[發明專利]基于多波束天線的球面透鏡陣列

在審

• 申請號: 202011480006.5
• 申請日: 2016-12-01
• 公開（公告）號: CN112531357A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: S·馬蒂斯廷;L·馬蒂斯廷;A·德瑪克
• 申請（專利權）人: 邁特斯因公司
• 主分類號: H01Q25/00
• 分類號: H01Q25/00;H01Q1/22;G02B3/00
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強

本發明提供了一種相控陣天線及一種多波束天線。所述相控陣天線包括多個第一輻射元件及沿著第一虛擬軸線對準的多個射頻透鏡(即多個RF透鏡)，其中，所述多個第一輻射元件中的每一個與相應的RF透鏡相關聯，并且所述多個第一輻射元件中的每一個發射的射頻信號角度均相對于所述第一虛擬軸線成角度。

本申請是申請號為2016800792934，申請日為2016年12月01日，發明名稱為“基于多波束天線的球面透鏡陣列”的分案申請。

技術領域

本發明的領域為射頻天線技術。

背景技術

以下描述包含在理解本發明時可能有用的信息。這并不表示本文中提供的信息中的任何信息為現有技術或與當前要求保護的發明相關，或具體地或隱含地提及的任何公開案為現有技術。

當對跨越蜂窩網絡的高質量內容的傳輸的需求增加時，對支持較高容量的更好的大規模蜂窩天線的需要上升。常用的扇形天線設計具有若干缺點。首先，每個扇形允許有限數目個端口。其次，扇形天線具有邊緣模式和波束性能(例如，在多波束天線情況下在波束之間的較差隔離、旁瓣等)。

已提出使用球面透鏡(例如，盧納堡(Luneburg)透鏡等)連同射頻收發器可以提供比傳統扇形天線更好的效果。例如，授予施倫瓦斯(Sreenivas)的名稱為“Spherical LensAntenna Having an Electronically Steerable Beam”的美國專利5,821,908教導了能夠使用相控陣列天線和球面透鏡來產生可獨立操縱的波束的天線系統。授予埃布林(Ebling)等人的名稱為“Multi-Beam Antenna”的美國專利7,605,768公開了使用球面透鏡和圍繞透鏡的表面安置的電磁透鏡元件的陣列的多波束天線系統。

然而，這些天線系統不適合于基站天線。因此，仍存在對在基站天線應用中有效地利用球面透鏡的需要。

本文中的所有公開案通過以相同程度引用而被并入，如同每個單獨的公開案或專利申請案被具體地且單獨地指示為通過引用而被并入。當并入的參考文獻中術語的定義或使用與本文中所提供的所述術語的定義不一致或相反時，本文中所提供的所述術語的定義適用且參考文獻中的所述術語的定義不適用。

發明內容

在本發明的主題的一個方面中，天線使用球面透鏡的陣列和沿著球面透鏡的表面的可機械移動的元件來為狹窄地理區域提供蜂窩覆蓋。在一些實施例中，天線包含沿著虛擬軸線對準的至少兩個球面透鏡。針對每個球面透鏡，天線還包含元件組合件。每個元件組合件具有至少一個軌道，所述軌道沿著球面透鏡的外表面的輪廓彎曲，且射頻(RF)元件可以沿著所述軌道移動。在一些實施例中，軌道允許RF元件在平行于虛擬軸線的方向上移動。天線還包含移相器，所述移相器經配置以調整通過RF元件產生的信號的相位。天線包含控制機構，所述控制機構連接到移相器和RF元件。控制機構經配置以使得用戶能夠沿著RF元件的相應軌道移動RF元件，并基于RF元件之間的相對位置來自動地配置移相器以修改來自元件的輸出信號的相位。

在一些實施例中，軌道還使得RF元件在垂直于虛擬軸線的方向上移動。

多個RF元件可以置于單個軌道上。在這些實施例中，相同軌道上的多個RF元件可以彼此獨立地移動。另外，控制機構還經編程以協調多個RF元件對(或群組)，且經編程以配置移相器以修改從同一RF元件對(或群組)發送的輸出信號的相位，使得信號將是同相的。

本發明的主題的各種目標、特征、方面以及優點將通過優選實施例的以下詳細描述連同附圖而變得更加清楚，在所述附圖中，相同的標號表示相同的組件。

附圖說明

圖1A圖示說明一些實施例的示例性天線系統。

圖1B圖示說明示例性控制機構。

圖2A和圖2B分別圖示說明球面透鏡的前透視圖和后透視圖。