[發(fā)明專利]對于共享孔徑陣列天線的獨(dú)立方位圖案

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010011829.7
• 申請日: 2015-02-28
• 公開（公告）號(hào): CN111180861B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡立紹;M·L·齊默曼
• 申請（專利權(quán)）人: 康普技術(shù)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H01Q1/24
• 分類號(hào): H01Q1/24;H01Q3/26;H01Q21/00;H01Q21/06;H01Q21/22;H01Q21/28;H01Q21/29;H01Q21/30
• 代理公司: 中國貿(mào)促會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 11038
• 代理人: 李曉芳

本公開涉及對于共享孔徑陣列天線的獨(dú)立方位圖案。提供了具有對于不同的子頻帶的端口的多列天線。在一個(gè)方面，功率分配器將子頻帶端口耦合到輻射元件的列。至少一個(gè)功率分配器是不等分功率分配器，以允許一個(gè)子頻帶的HPBW被配置為獨(dú)立于其他子頻帶的HPBW。端口可以在輻射元件處被雙工器組合。根據(jù)另一方面，多列天線具有多個(gè)第一子頻帶端口和多個(gè)第二子頻帶端口。第一子頻帶端口中的每一個(gè)被第一子頻帶饋送網(wǎng)絡(luò)耦合到多列中的一列。第二子頻帶端口中的每一個(gè)被包括功率分配器的第二子頻帶饋送網(wǎng)絡(luò)耦合到多列中的兩列。不同的子頻帶具有相同的多列天線的不同的MIMO優(yōu)化。

本申請是申請日為2015年2月28日、題為“對于共享孔徑陣列天線的獨(dú)立方位圖案”的發(fā)明專利申請201580030919.8的分案申請。

背景技術(shù)

蜂窩基站天線典型地包含由功率分配饋送網(wǎng)絡(luò)連接的一列或多列輻射元件。這個(gè)饋送網(wǎng)絡(luò)包含將輸入功率在輻射元件的組或輻射元件的子陣列之間分配的功率分配器。饋送網(wǎng)絡(luò)還被設(shè)計(jì)為生成在每個(gè)輻射元件或輻射元件的子陣列處的特定相位值。這個(gè)饋送網(wǎng)絡(luò)還可以包含移相器，其允許調(diào)整對于每一個(gè)輻射元件或輻射元件的子陣列的相位，從而調(diào)整天線圖案的主波束的波束峰位置。

用于移動(dòng)電話和數(shù)據(jù)終端的高速數(shù)據(jù)的無線通信的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)被稱為長期演進(jìn)，通常被縮寫為LTE并且被營銷為4G LTE。LTE標(biāo)準(zhǔn)在不同的子頻帶中支持頻分雙工(FDD-LTE)技術(shù)和時(shí)分雙工(TD-LTE)技術(shù)。例如，2490-2690MHz頻帶被全世界許可用于TD-LTE。在這些相同的國家中的許多國家，諸如1710-1880MHz、1850-1990MHz、1920-2170MHz和1710-2155MHz的頻帶可以被用于FDD-LTE的應(yīng)用。

在1710MHz至2690MHz的頻帶中操作的超寬帶輻射元件是可用的。但是，鼓勵(lì)在不同的子頻帶中使用不同的多輸入多輸出(MIMO)配置。很多TD-LTE網(wǎng)絡(luò)采用了多列波束成形天線。對于TD-LTE優(yōu)化的天線可以包括間隔0.5-0.65個(gè)波長的4列輻射器，并且每一列的輻射器在2490-2690MHz頻帶中生成約為65度到90度的額定列半功率波束寬度(HPBW)。這將導(dǎo)致4x1的MIMO天線。相反，在FDD-LTE應(yīng)用中，鼓勵(lì)使用2x1的MIMO，該MIMO使用具有額定45度-65度的HPBW和約為一個(gè)波長的列間隔的2列輻射器。由于這些涉及MIMO端口的數(shù)量和列間隔的不同的需求，4x1的MIMO和2x1的MIMO通常在不同的天線中實(shí)現(xiàn)。

已知試圖將在常見輻射元件陣列中的子頻帶組合。例如，2013年2月20日遞交的美國專利申請序列第13/711,474號(hào)中，公開了為了允許多個(gè)更窄波段的特定于頻率的饋送網(wǎng)絡(luò)被附接到相同的輻射元件的陣列，使用寬帶輻射元件，并且隨后在輻射元件和其余饋送網(wǎng)絡(luò)之間放置復(fù)用濾波器(例如，雙工器、三工器)，將通過引用將該申請結(jié)合于此。這個(gè)對輻射元件的共享允許例如單獨(dú)一列輻射元件生成具有對于兩個(gè)不同頻帶獨(dú)立的仰角下傾角的圖案。這個(gè)概念原則上可以被擴(kuò)展到具有多列輻射元件的天線。但是，在實(shí)踐中，如果列的數(shù)量和列間隔對于LTE的一個(gè)子頻帶優(yōu)化，則列的數(shù)量和列間隔將不能對于LTE的其他子頻帶優(yōu)化。例如，對于FDD-LTE的1900MHz的子頻帶(以約一個(gè)波長間隔的兩列)優(yōu)化的設(shè)計(jì)將導(dǎo)致對于TD-LTE的子頻帶的次優(yōu)的配置(以約1.3個(gè)波長間隔的兩列，而期望的是以0.65個(gè)波長間隔的四列)。

方位圖案變化是關(guān)于超寬帶天線存在的另一個(gè)問題。例如，在無線通信市場中，存在對于在1710-2170MHz和2490-2690MHz頻帶中生成獨(dú)立圖案的天線的需求。覆蓋整個(gè)1710-2690MHz的輻射元件是已知的。但是，因?yàn)?710-2690MHz是42％的頻帶(即，頻帶寬是頻帶中點(diǎn)的42％)，生成例如33至45度的窄HPBW的多列陣列將在跨該頻帶中經(jīng)歷方位HPBW的42％的變化。這樣的變化量對于很多應(yīng)用是不能接受的。

發(fā)明內(nèi)容