè)備(未示出)耦合，且使用一套天線25的每個運(yùn)營商可以改變各自的小區(qū)覆蓋而不會影響使用組27中另外一套天線25的其他運(yùn)營商的操作。對于任何一種情況，每個運(yùn)營商可以獨(dú)立于與之共享單極塔15(圖1)的其他運(yùn)營商而進(jìn)行操作，在共享單極塔15的不同運(yùn)營商之間設(shè)備是不共享的。
因為主波束方向的改變不需要物理地移動相應(yīng)天線10、25，所以每個組12、27的可視外觀沒有改變，這是因為天線屏蔽器45、50相對于單極塔15來說位置是固定的。本發(fā)明還考慮到，組12中的天線屏蔽器45和組27中的天線屏蔽器50可以各自由單片或整體結(jié)構(gòu)構(gòu)成，這是因為當(dāng)通過改變單獨(dú)輻射元件110、111的相位角來改變扇區(qū)/小區(qū)覆蓋時天線10、25的位置保持不變。
根據(jù)本發(fā)明的其他方面并參照圖5，單極塔15還可以包括可視顯示器600，用來顯示廣告信息或其他傳播目的的信息。典型地，可視顯示器600安裝在單極塔15的頂點(diǎn)32上，但本發(fā)明不限于此。例如，可視顯示器600可以使用合適的支架或凸緣(未示出)被附著在單極塔15的底座和頂點(diǎn)32之間的任意高度。本發(fā)明還考慮到，可視顯示器600可以包括任意合適類型的顯示機(jī)構(gòu)，并可以包括照明設(shè)備。作為選擇，可視顯示器600可以由用于照明地面區(qū)域的光源來取代，例如照明街道、收費(fèi)公路的交叉處、或停車場。
參照圖6和6A，其中相同的參考數(shù)字表示圖1和1A中的相同的特征。根據(jù)本發(fā)明的其他實施例，單極塔700可以包括周向凹槽705，其被設(shè)計成與單極塔700的高度平行的方向并在圓周方向足以容納組12的天線10。凹槽705的徑向深度能夠放置與單極塔700的外表面700a幾乎齊平的每個天線10的天線屏蔽器45的徑向最外層表面45a。相似地，可以提供類似于凹槽705的用于組27的天線25的另一個周向凹槽710，凹槽710的徑向深度能夠放置與單極塔700的外表面700a幾乎齊平的每個天線25的天線屏蔽器50的徑向最外層表面50a。徑向最外層表面45a、50a的凸曲率類似于外表面700a的曲率。
根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)成的天線系統(tǒng)具有宜人的外觀，易于被公眾接受。所以本發(fā)明的天線系統(tǒng)能避免或符合地方上的規(guī)定或城市、郊區(qū)和農(nóng)村的其他嚴(yán)格規(guī)定。另外，本發(fā)明的天線系統(tǒng)能顯著降低塔和選址的成本。
另外，根據(jù)本發(fā)明的原理，多個運(yùn)營商可以在單獨(dú)的單極塔上設(shè)置天線，并且還具有通過調(diào)整俯仰角和/或方位角來獨(dú)立地調(diào)整主波束方向以改變覆蓋的能力。本發(fā)明的天線系統(tǒng)能消除或者說至少能減少當(dāng)多于一個運(yùn)營商通過雙工共享一套天線時要增加的互調(diào)問題，并且能夠消除由使用雙工器組合或分離單獨(dú)信號所引起的附加損耗，同時還能優(yōu)化可在單獨(dú)的單極塔上設(shè)置天線的運(yùn)營商的數(shù)量。為多個運(yùn)營商提供重疊覆蓋區(qū)域所需的單極塔的絕對數(shù)量可以通過單極塔上共享空間的容量而減少。
雖然本發(fā)明通過對各種優(yōu)選實施例的描述進(jìn)行了說明，并且為了說明實踐本發(fā)明的最佳模式，對這些實施例的描述都非常詳盡，但本發(fā)明的申請人并不是要如此詳細(xì)地約束或限制所附的權(quán)利要求的范圍。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的其他優(yōu)點(diǎn)和修改將是很明顯的。本發(fā)明本身僅通過所附的權(quán)利要求加以限制。
權(quán)利要求
1.一種天線系統(tǒng)，包含具有圓周的單極塔；多個第一天線，每個第一天線包括至少一個第一輻射元件，該輻射元件用于發(fā)射第一輻射圖；多個第二天線，每個第二天線包括至少一個第二輻射元件，該輻射元件用于發(fā)射第二輻射圖，所述多個第一天線和所述多個第二天線圍繞所述單極塔的圓周并排排列；第一饋源網(wǎng)絡(luò)，其包括多個與所述第一輻射元件電耦合的第一移相器，所述第一饋源網(wǎng)絡(luò)用于改變所述第一輻射圖的主波束方向；和第二饋源網(wǎng)絡(luò)，其包括多個與所述第二輻射元件電耦合的第二移相器，所述第二饋源網(wǎng)絡(luò)用于獨(dú)立于所述第一輻射圖的所述主波束方向改變所述第二輻射圖的主波束方向。
2.如權(quán)利要求1所述的天線系統(tǒng)，其中所述多個第一天線和所述多個第二天線之中的每一個都包括一個天線屏蔽器，這些天線屏蔽器中的相鄰屏蔽器具有鄰接邊緣。
3.如權(quán)利要求2所述的天線系統(tǒng)，還包括設(shè)置在所述多個第一天線和所述多個第二天線之中的至少一個填充外殼，所述填充外殼具有基本上與所述天線屏蔽器的徑向最外層表面齊平的徑向最外層表面。
4.如權(quán)利要求1所述的天線系統(tǒng)，還包括附著在所述單極塔上的可視信息顯示器。
5.如權(quán)利要求4所述的天線系統(tǒng)，其中所述單極塔包括一個頂點(diǎn)，且所述可視信息顯示器附著在所述單極塔的所述頂點(diǎn)上。
6.如權(quán)利要求1所述的天線系統(tǒng)，其中所述單極塔包括一個外表面和一個其尺寸可容納所述多個天線的周向凹槽，所述多個第一天線和所述多個第二天線之中的每一個都具有基本上與所述單極塔的所述外表面齊平的徑向最外層表面。
7.如權(quán)利要求1所述的天線系統(tǒng)，還包括至少一個填充外殼，該填充外殼與所述多個第一天線和所述多個第二天線并排設(shè)置。
8.如權(quán)利要求1所述的天線系統(tǒng)，其中所述第一輻射元件不同于所述第二輻射元件。
9.一種天線系統(tǒng)，包括單極塔；多個第一天線，其圍繞所述單極塔的第一圓周并排排列，所述多個第一天線之中的每一個包括至少一個第一輻射元件，該輻射元件用于發(fā)射第一輻射圖；多個第二天線，其圍繞所述單極塔的第二圓周并排排列，所述多個第二天線之中的每一個包括至少一個第二輻射元件，該輻射元件用于發(fā)射第二輻射圖；第一饋源網(wǎng)絡(luò)，其包括與所述第一輻射元件電耦合的多個第一移相器，所述第一饋源網(wǎng)絡(luò)用于改變所述第一輻射圖的主波束方向；和第二饋源網(wǎng)絡(luò)，其包括與所述第二輻射元件電耦合的多個第二移相器，所述第二饋源網(wǎng)絡(luò)用于獨(dú)立于所述第一輻射圖的所述主波束方向改變所述第二輻射圖的主波束方向。
10.如權(quán)利要求9所述的天線系統(tǒng)，其中所述單極塔包括一個外表面和一個其尺寸可容納所述多個第一天線的第一周向凹槽，所述多個第一天線之中的每一個都具有基本上與所述單極塔的所述外表面齊平的徑向最外層表面。
11.如權(quán)利要求10所述的天線系統(tǒng)，其中所述單極塔包括一個外表面和一個其尺寸可容納所述多個第二天線的第二周向凹槽，所述多個第二天線之中的每一個都具有基本上與所述單極塔的所述外表面齊平的徑向最外層表面。
12.如權(quán)利要求9所述的天線系統(tǒng)，其中所述第一輻射元件不同于所述第二輻射元件。
13.如權(quán)利要求8所述的天線系統(tǒng)，還包括與所述多個第一天線并排設(shè)置的至少一個第一填充外殼。
14.如權(quán)利要求13所述的天線系統(tǒng)，還包括與所述多個第二天線并排設(shè)置的至少一個填充外殼。
15.一種無線通信網(wǎng)的操作方法，包括圍繞單極塔的圓周設(shè)置多個第一天線；圍繞該單極塔的圓周設(shè)置多個第二天線；和獨(dú)立于由該多個第二天線發(fā)出的輻射圖的主波束方向改變由該多個第一天線發(fā)出的輻射圖的主波束方向。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中該多個第一天線的主波束方向的改變是通過電動地改變構(gòu)成該多個第一天線的每個輻射元件的相位角來完成的。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其中該多個第一天線的主波束方向的改變是通過機(jī)械地改變構(gòu)成該多個第一天線的每個輻射元件的相位角來完成的。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，其中該多個第二天線的主波束方向的改變是通過電動地改變構(gòu)成該多個第二天線的每個輻射元件的相位角來完成的。
19.如權(quán)利要求15所述的方法，其中該多個第二天線的主波束方向的改變是通過機(jī)械地改變構(gòu)成該多個第二天線的每個輻射元件的相位角來完成的。
20.一種天線系統(tǒng)，包括具有圓周的單極塔；多個第一天線，每個第一天線包括至少一個第一輻射元件，該輻射元件用于發(fā)射第一輻射圖；多個第二天線，每個第二天線包括至少一個第二輻射元件，該輻射元件用于發(fā)射第二輻射圖；該多個第一天線和該多個第二天線圍繞所述單極塔的所述圓周并排排列；第一饋源網(wǎng)絡(luò)，其包括與所述第一輻射元件和所述第二輻射元件之中的至少一個電耦合的多個第一移相器，所述第一饋源網(wǎng)絡(luò)用于改變與輻射元件相關(guān)的輻射圖的主波束方向。
21.如權(quán)利要求20所述的天線系統(tǒng)，還包括一個第二饋源網(wǎng)絡(luò)，該第二饋源網(wǎng)絡(luò)包括與所述第二輻射元件中的另一輻射元件電耦合的多個第二移相器，所述第二饋源網(wǎng)絡(luò)用于獨(dú)立于所述第一輻射圖的所述主波束方向改變該另一個輻射圖的主波束方向。
22.一種天線系統(tǒng)，包括具有圓周的單極塔；多個第一天線；設(shè)置在第一天線上方的多個第二天線；所述多個第一天線和所述多個第二天線圍繞所述單極塔的所述圓周并排排列；所述多個第一天線和所述多個第二天線包括多個天線屏蔽器，這些天線屏蔽器中的相鄰屏蔽器具有鄰接邊緣。
23.如權(quán)利要求22所述的天線系統(tǒng)，還包括設(shè)置在所述多個第一天線和所述多個第二天線之中的至少一個填充外殼；所述填充外殼具有基本上與所述天線屏蔽器的徑向最外層表面齊平的徑向最外層表面。
24.如權(quán)利要求23所述的天線系統(tǒng)，其中所述多個第一天線和所述多個第二天線之中的每一個包括一個天線屏蔽器，且這些天線屏蔽器中的相鄰屏蔽器具有鄰接邊緣。
25.一種天線系統(tǒng)，包括具有圓周的單極塔；多個第一天線；該多個第一天線和多個第二天線圍繞所述單極塔的所述圓周并排排列；所述單極塔包括一個外表面和一個其尺寸可容納所述多個天線的周向凹槽，所述多個第一天線和所述多個第二天線之中的至少一個具有基本上與所述單極塔的所述外表面齊平的徑向最外層表面。
26.一種天線系統(tǒng)，包括具有圓周的單極塔；多個第一天線；設(shè)置在該第一天線上方的多個第二天線；該多個第一天線和該多個第二天線圍繞所述單極塔的所述圓周并排排列；該多個第一天線在第一頻段工作，該多個第二天線在不同于第一頻段的第二頻段工作。
27.一種天線系統(tǒng)，包括具有圓周的單極塔；多個第一天線；設(shè)置在該第一天線上方的多個第二天線；該多個第一天線和該多個第二天線圍繞所述單極塔的所述圓周并排排列；該多個第一天線為第一運(yùn)營商提供服務(wù)，該多個第二天線為第二運(yùn)營商提供服務(wù)。
28.如權(quán)利要求27所述的天線系統(tǒng)，其中該多個第一天線與多個第一移相器耦合，該移相器用于改變與第一運(yùn)營商相關(guān)的至少一個第一天線的波束方向，該改變獨(dú)立于與第二運(yùn)營商相關(guān)的其他第一天線的波束方向的改變。
29.一種在單極塔上使用的天線系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括多個第一天線，該多個第一天線中的一個天線用于發(fā)射第一輻射圖，該多個第一天線圍繞一單極塔的圓周并排排列；多個第二天線，該多個第二天線中的一個天線用于發(fā)射第二輻射圖，該多個第二天線圍繞一單極塔的圓周并排排列并與該多個第一天線在垂直方向間隔開；第一饋源網(wǎng)絡(luò)，其包括與第一天線元件和第二天線元件之中的至少一個電耦合的多個第一移相器，所述第一饋源網(wǎng)絡(luò)用于改變與該至少一個天線有關(guān)的輻射圖的波束方向。
30.如權(quán)利要求29所述的天線系統(tǒng)，還包括一個第二饋源網(wǎng)絡(luò)，該第二饋源網(wǎng)絡(luò)具有與至少另外一個天線電耦合的多個第二移相器，所述第二饋源網(wǎng)絡(luò)用于獨(dú)立于所述至少一個天線的波束方向改變與另外一個天線有關(guān)的另外一個輻射圖的波束方向。
31.如權(quán)利要求30所述的天線系統(tǒng)，其中該第一和第二饋源網(wǎng)絡(luò)與該多個第一天線耦合。
32.如權(quán)利要求30所述的天線系統(tǒng)，其中該第一和第二饋源網(wǎng)絡(luò)與該多個第二天線耦合。
33.如權(quán)利要求30所述的天線系統(tǒng)，其中該第一饋源網(wǎng)絡(luò)與該多個第一天線耦合，該第二饋源網(wǎng)絡(luò)與該多個第二天線耦合。
34.如權(quán)利要求30所述的天線系統(tǒng)，其中該第一饋源網(wǎng)絡(luò)為一個運(yùn)營商提供波束方向，該第二饋源網(wǎng)絡(luò)為第二個運(yùn)營商提供波束方向。
35.一種用在單極塔上的天線系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括多個第一天線，每個第一天線包括至少一個用于發(fā)射第一輻射圖的第一輻射元件，該多個第一天線圍繞一單極塔的圓周并排排列；多個第二天線，每個第二天線包括至少一個用于發(fā)射第二輻射圖的第二輻射元件，該多個第二天線圍繞一單極塔的圓周并排排列并與該多個第一天線在垂直方向間隔開；該多個第一天線設(shè)計成在第一頻段工作，多個第二天線設(shè)計成在不同于第一頻段的第二頻段工作。
全文摘要
一種天線系統(tǒng)，具有至少兩組圍繞單極塔15并排排列的多個天線12、27。由每個天線10發(fā)出的輻射圖的主波束方向的俯仰角和/或方位角可以進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)。由相鄰天線10發(fā)出的輻射圖的主波束方向可以獨(dú)立地被改變。這些天線可以被分成垂直間隔開的一個或多個組12、27，其中每組天線都圍繞單極塔15的圓周排列。
文檔編號G06F9/00GK1527439SQ20041000743
公開日2004年9月8日 申請日期2004年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月3日
發(fā)明者拉塞爾·W·迪恩利, 鮑勃·埃利奧特, 埃利奧特, 拉塞爾 W 迪恩利 申請人:安德魯公司