[發(fā)明專利]在相位天線陣列中用以產(chǎn)生具有較寬波束寬度的波束場型的方法和裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780001739.6
• 申請日: 2017-05-11
• 公開（公告）號: CN107710506A
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 桂建卿;張銘博;陳儒雅
• 申請（專利權(quán)）人: 聯(lián)發(fā)科技股份有限公司
• 主分類號: H01Q3/00
• 分類號: H01Q3/00
• 代理公司: 北京萬慧達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11111
• 代理人: 王蕊,白華勝

相關(guān)申請的交叉應(yīng)用

本申請依據(jù)35U.S.C.§119，要求2016年5月11日遞交，申請?zhí)枮?2/334,475，標(biāo)題為“在相位天線陣列中用以產(chǎn)生具有較寬波束寬度的波束場型的方法以及裝置(Methods and Apparatus for Generating Beam Pattern with Wider Beam Width in Phased Antenna Array)”的美國臨時申請的優(yōu)先權(quán)，上述申請的標(biāo)的在此組合作為參考。

技術(shù)領(lǐng)域

所揭露實施例一般有關(guān)于無線通信，以及更具體地，有關(guān)相位天線陣列(phased antenna array)中，產(chǎn)生具有較寬(wider)波束寬度(beam width)的波束場型(beam pattern)。

背景技術(shù)

天線理論中，相位天線陣列通常意味著一個天線陣列，該天線陣列產(chǎn)生無線電波(radio wave)，該天線陣列可以不移動天線而被電子引導(dǎo)(steer)以指向不同方向。在相位天線陣列中，當(dāng)前來自發(fā)送器的無線頻率，被送入到獨立的天線中，該多個獨立天線具有正確(correct)相位關(guān)系，所以，來自分離天線的無線電波疊加在一起，增加了期望方向的輻射。在相位天線陣列中，透過被處理器控制的相移器(phase shifter)，來自發(fā)送器的功率送入到天線中，該處理器可以電子地改變相位，因此引導(dǎo)無線電波的波束到不同方向。

相位陣列天線可以形成窄(narrowly)聚焦波束。在最流行配置中，N個天線元素形成一個一致(uniform)線性陣列，具有一半(half)波長間隔(wavelength spacing)。從一個元素到另一個的常數(shù)(constant)相移，決定了波束指向的方向。波束寬度以及波束增益，為陣列配置的函數(shù)，包含：天線元素的數(shù)量N，相鄰元素的間隔，以及無線信號的載波頻率。一旦固定了配置，就決定了常數(shù)相移引導(dǎo)系數(shù)所形成的波束寬度。例如，波束寬度＝103°/N。有時，期望以一個方式設(shè)定參數(shù)，這樣，波束寬度比這個傳統(tǒng)配置產(chǎn)生的較寬，例如，拓寬(broaden)波束的覆蓋范圍區(qū)域。在發(fā)送以及接收波束賦型中存在相同問題。

解決這個問題的簡單方式為只使用一個子集合的天線元素。使用天線元素的第一半，可能典型的形成二倍波束寬度的波束場型。但是，使用子集合天線元素可能降低發(fā)送功率。如果每一天線元素具有功率放大器，關(guān)閉天線元素意味著全部發(fā)送功率的降低。稍微復(fù)雜的方法為不只改變送入到天線元素的信號相位，也改變其幅度。跨天線元素的幅度有時候來自加窗函數(shù)(windowing function)，例如漢明窗(hamming window)。在送入到天線的信號幅度上應(yīng)用加窗，需要每一個天線元素具有一個功率放大器。幅度加窗實質(zhì)上降低了陣列的發(fā)送/接收功率，以及不是高效的。

尋求解法。

發(fā)明內(nèi)容

在波束賦型蜂窩系統(tǒng)中，提出引導(dǎo)波束方向以及使用相位天線陣列形成方向性波束的波束寬度的方法。相位天線陣列的N個天線元素上應(yīng)用一組組合波束參數(shù)，以引導(dǎo)波束方向，以及形成波束寬度到期望寬度。特別地，除了原始常數(shù)相移數(shù)值，應(yīng)用額外相位調(diào)制以擴(kuò)展波束到期望寬度。原始相移數(shù)值被稱作為波束引導(dǎo)系數(shù)，其為用于引導(dǎo)方向性波束的方向。額外相位調(diào)制被稱作為波束擴(kuò)展系數(shù)，其被用于形成方向波束的寬度。相位天線陣列上應(yīng)用有組合波束系數(shù)，只包含有相移，不需要幅度調(diào)制，以及因此增加了波束賦型增益以及效率。

在一個實施例中，在波束賦型蜂窩網(wǎng)絡(luò)中，無線裝置在方向性波束上使用相位天線陣列而發(fā)送無線信號，該相位天線陣列具有N個天線元素。相鄰天線元素具有距離d，以及N為正整數(shù)。該無線裝置應(yīng)用多個相移數(shù)值到多個天線元素上，每一天線元素應(yīng)用一組合波束系數(shù)的相移數(shù)值。每一組合波束系數(shù)包含波束引導(dǎo)系數(shù)，加上波束擴(kuò)展系數(shù)。無線裝置，透過使用處理器控制組合波束系數(shù)，引導(dǎo)方向性波束的方向，以及形成一個方向波束的波束寬度。該波束引導(dǎo)系數(shù)用于引導(dǎo)該方向性波束的方向，而該波束擴(kuò)展系數(shù)用于形成該方向性波束的波束寬度。

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的其他實施例以及有益效果。發(fā)明內(nèi)容不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明保護(hù)范圍以權(quán)利要求為準(zhǔn)。

附圖說明

附圖中相同數(shù)字表示相似組件，用于說明本發(fā)明的實施例。

圖1為根據(jù)一新穎方面，在波束賦型蜂窩移動通信網(wǎng)路中，具有相位天線陣列的無線裝置的示意圖，該相位天線陣列用于發(fā)送或者接收具有較寬波束寬度的方向性波束。