[发明专利]具有零点填充的双极化天线

说明书

技术领域

本发明涉及双极化阵列天线，其包括布置用于经由到第一天线端 口的连接辐射具有第一极化、构成第一天线辐射方向图的电磁能量和 经由到第二天线端口的连接辐射具有第二极化、构成第二天线辐射方 向图的电磁能量的至少两个双极化天线单元，第二极化与第一极化正 交，第一天线辐射方向图和第二天线辐射方向图各具有主波束和多个 旁瓣，其中零点(null)位于旁瓣与相邻旁瓣或相邻时主波束之间的 角位置。

背景技术

对于今天的移动通信传输，例如MIMO，常常期望使用双极化天 线。一般，双极化天线包括具有第一极化的第一数量的第一天线单元 和具有第二极化的第二数量的第二天线单元。通常，第一和第二数量 是相等的，第一极化和第二极化是相互正交的，从而构成多个双极化 天线单元。第一天线单元连接到第一天线波束端口，第二天线单元连 接到第二天线波束端口。根据天线单元的数量，使用对应的分配网络。

常常为第一和第二极化提供有双正交极化天线单元，其中第一极 化与第一天线波束端口关联以及第二极化与第二天线波束端口关联。

可以通过对每个天线单元馈送某个相位来对每个极化的天线单 元的天线辐射方向图进行电倾斜。此类电倾斜要求对于每个极化使用 至少两个天线单元。电倾斜可以是固定的或可调整的，并通过设计分 配网络的方式来设置。在一些情况中，还为旁瓣控制对每个天线单元 施加某个振幅。

对于覆盖具有垂直列中的多个天线单元的天线的双极化扇区的 每个极化，在宽主天线波束中，宽覆盖范围通常存在于方位角中，其 垂直于天线列(antenna column)的纵向延长。仰角中，沿着天线列的 纵向延长，通常在具有相邻旁瓣的窄天线波束中存在相对较窄的覆盖 范围。在仰角中的所谓的零向中，在旁瓣之间有非常低的天线增益。 在这些方向中，在天线辐射方向图中存在所谓的零点。对于两个极化 均存在这些零点。因此，在这些零向中路径增益非常低。

所期望的是增加零向中的路径增益，且保持阵列天线中包括的两 个辐射方向图之间的正交性。

在WO 2006/065172中的单极化子阵列天线中，每个子阵列天线 包括具有某个极化的多个天线单元，这些子阵列天线以使它们构成整 个阵列天线的方式安装。其中建议将具有不同极化的子阵列彼此混 合，以便提供零点填充(null-fill)。

文献WO 2006/065172仅涉及单极化天线，并且为零点填充提出 的解决方案要求一个附加的子阵列。

因此，需要一种在零向中具有增加的路径增益的双极化天线，且 保持极化之间的正交性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有相互正交的极化的双极化天线， 其布置用于实现零向中增加的路径增益且保持极化之间的正交性。

所述目的通过如本文开始提到的一种双极化阵列天线来实现。该 阵列天线还包括至少一个另外的双极化天线单元，其布置用于经由到 第一天线端口和第二天线端口的相应连接辐射具有两个相互正交的 极化、构成另外的天线辐射方向图的电磁能量，其中与第一天线端口 关联的所述至少一个另外的双极化天线单元的极化与第一极化偏离， 并且第一天线辐射方向图的至少一个零点具有与经由第一天线端口 辐射的那个另外的天线辐射方向图的任何零点不同的角位置，使得第 一天线方向图的所述至少一个零点至少部分地被填充。

在一个优选实施例中，阵列天线包括至少两个另外的双极化天线 单元，其中与第一天线端口关联的所述另外的双极化天线单元的那些 极化具有不同旋转的定向。

在另一个优选实施例中，与第一天线端口关联的所述至少一个另 外的双极化天线单元的极化与第一极化正交。

在另一个优选实施例中，与第一天线端口关联的那些极化经由第 一分配网络与所述第一天线端口关联，与第二天线端口关联的那些极 化经由第二分配网络与所述第二天线端口关联。

在另一个优选实施例中，将分配网络以如下方式布置：它们向双 极化天线单元提供某个相位递减(phase taper)和/或振幅递减 (amplitude taper)。

在另一个优选实施例中，将所述双极化天线单元布置在列中。

由从属权利要求明白另外的优选实施例。

从本发明获得许多优点。例如：

-对于双极化天线，填充辐射方向图中的零点。

-增加了辐射方向图的旁瓣区域中的零向中的路径增益。