[發(fā)明專利]天線、基站及波束處理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210118201.2
• 申請(qǐng)日: 2012-04-20
• 公開（公告）號(hào): CN102683897A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 艾鳴;肖偉宏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華為技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H01Q21/00
• 分類號(hào): H01Q21/00;H04B7/04;H04W88/08
• 代理公司: 北京同立鈞成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 李勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及天線技術(shù)，尤其涉及一種天線、基站及波束處理方法。

背景技術(shù)

隨著移動(dòng)通信的發(fā)展，用戶對(duì)通信系統(tǒng)的容量提出了越來(lái)越高的要求；為了以較低的成本有效提升系統(tǒng)容量一個(gè)有效的方法是天線采用多波束天線，能夠?qū)⒃芯W(wǎng)絡(luò)的扇區(qū)增加。一般而言，該多波束天線通常包括波束成形網(wǎng)絡(luò)以及與該網(wǎng)絡(luò)連接的天線陣列，波束成形網(wǎng)絡(luò)可以在基站信號(hào)端口接收至少兩路輸入信號(hào)，并對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行相位和幅度調(diào)節(jié)，生成具有預(yù)設(shè)相位和幅度的輸出信號(hào)后，從天線信號(hào)端口輸出至天線陣列；天線陣列用于將輸出信號(hào)發(fā)射出去，并且是以與輸出信號(hào)對(duì)應(yīng)的波束發(fā)射。通常，每一路輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)上述調(diào)節(jié)后都會(huì)對(duì)應(yīng)某種波束，因此該天線可以產(chǎn)生至少兩種不同的波束，提升系統(tǒng)容量。

現(xiàn)有技術(shù)的天線中的波束成形網(wǎng)絡(luò)，典型的一種應(yīng)用結(jié)構(gòu)是巴特勒(Butler)矩陣。例如，該巴特勒矩陣可以包括六個(gè)電橋和四個(gè)相移裝置，該六個(gè)電橋共分為三層，每層兩個(gè)電橋，并且在兩層電橋之間設(shè)置相移裝置以將電橋的輸出信號(hào)滯后一定相位后輸出。該巴特勒矩陣最終可以輸出具有預(yù)設(shè)相位和幅度的輸出信號(hào)并發(fā)送至天線陣列。例如，假設(shè)該矩陣具有四個(gè)輸出端口，分別連接四個(gè)天線陣列，則輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)巴特勒矩陣的處理后，輸出端口的輸出信號(hào)之間的相位可以是依次相差90度，且四路輸出信號(hào)的幅度分布為0.414:1:1:0.414。

上述天線中的波束成形網(wǎng)絡(luò)，采用了數(shù)量較多的電橋和相移裝置，并且該電橋和相移裝置的連接結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使得目前天線的成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種天線、基站及波束處理方法，以降低天線中的波束成形網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度和天線成本。

本發(fā)明的第一個(gè)方面是提供一種天線，包括：波束成形網(wǎng)絡(luò)和多個(gè)天線陣列，所述波束成形網(wǎng)絡(luò)包括至少兩個(gè)基站信號(hào)端口和多個(gè)天線信號(hào)端口，每一個(gè)所述天線信號(hào)端口連接一個(gè)天線陣列；

所述波束成形網(wǎng)絡(luò)，用于通過(guò)所述基站信號(hào)端口接收基站收發(fā)信機(jī)發(fā)射的信號(hào)，對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)節(jié)和幅度調(diào)節(jié)，生成多路輸出信號(hào)，并通過(guò)所述天線信號(hào)端口將所述多路輸出信號(hào)輸出至所述多個(gè)天線陣列；所述多路輸出信號(hào)具有預(yù)設(shè)幅度，且所述多路輸出信號(hào)中，至少有一路輸出信號(hào)的相位與預(yù)設(shè)相位相反；所述預(yù)設(shè)幅度和預(yù)設(shè)相位是天線陣列要發(fā)射出去的信號(hào)具有的幅度和相位；

所述多個(gè)天線陣列中，至少包括一個(gè)反相陣列，所述反相陣列的饋電相位與其他天線陣列的饋電相位相反，所述反相陣列用于對(duì)所述相位與預(yù)設(shè)相位相反的輸出信號(hào)進(jìn)行相位的反相處理，使得所述輸出信號(hào)具有所述預(yù)設(shè)相位；所述多個(gè)天線陣列用于將具有所述預(yù)設(shè)幅度和預(yù)設(shè)相位的所述多路輸出信號(hào)發(fā)射出去。

本發(fā)明的另一個(gè)方面是提供一種基站，包括：基站收發(fā)信機(jī)、饋線以及本發(fā)明所述的天線；

所述饋線，分別與所述基站收發(fā)信機(jī)和天線連接，用于將所述基站收發(fā)信機(jī)產(chǎn)生的信號(hào)傳輸至所述天線。

本發(fā)明的又一個(gè)方面是提供一種波束處理方法，由天線執(zhí)行，所述天線包括相連接的波束成形網(wǎng)絡(luò)和多個(gè)天線陣列；該波束處理方法包括：

所述波束成形網(wǎng)絡(luò)通過(guò)基站信號(hào)端口接收基站收發(fā)信機(jī)發(fā)射的信號(hào)，對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)節(jié)和幅度調(diào)節(jié)，生成多路輸出信號(hào)，并通過(guò)天線信號(hào)端口將所述多路輸出信號(hào)輸出至所述多個(gè)天線陣列；所述多路輸出信號(hào)具有預(yù)設(shè)幅度，且所述多路輸出信號(hào)中至少有一路輸出信號(hào)的相位與預(yù)設(shè)相位相反；所述預(yù)設(shè)幅度和預(yù)設(shè)相位是天線陣列要發(fā)射出去的信號(hào)具有的幅度和相位；

所述多個(gè)天線陣列中包括的至少一個(gè)反相陣列，每個(gè)所述反相陣列對(duì)相位與預(yù)設(shè)相位相反的一路輸出信號(hào)進(jìn)行相位的反相處理，使得所述輸出信號(hào)具有預(yù)設(shè)相位；并且所述多個(gè)天線陣列將具有所述預(yù)設(shè)幅度和預(yù)設(shè)相位的所述多路輸出信號(hào)發(fā)射出去。

本發(fā)明提供的天線、基站及波束處理方法，通過(guò)由天線中的波束成形網(wǎng)絡(luò)和天線陣列共同執(zhí)行信號(hào)的相位處理，并且利用天線陣列中的反相陣列對(duì)信號(hào)進(jìn)行反相處理，從而使得波束成形網(wǎng)絡(luò)的功能和結(jié)構(gòu)能夠簡(jiǎn)化，降低波束成形網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度和成本。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明天線一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明天線另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明天線再一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明天線又一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明基站實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明波束處理方法實(shí)施例的流程示意圖。

具體實(shí)施方式