[發明專利]用于分集天線的緊湊輻射結構

有效

• 申請號: 201080069131.5
• 申請日: 2010-09-17
• 公開（公告）號: CN103119784A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 王棟;饒勤疆;詹姆斯·保羅·沃登
• 申請（專利權）人: 捷訊研究有限公司
• 主分類號: H01Q1/24
• 分類號: H01Q1/24;H01Q5/00;H01Q9/30;H01Q9/46;H01Q21/24;H01Q21/30
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王瑋

技術領域

本發明涉及通信系統領域，并且更具體地涉及用于移動無線通信的基站天線和相關方法。

背景技術

天線分集技術利用兩個或更多個天線來提高在無線鏈路上接收和發送的信號的質量和可靠性。主要的無線環境是在最終接收到之前沿多徑來反射信號的城市環境。這些反彈中的每個可以在接收天線的孔徑處引入可以破壞性地相互干擾的相移、時間延遲、衰減和甚至失真。天線分集對減輕這些多徑狀況特別有效。

此外，通過使用在其中發送或接收信號的不同頻帶或空間區域，天線分集允許增加系統的容量，例如通過將不同空間區域分配用于不同信道，允許重復使用相同頻帶。因此，正在探索天線分集(頻率、極化、輻射方向圖和空間)用于當前和未來的多天線智能無線通信系統(例如LTE(長期演進)和MIMO(多輸入多輸出))。

諸如第三代合作伙伴計劃(3GPP)長期演進(LTE)、超移動寬帶(UMB)、高速下行鏈路分組接入(HSDPA)和IEEE802.16e(WiMAX)之類的蜂窩標準支持多輸入多輸出(MIMO)無線通信技術。MIMO在發射機和接收機處使用多天線以及高級數字信號處理，來提高鏈路質量和容量?，F有基站使用天線陣列，來提供發射和接收分集。

最近，微帶天線的研究已經聚焦于頻率重用和雙正交極化的極化分集，以使通信系統的容量翻倍，并減少在陸上移動通信中所接收信號的多徑衰落。

此外，通常通過多層構架實現的雙頻微帶天線陣列已經獲得了相當多的關注。然而，在雙極化雙頻帶微帶天線陣列的設計和構架中已經存在一些固有的挑戰。

傳統上，通過在雙正交邊緣向貼片饋電來實現雙極化微帶天線。此饋電方案需要分別用于兩個單獨的極化組件的兩個饋電網絡。但是，如果要在有限可允許的空間中使用雙極化陣列，分配足夠空間來容納兩組饋電網絡是困難的?？赡艹霈F強模式耦合和高交叉極化。如果需要將有源和無源電路集成到饋電網絡中，此問題加重。

此外，如果通過多層構架來實現針對以上雙饋線雙極化陣列的雙頻操作，則陣列的大小和復雜度將進一步增加。

特別是由于天線必須能夠覆蓋盡可能多的頻帶，同時其尺寸上很小并仍具有高性能，因此用于移動通信的天線的設計者面臨巨大的挑戰。

附圖說明

參考附圖將更好地理解本公開，在附圖中：

圖1示出了根據本主題的實施例的雙頻天線單元的基本配置的俯視圖；

圖2a～d分別示出了圖1的天線單元的葉形、折線形、正方形和三角形配置；

圖3a～b分別示出了使用根據本主題的實施例的雙頻天線單元的多端口分集天線配置的俯視圖和側視圖；

圖4a～b分別示出了使用根據本主題的另一實施例的雙頻天線單元的單端口分集天線配置的俯視圖和側視圖；

圖5a～b示出了圖3和圖4的分集天線的其他配置的俯視圖；

圖6a～b分別示出了使用根據本主題的其他實施例的雙頻天線單元的單端口偶極分集天線配置的俯視圖和側視圖；

圖7a～b分別示出了使用根據本主題的另一實施例的雙端口偶極分集天線的俯視圖和側視圖；

圖8a～b分別示出了使用根據本主題的另一實施例的雙頻天線單元的第四分集天線配置的俯視圖和側視圖；

圖9a～b示出了針對圖4的天線的反射參數的圖；

圖10示出了在雙頻帶之一處的針對圖4的天線的遠場極化方向圖；

圖11a～b示出了當分別激活第一端口和第二端口時圖7的天線的遠場極化方向圖；以及

圖12示出了根據本主題的實施例可操作的無線通信系統的功能框圖。

具體實施方式

在以下說明書中，類似標記指代附圖中示出的類似結構。注意，除非另行說明，否則本文所使用的術語“輻射”是無方向的，并暗示了發送和接收的能力。

根據本主題的方案，提供了包括多個連接的天線單元在內的用于分集操作的天線。每個天線單元具有：第一輻射元件，具有在第一工作頻率上四分之一波長的長度；以及第二輻射元件，具有在與該第一工作頻率不同的第二工作頻率上的四分之一波長的長度，第二輻射與第一導體共享第一導體的分段。饋電點用于將饋線耦合到所述第一輻射元件或所述第二輻射元件之一，使得元件分別在第一工作頻率和第二工作頻率上諧振并以實質正交的極性來諧振。

根據進一步的方案，第一輻射元件是具有第一端和第二端的直線，并且第二輻射元件被布置為具有部分圍繞第一輻射元件的開放端。