[发明专利]天线阵列

说明书

技术领域

本发明涉及天线阵列和方法。

背景技术

天线阵列是已知的。例如在许多移动电信系统中，大量基站被配置为使用通常位于基站的塔顶的天线阵列来与大量用户设备进行通信。每个基站在地理上彼此隔开，以便在大的区域上提供通信覆盖。每个基站通常被配置为支持从基站位置向外延伸的多个“扇区”。每个扇区通常由一个天线阵列来支持，因此‘n’扇区基站将由‘n’个天线阵列来支持。每个天线阵列被安装、定向并且配置为向用户设备提供所需的地理覆盖。

虽然这种天线阵列支持用户设备与基站之间的无线通信，但是它们的配备具有很多缺点。

因此，希望提供一种改进的天线阵列。

发明内容

根据第一方案，提供了一种天线阵列，包括：多个有源天线元件，每个有源天线元件隔开预定的第一间隔距离；以及多个无源天线元件，每个无源天线元件隔开预定的第二间隔距离。

第一方案认识到现有天线阵列的一个问题在于如果有服务提供商希望增强网络或者提供附加网络，那么需要安装附加的天线阵列。具体而言，如果当前提供无源网络的网络提供商希望提供有源网络，那么需要提供附加的有源天线阵列。这是因为当前无源天线元件是在无源天线阵列上提供的，而有源天线元件是在有源天线阵列上提供的。并且，并非一直都能够在拥挤的塔顶安装附加的天线阵列。因此，提供了包括有源天线元件和无源天线元件两者的天线阵列。通过提供有源天线元件和无源天线元件两者，可以由同一天线阵列支持多个网络。并且通过使得有源天线元件隔开第一间隔距离并且使得无源天线元件隔开第二间隔距离，可以容易地调节这些不同的网络中的每个网络的频率特性。可以看出通过这种方式例如可以容易地升级使用无源天线的现有第二代(2G)基站实现方式，以支持需要在同一天线阵列中有有源天线元件的第三代(3G)或第四代(4G)基站实现方式。类似地，可以扩展例如现有3G天线阵列的功能以提供对于其他(通常是原有)网络的支持。要认识到，提供双网络天线显著地简化了基站配备，因为可以较容易地对现有基站站点进行再利用。并且，需要在那些基站站点提供的天线阵列的数量可以显著降低，从而降低塔顶拥挤程度并且还降低塔顶负荷，因为双天线阵列的质量以及其风载荷特性将显著地低于两个单独的天线阵列。

在一个实施方式中，该天线阵列包括元件间隔机制，其用于改变该第一间隔距离和第二间隔距离中的至少一个。通过提供元件间隔机制，可以改变、调整或者修改元件之间的距离以适合所支持的网络的特定操作频率特性而无需针对可能需要的频率特性的每种能够想到的组合制造定制的天线阵列。例如，无源天线元件支持的网络的频率特性可能随着基站的不同而不同。那些不同的频率特性中的每种频率特性需要该阵列中的无源天线元件之间具有不同间隔；通常，可以将天线之间的间隔设置为该操作频率的波长的0.9倍。类似地，有源天线元件支持的网络的频率特性可能随着基站的不同而不同，这需要该阵列中的每个有源天线元件之间距离的类似的改变。通过提供元件间隔机制，使得能够根据该基站所需要的具体实现方式，容易地改变天线元件之间的间隔。

在一个实施方式中，该元件间隔机制用于改变该第一间隔距离和第二间隔距离中的一个。因此为了简化结构，该元件间隔机制可以被配置为使得仅能够改变该第一间隔距离或该第二间隔距离。

在一个实施方式中，该元件间隔机制包括延伸结构，其用于保持该多个有源天线元件和该多个无源天线元件中的一个以使得该第一间隔距离和该第二间隔距离中的一个能够改变。要认识到延伸结构提供特别方便的配置以使得那些天线元件的间隔能够被调整到需要的间隔距离。

在一个实施方式中，该多个有源天线元件和该多个无源天线元件中的一个包括模块化天线元件，并且该天线阵列包括保持结构，该保持结构用于以该第一间隔距离和该第二间隔距离中的对应的一个间隔距离接收每个模块化天线元件。因此，可以提供另一个天线元件作为保持在该天线阵列中的独立的模块，该保持结构方便地提供了那些天线元件之间所需要的间隔。可以看出通过这种方式可以方便地设置该第一间隔距离和该第二间隔距离两者。

在一个实施方式中，该多个无源天线元件支持的频率与该多个有源天线元件支持的频率相等，并且该第一距离和该第二距离基本相等。因此，当该无源网络和该有源网络的频率大体相等时，该有源天线元件之间的距离与该无源天线元件之间的距离也大体相等。

在一个实施方式中，该多个无源天线元件支持的频率低于该多个有源天线元件支持的频率，并且该第一距离大于该第二距离。因此，当该无源网络的频率低于该有源网络的频率时，每个无源天线元件之间的间隔将大于每个有源天线元件之间的间隔。