專利名稱：一種定向天線設(shè)備、多輸入多輸出傳輸定向天線設(shè)備及移動(dòng)中繼設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種定向天線設(shè)備、多輸入多輸出傳輸定向天線設(shè)備及移動(dòng)中繼設(shè)備。
背景技術(shù)：
天線是移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)基站天饋端的最末一級(jí)，起著發(fā)射及接收信號(hào)的作用，其技術(shù)的創(chuàng)新及發(fā)展對(duì)移動(dòng)通信系統(tǒng)有著重大的影響。目前蜂窩網(wǎng)絡(luò)的基站主要架設(shè)在高處， 比如樓頂或塔頂，主要有包含三個(gè)定向天線單元或六個(gè)定向天線單元結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，每個(gè)定向天線單元有一根或多根定向天線，有多根定向天線的定向天線單元中，各定向天線在天線面上是平行的，定向天線單元的最大增益位于正視方向；定向天線單元的水平方向的波束要寬于垂直方向的波束，以實(shí)現(xiàn)從高處對(duì)小區(qū)較為均勻的廣角覆蓋。在對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的研究和實(shí)踐過程中，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在將來移動(dòng)通信系統(tǒng)大量擴(kuò)容時(shí)，小區(qū)密度會(huì)大幅度提高，基站間距將減小到100米以下，并且基站架設(shè)高度也會(huì)降低，比如電桿上或屋檐下，電磁波主要是沿著道路三維空間環(huán)境進(jìn)行傳播，而無法有效地向上翻越過建筑物的頂部以進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳播，如果還沿用現(xiàn)有的基站天線模式的話，在水平方向上，如果天線發(fā)射功率較大，則容易沿道路方向發(fā)生遠(yuǎn)距離視距(Light of Sight, LOS)傳播，造成小區(qū)間干擾；如果天線發(fā)射功率較小，則容易被道路兩側(cè)的建筑物遮擋，因穿墻損耗較大而造成大量的覆蓋盲區(qū)；在垂直方向上，只能覆蓋很低的樓層，不能對(duì)街區(qū)樓層進(jìn)行立體的完整覆蓋。所以，現(xiàn)有的基站的定向天線不再適應(yīng)該電磁波傳播環(huán)
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發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供一種定向天線設(shè)備、多輸入多輸出傳輸定向天線設(shè)備及移動(dòng)中繼設(shè)備。一種定向天線設(shè)備，包括至少一個(gè)定向天線單元，該定向天線單元包括一對(duì)定向天線；該對(duì)定向天線發(fā)送相同的信號(hào)且該對(duì)定向天線之間有一夾角；定向天線單元的垂直方向的波束寬于水平方向的波束。一種多輸入多輸出傳輸定向天線設(shè)備，包括至少一對(duì)定向天線單元，每個(gè)定向天線單元包括一對(duì)定向天線；該對(duì)定向天線發(fā)送相同的信號(hào)且該對(duì)定向天線之間有一夾角；定向天線單元的垂直方向的波束寬于水平方向的波束。一種移動(dòng)中繼設(shè)備，包括兩組定向天線，其中一組定向天線正對(duì)車頭，一組定向天線正對(duì)車尾。本發(fā)明實(shí)施例的定向天線設(shè)備，包含至少一個(gè)定向天線單元，每個(gè)定向天線單元包括一對(duì)定向天線，該對(duì)定向天線發(fā)送相同的信號(hào)，且該對(duì)定向天線之間有一夾角，使得該定向天線單元的最大增益位于每一根定向天線的正前方，以實(shí)現(xiàn)對(duì)道路兩側(cè)建筑物的遠(yuǎn)距離的覆蓋；每個(gè)定向天線單元在垂直方向的波束寬于水平方向的波束，使得對(duì)道路兩側(cè)建筑物遠(yuǎn)近高低都有較為均勻的覆蓋，本發(fā)明實(shí)施例設(shè)計(jì)的定向天線設(shè)備適應(yīng)了在密集城區(qū)中電磁波沿道路三維空間進(jìn)行傳播的環(huán)境。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是密集城區(qū)基站天線沿道路布置示意圖；圖加是本發(fā)明包含四個(gè)定向天線單元的定向天線設(shè)備俯視示意圖；圖2b是本發(fā)明包含四個(gè)定向天線單元的定向天線設(shè)備正視示意圖；圖2c是本發(fā)明定向天線設(shè)備的定向天線單元中定向天線夾角的示意圖；圖3是本發(fā)明定向天線設(shè)備的定向天線單元優(yōu)選例示意圖；圖4是本發(fā)明車頂移動(dòng)中繼天線設(shè)備正視示意圖；圖5是本發(fā)明車頂移動(dòng)中繼天線設(shè)備俯視示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明實(shí)施例提供一種基站扇區(qū)定向天線設(shè)備，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種移動(dòng)中繼設(shè)備及多輸入多輸出傳輸定向天線設(shè)備。以下分別進(jìn)行詳細(xì)說明。請(qǐng)參閱圖1、圖加、圖2b及圖2c，本發(fā)明實(shí)施例中基站扇區(qū)定向天線設(shè)備第一實(shí)施例包括圖1中方塊表示街區(qū)，每個(gè)街區(qū)之間為道路；本發(fā)明的基站可以架設(shè)于密集城區(qū)的電桿或屋檐下，處于較低的位置；本發(fā)明的定向天線設(shè)備的定向天線單元的數(shù)量與需要覆蓋的道路方向數(shù)量相同，如圖1中包含兩個(gè)定向天線單元的定向天線設(shè)備101，箭頭正對(duì)的方向?yàn)槎ㄏ蛱炀€單元中定向天線的方向，分別對(duì)應(yīng)兩個(gè)需要覆蓋的道路方向；四個(gè)定向天線單元的定向天線設(shè)備102，箭頭正對(duì)的方向?yàn)槎ㄏ蛱炀€單元中定向天線的方向，分別對(duì)應(yīng)四個(gè)需要覆蓋的道路方向；三個(gè)定向天線單元的定向天線設(shè)備103，箭頭正對(duì)的方向?yàn)槎ㄏ蛱炀€單元中定向天線的方向，分別對(duì)應(yīng)三個(gè)需要覆蓋的道路方向。如圖2a、圖2b為同一包含四個(gè)定向天線單元的定向天線設(shè)備的俯視示意圖和正視示意圖，201為其中一個(gè)定向天線單元，該定向天線單元的水平方向的波束寬度比垂直方向的波束寬度窄；優(yōu)選的，為避免徹底重新設(shè)計(jì)定向天線單元的困難，可以采用將現(xiàn)有的板狀定向天線的垂直方向與水平方向互換，即現(xiàn)有的板狀定向天線的天線面在垂直方向上的寬度是小于高度的，而本發(fā)明中定向天線單元的天線面在垂直方向上的寬度是大于高度的，如圖加中的基站扇區(qū)的定向天線201所示；圖2c是為圖加與圖2b中定向天線單元201的定向天線夾角示意圖，如圖中箭頭所示，一個(gè)定向天線單元的一對(duì)定向天線可以內(nèi)置于一塊板狀定向天線中，在板狀定向天線的天線面上設(shè)置一對(duì)定向天線，這一對(duì)定向天線發(fā)送相同的信號(hào)；圖中箭頭指示方向?yàn)槎ㄏ蛱炀€的正視方向，從圖中可以看出，兩根定向天線的正視方向與正前方各有一個(gè)角度，即兩根定向天線之間有一夾角，該對(duì)定向天線接合處是可活動(dòng)的，即該對(duì)定向天線之間的夾角大小可根據(jù)實(shí)際需要覆蓋的范圍進(jìn)行設(shè)置；每一根定向天線的最大增益位于各自的正視方向，容易推出，定向天線單元201的最大增益位于兩斜側(cè)；優(yōu)選的，請(qǐng)參閱圖3，定向天線單元還可以由兩塊各有一根定向天線的板狀定向天線301和302重疊而成，使得定向天線單元的最大增益位于兩斜側(cè)；兩塊板狀定向天線的接合處是可活動(dòng)的，使得能對(duì)兩塊板狀定向天線之間的夾角的大小進(jìn)行配置，以適應(yīng)于不同的道路狀況對(duì)信號(hào)覆蓋的不同要求。在上述第一實(shí)施例中，定向天線設(shè)備的定向天線單元與需要覆蓋的道路方向數(shù)量相同，每個(gè)定向天線單元對(duì)應(yīng)覆蓋一個(gè)道路方向，適應(yīng)了密集城區(qū)中較低位置電磁波主要沿道路三維空間環(huán)境進(jìn)行傳播的特性；每個(gè)定向天線單元對(duì)稱設(shè)置一對(duì)定向天線，發(fā)送相同的信號(hào)，一對(duì)定向天線之間設(shè)置一夾角，使定向天線單元的最大增益分別位于道路的兩斜側(cè)，避免了正視面道路方向因LOS傳播而對(duì)鄰近小區(qū)造成強(qiáng)干擾；本發(fā)明定向天線水平方向的波束寬度較窄，實(shí)現(xiàn)了對(duì)道路一側(cè)建筑物遠(yuǎn)近較為均勻的覆蓋；定向天線垂直方向的波束寬度較寬，實(shí)現(xiàn)了低高度的定向天線對(duì)道路兩側(cè)樓房的較好覆蓋；優(yōu)選例中，將現(xiàn)有的天線垂直方向與水平方向互換，避免了重新設(shè)計(jì)定向天線的困難；本發(fā)明第一實(shí)施例中基站扇區(qū)定向天線設(shè)備很好地解決了電磁波在密集城區(qū)沿著道路三維空間環(huán)境進(jìn)行傳播的環(huán)境。本發(fā)明實(shí)施例中多輸入多輸出傳輸定向天線設(shè)備第二實(shí)施例包括本實(shí)施例中，多輸入多輸出傳輸定向天線設(shè)備包括至少一對(duì)定向天線單元，每一個(gè)定向天線單元設(shè)置有一對(duì)定向天線，這一對(duì)定向天線發(fā)送相同的信號(hào)；該對(duì)定向天線之間有一個(gè)夾角，該對(duì)定向天線的接合處是可活動(dòng)的，所以該對(duì)定向天線之間的夾角的大小可根據(jù)實(shí)際需要達(dá)到的覆蓋范圍的需要進(jìn)行設(shè)置；并且，該定向天線單元的水平方向的波束寬度較窄，垂直方向的波束寬度較寬；優(yōu)選的，為避免徹底重新設(shè)計(jì)定向天線單元的困難，可以采用將現(xiàn)有板狀定向天線的垂直方向與水平方向互換，即現(xiàn)有的板狀定向天線的天線面在垂直方向上的寬度是小于高度的，而本發(fā)明中定向天線單元的天線面在垂直方向上的寬度是大于高度的。一個(gè)定向天線單元的一對(duì)定向天線可以內(nèi)置于一塊板狀定向天線中，在板狀定向天線的天線面上設(shè)置一對(duì)定向天線，該對(duì)定向天線發(fā)送相同的信號(hào)，該對(duì)定向天線之間有一個(gè)夾角，該對(duì)定向天線接合處是可活動(dòng)的，即該對(duì)定向天線之間的夾角大小可根據(jù)實(shí)際需要覆蓋的范圍進(jìn)行設(shè)置；每一根定向天線的最大增益位于各自的正視方向，容易推出，定向天線單元的最大增益位于兩斜側(cè)；優(yōu)選的，一對(duì)定向天線可以分別內(nèi)置于兩塊板狀定向天線中，其中每一塊板狀定向天線包含一根定向天線，并且該兩塊板狀定向天線的接合處是可活動(dòng)的，使得能對(duì)兩塊板狀定向天線之間的夾角的大小進(jìn)行配置，該優(yōu)選例能更好地對(duì)現(xiàn)有的板狀定向天線進(jìn)行利用，減少了重新設(shè)計(jì)的困難。在本實(shí)施例中，將多輸入多輸出傳輸定向天線設(shè)備中的每一根定向天線用本發(fā)明實(shí)施例一中的一個(gè)向天線單元代替，實(shí)現(xiàn)了電磁波底高度三維道路傳播環(huán)境的信號(hào)均勻全面的覆蓋，適應(yīng)了未來密集城區(qū)的特性。如圖4、圖5，本發(fā)明實(shí)施例中移動(dòng)中繼設(shè)備第三實(shí)施例包括在第一實(shí)施例密集城區(qū)基站架設(shè)于密集城區(qū)的電桿或屋檐下，電磁波主要是沿著道路三維空間環(huán)境進(jìn)行傳播的環(huán)境下，行駛在道路上的車輛將同時(shí)與道路上的多處基站定向天線之間存在LOS路徑，因此容易出現(xiàn)強(qiáng)小區(qū)間干擾；車輛的移動(dòng)有其重要的特性，即主要是沿著道路的方向移動(dòng)，并且在移動(dòng)過程中車身一般保持與道路方向平行；基于以上特征，可以在車輛車頂上設(shè)置兩組定向天線，一組正對(duì)車頭方向，該定向天線的最大增益位于正車頭方向；一組正對(duì)車尾方向，該定向天線的最大增益位于正車尾方向；每組定向天線可以只包含一根定向天線，也可以包含多根定向天線。本發(fā)明實(shí)施例中車頂移動(dòng)中繼設(shè)備的兩組定向天線不同時(shí)進(jìn)行中繼，即在同一時(shí)刻只有其中的一組定向天線與基站進(jìn)行中繼；具體的實(shí)現(xiàn)方式有多種，例如可以在一組定向天線在中繼時(shí)，如果信號(hào)減弱到一個(gè)預(yù)設(shè)的門限時(shí)，進(jìn)行切換，切換到另一組定向天線進(jìn)行中繼；或者還可以定時(shí)對(duì)車體前后接收的信號(hào)進(jìn)行比較，如果另外一組定向天線所在的方向的信號(hào)強(qiáng)于當(dāng)前正在中繼的定向天線，則進(jìn)行切換；等等。如圖5所示，圖5是每組定向天線只包含一根定向天線的移動(dòng)中繼設(shè)備的俯視示意圖，方框?yàn)槠嚨能図斊矫妫ㄏ蛱炀€401的正視方向?yàn)檐囶^的方向，定向天線402的正視方向?yàn)檐囄驳姆较?；在兩組組定向天線中，每一組可以只包含一根定向天線，一組正對(duì)車頭方向，一組正對(duì)車位方向，即一根定向天線正對(duì)車頭方向，一根定向天線正對(duì)車位方向， 如圖所示，定向天線401正對(duì)車頭方向，定向天線402正對(duì)車尾方向。如圖4所示，圖4是每組只包含一根定向天線的移動(dòng)中繼設(shè)備的正視示意圖，圖4 與圖5表示的是同一移動(dòng)中繼設(shè)備的不同視角示意圖；401是正對(duì)車頭前方的一根定向天線，402是正對(duì)車尾后方的一根定向天線，每根定向天線與車頂水平線有一個(gè)夾角α，夾角 α小于90度。在每一組定向天線中，可以包含多根定向天線，在兩組定向天線中，一組正對(duì)車頭方向，一組正對(duì)車位方向，同一組的多根定向天線都指向同一個(gè)方向；每一根定向天線與車頂水平線有一個(gè)小于90度的夾角。當(dāng)從道路前方和道路后方到達(dá)車輛的LOS信號(hào)都很強(qiáng)時(shí)，可以從兩組定向天線中選擇一組進(jìn)行中繼，以克服全向天線在這種場(chǎng)景下存在的強(qiáng)干擾問題，當(dāng)選擇向前的定向天線時(shí)，道路后方的LOS干擾信號(hào)被抑制，當(dāng)選擇向后的定向天線時(shí)，道路前方的LOS干擾信號(hào)被抑制。在上述實(shí)施例中，移動(dòng)中繼設(shè)備通過設(shè)置一組正對(duì)車頭前方和一組正對(duì)車尾后方的定向天線，車輛在道路上行駛時(shí)，可以選擇一組定向天線進(jìn)行中繼，克服了強(qiáng)干擾問題， 有效地提高了信干燥比。以上對(duì)本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種定向天線設(shè)備、多輸入多輸出傳輸定向天線設(shè)備及移動(dòng)中繼設(shè)備進(jìn)行了詳細(xì)介紹，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種定向天線設(shè)備，其特征在于，包括至少一個(gè)定向天線單元，所述定向天線單元包括一對(duì)定向天線； 所述一對(duì)定向天線發(fā)送相同的信號(hào)且該對(duì)定向天線之間有一夾角； 所述定向天線單元的垂直方向的波束寬于水平方向的波束。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于 所述一對(duì)定向天線的接合處是可活動(dòng)的，使得能對(duì)該對(duì)根定向天線之間的夾角的大小進(jìn)行配置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于 所述一對(duì)定向天線可以內(nèi)置于一塊板狀定向天線中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于所述一對(duì)定向天線可以分別內(nèi)置于兩塊板狀定向天線中，其中每一塊板狀定向天線包含一根定向天線。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征在于所述兩塊板狀定向天線的接合處是可活動(dòng)的，使得能對(duì)兩塊板狀定向天線之間的夾角的大小進(jìn)行配置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于所述定向天線單元的數(shù)量與需要覆蓋的道路方向的數(shù)量相同。
7.一種多輸入多輸出傳輸定向天線設(shè)備，其特征在于，包括至少一對(duì)定向天線單元，每個(gè)所述定向天線單元包括一對(duì)定向天線； 所述一對(duì)定向天線發(fā)送相同的信號(hào)且該對(duì)定向天線之間有一夾角； 所述定向天線單元的垂直方向的波束寬于水平方向的波束。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于所述一對(duì)定向天線的接合處是可活動(dòng)的，使得能對(duì)該對(duì)根定向天線之間的夾角的大小進(jìn)行配置。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于 所述一對(duì)定向天線可以內(nèi)置于一塊板狀定向天線中。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于所述一對(duì)定向天線可以分別內(nèi)置于兩塊板狀定向天線中，其中每一塊板狀定向天線包含一根定向天線，并且所述兩塊板狀定向天線的接合處是可活動(dòng)的，使得能對(duì)兩塊板狀定向天線之間的夾角的大小進(jìn)行配置。
11.一種移動(dòng)中繼設(shè)備，其特征在于，包括兩組定向天線，其中一組定向天線正對(duì)車頭，一組定向天線正對(duì)車尾。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，包括 所述一組定向天線由一根或者多根定向天線組成。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，每一根所述定向天線與車頂平面之間有一夾角。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種定向天線設(shè)備，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種多輸入多輸出傳輸定向天線設(shè)備和一種移動(dòng)中繼設(shè)備。本發(fā)明技術(shù)方案中的定向天線設(shè)備包括至少一個(gè)定向天線單元，每個(gè)定向天線單元包括一對(duì)定向天線，且該對(duì)定向天線之間有一個(gè)夾角，該定向天線單元的垂直方向的波束寬于水平方向的波束，該定向天線設(shè)備實(shí)現(xiàn)了設(shè)置于低高度的定向天線設(shè)備對(duì)道路兩側(cè)樓房的較好覆蓋，適應(yīng)了在密集城區(qū)中電磁波沿道路三維空間進(jìn)行傳播的環(huán)境。
文檔編號(hào)H01Q21/00GK102315517SQ20101021592
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2010年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月29日
發(fā)明者吳建軍, 戎璐, 梁文亮 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司