[发明专利]阵列天线和基站

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信，特别地，涉及一种阵列天线和基站。

背景技术

目前移动通信网络已经发展到了第三代（3G），3G网络已经在世界范围内大规模部署并商用，随着数据业务及移动互联网的不断普及和推广，国际通信标准组织正在制定移动通信长期演进LTE（Long Term Evolution）及4G等技术标准，以满足网络技术和服务能力的不断发展。由于MIMO（Multiple Input Multiple Output，多输入多输出）技术可以充分使用独立空间传播路径来大大提升网络服务速率和链路性能，成为在LTE及未来4G技术中最关键的核心技术之一。MIMO技术通过部署和建设多根天线，并使用MIMO信号处理技术来提升网络服务质量，所以一般对于LTE系统要求至少2×2的MIMO配置，甚至更多，例如，TDD（Time Division Duplex，时分双工）模式的LTE一般要求使用8根天线来保证MIMO的使用性能。

对于FDD（Frequency Division Duplex，频分双工）8天线，如果采用MIMO模式，则要求8天线中的下行发射天线满足65度水平半功率角的扇区化水平波形图。但是，如图1所示，因为阵列天线内各线阵之间肩并肩排列，不同线阵之间的间距较小使得不同线阵之间存在较严重的互耦现象，这将导致每个线阵在下行链路上辐射出的波束宽度超过65度，甚至达到80-90度，这样就无法满足三扇区覆盖对于波束半功率角宽度为65度的要求。

发明内容

本发明要解决的一个技术问题是提供一种阵列天线和基站，使得发射天线在下行链路上能够形成65度半功率角的扇区化水平波束，同时仍然保留上行8天线接收。

根据本发明的一方面，提出了一种阵列天线，包括多个线阵、上下行双工器和赋形网络，每个线阵均为双极化线阵，包括正极化线阵和负极化线阵，赋形网络的输入端与射频单元的下行输出端相耦合，赋形网络的两个输出端分别与两个上下行双工器的下行信号发射端相耦合；两个上下行双工器的收发共用端分别与相邻两个线阵中极化相同的线阵相耦合，相邻的两个极化相同的线阵通过赋形网络在下行链路上形成65度的扇区化水平波束；两个上下行双工器的上行信号输出端与射频单元的上行输入端相耦合；多个线阵中未与上下行双工器相耦合的线阵均耦合至射频单元的上行输入端。

根据本发明的另一方面，还提出了一种基站，包括前述的阵列天线。

本发明提供的阵列天线和基站，通过对多个线阵中相邻两个线阵增加上下行双工器来实现上下行分路，并利用相邻两个线阵中极化相同的两个正极化线阵/负极化线阵和赋形网络在下行链路上形成65度的下行波束，避免了在下行链路上直接采用单线阵辐射波束而导致单线阵辐射波束宽度过宽的问题。同时，本发明还通过上下行双工器使得相邻两个线阵能够收发复用，因而有效保证了上行的多天线分集效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分。在附图中：

图1是现有技术中基于固定赋形的2发8收阵列天线结构图。

图2是本发明阵列天线的一个实施例的结构示意图。

图3是本发明阵列天线的另一实施例的结构示意图。

图4是本发明阵列天线的又一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明进行更全面的描述，其中说明本发明的示例性实施例。本发明的示例性实施例及其说明用于解释本发明，但并不构成对本发明的不当限定。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

为了解决LTE FDD阵列天线中各线阵下行波束宽度过宽的问题，本发明的下述实施例通过在部分线阵的下行链路中引入赋形网络来实现下行链路65度的波束形状，以满足扇区化天线的使用要求。

图2是本发明阵列天线的一个实施例的结构示意图。

如图2所示，该阵列天线20可以包括多个线阵202、上下行双工器204和赋形网络206。

其中，线阵的数目可以为2的n（n的取值为正整数）次方，接下来以4个线阵为例进行说明。

每个线阵均为双极化线阵，包括正极化线阵和负极化线阵，例如，第一个线阵包括正极化线阵1和负极化线阵5，第二个线阵包括正极化线阵2和负极化线阵6，第三个线阵包括正极化线阵3和负极化线阵7，第四个线阵包括正极化线阵4和负极化线阵8，每个正极化线阵和负极化线阵中均至少包括两个阵子（图2未示出，请参见图1）。