[发明专利]基站天线

说明书

本发明涉及一种基站天线，包括：多个第一辐射元件，设置为竖直延伸的第一阵列；多个第二辐射元件，设置为竖直延伸的第二阵列，其中，各第二辐射元件相对于各第一辐射元件在竖直方向上错开；其中，第一辐射元件第一子阵列在方位角平面中的相位中心与相应的第二辐射元件第三子阵列在方位角平面中的相位中心基本上相同，并且其中，第一辐射元件第一子阵列分别具有第一数量的第一辐射元件，第二辐射元件第三子阵列分别具有第二数量的第二辐射元件，第一数量不同于第二数量。由此，能够有效地改善基站天线的方向图。

技术领域

本发明涉及无线电通信，更具体地，涉及用于蜂窝通信系统的基站天线。

背景技术

用于无线通信系统的基站天线用于向蜂窝通信服务的固定和移动用户发送射频(“RF”)信号，并从其接收RF信号。基站天线通常包括辐射元件、例如交叉偶极子或贴片辐射元件的线性阵列或二维阵列。为了增加系统容量，目前正在部署波束成形基站天线，其包括多个紧密间隔的、构造用于波束成形的辐射元件线性阵列。具有这种波束成形天线的典型目标是在方位角平面中产生窄的天线波束。这增加了在期望的用户方向上传输的信号功率，并减少了干扰。

如果波束成形天线中的辐射元件的线性阵列紧密地间隔在一起，则可以将天线波束扫描到方位角平面中的非常宽的角度(例如，方位角扫描角度为60°)，而不会产生明显的旁瓣。然而，当线性阵列更紧密地间隔在一起时，相邻线性阵列中的辐射元件之间的相互耦合增加，这降低了基站天线的其他性能参数，例如共极化性能。为了保持波束成形天线的相邻线性阵列之间的紧密间隔，同时增加相邻线性阵列中的辐射元件之间的间隔，可能需要在竖直方向上错开相邻的线性阵列，这增加了在“相邻”线性阵列中的“相邻”辐射元件之间的物理间隔。这种错开的构造方式减少了相邻元件之间的相互耦合，从而增加了端到端的隔离。

然而，由于辐射元件线性阵列的错开排布，相邻辐射元件线性阵列的等效相位中心也会随之发生偏移，从而在每对相邻辐射元件线性阵列之间产生空间相位差，由此基站天线的方向图(或者说天线波束)会发生畸变。此外，还希望电调由波束成形天线产生的天线波束的仰角，以调整天线在仰角平面中的覆盖区域。这可以使用机电式移相器分别针对每个线性阵列完成。然而不利的是，随着施加的电下倾角的增加，由相邻线性阵列的等效相位中心的偏移而引起的对天线波束的失真量可能增加。为了补偿该失真，为不同辐射元件线性阵列可以采取不同的幅值和/或相位权重值。然而，这种补偿系统又会加大天线系统的设计难度和/或成本。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种能够克服现有技术中至少一个缺陷的基站天线。

根据本发明的第一方面，提供一种基站天线，所述基站天线包括多个辐射元件线性阵列和多个移相器，每个移相器构造用于将射频信号传送给相应的一个线性阵列。每个辐射元件线性阵列包括一个或多个由n个相邻的辐射元件构成的第一辐射元件子阵列以及一个或多个由m个相邻的辐射元件构成的第二辐射元件子阵列，其中，n大于m。每个辐射元件线性阵列中的每个第一辐射元件子阵列与相应的对应于该辐射元件线性阵列的移相器的输出端第一子集中相应的一个输出端电连接，并且每个第二辐射元件子阵列与相应的对应于该辐射元件线性阵列的移相器的输出端第二子集中相应的一个输出端电连接。所述多个辐射元件线性阵列分别沿第一方向彼此间隔开地排布，并且每个辐射元件线性阵列中的辐射元件沿与第一方向基本上垂直的第二方向排布，并且两个相邻的辐射元件线性阵列在所述第二方向上彼此错开。在辐射元件线性阵列中的第一辐射元件线性阵列的第一辐射元件子阵列和第二辐射元件子阵列以第一排列顺序布置，与第一辐射元件线性阵列相邻的第二辐射元件线性阵列中的第一辐射元件子阵列和第二辐射元件子阵列以第二排列顺序布置，第二排列顺序与第一排列顺序不同，并且第一辐射元件线性阵列中的第一辐射元件子阵列在第一方向上处于第二辐射元件线性阵列中的、与该第一辐射元件子阵列相对应的第二辐射元件子阵列的正左侧或正右侧。