[發明專利]多信道多扇區智能天線系統

有效

• 申請號: 201310335619.3
• 申請日: 2013-08-02
• 公開（公告）號: CN103606755A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 鄭博信;王義兵;沈駿;趙輝
• 申請（專利權）人: 康凱科技（杭州）有限公司
• 主分類號: H01Q21/24
• 分類號: H01Q21/24;H01Q21/29
• 代理公司: 無錫互維知識產權代理有限公司 32236
• 代理人: 龐聰雅;陳發志

技術領域

本發明涉及天線領域，特別是涉及集成天線陣列，通過電子控制所述集成天線陣列可以形成一個所需的無零點天線方向圖(antenna?pattern)。

背景技術

天線系統是通信系統組成中必不可少的。在現有的無線通信中，單天線分別用于發射源和接收端，這種系統叫做單發單收（single?input?single?output，SISO）。這樣的系統容易發生多徑效應從而產生問題。當電磁波遇到丘陵、峽谷、建筑、電線電纜等障礙物時，會發生反射、繞射、散射等問題，因此電磁波會以多個路徑到達目的地。散射信號的延遲會導致信號衰落、邊緣掉話（懸崖效應）以及間歇性接收（如同尖樁籬柵的形態）。在數字通信系統中，例如互聯網，這會導致數據傳輸速率下降，而且會增加系統誤碼率。

智能天線的使用可以減少或消除多徑傳輸帶來的煩惱。智能天線是數字無線通信天線系統，其采用了在所述發射源（發射器）和所述接收端（接收器）的分集效應的優點。分集效應引入多無線電波的傳輸和/或接收以提高數據傳輸速度，并減少系統誤碼率。智能天線也可以被稱為自適應天線陣、多天線、多收多發（Multiple?input/Multiple?output，簡稱MIMO），它利用智能信號處理算法來識別空間信號的波達方向，并利用該波達方向計算出天線波束的矢量，利用控制單元控制所述天線波束可以追蹤和定位一個移動目標。

當前使用的大多數智能天線在其天線方向圖中都有令人難以接受的方向圖零點。在無線電學中，所述方向圖零點是天線輻射方向圖中的一個區域或矢量，在這個區域或矢量上信號幾乎完全相互抵消了。如果沒有很精確的布局，所述方向圖零點會阻礙信號接收或者使該區域無法發送信號。因此，急需一種既可以靈活控制天線方向圖又沒有方向圖零點的天線系統。

發明內容

本章節總結了現有公開的一些方面，并簡單的介紹一些優選實施例。本章節的簡化或者省略和在摘要或者標題中的說明一樣可能會避開隱藏本章節、摘要和標題的目的。這些簡化或者省略并非想要限定現有公開的范圍。

本發明涉及到一種可以形成所需無零點天線方向圖的天線陣列的電氣與結構設計。根據本發明的一個方面，至少不同極化的兩個天線單元被交錯排列，以形成一個集成天線單元。每一個天線單元是一個天線陣列。根據本發明的另一個方面，兩個天線陣列的結構相同，它們的天線交錯排布以形式一個集成的天線單元。根據本發明的再一方面，天線系統至少包括兩個這樣的集成天線單元，他們之間形成有預定夾角，以形成所需的無零點天線方向圖。根據本發明的再一方面，根據裝配有所述天線系統的設備與另一個設備的通訊電波信號（例如一個移動終端與Wi-Fi路由器之間的通信），有選擇的激勵每個天線陣列中的天線或者集成天線單元中的天線單元，以形成希望的天線方向圖，其中所述希望的天線方向圖為優化的天線方向圖，以便兩個設備間形成無縫或滿足服務質量QoS的通信。

根據不同的實施方式，本發明可以被用于一種方法、一種裝置或一個系統的一部分。根據一個具體實施例，本發明是一種天線系統，所述天線系統包括：基板、由至少第一天線單元和第二天線單元集合而成的連接于所述基板上的集成天線單元，第一天線單元和第二天線單元都是天線陣列，其中第一天線單元中的天線與第二天線單元的天線交錯排布。在一個實施例中，第一天線單元與第二天線單元正交排布以重新生成天線方向圖。該天線系統還包括至少一個與所述集成天線單元類似的另一個集成天線單元，其中所述集成天線單元和所述另一集成天線單元安裝于金屬基板上，并具有固定夾角。

根據另一個具體實施例，本發明是一種天線系統，至少第一集成天線單元和與第一集成天線單元配置成預定角度的第二集成天線單元，其中第一集成天線單元和第二集成天線都包括第一天線單元和第二天線單元，第一天線單元和第二天線單元都是天線陣列，其中第一天線單元中的天線與第二天線單元的天線交錯排布。

與現有技術相比，本發明的特點與優點在于：提供了一種體積小、工作頻帶寬、天線方向圖性能強并且成本更低更容易制造的智能天線。

本發明還有一些特點和優點將在下面的附圖以及實例的實施方式中闡述。

附圖說明

本發明的特點與優點通過下面的附圖說明可以更好的理解

圖1為服務于一個方位跨度的扇區（one?sector?of?an?azimuthal?span）的天線單元的正視圖；

圖2示出了另一組水平極化天線元件插入垂直極化天線元件之間的空隙以形成集成天線單元；