一種天線及無(wú)線信號(hào)發(fā)送、接收方法
【專利摘要】本申請(qǐng)公開(kāi)了一種天線及無(wú)線信號(hào)發(fā)送、接收方法，該天線包括將第一波束信號(hào)分成k1+m個(gè)第一波束分路信號(hào)的第一功分器將第二波束信號(hào)分成k2個(gè)第二波束分路信號(hào)的第二功分器，對(duì)m個(gè)第一波束分路信號(hào)移相處理得到M個(gè)第一波束分路移相信號(hào)的第一移相網(wǎng)絡(luò)；對(duì)k1個(gè)第一波束分路信號(hào)和k2個(gè)第二波束分路信號(hào)進(jìn)行處理得到K個(gè)復(fù)用信號(hào)的信號(hào)復(fù)用網(wǎng)絡(luò)；用于發(fā)射M個(gè)第一波束分路信號(hào)的M個(gè)第一天線陣子的，用于發(fā)射K個(gè)復(fù)用信號(hào)的K個(gè)復(fù)用天線陣子，M個(gè)第一波束分路移相信號(hào)和K個(gè)復(fù)用信號(hào)發(fā)射后形成第一波束，K個(gè)復(fù)用信號(hào)發(fā)射后形成第二波束。該天線可以在天線體積不增加的情況下，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)容量增加。
【專利說(shuō)明】一種天線及無(wú)線信號(hào)發(fā)送、接收方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)涉及通信【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種天線及無(wú)線信號(hào)發(fā)送、接收方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著無(wú)線通訊技術(shù)的迅猛發(fā)展，人們對(duì)通訊系統(tǒng)的容量、傳輸速率等不斷地提出更高的要求，一系列網(wǎng)絡(luò)容量提升技術(shù)和架構(gòu)被提出，如水平劈裂、垂直劈裂等等宏站演進(jìn)技術(shù)，其中水平劈裂是指在水平面上增加波束數(shù)量，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)容量翻倍，而垂直劈裂則是指在垂直面上增加波束數(shù)量。
[0003]但從實(shí)現(xiàn)的角度來(lái)看，水平劈裂天線使用多列天線，所以天線寬度會(huì)增加，而垂直劈裂是通過(guò)電路網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)，所以系統(tǒng)復(fù)雜度會(huì)提升。另外，由于水平劈裂和垂直劈裂改變了原有天線的扇區(qū)覆蓋，所以需要重新對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行大量的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。[0004]因此，基于宏站的演進(jìn)技術(shù)普遍存在著天線體積增加大以及設(shè)備更加復(fù)雜的問(wèn)題。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本申請(qǐng)中提供了一種天線及無(wú)線信號(hào)發(fā)送、接收方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中增加系統(tǒng)容量導(dǎo)致天線體積大以及設(shè)備復(fù)雜的問(wèn)題。
[0006]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本申請(qǐng)實(shí)施例公開(kāi)了如下技術(shù)方案:
[0007]—方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N天線，包括:第一功分器、第二功分器、第一移相網(wǎng)絡(luò)、信號(hào)復(fù)用網(wǎng)絡(luò)、第一天線陣列和復(fù)用天線陣列，其中，所述第一功分器接收第一波束信號(hào)，并將所述第一波束信號(hào)分成kl+m個(gè)第一波束分路信號(hào)，所述第二功分器接收第二波束信號(hào)，并將所述第二波束信號(hào)分成k2個(gè)第二波束分路信號(hào)；所述第一移相網(wǎng)絡(luò)對(duì)m個(gè)所述第一波束分路信號(hào)進(jìn)行移相處理，得到M個(gè)相位都不相同的第一波束分路移相信號(hào)；所述信號(hào)復(fù)用網(wǎng)絡(luò)包含L個(gè)輸入端，其中LI個(gè)輸入端接收kl個(gè)所述第一波束分路信號(hào)，L2個(gè)輸入端接收k2個(gè)所述第二波束分路信號(hào)，所述信號(hào)復(fù)用網(wǎng)絡(luò)對(duì)kl個(gè)所述第一波束分路信號(hào)和k2個(gè)所述第二波束分路信號(hào)進(jìn)行信號(hào)復(fù)用、移相處理得到K個(gè)相位都不相同的復(fù)用信號(hào)，每個(gè)復(fù)用信號(hào)內(nèi)都包含有所述第一波束分路信號(hào)和所述第二波束分路信號(hào)；所述第一天線陣列包括M個(gè)第一天線陣子，所述復(fù)用天線陣列包括K個(gè)復(fù)用天線陣子…個(gè)所述第一天線陣子用于發(fā)射M個(gè)所述第一波束分路信號(hào)，K個(gè)所述復(fù)用天線陣子用于發(fā)射K個(gè)所述復(fù)用信號(hào)，并且M個(gè)所述第一波束分路移相信號(hào)和K個(gè)所述復(fù)用信號(hào)發(fā)射后形成第一波束，K個(gè)所述復(fù)用信號(hào)發(fā)射后形成第二波束，所述第一波束和所述第二波束的發(fā)射方向不同；其中，kl、k2、M和K都為正整數(shù)，并且M大于等于l，m小于等于M，kl大于等于1，k2大于等于1，L1+L2小于等于L，L小于等于K。
[0008]結(jié)合第一方面，在第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，M個(gè)所述第一天線陣子與K個(gè)所述復(fù)用天線陣子位于一條直線上。
[0009]結(jié)合第一方面或第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述第二功分器用于將所述第二波束信號(hào)分成k2+n個(gè)第二波束分路信號(hào)；所述天線還包括:第二移相網(wǎng)絡(luò)和第二天線陣列，其中，所述第二移相網(wǎng)絡(luò)對(duì)η個(gè)所述第二波束分路信號(hào)分別進(jìn)行移相處理，得到N個(gè)相位都不相同的第二波束分路移相信號(hào)，η小于等于N，N小于M ;所述第二天線陣列包括N個(gè)第二天線陣子，K個(gè)復(fù)用天線陣子呈直線排列，N個(gè)第二天線陣子與M個(gè)第一天線陣子分別位于K個(gè)復(fù)用天線陣子的兩端，N個(gè)所述第二天線陣子用于發(fā)射N個(gè)所述第二波束分路信號(hào)，并且N個(gè)所述第二波束分路信號(hào)和K個(gè)所述復(fù)用信號(hào)發(fā)射后形成第二波束。
[0010]結(jié)合第一方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面的第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，N個(gè)所述第二天線陣子、M個(gè)所述第一天線陣子和K個(gè)所述復(fù)用天線陣子位于一條直線上。
[0011]結(jié)合第一方面或第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面的第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述信號(hào)復(fù)用網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)移相位器和一個(gè)3DB電橋組成的巴特勒矩陣，其中，所述巴特勒矩陣用于對(duì)kl個(gè)所述第一波束分路信號(hào)和k2個(gè)所述第二波束分路信號(hào)進(jìn)行信號(hào)復(fù)用處理，得到K復(fù)用信號(hào)；多個(gè)所述移相位器設(shè)置在所述巴特勒矩陣的輸入端和/或輸出端，用于對(duì)所述第一波束分路信號(hào)、所述第二波束分路信號(hào)和/或所述復(fù)用信號(hào)進(jìn)行移相。
[0012]結(jié)合第一方面或第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面的第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，當(dāng)m等于M時(shí)，所述第一移相網(wǎng)絡(luò)包括至少M(fèi)-1個(gè)移相位器；當(dāng)m小于M時(shí)，所述第一移相網(wǎng)絡(luò)包括:至少M(fèi)-1個(gè)移相位器和至少一個(gè)功分器。
[0013]結(jié)合第一方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面的第六種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，，當(dāng)η等于N時(shí)，所述第二移相網(wǎng)絡(luò)包括:至少N-1個(gè)移相位器；當(dāng)η小于N時(shí)，所述第二移相網(wǎng)絡(luò)包括:至少N-1個(gè)移相位器和至少一個(gè)功分器。
[0014]第二方面，本申請(qǐng)還提供了一種天線信號(hào)發(fā)送方法，包括:分別接收第一波束信號(hào)和第二波束信號(hào)；將所述第一波束信號(hào)分成kl+m個(gè)第一波束分路信號(hào)；將所述第二波束信號(hào)分成k2個(gè)第二波束分路信號(hào)；對(duì)m個(gè)所述第一波束分路信號(hào)進(jìn)行移相處理，得到M個(gè)相位都不相同的第一波束分路信號(hào)；利用包含L個(gè)輸入端的信號(hào)復(fù)用網(wǎng)絡(luò)對(duì)kl個(gè)所述第一波束分路信號(hào)和k2個(gè)所述第二波束分路信號(hào)進(jìn)行信號(hào)復(fù)用、移相處理得到K個(gè)相位都不相同的復(fù)用信號(hào)；利用包含有M個(gè)第一天線陣子的第一天線陣列發(fā)射M個(gè)所述第一波束分路信號(hào)；利用包含有與M個(gè)所述第一天線陣子在一條直線上分布的K個(gè)復(fù)用天線陣子的復(fù)用天線陣列發(fā)射K個(gè)所述復(fù)用信號(hào)；M個(gè)所述第一波束分路信號(hào)和K個(gè)所述復(fù)用信號(hào)發(fā)射后形成第一波束，K個(gè)所述復(fù)用信號(hào)發(fā)射后形成第二波束，所述第一波束和所述第二波束的發(fā)射方向不同，并且kl、k2、M和K都為正整數(shù)，M大于等于1，m小于等于M，kl大于等于1，k2大于等于1，kl+k2小于等于L，L小于等于K。
[0015]結(jié)合第二方面，在第二方面第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述方法還包括:將所述第二波束信號(hào)分成η個(gè)第二波束分路信號(hào)；對(duì)η個(gè)所述第二波束分路信號(hào)分別進(jìn)行移相處理，得到N個(gè)相位都不相同的第二波束分路信號(hào)；利用包含有與M個(gè)所述第一天線陣子和K個(gè)所述復(fù)用天線陣子在一條直線上分布的N個(gè)第二天線陣子的第二天線陣列發(fā)射N個(gè)所述第二波束分路信號(hào)，N個(gè)所述第二波束分路信號(hào)與K個(gè)所述復(fù)用信號(hào)發(fā)射后形成第二波束。
[0016]第三方面，本申請(qǐng)還提供了一種天線接收方法，包括:利用復(fù)用天線陣列和第一天線陣列接收目標(biāo)波束，所述復(fù)用天線陣列包含K個(gè)復(fù)用天線陣子，所述第一天線陣列包含有與K個(gè)復(fù)用天線陣子在一條直線上分布的M個(gè)第一天線陣子；對(duì)M個(gè)所述第一天線陣子接收的所述目標(biāo)波束進(jìn)行移相后，得到m個(gè)相位都不相同的第三波束分路信號(hào)；對(duì)K個(gè)所述復(fù)用天線陣子接收的所述目標(biāo)波束進(jìn)行信號(hào)分離、移相后，得到kl個(gè)第三波束分路信號(hào)和k2個(gè)第四波束分路信號(hào)；將m+kl個(gè)所述第三波束分路信號(hào)合成得到第三波束信號(hào)，或者，將k2個(gè)所述第四波束分路信號(hào)合成為第四波束信號(hào)。
[0017]結(jié)合第三方面，在第三方面第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述方法還包括:利用第二天線陣列接收所述目標(biāo)波束，所述第二天線陣列包含有與K個(gè)所述復(fù)用天線陣子、M個(gè)所述第一天線陣子在一條直線上分布的N個(gè)第二天線陣子；對(duì)N個(gè)所述第二天線陣子接收的所述目標(biāo)波束進(jìn)行移相后，得到η個(gè)相位都不相同的第四波束分路信號(hào)；將n+k2個(gè)所述第四波束分路信號(hào)合成為第四波束信號(hào)。
[0018]本申請(qǐng)實(shí)施例提供的該天線，根據(jù)發(fā)射的第一波束和第二波束的要求，首先將第一波束分成kl+m個(gè)第一波束分路信號(hào)，并且將第二波束分別分成k2個(gè)第二波束分路信號(hào)，然后利用第一移相網(wǎng)絡(luò)對(duì)kl第一波束分路信號(hào)進(jìn)行移相，利用信號(hào)復(fù)用網(wǎng)絡(luò)對(duì)kl第一波束分路信號(hào)和k2個(gè)第二波束分路信號(hào)進(jìn)行信號(hào)復(fù)用、移相處理，得到K個(gè)復(fù)用信號(hào)，將M個(gè)第一波束分路移相信號(hào)通過(guò)第一天線陣列50發(fā)射，將將K個(gè)復(fù)用信號(hào)由復(fù)用天線陣列40發(fā)射，發(fā)射后K個(gè)復(fù)用信號(hào)形成第二波束，K個(gè)復(fù)用信號(hào)和M個(gè)第一波束分路移相信號(hào)共同形成第一波束。通過(guò)控制對(duì)第一功分器和第二功分器分的的分路信號(hào)的大小以及控制對(duì)各分路信號(hào)以及復(fù)用信號(hào)進(jìn)行移相的相位大小，可以使得最終得到的第一波束和第二波束的增益、下傾角以及垂直面波束寬度都可以不相同。
[0019]由此可見(jiàn)，本申請(qǐng)實(shí)施例提供的該天線，可以使得兩個(gè)不同的波束復(fù)用部分天線陣子，并且通過(guò)調(diào)節(jié)波束信號(hào)的分路信號(hào)大小以及相位，可以形成的兩個(gè)波束的下傾角不同，使得兩個(gè)波束指向不同，進(jìn)而覆蓋區(qū)域不同且不重疊。因此，該天線可以在天線體積不增加的情況下，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)容量增加。
[0020]同時(shí)，該方案只需設(shè)置第一功分器和第二功分器的分路信號(hào)大小，以及控制第一移相網(wǎng)絡(luò)和信號(hào)復(fù)用網(wǎng)絡(luò)對(duì)分路信號(hào)移相相位大小即可，實(shí)現(xiàn)方便簡(jiǎn)單，系統(tǒng)復(fù)雜度低。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]為了更清楚地說(shuō)明本申請(qǐng)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種天線的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的信號(hào)復(fù)用網(wǎng)絡(luò)的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的信號(hào)復(fù)用網(wǎng)絡(luò)的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖4為本申請(qǐng)實(shí)施例提供另一種天線的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖5為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一個(gè)應(yīng)用實(shí)施例中天線的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖6為現(xiàn)有的AAS方案對(duì)應(yīng)的劈裂波束方向圖；
[0028]圖7為現(xiàn)有AAS方案對(duì)應(yīng)的覆蓋效果圖；
[0029]圖8為本申請(qǐng)實(shí)施例圖5提供的天線測(cè)試的波束對(duì)比圖；
[0030]圖9為本申請(qǐng)實(shí)施例圖5提供天線測(cè)試的覆蓋效果圖
[0031]圖10為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種天線信號(hào)發(fā)送方法的流程示意圖；[0032]圖11為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的另一種天線信號(hào)發(fā)送方法的流程示意圖；
[0033]圖12為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種天線信號(hào)接收方法的流程示意圖；
[0034]圖13為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的另一種天線信號(hào)接收方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]為了使本【技術(shù)領(lǐng)域】的人員更好地理解本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案，并使本申請(qǐng)實(shí)施例的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0036]圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種天線的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]如圖1所示，該天線包括:第一功分器10、第二功分器20、信號(hào)復(fù)用網(wǎng)絡(luò)30、復(fù)用天線陣列40、第一天線陣列50和第一移相網(wǎng)絡(luò)60。
[0038]第一功分器10用于接收第一波束信號(hào)，并將第一波束信號(hào)分成kl+m個(gè)第一波束分路信號(hào)。根據(jù)發(fā)送的第一波束的要求，第一功分器10可以選擇等功分器或不等功分器，并且不等功分器分得各個(gè)第一波束分路信號(hào)的大小，根據(jù)第一波束的要求不同而有差異。
[0039]第二功分器20用于接收第二波束信號(hào)，并將第二波束信號(hào)分成k2個(gè)第二波束分路信號(hào)。同樣，根據(jù)發(fā)送的第二波束的要求，第二功分器20可以選擇等功分器或不等功分器。
[0040]第一移相網(wǎng)絡(luò)60對(duì)m個(gè)第一波束分路信號(hào)進(jìn)行移相處理，得到M個(gè)第一波束分路移相信號(hào)，M個(gè)第一波束移相信號(hào)的相位都不相同。第一移相網(wǎng)絡(luò)60包括至少M(fèi)-1個(gè)移相位器62，或，M-1個(gè)移相位器和至少一個(gè)功分器組成，其中，當(dāng)m=M時(shí)，第一移相網(wǎng)絡(luò)60可以為M個(gè)移相支路組成，并且至少M(fèi)-1個(gè)移相支路上都設(shè)置有一個(gè)移相位器，這樣對(duì)于m個(gè)第一波束分路信號(hào)進(jìn)行移相后，可以保證得到的M個(gè)第一波束分路移相信號(hào)的相位都不相同。另外，當(dāng)m < M時(shí)，如圖2所示，圖中m=3，M=5，此時(shí)，第一移相網(wǎng)絡(luò)60由移相位器和功分器進(jìn)行級(jí)聯(lián)，圖中，62為移相位器，61為一分二功分器，同樣，圖2所示的第一移相網(wǎng)絡(luò)也可以得到M個(gè)第一波束分路移相信號(hào)。
[0041]信號(hào)復(fù)用網(wǎng)絡(luò)30的輸入端有L個(gè)，L個(gè)輸入端分為兩部分，第一部分LI個(gè)輸入端接收kl個(gè)第一波束分路信號(hào)，第二部分L2個(gè)輸入端接收k2個(gè)第二波束分路信號(hào)。在本申請(qǐng)實(shí)施例中，L小于等于K，并且L1+L2的總個(gè)數(shù)小于等于L。上述設(shè)計(jì)，可以保證至少有kl個(gè)第一波束信號(hào)、k2個(gè)第二波束輸入到信號(hào)復(fù)用網(wǎng)絡(luò)中，并且第一波束分路信號(hào)和第二波束分路信號(hào)占用的輸入端數(shù)量小于信號(hào)復(fù)用網(wǎng)絡(luò)的輸入端總數(shù)量。
[0042]信號(hào)復(fù)用網(wǎng)絡(luò)30的作用是將kl個(gè)第一波束分路信號(hào)和k2個(gè)第二波束分路信號(hào)進(jìn)行信號(hào)復(fù)用和移相處理，得到K個(gè)復(fù)用信號(hào)，每個(gè)復(fù)用信號(hào)內(nèi)都包含有第一波束分路信號(hào)和第二波束分路信號(hào)，并且不同復(fù)用信號(hào)的相位不相同。
[0043]在本申請(qǐng)實(shí)施例中，如圖3所示，信號(hào)復(fù)用網(wǎng)絡(luò)30由多個(gè)移相位器31和一個(gè)3DB電橋組成的巴特勒矩陣32組成，在巴特勒矩陣32的每個(gè)輸入端可以根據(jù)需要設(shè)置一個(gè)移相位器31或不設(shè)置移相位器，巴特勒矩陣32的每個(gè)輸出端根據(jù)需要設(shè)置有I個(gè)移相位器31或不設(shè)置移相位器，另外，至少一個(gè)輸出端上可以不設(shè)置移相位器。如圖3所示巴特勒矩陣32為二進(jìn)四出的網(wǎng)絡(luò)，即kI =k2=LI =L2=I，K=4，在本申請(qǐng)其它實(shí)施例中，巴特勒矩陣32還可以是一個(gè)多進(jìn)多出的網(wǎng)絡(luò)。[0044]如圖1所示，復(fù)用天線陣列40包括K個(gè)復(fù)用天線陣子，K個(gè)復(fù)用天線陣子呈直線排列，每個(gè)復(fù)用天線陣子分別與信號(hào)復(fù)用網(wǎng)絡(luò)40的一個(gè)輸出端相連接，將信號(hào)復(fù)用網(wǎng)絡(luò)40輸出的一個(gè)復(fù)用信號(hào)發(fā)射出去。
[0045]第一天線陣列50包括M個(gè)第一天線陣子，M個(gè)第一天線陣子與K個(gè)復(fù)用天線位于一條直線上，并且M個(gè)第一天線陣子位于K個(gè)復(fù)用天線陣子的一端。每個(gè)第一天線陣子分別與第一移相網(wǎng)絡(luò)60中的一個(gè)輸出端相連接，將第一移相網(wǎng)絡(luò)60輸出的一個(gè)第一波束分路移相信號(hào)發(fā)射出去。
[0046]復(fù)用天線陣列40發(fā)射的K個(gè)復(fù)用信號(hào)中的第二波束分路信號(hào)形成第二波束，復(fù)用天線陣列40發(fā)射的K個(gè)復(fù)用信號(hào)的第一波束分路信號(hào)和第一天線陣列60發(fā)射的M個(gè)第一波束分路移相信號(hào)共同形成第一波束，并且發(fā)射形成的第一波束和第二波束的發(fā)射方向不同。
[0047]另外，根據(jù)天線的互異性，本申請(qǐng)實(shí)施例提供的該天線還可以接收波束，在接收目標(biāo)波束時(shí)，復(fù)用天線陣列40中的K個(gè)復(fù)用天線陣子還可以接收目標(biāo)波束，信號(hào)復(fù)用網(wǎng)絡(luò)30對(duì)接收到的目標(biāo)波束進(jìn)行分路移相后得到kl個(gè)第三波束分路信號(hào)和k2個(gè)第四波束分路信號(hào)。第一天線陣列50接收目標(biāo)波束，M個(gè)第一天線陣子將接收到的目標(biāo)波束移相后得到m個(gè)第三波束分路信號(hào)。第一功分器10將kl+m個(gè)第三波束分路信號(hào)合到一起形成第三波束信號(hào)；第二功分器20將k2個(gè)第四波束分路信號(hào)合到一起形成第四波束信號(hào)。
[0048]本申請(qǐng)實(shí)施例提供的該天線，根據(jù)發(fā)射的第一波束和第二波束的要求，首先將第一波束分成kl+m個(gè)第一波束分路信號(hào)，并且將第二波束分別分成k2個(gè)第二波束分路信號(hào)，然后利用第一移相網(wǎng)絡(luò)對(duì)kl第一波束分路信號(hào)進(jìn)行移相，利用信號(hào)復(fù)用網(wǎng)絡(luò)對(duì)kl第一波束分路信號(hào)和k2個(gè)第二波束分路信號(hào)進(jìn)行信號(hào)復(fù)用、移相處理，得到K個(gè)復(fù)用信號(hào)，將M個(gè)第一波束分路移相信號(hào)通過(guò)第一天線陣列50發(fā)射，將將K個(gè)復(fù)用信號(hào)由復(fù)用天線陣列40發(fā)射，發(fā)射后K個(gè)復(fù)用信號(hào)形成第二波束，K個(gè)復(fù)用信號(hào)和M個(gè)第一波束分路移相信號(hào)共同形成第一波束。通過(guò)控制對(duì)第一功分器和第二功分器分的的分路信號(hào)的大小以及控制對(duì)各分路信號(hào)以及復(fù)用信號(hào)進(jìn)行移相的相位大小，可以使得最終得到的第一波束和第二波束的增益、下傾角以及垂直面波束寬度都可以不相同。
[0049]由此可見(jiàn)，本申請(qǐng)實(shí)施例提供的該天線，可以使得兩個(gè)不同的波束復(fù)用部分天線陣子，并且通過(guò)調(diào)節(jié)波束信號(hào)的分路信號(hào)大小以及相位，可以形成的兩個(gè)波束的下傾角不同，使得兩個(gè)波束指向不同，進(jìn)而覆蓋區(qū)域不同且不重疊。因此，該天線可以在天線體積不增加的情況下，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)容量增加。
[0050]同時(shí)，該方案只需設(shè)置第一功分器和第二功分器的分路信號(hào)大小，以及控制第一移相網(wǎng)絡(luò)和信號(hào)復(fù)用網(wǎng)絡(luò)對(duì)分路信號(hào)移相相位大小即可，實(shí)現(xiàn)方便簡(jiǎn)單，系統(tǒng)復(fù)雜度低。
[0051]圖4為本申請(qǐng)實(shí)施例提供另一種天線的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0052]在上一個(gè)實(shí)施例中，將第一天下陣列和復(fù)用天線陣列作為整體來(lái)看，僅僅將天線陣列的部分天線陣子進(jìn)行復(fù)用，并且發(fā)射第二波束的全部天線陣子與發(fā)射第一波束的部分天線陣子復(fù)用，在本申請(qǐng)實(shí)施例中，還可以將發(fā)射第二波束的部分天線陣子與發(fā)射第一波的部分天線陣子進(jìn)行復(fù)用，形成一種新的復(fù)用方案。如圖4所示，該天線可以還可以包括:第二天線陣列90和第二移相網(wǎng)絡(luò)100。
[0053]在本申請(qǐng)實(shí)施中，第二功分器20將第二波束信號(hào)分成k2+n個(gè)第二波束分路信號(hào)。另外，k2個(gè)第二波束分路信號(hào)的大小和η個(gè)第二波束分路信號(hào)的大小可以根據(jù)第二波束的要求而設(shè)定。
[0054]第二移相網(wǎng)絡(luò)100對(duì)η個(gè)第二波束分路信號(hào)進(jìn)行移相處理，得到N個(gè)第二波束分路移相信號(hào)，N個(gè)第二波束移相信號(hào)的相位都不相同，η小于等于N，并且N小于Μ。即從整體來(lái)看，形成第二波束的天線陣子的數(shù)量小于形成第一波束的天線陣子的數(shù)量。
[0055]在本申請(qǐng)實(shí)施例中，當(dāng)η等于N時(shí)，第二移相網(wǎng)絡(luò)可以由至少N-1個(gè)移相位器組，當(dāng)η小于N時(shí)，所述第二移相網(wǎng)絡(luò)可以由至少N-1個(gè)移相位器和至少一個(gè)功分器級(jí)聯(lián)組成，詳細(xì)描述可以參考上述關(guān)于第一移相網(wǎng)絡(luò)60的描述，在此不再贅述。
[0056]第二天線陣列90包括N個(gè)第二天線陣子，N個(gè)第二天線陣子與第一天線陣子、復(fù)用天線陣子位于一條直線上，并且第一天線陣列50和第二天線陣列100分別位于復(fù)用天線陣列40的兩端。第二天線陣列90用于將移相后的N個(gè)第二波束分路移相信號(hào)發(fā)射出去。
[0057]在本申請(qǐng)實(shí)施例中，通過(guò)控制對(duì)第一功分器和第二功分器分的的分路信號(hào)的大小以及控制對(duì)各分路信號(hào)以及復(fù)用信號(hào)進(jìn)行移相的相位大小，可以使得最終得到的第一波束和第二波束的增益、下傾角以及垂直面波束寬度都可以不相同。，進(jìn)而覆蓋區(qū)域不同且不重疊。因此，該天線可以在天線體積不增加的情況下，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)容量增加。
[0058]同時(shí)，該方案只需設(shè)置第一功分器和第二功分器的分路信號(hào)大小，以及第一移相網(wǎng)絡(luò)、第二移相網(wǎng)絡(luò)和信號(hào)復(fù)用網(wǎng)絡(luò)對(duì)分路信號(hào)移相相位大小即可，實(shí)現(xiàn)方便簡(jiǎn)單，系統(tǒng)復(fù)雜度低。
[0059]圖5為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一個(gè)應(yīng)用實(shí)施例中天線的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5所示，該天線包含有天線模塊16、兩個(gè)信號(hào)復(fù)用網(wǎng)絡(luò)、四個(gè)功分器、兩個(gè)第一移相網(wǎng)絡(luò)、兩個(gè)第二功分器、兩個(gè)第二移相網(wǎng)絡(luò)、兩個(gè)第一射頻收發(fā)單元以及兩個(gè)第二射頻收發(fā)單元，其中:天線模塊采用雙極化陣子且按照單列均勻排列的天線陣列，每個(gè)陣子之間的間距為108mm，天線陣列中包含有2個(gè)復(fù)用天線陣子、10個(gè)第一天線陣子和2個(gè)第二天線陣子，兩個(gè)信號(hào)復(fù)用網(wǎng)絡(luò)分別為主極化信號(hào)復(fù)用網(wǎng)絡(luò)I和交叉極化信號(hào)復(fù)用網(wǎng)絡(luò)2，兩個(gè)第一移相網(wǎng)絡(luò)分別為第一主極化移相網(wǎng)絡(luò)5和第一交叉極化移相網(wǎng)絡(luò)6，兩個(gè)第一功分器3和4，兩個(gè)第二功分器7和8，兩個(gè)第二移相網(wǎng)絡(luò)分別為第二主極化移相網(wǎng)絡(luò)9和第二交叉極化移相網(wǎng)絡(luò)11，兩個(gè)第一射頻收發(fā)單元分別為12和13，兩個(gè)第二射頻收發(fā)單元分別為14和15。
[0060]在本申請(qǐng)實(shí)施例中，第一功分器3和4都為一分七不等功分器，第二功分器7和8都為一分三不等分功分器。
[0061]主極化信號(hào)復(fù)用網(wǎng)絡(luò)I和交叉極化信號(hào)復(fù)用網(wǎng)絡(luò)2都由一個(gè)3DB電橋和兩個(gè)移相位器組成。
[0062]第一主極化移相網(wǎng)絡(luò)5和第一交叉極化移相網(wǎng)絡(luò)6的結(jié)構(gòu)相似，都由兩層10個(gè)移相位器、I層一分二等功分器級(jí)聯(lián)組成，從而具有使得第一波束具有下傾角O?12度可調(diào)特性。當(dāng)?shù)谝徊ㄊ南聝A角為9度時(shí)，1-12天線陣子的幅度相位特性如表I所示，表中陣子是指天線陣子，第一波束分路信號(hào)是指天線陣子上發(fā)射的第一波束分路信號(hào)。
[0063]表I
[0064]
【權(quán)利要求】
1.一種天線，其特征在于，包括:第一功分器、第二功分器、第一移相網(wǎng)絡(luò)、信號(hào)復(fù)用網(wǎng)絡(luò)、第一天線陣列和復(fù)用天線陣列，其中， 所述第一功分器接收第一波束信號(hào)，并將所述第一波束信號(hào)分成kl+m個(gè)第一波束分路信號(hào)，所述第二功分器接收第二波束信號(hào)，并將所述第二波束信號(hào)分成k2個(gè)第二波束分路信號(hào); 所述第一移相網(wǎng)絡(luò)對(duì)m個(gè)所述第一波束分路信號(hào)進(jìn)行移相處理，得到M個(gè)相位都不相同的第一波束分路移相信號(hào)； 所述信號(hào)復(fù)用網(wǎng)絡(luò)包含L個(gè)輸入端，其中LI個(gè)輸入端接收kl個(gè)所述第一波束分路信號(hào)，L2個(gè)輸入端接收k2個(gè)所述第二波束分路信號(hào)，所述信號(hào)復(fù)用網(wǎng)絡(luò)對(duì)kl個(gè)所述第一波束分路信號(hào)和k2個(gè)所述第二波束分路信號(hào)進(jìn)行信號(hào)復(fù)用、移相處理得到K個(gè)相位都不相同的復(fù)用信號(hào)，每個(gè)復(fù)用信號(hào)內(nèi)都包含有所述第一波束分路信號(hào)和所述第二波束分路信號(hào)； 所述第一天線陣列包括M個(gè)第一天線陣子，所述復(fù)用天線陣列包括K個(gè)復(fù)用天線陣子；M個(gè)所述第一天線陣子用于發(fā)射M個(gè)所述第一波束分路信號(hào)，K個(gè)所述復(fù)用天線陣子用于發(fā)射K個(gè)所述復(fù)用信號(hào)，并且M個(gè)所述第一波束分路移相信號(hào)和K個(gè)所述復(fù)用信號(hào)發(fā)射后形成第一波束，K個(gè)所述復(fù)用信號(hào)發(fā)射后形成第二波束，所述第一波束和所述第二波束的發(fā)射方向不同； 其中，kl、k2、M和K都為正整數(shù)，并且M大于等于1，m小于等于M，kl大于等于1，k2大于等于1，L1+L2小于等于L，L小于等于K。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線，其特征在于，M個(gè)所述第一天線陣子與K個(gè)所述復(fù)用天線陣子位于一條直線上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的天線，其特征在于，所述第二功分器用于將所述第二波束信號(hào)分成k2+n個(gè)第二波束分路信號(hào)； 所述天線還包括:第二移相網(wǎng)絡(luò)和第二天線陣列，其中， 所述第二移相網(wǎng)絡(luò)對(duì)η個(gè)所述第二波束分路信號(hào)分別進(jìn)行移相處理，得到N個(gè)相位都不相同的第二波束分路移相信號(hào)，η小于等于N, N小于M ； 所述第二天線陣列包括N個(gè)第二天線陣子，K個(gè)復(fù)用天線陣子呈直線排列，N個(gè)第二天線陣子與M個(gè)第一天線陣子分別位于K個(gè)復(fù)用天線陣子的兩端，N個(gè)所述第二天線陣子用于發(fā)射N個(gè)所述第二波束分路信號(hào)，并且N個(gè)所述第二波束分路信號(hào)和K個(gè)所述復(fù)用信號(hào)發(fā)射后形成第二波束。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的天線，其特征在于，N個(gè)所述第二天線陣子、M個(gè)所述第一天線陣子和K個(gè)所述復(fù)用天線陣子位于一條直線上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的天線，其特征在于，所述信號(hào)復(fù)用網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)移相位器和一個(gè)3DB電橋組成的巴特勒矩陣，其中， 所述巴特勒矩陣用于對(duì)kl個(gè)所述第一波束分路信號(hào)和k2個(gè)所述第二波束分路信號(hào)進(jìn)行信號(hào)復(fù)用處理，得到K復(fù)用信號(hào)； 多個(gè)所述移相位器設(shè)置在所述巴特勒矩陣的輸入端和/或輸出端，用于對(duì)所述第一波束分路信號(hào)、所述第二波束分路信號(hào)和/或所述復(fù)用信號(hào)進(jìn)行移相。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的天線，其特征在于，當(dāng)m等于M時(shí)，所述第一移相網(wǎng)絡(luò)包括至少M(fèi)-1個(gè)移相位器；當(dāng)m小于M時(shí)，所述第一移相網(wǎng)絡(luò)包括:至少M(fèi)-1個(gè)移相位器和至少一個(gè)功分器。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的天線，其特征在于，當(dāng)η等于N時(shí)，所述第二移相網(wǎng)絡(luò)包括:至少N-1個(gè)移相位器； 當(dāng)η小于N時(shí)，所述第二移相網(wǎng)絡(luò)包括:至少N-1個(gè)移相位器和至少一個(gè)功分器。
8.一種天線信號(hào)發(fā)送方法，其特征在于，包括: 分別接收第一波束信號(hào)和第二波束信號(hào)； 將所述第一波束信號(hào)分成kl+m個(gè)第一波束分路信號(hào)； 將所述第二波束信號(hào)分成k2個(gè)第二波束分路信號(hào)； 對(duì)m個(gè)所述第一波束分路信號(hào)進(jìn)行移相處理，得到M個(gè)相位都不相同的第一波束分路信號(hào); 利用包含L個(gè)輸入端的信號(hào)復(fù)用網(wǎng)絡(luò)對(duì)kl個(gè)所述第一波束分路信號(hào)和k2個(gè)所述第二波束分路信號(hào)進(jìn)行信號(hào)復(fù)用、移相處理得到K個(gè)相位都不相同的復(fù)用信號(hào)； 利用包含有M個(gè)第一天線陣子的第一天線陣列發(fā)射M個(gè)所述第一波束分路信號(hào)；利用包含有與M個(gè)所述第一天線陣子在一條直線上分布的K個(gè)復(fù)用天線陣子的復(fù)用天線陣列發(fā)射K個(gè)所述復(fù)用信號(hào)； M個(gè)所述第一波束分路信號(hào)和K個(gè)所述復(fù)用信號(hào)發(fā)射后形成第一波束，K個(gè)所述復(fù)用信號(hào)發(fā)射后形成第二波束，所述第一波束和所述第二波束的發(fā)射方向不同，并且kl、k2、M和K都為正整數(shù)，M大于等于1，m小于等于M，kl大于等于1，k2大于等于1，kl+k2小于等于L，L小于等于K。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 將所述第二波束信號(hào)分成η個(gè)第二波束分路信號(hào)； 對(duì)η個(gè)所述第二波束分路信號(hào)分別進(jìn)行移相處理，得到N個(gè)相位都不相同的第二波束分路信號(hào)； 利用包含有與M個(gè)所述第一天線陣子和K個(gè)所述復(fù)用天線陣子在一條直線上分布的N個(gè)第二天線陣子的第二天線陣列發(fā)射N個(gè)所述第二波束分路信號(hào)，N個(gè)所述第二波束分路信號(hào)與K個(gè)所述復(fù)用信號(hào)發(fā)射后形成第二波束。
10.一種天線接收方法，其特征在于，包括: 利用復(fù)用天線陣列和第一天線陣列接收目標(biāo)波束，所述復(fù)用天線陣列包含K個(gè)復(fù)用天線陣子，所述第一天線陣列包含有與K個(gè)復(fù)用天線陣子在一條直線上分布的M個(gè)第一天線陣子； 對(duì)M個(gè)所述第一天線陣子接收的所述目標(biāo)波束進(jìn)行移相后，得到m個(gè)相位都不相同的第三波束分路信號(hào)； 對(duì)K個(gè)所述復(fù)用天線陣子接收的所述目標(biāo)波束進(jìn)行信號(hào)分離、移相后，得到kl個(gè)第三波束分路信號(hào)和k2個(gè)第四波束分路信號(hào)； 將m+kl個(gè)所述第三波束分路信號(hào)合成得到第三波束信號(hào)，或者，將k2個(gè)所述第四波束分路信號(hào)合成為第四波束信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 利用第二天線陣列接收所述目標(biāo)波束，所述第二天線陣列包含有與K個(gè)所述復(fù)用天線陣子、M個(gè)所述第一天線陣子在一條直線上分布的N個(gè)第二天線陣子；對(duì)N個(gè)所述第二天線陣子接收的所述目標(biāo)波束進(jìn)行移相后，得到η個(gè)相位都不相同的第四波束分路信號(hào)； 將n+k2個(gè)所述第 四波束分路信號(hào)合成為第四波束信號(hào)。
【文檔編號(hào)】H01Q25/00GK103633452SQ201310680446
【公開(kāi)日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月28日
【發(fā)明者】王琳琳, 趙建平, 肖偉宏, 楊朝輝 申請(qǐng)人:深圳市華為安捷信電氣有限公司