無線通信網(wǎng)絡(luò)中具有至少兩個(gè)天線列的節(jié)點(diǎn)的制作方法
【專利說明】
[0001] 本申請是2011年12月13日提交的中國專利申請No. 201180075515.2的發(fā)明名稱為 "無線通信網(wǎng)絡(luò)中具有至少兩個(gè)天線列的節(jié)點(diǎn)"的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明設(shè)及無線通信網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)。該節(jié)點(diǎn)包括至少兩個(gè)天線列，該至少兩個(gè)天 線列在物理上彼此分隔開。每個(gè)天線列包括至少一個(gè)雙極化天線單元，每個(gè)天線單元具有 第一極化和第二極化，第一極化和第二極化相互正交。通過運(yùn)種方式，每個(gè)天線列包括與第 一極化相關(guān)聯(lián)的第一天線端口 W及與第二極化相關(guān)聯(lián)的第二天線端口。
【背景技術(shù)】
[0003] 無線通信網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)通常包括至少一個(gè)天線布置。在很多情況下，針對仰角中 的波束傾斜、方位角中的波束傾斜W及可調(diào)整的波束寬度中的至少之一來對運(yùn)樣的天線布 置進(jìn)行適配。然而，對于具有正交雙極化天線單元的天線，希望在一個(gè)或多個(gè)天線波束改變 時(shí)保持正義性。
[0004] WO 2011/095184公開了一種天線系統(tǒng)，該天線系統(tǒng)具有被布置為使用天線陣列中 交錯的單元形成雙極化波束的兩個(gè)端口。示出了在奇數(shù)列中具有奇數(shù)編號的天線單元和在 偶數(shù)列中具有偶數(shù)編號的天線單元如何連接到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，W及剩余天線單元（即，奇數(shù)列中 的偶數(shù)天線和偶數(shù)列中的奇數(shù)天線)如何與另一網(wǎng)絡(luò)連接。
[0005] 交錯的天線陣列的饋送導(dǎo)致很多問題，例如柵瓣(grating lobe)或天線單元之間 的高度禪合。使用無損分布網(wǎng)絡(luò)將會導(dǎo)致反射W及連接到天線側(cè)的端口之間的禪合。運(yùn)些 反射將繼而導(dǎo)致高的駐波圖樣W及連接饋送網(wǎng)絡(luò)的不同部分的線纜中在特定的頻率處取 決于網(wǎng)絡(luò)中的總路徑長度的損耗。運(yùn)容易惡化所實(shí)現(xiàn)的天線圖樣。
[0006] 此外，因?yàn)轲佀途W(wǎng)絡(luò)是不相交的，在調(diào)整所需的相位偏移器W使得可W在所有方 向上實(shí)現(xiàn)正交圖樣時(shí)必須特別小屯、。
[0007] 因此，存在著對無線通信網(wǎng)絡(luò)中包括至少一個(gè)移動通信雙極化天線的節(jié)點(diǎn)的需 求，其中，當(dāng)一個(gè)或多個(gè)天線波束改變時(shí)保持其極化之間的正交性，而不會有現(xiàn)有技術(shù)布置 的缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引本發(fā)明的目標(biāo)是獲得無線通信網(wǎng)絡(luò)中包括至少一個(gè)移動通信雙極化天線的節(jié)點(diǎn)， 其中，當(dāng)一個(gè)或多個(gè)天線波束改變時(shí)保持其極化之間的正交性，而不會有現(xiàn)有技術(shù)布置的 缺點(diǎn)。
[0009]依靠無線通信網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)來獲得該目標(biāo)。該節(jié)點(diǎn)包括至少兩個(gè)天線列，該至少 兩個(gè)天線列在物理上彼此分隔開。每個(gè)天線列包括至少一個(gè)雙極化天線單元，每個(gè)天線單 元具有第一極化和第二極化，第一極化和第二極化相互正交。通過運(yùn)種方式，每個(gè)天線列包 括與第一極化相關(guān)聯(lián)的第一天線端口 W及與第二極化相關(guān)聯(lián)的第二天線端口。
[0010] 該節(jié)點(diǎn)還包括至少兩個(gè)四端口功率分配器/組合器，每個(gè)功率分配器/組合器具有 第一端口對和第二端口對。針對每個(gè)功率分配器/組合器，輸入到端口對中的任何端口的功 率與所述端口對中的另一端口相隔離，但在另一端口對的端口之間分配。將在物理上逐對 分隔的天線列的天線端口從在物理上分隔最遠(yuǎn)的那些天線列的對到在物理上分隔最近的 那些天線列的對W降序交叉連接到對應(yīng)功率分配器/組合器中的第一端口對。通過該布置， 每個(gè)第一端口對與不同天線列的正交極化相關(guān)聯(lián)。
[0011] 此外，針對至少一個(gè)功率分配器/組合器，第二端口對中的端口連接到對應(yīng)的第二 相位改變設(shè)備和第=相位改變設(shè)備，連接到特定功率分配器/組合器的相位改變設(shè)備構(gòu)成 相位改變設(shè)備組。每個(gè)第二端口對中的一個(gè)端口連接到第一功率分配/組合網(wǎng)絡(luò)，W及每個(gè) 第二端口對中的另一個(gè)端口連接到第二功率分配/組合網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)功率分配/組合網(wǎng)絡(luò)具有 相應(yīng)的主輸入/輸出端口。
[0012] 根據(jù)一個(gè)示例，第一端口對中與特定極化相關(guān)聯(lián)的一個(gè)端口經(jīng)由第一相位改變設(shè) 備連接到對應(yīng)的天線端口，連接到特定功率分配器/組合器的相位改變設(shè)備構(gòu)成相位改變 設(shè)備組。
[oou]根據(jù)另一示例，天線列在仰角方向上具有相應(yīng)的主延伸。
[0014] 從而天線列可W在方位角方向或仰角方向上分隔，該方位角方向和該仰角方向相 互正交。
[0015] 備選地，天線列可被布置在至少兩個(gè)對齊的行中，每個(gè)行在方位角方向上延伸并 具有相同數(shù)目的天線列，行在仰角方向上彼此分隔，該方位角方向和該仰角方向相互正交。
[0016] 從屬權(quán)利要求中公開了其他示例。
[0017] 與現(xiàn)有技術(shù)布置相比，通過本發(fā)明的獲得了多個(gè)好處。例如，
[0018] -因?yàn)槭褂脙蓚€(gè)端口來激勵每個(gè)單元，可W將單元放置在更稀疏的網(wǎng)格中，導(dǎo)致對 于相同的功能需要更少數(shù)目的組件，W及有可能降低單元和列之間的禪合;W及
[0019] -由于陣列的規(guī)則形狀，降低了輸出端口之間的禪合，W及還降低了單元間禪合的 影響。
【附圖說明】
[0020] 現(xiàn)在將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中：
[0021] 圖1示出了分叉線(branch-1 ine)定向禪合器；
[0022] 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的在行中具有兩個(gè)天線列的節(jié)點(diǎn)；
[0023] 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的在行中具有S個(gè)天線列的節(jié)點(diǎn)；W及
[0024] 圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的在第一行具有=個(gè)天線列且在第二行具有=個(gè)天線列的 節(jié)點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 參考圖2,在無線通信網(wǎng)絡(luò)中存在節(jié)點(diǎn)1。節(jié)點(diǎn)1包括兩個(gè)天線列2、3,第一天線列2 和第二天線列3,其中，在方位角方向A上，天線列2和3在物理上彼此分隔開。沿著每個(gè)天線 列2、3的縱向延伸，每個(gè)天線列2、3包括在仰角方向E上延伸的4個(gè)雙極性天線單元4a、4b、 4c、4d;5a、5b、5c、5d。方位角方向A和仰角方向E彼此正交。
[0026] 天線列2、3被布置為依靠主波瓣來福射或接收，如下面將要描述的，運(yùn)是可控的。
[0027] 每個(gè)雙極化天線單元4曰、仙、如、4(1;5曰、513、5(3、5(1被布置用于第一極化？1和第二極 化P2的發(fā)送和接收，其中，第一極化Pl和第二極化P2是相互正交的。每個(gè)天線列2、3包括與 第一極化Pl相關(guān)聯(lián)的對應(yīng)第一天線端口 6、7W及與第二極化P2相關(guān)聯(lián)的對應(yīng)第二天線端口 8、9 O
[00%]換言之，第一天線列2包括經(jīng)由第一列第一分布網(wǎng)絡(luò)45連接到其天線單元4a、4b、 4c、4d的第一極化Pl的第一天線端口6; W及經(jīng)由第一列第二分布網(wǎng)絡(luò)46連接到其天線單元 4a、4b、4c、4d的第二極化P2的第二天線端口 8。
[0029] 按照相同的方式，第二天線列3包括經(jīng)由第二列第一分布網(wǎng)絡(luò)47連接到其天線單 元5曰、56、5(3、5(1的第一極化？1的第一天線端口7;^及經(jīng)由第二列第二分布網(wǎng)絡(luò)48連接到其 天線單元5曰、56、5(3、5(1的第二極化?2的第二天線端口9。
[0030] 分布網(wǎng)絡(luò)45、46、47、48在本示例中由相同的或至少類似的仰角網(wǎng)絡(luò)（elevation network)構(gòu)成。
[0031] 根據(jù)本發(fā)明，節(jié)點(diǎn)1還包括兩個(gè)四端口混合電路化ybride)10、ll，每個(gè)四端口混合 電路10、11具有第一端口對12、13和第二端口對14、15。運(yùn)意味著節(jié)點(diǎn)1包括具有第一端口對 12和第二端口對14的第一混合電路10，W及該節(jié)點(diǎn)還包括具有第一端口對13和第二端口對 15的第二混合電路11。
[0032] 每個(gè)功率混合電路10、11起作用，W使得輸入到端口對中的任何端口的功率與所 述端口對中的另一端口相隔離，但在另一端口對中的端口之間分配，在本示例中是平均分 配。作為示例，理想而言，輸入到第一混合電路10的第一端口對12的第一端口 12a的功率在 第一混合電路10的第二端口對14的端口 14a、14b之間平均分配，但沒有輸入功率從第一混 合電路10的第一端口對12的第二端口 12b輸出。
[0033] 圖1中W所謂的分叉線禪合器B的形式示出了運(yùn)樣的混合電路的示例。在此存在第 一端口 Sl、第二端口 S2、第=端口 S3和第四端口 S4。第一端口 Sl和第二端口 S2形成第一端口 對，W及第=端口 S3和第四端口 S4形成第二端口對。端口與在方形中延伸的導(dǎo)體相連接，端 口是在方形的角上形成的。兩個(gè)相鄰端口之間的電長度是V4,對應(yīng)于90°的相位長度。A指 當(dāng)前材料中的波長。
[0034] 由于波長隨著頻率而改變，應(yīng)該理解的是，該種類的混合電路是針對于特定的頻 帶設(shè)計(jì)的，具有特定的帶寬，被設(shè)計(jì)為圍繞特定的中屯、頻率。中屯、頻率