專利名稱：具有分布式放大器的有源電調(diào)傾斜天線設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開總地涉及無(wú)線通信，具體地涉及用于無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的天線系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
無(wú)線通信技術(shù)的進(jìn)步促進(jìn)了無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的廣泛使用。這些無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的示例可以包括用于移動(dòng)通信的全球系統(tǒng)(GSM)、碼分多址(CDMA)、寬帶碼分多址(WCDMA)、全球微波接入互操作性(WiMAX)、長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE)、等等。天線是這些無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中、特別是基站中較為重要的元件。天線組件可以包括與一個(gè)或多個(gè)有源部件相耦合的天線陣列，所述有源部件可以包括功率放大器(PA)、低噪聲放大器(LNA)、以及各種濾波器和雙工器。為了生成天線陣列在指定覆蓋區(qū)域上發(fā)射射頻(RF)信號(hào)所需的功率量，常常在功率放大器中使用尺寸較大的空腔濾波器，使得功率放大器不適于戶外安裝。因此，典型無(wú) 線網(wǎng)絡(luò)基站可以將包括功率放大器的有源部件配置為室內(nèi)單元。有時(shí)可能將比100英尺更長(zhǎng)的饋線(也稱為饋電線)用于向天線陣列運(yùn)送包括RF信號(hào)的由功率放大器生成的能量。饋線的長(zhǎng)度可能不利地影響靈敏度和要發(fā)射的RF信號(hào)與接收的RF信號(hào)之間的均衡。例如，在具有6個(gè)有源元件的基站天線組件中，功率放大器可能生成20瓦功率。但是，在考慮內(nèi)部傳輸損耗的情況下，每個(gè)有源元件可能僅具有發(fā)射2瓦的能力。為了縮短饋線的長(zhǎng)度，一些基站可以將包括放大器在內(nèi)的部分或全部有源部件安裝為靠近天線陣列的室內(nèi)單元?？梢允褂锰€將有源部件與天線陣列耦合。但是，這可能不能完全解決問(wèn)題，因?yàn)槿钥赡艽嬖诳蓺w因于跳線的顯著的信號(hào)損耗。此外，越來(lái)越多的定向天線陣列正被傾斜可調(diào)天線陣列取代?；究梢詫?duì)天線傾角進(jìn)行機(jī)械或電氣控制和調(diào)節(jié)。機(jī)械傾斜可以指將天線結(jié)構(gòu)物理傾斜至所需束角。電氣傾斜可以指通過(guò)操縱信號(hào)相位來(lái)使信號(hào)方向傾斜，這可以典型地通過(guò)電機(jī)調(diào)節(jié)到天線陣列的有源元件的饋線長(zhǎng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)。但是，通過(guò)電機(jī)調(diào)節(jié)饋線長(zhǎng)度進(jìn)行的傾角調(diào)節(jié)的分辨率可能較為粗糙，一般大約為I度。隨著無(wú)線通信系統(tǒng)的大規(guī)模應(yīng)用和部署，成本控制可能變得愈發(fā)重要。通常，功率放大器可能構(gòu)成全部系統(tǒng)成本的較大比例，因?yàn)楣β史糯笃鞯某杀究赡茈S發(fā)射功率的增大而指數(shù)增加。此外，天線組件的其他部件，例如分頻器、組合器和雙工器等，可能也需要被設(shè)計(jì)來(lái)在高功率額定值下或以高功率容限操作，從而也可能不希望地增加了整個(gè)系統(tǒng)的成本。

發(fā)明內(nèi)容
在本公開的多個(gè)實(shí)施例中，一種用于無(wú)線發(fā)射或接收通信信號(hào)的設(shè)備可以包括多個(gè)有源元件，用于無(wú)線發(fā)射或接收通信信號(hào)；以及多個(gè)有源模塊，對(duì)應(yīng)地耦合到所述多個(gè)有源元件，并且被配置為與所述多個(gè)有源元件中的相應(yīng)有源元件協(xié)作，其中所述多個(gè)有源模塊中的各個(gè)有源模塊包括電源放大器，被配置為對(duì)要發(fā)射的通信信號(hào)進(jìn)行放大；以及低噪聲放大器，被配置為對(duì)接收的通信信號(hào)進(jìn)行放大，其中所述多個(gè)有源模塊中的各個(gè)有源模塊還包括第一移相器，被配置為對(duì)要發(fā)射的通信信號(hào)進(jìn)行移相；以及第二移相器，被配置為對(duì)接收的通信信號(hào)進(jìn)行移相。在本公開的多個(gè)實(shí)施例中，一種用于通過(guò)天線組件來(lái)無(wú)線發(fā)射信號(hào)的方法可以包括通過(guò)多路功率分配器(divider)接收要發(fā)射的信號(hào)；通過(guò)多路功率分配器分配要發(fā)射的信號(hào)，以產(chǎn)生多個(gè)分配的信號(hào)以分別提供給多個(gè)有源模塊；通過(guò)所述多個(gè)有源模塊中的各個(gè)有源模塊對(duì)所述多個(gè)分配的信號(hào)分別進(jìn)行移相和放大，以產(chǎn)生多個(gè)放大信號(hào)；以及通過(guò)多個(gè)有源元件將所述多個(gè)放大信號(hào)中的各個(gè)放大信號(hào)分別發(fā)射到自由空間中。


圖I是示出了具有分布式放大器的示例有源電調(diào)傾斜天線組件的框圖，圖2是示出了具有分布式放大器的示例有源電調(diào)傾斜天線組件的更詳細(xì)框圖，··
圖3是示出了示例有源模塊的框圖，··圖4是示出了用于發(fā)射RF信號(hào)的示例操作的一部分的流程圖，圖5是示出了用于接收RF信號(hào)的示例操作的一部分的流程圖，所有附圖均根據(jù)本公開多個(gè)實(shí)施例布置。
具體實(shí)施例方式在以下詳細(xì)說(shuō)明中，參考了作為詳細(xì)說(shuō)明的一部分的附圖。在附圖中，類似符號(hào)通常表示類似部件，除非上下文另行指明。
具體實(shí)施方式
部分、附圖和權(quán)利要求書中記載的示例性實(shí)施例并不是限制性的。在不脫離在此所呈現(xiàn)主題的精神或范圍的情況下，可以利用其他實(shí)施例，且可以進(jìn)行其他改變。應(yīng)當(dāng)理解，在此一般性描述以及附圖中圖示的本公開的各方案可以按照多種不同配置來(lái)布置、替換、組合、分割和設(shè)計(jì)，這里明確考慮到了所述多種不同配置。在本公開的多個(gè)實(shí)施例中，一種用于無(wú)線發(fā)射或接收通信信號(hào)的設(shè)備可以包括多個(gè)有源元件，用于無(wú)線發(fā)射或接收通信信號(hào)；以及多個(gè)有源模塊，對(duì)應(yīng)地耦合到所述多個(gè)有源元件，并且被配置為與所述多個(gè)有源元件中的相應(yīng)有源元件協(xié)作；其中所述多個(gè)有源模塊中的各個(gè)有源模塊包括電源放大器，被配置為對(duì)要發(fā)射的通信信號(hào)進(jìn)行放大；以及低噪聲放大器，被配置為對(duì)接收的通信信號(hào)進(jìn)行放大。在本公開的多個(gè)實(shí)施例中，所述多個(gè)有源模塊中的各個(gè)有源模塊還可以包括第一移相器，被配置為對(duì)要發(fā)射的通信信號(hào)進(jìn)行移相；以及第二移相器，被配置為對(duì)接收的通信信號(hào)進(jìn)行移相。在多個(gè)實(shí)施例中，所述設(shè)備還可以包括多路功率分配器，耦合到所述多個(gè)有源模塊，并且被配置為在所述多個(gè)有源模塊之間分配所述要發(fā)射的通信信號(hào)。在其他實(shí)施例中，所述設(shè)備還可以包括控制單元，被配置為調(diào)節(jié)所述多個(gè)有源模塊中的各個(gè)有源模塊的所述第一移相器和所述第二移相器，以有效地實(shí)現(xiàn)所需傾角。在多個(gè)實(shí)施例中，所述多個(gè)有源模塊中的各個(gè)有源模塊還可以包括第一雙工器，被配置為在所述多個(gè)有源模塊中的相應(yīng)有源模塊中，使得要發(fā)射的通信信號(hào)和接收的通信信號(hào)共享所述多個(gè)有源模塊中的相應(yīng)有源模塊和對(duì)應(yīng)的有源元件之間的第一通信路徑。在其他實(shí)施例中，所述多個(gè)有源模塊中的各個(gè)有源模塊還可以包括第二雙工器，被配置為在所述多個(gè)有源模塊中的相應(yīng)有源模塊中，使得要發(fā)射的通信信號(hào)和接收的通信信號(hào)共享所述多個(gè)有源模塊中的相應(yīng)有源模塊和多路功率分配器之間的第二通信路徑。在多個(gè)實(shí)施例中，所述多個(gè)有源模塊中的各個(gè)有源模塊還可以包括第一旁路裝置，被配置為將要發(fā)射的通信信號(hào)路由到所述多個(gè)有源元件中的對(duì)應(yīng)有源元件；以及第二旁路裝置，被配置為響應(yīng)于所述多個(gè)有源模塊中的相應(yīng)有源模塊的故障或斷電，將接收的通信信號(hào)路由到處理單元。在其他實(shí)施例中，所述多個(gè)有源元件和所述多個(gè)有源模塊集可以集成為單個(gè)單元。在多個(gè)實(shí)施例中，所述設(shè)備可以是配置用于GSM、CDMA、WCDMA、WiMAX或LTE基站的天線組件。在其他實(shí)施例中，所述裝置可以是配置用于GSM、CDMA, WCDMA, WiMAX或LTE網(wǎng)
絡(luò)的基站。在多個(gè)實(shí)施例中，一種用于通過(guò)天線組件來(lái)無(wú)線發(fā)射信號(hào)的方法可以包括通過(guò)多路功率分配器接收要發(fā)射的信號(hào)；通過(guò)多路功率分配器分配要發(fā)射的信號(hào)，以產(chǎn)生多個(gè) 分配的信號(hào)以分別提供給多個(gè)有源模塊；通過(guò)所述多個(gè)有源模塊中的各個(gè)有源模塊對(duì)所述多個(gè)分配的信號(hào)分別進(jìn)行移相和放大，以產(chǎn)生多個(gè)放大信號(hào)；以及通過(guò)多個(gè)有源元件將所述多個(gè)放大信號(hào)中的各個(gè)放大信號(hào)分別發(fā)射到自由空間中。在其他實(shí)施例中，通過(guò)所述多個(gè)有源模塊中的各個(gè)有源模塊進(jìn)行移相還可以包括通過(guò)由耦合到所述多個(gè)有源模塊的控制單元確定的相移量來(lái)對(duì)分配的信號(hào)進(jìn)行移相，以有效地實(shí)現(xiàn)所需傾角。在多個(gè)實(shí)施例中，所述方法還可以包括通過(guò)天線組件接收包括控制信號(hào)和要發(fā)射的信號(hào)的組合信號(hào)；通過(guò)天線組件從組合信號(hào)提取控制信號(hào)，并將控制信號(hào)提供給控制單元，以控制要施加到所述多個(gè)有源模塊的相移量。在其他實(shí)施例中，所述方法還可以包括通過(guò)控制單元監(jiān)視所述多個(gè)有源模塊的狀態(tài)，并將所述多個(gè)有源模塊的狀態(tài)提供給處理單元。在多個(gè)實(shí)施例中，一種用于通過(guò)天線組件來(lái)無(wú)線發(fā)射信號(hào)的方法可以包括通過(guò)多路功率分配器接收要發(fā)射的信號(hào)；通過(guò)多路功率分配器分配要發(fā)射的信號(hào)，以產(chǎn)生多個(gè)分配的信號(hào)以分別提供給多個(gè)傳輸模塊；通過(guò)控制單元檢測(cè)斷電或出于故障狀況下的有源模塊；通過(guò)控制單元經(jīng)由旁路裝置將分配的信號(hào)路由到有源元件而不對(duì)分配的信號(hào)進(jìn)行移相和放大；以及通過(guò)有源元件將對(duì)應(yīng)的分配的信號(hào)發(fā)射到自由空間中。在多個(gè)實(shí)施例中，一種用于通過(guò)天線組件來(lái)無(wú)線接收信號(hào)的方法可以包括通過(guò)多個(gè)有源元件來(lái)從自由空間無(wú)線接收多個(gè)信號(hào)；通過(guò)多個(gè)有源模塊對(duì)所述多個(gè)信號(hào)進(jìn)行移相和放大，以產(chǎn)生多個(gè)放大信號(hào)；通過(guò)多路功率組合器將所述多個(gè)放大信號(hào)組合為組合信號(hào)；以及將組合信號(hào)提供給室內(nèi)單元以進(jìn)一步處理所述組合信號(hào)。在其他實(shí)施例中，所述多個(gè)有源模塊可以與所述多個(gè)有源元件集成為單個(gè)單元。在其他實(shí)施例中，通過(guò)多個(gè)有源模塊進(jìn)行移相還可以包括將信號(hào)移相由耦合到所述多個(gè)有源模塊的控制單元所確定的相移量，以有效地實(shí)現(xiàn)所需傾角。在多個(gè)實(shí)施例中，一種用于無(wú)線發(fā)射或接收射頻信號(hào)的系統(tǒng)可以包括處理單元，被配置為生成要發(fā)射的射頻信號(hào)和處理接收的射頻信號(hào)；多路功率分配器，經(jīng)由饋線耦合到處理單元；多個(gè)有源模塊，耦合到多路功率分配器，其中所述多個(gè)有源模塊中的各個(gè)有源模塊包括發(fā)射模塊和接收模塊，其中發(fā)射模塊包括功率放大器和第一移相器，用于對(duì)要發(fā)射的射頻信號(hào)進(jìn)行放大和移相，接收模塊包括低噪聲放大器和第二移相器，用于對(duì)接收的射頻信號(hào)進(jìn)行放大和移相；控制單元，耦合到所述多個(gè)有源模塊，用于控制通過(guò)有源模塊施加到射頻信號(hào)的相移以實(shí)現(xiàn)所需傾角；以及多個(gè)有源元件，對(duì)應(yīng)地耦合到所述多個(gè)有源模塊中的相應(yīng)有源模塊，以將要發(fā)射的射頻信號(hào)發(fā)射到自由空間中，并且接收從自由空間接收的射頻信號(hào)。在其他實(shí)施例中，多路功率分配器、控制單元、所述多個(gè)有源模塊和多個(gè)有源元件可以集成到單個(gè)單元中。在多個(gè)實(shí)施例中，所述多個(gè)有源模塊中的各個(gè)有源模塊還可以包括第一旁路裝置，被配置為將要發(fā)射的射頻信號(hào)路由到所述多個(gè)有源元件中的對(duì)應(yīng)有源元件；以及第二旁路裝置，被配置為在相應(yīng)有源模塊處于故障狀況下或斷電時(shí)，將接收的射頻信號(hào)路由到處理單元，而不由所述多個(gè)有源模塊中的相應(yīng)有源模塊處理。在多個(gè)實(shí)施例中，所述多個(gè)有源模塊中的各個(gè)有源模塊還可以包括第一雙工器，被配置為使得要發(fā)射的射頻信號(hào)和接收的射頻信號(hào)共享所述多個(gè)有源模塊中的相應(yīng)有源模塊和多路功率分配器之間的第一通信路徑。在多個(gè)實(shí)施例中，所述多個(gè)有源模塊中的各個(gè)有源模塊還可以包括第二雙工器，被配置為使得要發(fā)射的射頻信號(hào)和接收的射頻信號(hào)共享所述多個(gè)有源模塊中的相應(yīng)有源模塊和所述多個(gè)有源元件中的對(duì)應(yīng)有源元件之間的第 二通信路徑。在多個(gè)實(shí)施例中，控制單元可以耦合到處理單元，并且進(jìn)一步被配置為監(jiān)視所述多個(gè)有源模塊的操作狀態(tài)和向處理單元提供所述狀態(tài)。在其他實(shí)施例中，處理單元可以進(jìn)一步被配置為向控制單元提供所需傾角。圖I是示出了根據(jù)本公開多個(gè)實(shí)施例的具有分布式放大器的示例有源電氣傾斜天線組件100的框圖。對(duì)于所示實(shí)施例，天線組件100可以包括天線陣列110和多個(gè)有源部件120。為了說(shuō)明的簡(jiǎn)易起見，圖I中僅示出了一個(gè)有源部件120。天線陣列110可以是用于發(fā)射和接收RF信號(hào)的物理天線結(jié)構(gòu)的一部分，所述物理天線結(jié)構(gòu)可以安裝在室外以用于無(wú)線通信系統(tǒng)。天線陣列110可以包括多個(gè)有源元件111 (有時(shí)稱為發(fā)射天線)，和多個(gè)寄生元件例如反射器112和導(dǎo)向器113。有源元件111的示例可以包括單極天線、偶極天線或微帶/貼片天線。天線陣列110的有源元件111可以向空中發(fā)射RF信號(hào)/從空中接收RF信號(hào)，并且可以與有源部件120耦合。包括反射器112和導(dǎo)向器113在內(nèi)的寄生元件可以用于增加天線的增益。寄生元件可以不直接連接到有源部件120，并且對(duì)于天線組件100而言可以是可選的。有源部件120可以包括多個(gè)有源模塊121和多路功率分配器/組合器124。有源模塊121可以包括功率放大器122和低噪聲放大器123。本公開后面的部分將提供有源模塊121的進(jìn)一步細(xì)節(jié)及其與多路功率分配器/組合器124的交互的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。有源部件120還可以包括圖I未示出的一個(gè)或多個(gè)電源、控制單元、雙工器或?yàn)V波器。在多個(gè)實(shí)施例中，有源部件120可以經(jīng)由饋線與處理單元130耦合。處理單元130可以生成要發(fā)射的RF信號(hào)、處理接收的RF信號(hào)，以及控制/監(jiān)視包括有源部件120在內(nèi)的天線組件100的行為。在其他實(shí)施例中，處理單元130可以是室內(nèi)或室外基站單元。在多個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)有源模塊121 (包括該有源模塊121的功率放大器122和低噪聲放大器123)可以耦合到對(duì)應(yīng)的有源元件111。通過(guò)使用分布式功率放大器122代替單個(gè)放大器，并通過(guò)將功率放大器122放置在有源元件111附近以減小饋線上的信號(hào)損耗，可以因此降低每個(gè)功率放大器122的必需功率輸出額定值。例如，如果在使用單個(gè)功率放大器時(shí)可能需要地電平處20瓦的功率輸出用于基站，則通過(guò)將功率要求分布到六個(gè)功率放大器122，每個(gè)功率放大器122可以僅需要生成大約2瓦功率。因此，饋線中的發(fā)射信號(hào)可以是低功率信號(hào)，針對(duì)天線組件100的其他部件(例如濾波器、雙工器、和/或多路功率分配器/組合器124)的功率容限額定值或功率要求也可以對(duì)應(yīng)地降低。這可以降低天線組件的總成本，進(jìn)而可以降低基站和無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的成本。此外，由于可以降低有源部件120的功率額定值，也可以減小有源部件120的多個(gè)部件的物理尺寸。例如，在功率放大器122中可以使用較小的電介質(zhì)濾波器代替較大的空腔濾波器，使得能夠集成有源部件120的多個(gè)部件。在多個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)有源部件120可以集成在印刷電路板(PCB)上，因此天線組件100可以包括多個(gè)電路板。在其他實(shí)施例中，有源部件120和天線陣列110可以都集成到單個(gè)PCB上。此外，通過(guò)用多個(gè)分布式低噪聲放大器123代替基站處的單個(gè)低噪聲放大器，并且通過(guò)將分布式低噪聲放大器123放置在有源元件111附近，饋線中的損耗可能不會(huì)直接劣化系統(tǒng)噪聲性能。因此，還可以改善系統(tǒng)噪聲性能、系統(tǒng)靈敏度和系統(tǒng)容量。盡管圖I僅示出了特定數(shù)目的有源元件111和有源部件120，但是在其他實(shí)施例中，可以使用更多或更少數(shù)目的部件。在多個(gè)實(shí)施例中，圖I示出的一些部件還可以被進(jìn)一 步分割或組合。例如，多路功率分配器/組合器124可以被分配為分配器部分和組合器部
/X坐坐刀，寸寸O圖2是示出了根據(jù)本公開多個(gè)實(shí)施例的具有分布式放大器的示例性有源電氣傾斜天線組件200的更詳細(xì)框圖。在多個(gè)實(shí)施例中，如圖所示，天線組件200可以包括天線陣列210和有源部件220。天線陣列210可以具有六個(gè)有源元件211。每個(gè)有源元件211可以耦合到有源模塊221。有源模塊221可以耦合到多路功率分配器/組合器223、控制單元214、和電源215。處理單元230可以分別耦合到多路功率分配器/組合器223和控制單元214。在多個(gè)實(shí)施例中，如圖所示，處理單元230生成的RF信號(hào)可以首先被多路功率分配器/組合器223分配。多路功率分配器/組合器223可以將分配的RF信號(hào)提供給有源模塊221。有源模塊221可以對(duì)分配的RF信號(hào)進(jìn)行濾波、移相和功率放大，以產(chǎn)生放大RF信號(hào)，然后放大RF信號(hào)可以被提供給天線陣列210的每個(gè)有源元件211以便在空中發(fā)射。在多個(gè)實(shí)施例中，可以通過(guò)對(duì)應(yīng)的有源模塊221對(duì)天線陣列210的有源元件211在空中接收的RF信號(hào)進(jìn)行濾波、放大和移相，然后由多路功率分配器/組合器223進(jìn)行組合并提供給處理單元230以供進(jìn)一步處理。在本公開的后面部分將提供天線組件200的包括RF信號(hào)的發(fā)射和接收在內(nèi)的操作方法的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。在多個(gè)實(shí)施例中，電源215可以向包括有源模塊221在內(nèi)的天線組件200的多個(gè)部件供電?？刂茊卧?14可以控制由每個(gè)有源模塊221引入的相移量，以實(shí)現(xiàn)所需傾角。由于RF信號(hào)的總傾角可以由每個(gè)有源元件211發(fā)射的組合RF信號(hào)確定，每個(gè)有源元件211可能具有或不具有相同的相移量。在一些實(shí)施例中，控制單元214還可以監(jiān)視有源模塊221和/或有源元件211的狀態(tài)，并向處理單元230提供狀態(tài)更新。圖3是示出了根據(jù)本公開多個(gè)實(shí)施例的有源模塊221的示例有源模塊221的框圖。在多個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)有源模塊221可以對(duì)應(yīng)地耦合到天線陣列210的有源元件211。有源模塊221還可以耦合到多路功率分配器/組合器223。有源模塊221可以包括發(fā)射模塊320、接收模塊310、和雙工器331和332。發(fā)射模塊320可以進(jìn)一步包括功率放大器321、移相器322和旁路裝置313。有源元件211還可以包括圖2未示出的其他部件，例如濾波器。在多個(gè)實(shí)施例中，多路功率分配器/組合器223可以經(jīng)由雙工器332向發(fā)射模塊320提供分配的RF信號(hào)。雙工器332可以使得發(fā)射模塊320和接收模塊310共享到多路功率分配器/組合器223的單個(gè)通信路徑。類似地，雙工器331可以使得發(fā)射模塊320和接收模塊310共享到有源元件211的單個(gè)通信路徑。在多個(gè)實(shí)施例中，如果無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)是頻分雙工網(wǎng)絡(luò)，則雙工器332和331可以是頻分雙工器。如果無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)是否雙工系統(tǒng)，則雙工器332和331可以由開關(guān)代替。在多個(gè)實(shí)施例中，移相器322可以向分配的RF信號(hào)施加所需相移。每個(gè)移相器322生成和施加的精確相移量可以由控制單元214控制。類似地，移相器312可以在多路功率分配器/組合器223對(duì)接收RF信號(hào)進(jìn)行組合并提供給處理單元230之前，針對(duì)接收RF信號(hào)生成和施加所需相移。移相器312和322可以由集成模擬或數(shù)字電路中常用的部件(例 如分立二極管)實(shí)現(xiàn)。由于移相器312和322的較精確控制，移相器312和322可以提供比通過(guò)電機(jī)調(diào)節(jié)饋線長(zhǎng)度的方法更高的傾角調(diào)節(jié)分辨率。在一些實(shí)施例中，傾角調(diào)節(jié)分辨率可以低至約O. 5度。在多個(gè)實(shí)施例中，功率放大器321可以放大相移信號(hào)。由于天線組件200的總功率要求在多個(gè)功率放大器321之間分布，并且通過(guò)將多個(gè)功率放大器321放置在有源元件211附近降低了饋線上的信號(hào)損耗，每個(gè)功率放大器321可以僅需要產(chǎn)生總功率輸出的一部分。對(duì)于具有六個(gè)有源元件的天線陣列，如果在使用單個(gè)功率放大器時(shí)在基站中地電平處可能需要20瓦的功率輸出，則通過(guò)使用六個(gè)功率放大器321的分布組，每個(gè)功率放大器321僅需要產(chǎn)生約2瓦的功率輸出。由于現(xiàn)今可以購(gòu)買到功率容限高達(dá)10瓦的電介質(zhì)濾波器，可以通過(guò)可能物理上更小和更適于集成的電介質(zhì)濾波器實(shí)現(xiàn)功率放大器321。在多個(gè)實(shí)施例中，低噪聲放大器311可以用于放大天線陣列210的有源元件211接收的RF信號(hào)。通過(guò)將低噪聲放大器311放置在有源元件211附近，或通過(guò)將有源模塊221與有源元件211集成為單個(gè)單元，可以縮短有源元件211與低噪聲放大器311之間的距離。因此，有源元件211與低噪聲放大器311之間的信號(hào)損耗可以更小，從而獲得更出色的系統(tǒng)噪聲性能、更好的系統(tǒng)靈敏度和更高的系統(tǒng)容量。在多個(gè)實(shí)施例中，控制單元214可以監(jiān)視包括發(fā)射模塊320、接收模塊310及其子部件在內(nèi)的有源模塊221，以確保有源模塊221如所希望的那樣正常操作，并且向處理單元230報(bào)告有源模塊221的操作狀態(tài)。如果控制單元214在特定有源模塊221處檢查到故障，則控制單元214可以自發(fā)地或在處理單元230的控制下使能(B卩，激活)旁路裝置313或旁路裝置323。當(dāng)旁路裝置323被使能時(shí)，旁路裝置323可以把要發(fā)射的RF信號(hào)路由到有源元件211而不經(jīng)過(guò)移相器322或功率放大器321。類似地，當(dāng)旁路裝置313被使能時(shí)，旁路裝置313可以把從天線陣列210接收的RF信號(hào)路由到多路功率分配器/組合器223，并最終路由到處理單元230而不經(jīng)過(guò)低噪聲放大器311和移相器312。旁路裝置313和323可以保持天線組件200操作(盡管在較低性能水平上)，同時(shí)隔離并由網(wǎng)絡(luò)管理員解決故障?？刂茊卧?14還可以在斷電期間使能旁路裝置313和旁路裝置323。根據(jù)環(huán)境，控制單元214可以選擇僅使能特定故障有源模塊221的旁路裝置313和/或旁路裝置323，或者使能所有有源模塊221的旁路裝置313和/或旁路裝置323。
圖4是示出了根據(jù)本公開多個(gè)實(shí)施例的用于發(fā)射RF信號(hào)的操作的一部分的流程圖。在多個(gè)實(shí)施例中，如圖所示，在框410處，處理單元230可以生成RF信號(hào)以供發(fā)射，并在框421處生成控制信號(hào)?？刂菩盘?hào)可以包括用于控制單元214調(diào)節(jié)天線陣列的傾角和/或使能旁路裝置313和/或323的信息。在框420處，復(fù)用器(例如偏置器)可以組合RF信號(hào)和控制信號(hào)。在框430處，可以經(jīng)由饋線向天線組件200發(fā)射RF信號(hào)和由天線組件200接收RF信號(hào)。在框440處，天線組件200可以首先從組合RF和控制信號(hào)中提取控制信號(hào)，并將控制信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)到控制 單元214。隨后在框450處，可以通過(guò)多路功率分配器/組合器223分配RF信號(hào)并分發(fā)至有源模塊221的組。在框460處，可以在控制單元214的控制下將分配的RF信號(hào)提供給發(fā)射模塊320，并通過(guò)移相器322進(jìn)行移相。在框470處，可以通過(guò)功率放大器321對(duì)移相RF信號(hào)進(jìn)行放大。在框480處,可以將放大后的移相RF信號(hào)提供給每個(gè)有源元件211并在空中發(fā)射。通過(guò)能夠從處理單元230接受組合RF和控制信號(hào)，天線組件200可以與現(xiàn)有基站基礎(chǔ)設(shè)施兼容，并且可以影響已有的天線控制協(xié)議，例如天線接口標(biāo)準(zhǔn)組(AISG)定義的協(xié)議。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，針對(duì)這里公開的這些和其他處理及方法，可以以不同順序?qū)崿F(xiàn)處理和方法中執(zhí)行的功能。此外，所描述的操作僅作為示例提供，一些操作可以是可選的、組合為更少的操作，或擴(kuò)展為附加的操作，而不偏離所公開實(shí)施例的主旨。圖5是示出了根據(jù)本公開多個(gè)實(shí)施例的用于接收RF信號(hào)的操作的一部分的流程圖。在框510處，有源元件211可以接收RF信號(hào)并將其轉(zhuǎn)發(fā)到接收模塊310。接收的RF信號(hào)可以在框520處由低噪聲放大器311放大,在框530處由移相器312進(jìn)行移相，在框540處由多路功率分配器/組合器223進(jìn)行組合。在框550處，可以將組合的接收RF信號(hào)與控制信號(hào)進(jìn)一步組合?？刂菩盘?hào)可以包括控制單元214正向處理單元230報(bào)告的一個(gè)或多個(gè)有源模塊221的狀態(tài)。在框570處，可以將組合的控制和RF信號(hào)提供給處理單元230并由處理單元230處理。在框571處，處理單元230可以通過(guò)使用復(fù)用器(例如偏置器)從組合的控制和RF信號(hào)中提取控制信號(hào)?？刂菩盘?hào)可以向處理單元230指示可能需要調(diào)節(jié)天線組件200的傾角，或者可能需要使能旁路裝置313和/或323。處理單元230可以隨后相應(yīng)地發(fā)出控制信號(hào)。本公開不限于在本申請(qǐng)中描述的具體示例，這些具體示例意在說(shuō)明不同方案。本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚，不脫離本公開的精神和范圍，可以做出許多修改和變型。本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)之前的描述，除了在此所列舉的方法和裝置之外，還可以想到本公開范圍內(nèi)功能上等價(jià)的其他方法和裝置。這種修改和變型應(yīng)落在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。本公開應(yīng)當(dāng)由所附權(quán)利要求的術(shù)語(yǔ)及其等價(jià)描述的整個(gè)范圍來(lái)限定。應(yīng)當(dāng)理解，本公開不限于具體方法、試齊U、化合物組成或生物系統(tǒng)，這些都是可以改變的。還應(yīng)理解，這里所使用的術(shù)語(yǔ)僅用于描述具體示例的目的，而不應(yīng)被認(rèn)為是限制性的。至于本文中任何關(guān)于多數(shù)和/或單數(shù)術(shù)語(yǔ)的使用，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以從多數(shù)形式轉(zhuǎn)換為單數(shù)形式，和/或從單數(shù)形式轉(zhuǎn)換為多數(shù)形式，以適合具體環(huán)境和應(yīng)用。為清楚起見，在此明確聲明單數(shù)形式/多數(shù)形式可互換。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，一般而言，所使用的術(shù)語(yǔ)，特別是所附權(quán)利要求中(例如，在所附權(quán)利要求的主體部分中)使用的術(shù)語(yǔ)，一般地應(yīng)理解為“開放”術(shù)語(yǔ)(例如，術(shù)語(yǔ)“包括”應(yīng)解釋為“包括但不限于”，術(shù)語(yǔ)“具有”應(yīng)解釋為“至少具有”等)。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)理解，如果意在所引入的權(quán)利要求中標(biāo)明具體數(shù)目，則這種意圖將在該權(quán)利要求中明確指出，而在沒(méi)有這種明確標(biāo)明的情況下，則不存在這種意圖。例如，為幫助理解，所附權(quán)利要求可能使用了引導(dǎo)短語(yǔ)“至少一個(gè)”和“一個(gè)或多個(gè)”來(lái)引入權(quán)利要求中的特征。然而，這種短語(yǔ)的使用不應(yīng)被解釋為暗示著由不定冠詞引入的權(quán)利要求特征將包含該特征的任意特定權(quán)利要求限制為僅包含一個(gè)該特征的實(shí)施例，即便是該權(quán)利要求既包括引導(dǎo)短語(yǔ)“一個(gè)或多個(gè)”或“至少一個(gè)”又包括不定冠詞(例如，不定冠詞應(yīng)當(dāng)被解釋為意指“至少一個(gè)”或“一個(gè)或多個(gè)”)；在使用定冠詞來(lái)引入權(quán)利要求中的特征時(shí)，同樣如此。另外，即使明確指出了所引入權(quán)利要求特征的具體數(shù)目，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，這種列舉應(yīng)解釋為意指至少是所列數(shù)目(例如，不存在其他修飾語(yǔ)的短語(yǔ)“兩個(gè)特征”意指至少兩個(gè)該特征，或者兩個(gè)或更多該特征)。另外，在使用類似于“A、B和C等中至少一個(gè)”這樣的表述的情況下，一般來(lái)說(shuō)應(yīng)該按照本領(lǐng)域技術(shù)人員通常理解該表述的含義來(lái)予以解釋(例如，“具有A、B和C中至少一個(gè)的系統(tǒng)”應(yīng)包括但不限于單獨(dú)具有A、單獨(dú)具有B、單獨(dú)具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系統(tǒng)等)。在使用類似于“A、B或C等中至少一個(gè)”這樣的 表述的情況下，一般來(lái)說(shuō)應(yīng)該按照本領(lǐng)域技術(shù)人員通常理解該表述的含義來(lái)予以解釋(例如，“具有A、B或C中至少一個(gè)的系統(tǒng)”應(yīng)包括但不限于單獨(dú)具有A、單獨(dú)具有B、單獨(dú)具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系統(tǒng)等)。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)理解，實(shí)質(zhì)上任意表示兩個(gè)或更多可選項(xiàng)目的轉(zhuǎn)折連詞和/或短語(yǔ)，無(wú)論是在說(shuō)明書、權(quán)利要求書還是附圖中，都應(yīng)被理解為給出了包括這些項(xiàng)目之一、這些項(xiàng)目任一方、或兩個(gè)項(xiàng)目的可能性。例如，短語(yǔ)“A或B”應(yīng)當(dāng)被理解為包括“A”或“B”、或“A和B”的可能性?；谝陨厦枋?，應(yīng)當(dāng)理解這里已經(jīng)為了說(shuō)明的目的描述了本公開的多個(gè)實(shí)施例，在不偏離本公開范圍和精神的情況下可以做出多種修改。這里所公開的多個(gè)實(shí)施例不是限制性的，本公開的真實(shí)范圍和精神由所附權(quán)利要求表征。
權(quán)利要求
1.一種用于無(wú)線發(fā)射或接收通信信號(hào)的設(shè)備，所述設(shè)備包括 多個(gè)有源元件，用于無(wú)線發(fā)射或接收通信信號(hào)；以及 多個(gè)有源模塊，對(duì)應(yīng)地耦合到所述多個(gè)有源元件，并且被配置為與所述多個(gè)有源元件中的相應(yīng)有源元件協(xié)作； 其中所述多個(gè)有源模塊中的各個(gè)有源模塊包括功率放大器，被配置為對(duì)要發(fā)射的通信信號(hào)進(jìn)行放大；以及低噪聲放大器，被配置為對(duì)接收的通信信號(hào)進(jìn)行放大，以及 其中所述多個(gè)有源模塊中的各個(gè)有源模塊還包括第一移相器，被配置為對(duì)要發(fā)射的通信信號(hào)進(jìn)行移相；以及第二移相器，被配置為對(duì)接收的通信信號(hào)進(jìn)行移相。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，還包括耦合到所述多個(gè)有源模塊的多路功率分配器，被配置為在所述多個(gè)有源模塊之間分配所述要發(fā)射的通信信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，還包括控制單元，被配置為調(diào)節(jié)所述多個(gè)有源模塊中的各個(gè)有源模塊的所述第一移相器和所述第二移相器，以有效地實(shí)現(xiàn)所需傾角。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其中所述多個(gè)有源模塊中的各個(gè)有源模塊還包括第一雙工器，被配置為使要發(fā)射的通信信號(hào)和接收的通信信號(hào)能夠共享所述多個(gè)有源模塊中的各個(gè)有源模塊和對(duì)應(yīng)有源元件之間的第一通信路徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其中所述多個(gè)有源模塊中的各個(gè)有源模塊還包括 第二雙工器，被配置為使要發(fā)射的通信信號(hào)和接收的通信信號(hào)能夠共享所述多個(gè)有源模塊中的各個(gè)有源模塊和多路功率分配器之間的第二通信路徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其中所述多個(gè)有源模塊中的各個(gè)有源模塊還包括第一旁路裝置，被配置為將要發(fā)射的通信信號(hào)路由到所述多個(gè)有源元件中的對(duì)應(yīng)有源元件；以及第二旁路裝置，被配置為響應(yīng)于所述多個(gè)有源模塊中的各個(gè)有源模塊的故障或斷電，將接收的通信信號(hào)路由到處理單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其中所述多個(gè)有源元件和所述多個(gè)有源模塊集成為單個(gè)單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備是配置用于GSM、CDMA,WCDMA, WiMAX或LTE基站的天線組件。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備是配置用于GSM、CDMA,WCDMA, WiMAX或LTE網(wǎng)絡(luò)的基站。
10.一種用于通過(guò)天線組件來(lái)無(wú)線發(fā)射信號(hào)的方法，所述方法包括 通過(guò)多路功率分配器接收要發(fā)射的信號(hào)； 通過(guò)多路功率分配器分配要發(fā)射的信號(hào)，以產(chǎn)生多個(gè)分配的信號(hào)以分別提供給多個(gè)有源模塊； 通過(guò)所述多個(gè)有源模塊中的各個(gè)有源模塊對(duì)所述多個(gè)分配的信號(hào)分別進(jìn)行移相和放大，以產(chǎn)生多個(gè)放大信號(hào)；以及 通過(guò)多個(gè)有源元件將所述多個(gè)放大信號(hào)中的各個(gè)放大信號(hào)發(fā)射到自由空間中。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中通過(guò)所述多個(gè)有源模塊中的各個(gè)有源模塊進(jìn)行移相還包括通過(guò)由耦合到所述多個(gè)有源模塊的控制單元確定的相移量來(lái)對(duì)分配的信號(hào)進(jìn)行移相，以有效地實(shí)現(xiàn)所需傾角。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括通過(guò)天線組件接收包括控制信號(hào)和要發(fā)射的信號(hào)的組合信號(hào)； 通過(guò)天線組件從組合信號(hào)中提取控制信號(hào)； 通過(guò)天線組件將控制信號(hào)提供給控制單元，以控制要施加到所述多個(gè)有源模塊的相移量；以及 通過(guò)天線組件將要發(fā)射的信號(hào)提供給所述多路功率分配器。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括 通過(guò)控制單元監(jiān)視所述多個(gè)有源模塊的狀態(tài)，并將所述多個(gè)有源模塊的狀態(tài)提供給處理單元。
14.一種用于無(wú)線發(fā)射或接收射頻信號(hào)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 處理單元，被配置為生成要發(fā)射的射頻信號(hào)和處理接收的射頻信號(hào)； 多路功率分配器，經(jīng)由饋線耦合到處理單元； 耦合到多路功率分配器的多個(gè)有源模塊，其中所述多個(gè)有源模塊中的各個(gè)有源模塊包括發(fā)射模塊和接收模塊，發(fā)射模塊包括功率放大器和第一移相器，用于對(duì)要發(fā)射的射頻信號(hào)進(jìn)行放大和移相，接收模塊包括低噪聲放大器和第二移相器，用于對(duì)接收的射頻信號(hào)進(jìn)行放大和移相； 耦合到所述多個(gè)有源模塊的控制單元，用于控制通過(guò)有源模塊施加的相移以實(shí)現(xiàn)所需傾角；以及 對(duì)應(yīng)地耦合到所述多個(gè)有源模塊中的各個(gè)有源模塊的多個(gè)有源元件，將要發(fā)射的射頻信號(hào)發(fā)射到自由空間中，并且接收從自由空間接收的射頻信號(hào)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中多路功率分配器、控制單元、多個(gè)有源模塊和多個(gè)有源元件集成到單個(gè)單元中。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中所述多個(gè)有源模塊中的各個(gè)有源模塊還包括第一旁路裝置，被配置為將要發(fā)射的射頻信號(hào)路由到所述多個(gè)有源元件中的對(duì)應(yīng)有源元件；以及第二旁路裝置，被配置為在各個(gè)有源模塊發(fā)生故障或斷電的情況下，將接收的射頻信號(hào)路由到處理單元，而不由所述多個(gè)有源模塊中的各個(gè)有源模塊處理。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中所述多個(gè)有源模塊中的各個(gè)有源模塊還包括第一雙工器，被配置為使要發(fā)射的射頻信號(hào)和接收的射頻信號(hào)能夠共享所述多個(gè)有源模塊中的各個(gè)有源模塊和多路功率分配器之間的第一通信路徑。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中所述多個(gè)有源模塊中的各個(gè)有源模塊還包括第二雙工器，被配置為使要發(fā)射的射頻信號(hào)和接收的射頻信號(hào)能夠共享所述多個(gè)有源模塊中的各個(gè)有源模塊和所述多個(gè)有源元件中的對(duì)應(yīng)有源元件之間的第二通信路徑。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中控制單元可操作地耦合到處理單元，并且進(jìn)一步被配置為監(jiān)視所述多個(gè)有源模塊的操作狀態(tài)并向處理單元提供所述狀態(tài)。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中處理單元進(jìn)一步被配置為向控制單元提供所需傾角。
全文摘要
在本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例中，一種用于無(wú)線發(fā)射或接收通信信號(hào)的設(shè)備可以包括多個(gè)有源元件，用于無(wú)線發(fā)射或接收通信信號(hào)；以及多個(gè)有源模塊，對(duì)應(yīng)地耦合到所述多個(gè)有源元件，并且被配置為與所述多個(gè)有源元件中的相應(yīng)有源元件協(xié)作，其中所述多個(gè)有源模塊中的各個(gè)有源模塊包括電源放大器，被配置為對(duì)要發(fā)射的通信信號(hào)進(jìn)行放大；以及低噪聲放大器，被配置為對(duì)接收的通信信號(hào)進(jìn)行放大，其中所述多個(gè)有源模塊中的各個(gè)有源模塊還包括第一移相器，被配置為對(duì)要發(fā)射的通信信號(hào)進(jìn)行移相；以及第二移相器，被配置為對(duì)接收的通信信號(hào)進(jìn)行移相?？梢悦枋霾⒄?qǐng)求保護(hù)其他實(shí)施例。
文檔編號(hào)H01Q23/00GK102948017SQ201080067605
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2010年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月23日
發(fā)明者劉繼剛 申請(qǐng)人:英派爾科技開發(fā)有限公司