本公開大體上涉及用于天線結構的輻射單元。本公開的各個方面涉及輻射單元的各層之間的相位關系的修改。

背景技術：

1、要滿足新一代移動通信的需求，需對網絡進行升級。例如，可以升級傳統(tǒng)天線陣列，以利用多輸入多輸出(multiple-input?and?multiple-output，mimo)天線提供的優(yōu)點。事實上，大規(guī)模mimo(massive?mimo，mmimo)，即可以使用大量的天線，提供了傳統(tǒng)mimo的所有優(yōu)點，而規(guī)模則更大。

2、然而，許多天線站點的升級由于在天線尺寸等方面要求遵守當?shù)胤ㄒ?guī)而受阻。也就是說，通常要求新天線的尺寸與傳統(tǒng)產品相當。此外，為了能夠維護機械支撐結構，新天線的風載荷應與舊天線相當。這些因素導致天線寬度等方面受到嚴格的限制。

3、天線的指向性受其孔徑的限制，因此也受天線寬度的限制。當多個陣列放置在同一殼體內時，例如在mmimo中，這種影響會變得非常嚴重。因此，放置在小反射器中的天線陣列通常表現(xiàn)出較寬的水平波束寬度。這可能會導致帶寬受限以及輻射光束的指向性問題。

4、為了克服其中一些缺點，目前的方法是以雙層偶極子的形式實現(xiàn)天線陣列的輻射單元，其中，一對輻射單元設置在相對于天線反射器的法線方向。通常，這對輻射單元以相同的頻率彼此饋電輻射。然而，所提供的信號會受到所應用的相移的影響，從而使每個輻射單元都受到相位差(α)的影響。輻射單元之間的振幅關系可以用作自由度。

5、在提供給輻射單元的信號中提供相移能夠增加組合天線振子的指向性，這使得天線反射器能夠實現(xiàn)小型化或增加天線系統(tǒng)提供的覆蓋范圍和信號干擾噪聲比(signal-to-interference-plus-noise?ratio，sinr)。相關的自由度(輻射單元之間的相位和振幅分布)也可以用于提升組合天線振子的前后和交叉極化鑒別度。

6、當場從輻射單元傳播時，可通過改變輻射單元的相對位置等方法控制各層上的輻射場和入射場的相位，從而產生相長疊加和相消疊加。對于要相長地增加的場，從第一層(最靠近接地層)輻射的相位(α)必須謹慎選擇，并且取決于頻率和到第二層的距離，因此在實踐中很難實現(xiàn)。此外，堆疊輻射器的輸入阻抗差異大，并且堆疊輻射器的組合產生的組合式輻射器很難匹配特定的帶寬和相位差(α)。當希望輻射器之間引入的相位較大以便最大化天線指向性時，這一點尤為相關，因為從饋電點看到的阻抗可能會變得更加明顯。

技術實現(xiàn)思路

1、本公開的目的是為多層天線結構的各層組合的指定指向性增加阻抗帶寬。

2、上述和其它目的通過獨立權利要求請求保護的特征實現(xiàn)。

3、其它實現(xiàn)方式在從屬權利要求、說明書和附圖中是顯而易見的。

4、本發(fā)明的第一方面提供了一種輻射單元，所述輻射單元包括第一輻射結構，所述第一輻射結構與接地層間隔設置；第二輻射結構，所述第二輻射結構與所述第一輻射結構間隔設置；無源結構，所述無源結構設置在所述第一輻射結構和所述第二輻射結構之間，用于將選定的相位時延引入到所述第一輻射結構和所述第二輻射結構之間的傳播場中。

5、例如，通過增加輻射單元的各層之間的相位差，可以增加特定阻抗帶寬的指向性。例如，第一層和第二層之間的相位差可以通過所述無源結構引入的附加相位差來增大。

6、在第一方面的一種實現(xiàn)方式中，所述無源結構可以包括至少一個超表面。所述無源結構可以包括多個堆疊超表面。所述無源結構可以包括高相對介電常數(shù)的整體材料塊。所述無源結構可以包括超材料結構。

7、在一個示例中，所述輻射單元還包括至少一個端口，用于將饋電信號提供給所述第一輻射結構和/或所述第二輻射結構?？梢蕴峁┲辽僖粋€端口，用于接收相移信號。可以提供移相器，用于修改所述第一輻射結構和所述第二輻射結構中的至少一個輻射結構的所述饋電信號的相位。可以提供放大器，用于修改所述第一輻射結構和所述第二輻射結構中的至少一個輻射結構的所述信號的振幅。所述第一輻射結構和所述第二輻射結構中的至少一個輻射結構可以包括偶極子。所述第一輻射結構和所述第二輻射結構中的至少一個輻射結構可以雙極化。所述第一輻射結構和所述第二輻射結構中的至少一個輻射結構可以是平面結構。

8、本公開的第二方面提供了一種天線陣列，所述天線陣列包括根據(jù)第一方面提供的多個輻射單元。所述多個輻射單元可以形成大規(guī)模多輸入多輸出(massive?multiple-input?and?multiple-output，mmimo)天線陣列。

9、本發(fā)明的第三方面提供了一種用于將相位時延引入到輻射單元的第一輻射結構和第二輻射結構之間的傳播場中的方法，所述方法包括提供設置在所述第一輻射結構和所述第二輻射結構之間的無源結構，其中選擇所述無源結構以將選定的第一相位時延引入所述傳播場。

10、本發(fā)明的這些和其它方面在下面描述的一個或多個實施例中是顯而易見的。

技術特征：

1.一種輻射單元，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權利要求1所述的輻射單元，其特征在于，所述無源結構包括至少一個超表面。

3.根據(jù)權利要求1所述的輻射單元，其特征在于，所述無源結構包括多個堆疊的超表面。

4.根據(jù)權利要求1所述的輻射單元，其特征在于，所述無源結構包括高相對介電常數(shù)的整體材料塊。

5.根據(jù)權利要求1所述的輻射單元，其特征在于，所述無源結構包括超材料結構。

6.根據(jù)上述任一權利要求所述的輻射單元，其特征在于，還包括至少一個端口，所述至少一個端口用于將饋電信號提供給所述第一輻射結構和/或所述第二輻射結構。

7.根據(jù)上述任一權利要求所述的輻射單元，其特征在于，還包括至少一個端口，所述至少一個端口用于接收相移信號。

8.根據(jù)上述任一權利要求所述的輻射單元，其特征在于，所述輻射單元還包括移相器，所述移相器用于修改所述第一輻射結構和所述第二輻射結構中的至少一個輻射結構的所述饋電信號的相位。

9.根據(jù)上述任一權利要求所述的輻射單元，其特征在于，還包括放大器，所述放大器用于修改所述第一輻射結構和所述第二輻射結構中的至少一個輻射結構的所述信號的振幅。

10.根據(jù)上述任一權利要求所述的輻射單元，其特征在于，所述第一輻射結構和所述第二輻射結構中的至少一個輻射結構包括偶極子。

11.根據(jù)上述任一權利要求所述的輻射單元，其特征在于，所述第一輻射結構和所述第二輻射結構中的至少一個輻射結構是雙極化的。

12.根據(jù)上述任一權利要求所述的輻射單元，其特征在于，所述第一輻射結構和所述第二輻射結構中的至少一個輻射結構是平面結構。

13.一種天線陣列，其特征在于，包括多個根據(jù)上述任一權利要求所述的輻射單元。

14.根據(jù)權利要求13所述的天線陣列，其特征在于，所述多個輻射單元形成大規(guī)模多輸入多輸出(massive?multiple-input?and?multiple-output，mmimo)天線陣列。

15.一種用于將相位時延引入到輻射單元的第一輻射結構和第二輻射結構之間的傳播場中的方法，

技術總結
輻射單元(100)包括第一輻射結構(101)，所述第一輻射結構(101)與接地層(103)間隔設置；第二輻射結構(105)，所述第二輻射結構(105)與所述第一輻射結構(101)間隔設置；無源結構(107)，所述無源結構(107)設置在所述第一輻射結構(101)和所述第二輻射結構(105)之間，用于將選定的相位時延引入到所述第一輻射結構(101)和所述第二輻射結構(105)之間的傳播場中。

技術研發(fā)人員：伊格納西歐·岡薩雷斯,法布里齊奧·詹蒂利,格雷戈里·沃洛辛斯基,布魯諾·比斯孔蒂尼
受保護的技術使用者：華為技術有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/19