[发明专利]适于MIMO操作的小小区天线

说明书

基站天线包括第一组辐射元件和第二组辐射元件，第一组辐射元件被配置为生成在方位角平面中具有第一花生形天线图案的第一天线波束，第二组辐射元件被配置为生成在该方位角平面中具有第二花生形天线图案的第二天线波束。方位角平面中的第一花生形天线图案的纵轴相对于方位角平面中的第二花生形天线图案的纵轴旋转大约90度。

对相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119要求2017年2月3日提交的美国临时专利申请第62/454,429号、2017年2月7日提交的美国临时专利申请第62/455,954号，以及2017年4月18日提交的美国临时专利申请第62/486,897号的优先权，其每一个的全部内容以引用方式并入本文，如同其被整体阐述一样。

技术领域

本发明涉及蜂窝通信系统并且，更具体地，涉及用于小小区蜂窝基站的基站天线。

背景技术

蜂窝通信系统在本领域中是公知的。在典型的蜂窝通信系统中，地理区域被划分为一系列被称为“小区”的区域，并且每个小区由基站服务。通常，小区可以服务于例如离基站2-20公里的距离内的用户，尽管较小的小区通常被用于城市区域中以增加容量。基站可以包括被配置为提供与位于整个小区中的固定或移动订户(“用户”)的双向射频(“RF”)通信的基带设备、无线电设备和天线。在许多情况下，小区可以被划分为多个“扇区”，并且不同的基站天线为每个扇区提供覆盖。天线通常被安装在塔上或其他凸起结构上，由每个天线生成的辐射波束(“天线波束”)向外指向以服务相应的扇区。通常，基站天线包括辐射元件的一个或多个相控阵列，当天线被安装用于使用时，辐射元件被布置在一个或多个垂直列中。这里，“垂直”是指相对于由水平线定义的平面垂直的方向。

为了增加容量，近年来蜂窝运营商已经部署了所谓的“小小区”蜂窝基站。小小区基站是指可以在许可和/或未许可频谱中操作的低功率基站，其具有比典型的“宏小区”基站小得多的范围。小小区基站可以被设计为服务于离小小区基站短距离(例如，数十或数百米)内的用户。例如，可以使用小小区来向宏小区内的高业务区域提供蜂窝覆盖，这允许宏小区基站将小小区附近的大部分或全部业务卸载到小小区基站。在有效地使用可用频谱以合理的成本最大化网络容量中，小小区在长期演进(“LTE”)蜂窝网络中可能特别有效。小小区基站通常采用在方位角平面中提供全360度覆盖并且在仰角平面中提供适合的波束宽度以覆盖小小区的设计区域的天线。在许多情况下，小小区天线将被设计成在仰角平面中具有小的下倾角，以减少小小区天线的天线波束到小小区外部的区域的溢出，并且还用于减少小小区和上覆(overlaid)的宏小区之间的干扰。

发明内容

依据本发明的实施例，提供了基站天线，该基站天线包括：被安装在第一背板的前面的辐射元件的第一线性阵列；被安装在第二背板的前面的辐射元件的第二线性阵列；被安装在第三背板的前面的辐射元件的第三线性阵列；被安装在第四背板的前面的辐射元件的第四线性阵列；被耦合到辐射元件的第一和第三线性阵列的第一馈电网络；以及被耦合到辐射元件的第二和第四线性阵列的第二馈电网络。辐射元件的第一线性阵列被定位成与辐射元件的第三线性阵列大致相对，并且辐射元件的第二线性阵列被定位成与辐射元件的第四线性阵列大致相对。

在一些实施例中，第一至第四背板可一起限定管(tube)。在一些实施例中，管可以具有大致矩形的截面。

在一些实施例中，第一馈电网络可以相对于辐射元件的第三线性阵列的辐射元件向辐射元件的第一线性阵列中的辐射元件异相地(out of phase)馈电。

在一些实施例中，辐射元件的第一和第三线性阵列可以被配置为生成在方位角平面中具有花生形截面的第一天线波束，并且辐射元件的第二和第四线性阵列可以被配置为生成在方位角平面中具有花生形截面的第二天线波束。在这样的实施例中，第一和第二天线波束可以一起在方位角平面中提供全向覆盖。