[发明专利]一种多扇区化天线及通信系统

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种多扇区化天线及通信系统。

背景技术

在蜂窝无线通讯网络中，被提供服务的地区被划分成蜂窝小区。除了全向蜂窝小区（在其中，整个蜂窝小区包含单个扇区）的情形之外，每个蜂窝小区都被进一步划分成多个扇区，至少是有一个通常位于蜂窝小区中心的蜂窝站点的基站来对每个蜂窝小区进行服务的。

为了提升网络容量，可适当增加划分的扇区个数。对于AAS（Active Antenna System，有源天线系统）天线可采用虚拟化技术和劈裂扇区技术，它通过基带算法将原本一个扇区变为多个逻辑扇区或物理扇区；所述多个扇区联合覆盖劈裂前单一扇区的覆盖区域，理论上能够从扇区覆盖增强和频谱资源扩大两方面带来系统性能的大幅提升。

以劈裂6扇区为例，其本质是阵列天线的波束赋形技术，由两组不同指向的权值向量确定两个窄波束扇区。通过将普通三扇区基站的天线更换为AAS天线后，通过基带单元将三扇区变成六扇区，从而实现频谱资源最大增加一倍，数据传输速率可提升一倍。

实际中，平面天线阵列尺寸受限，导致在有限列天线条件下，无法通过赋形得到较好的劈裂波束方向图。主要体现在分裂后的两个波束之间干扰较大，且对原始小区法线方向上的覆盖能力不佳，导致现有劈裂技术很难达到预期水平。

一种现有的可行方式是使用“六边形”结构天线，如传统6扇区。虽可以得到较好的多波束样式，但其天线体积庞大，且无法在单波束和多波束之间自适应切换。

基站天线通常使用在一个平面内按列放置的多个阵子组成，多个阵列组成天线的面，构成一幅天线。使用原有服务于一个小区的扇区化阵面天线，通过对阵面天线各列进行不同的加权，形成指向偏转的波束。例如，目前6扇区使用4列双极化天线，利用巴特勒矩阵使得天线产生左右两个波束，从而实现劈裂。其天线结构和合成波束如图1和图2所示。

现有平面天线阵列个数有限导致赋形效果不理想，对于6扇区劈裂波束主要体现在：原扇区中心方向覆盖能力变差，且旁瓣能量很大，干扰严重，实际性能提升有限。通过增加天线列数提高赋形能力的做法会导致天线尺寸和成本的增加，并且会导致波束3dB宽度降低，影响覆盖。

发明内容

本发明实施例提供一种多扇区化天线及通信系统，以解决现有天线定向波束偏转能力弱，多个波束之间干扰较大的问题。

一方面，本发明实施例提供一种多扇区化天线，其包括背板、至少一个与所述背板所在平面相交成一夹角的第一反射板、至少一个与所述背板所在平面相交成另一夹角的第二反射板、设于所述第一反射板的第一偏转阵子以及设于所述第二反射板的第二偏转阵子，所述第一偏转阵子所在平面平行于第一反射板所在平面，所述第二偏转阵子所在平面平行于第二反射板所在平面。

结合第一方面，本发明实施例提供的多扇区化天线中，所述多扇区化天线为水平偏转阵子两波束天线，所述第一反射板为与背板所在平面相交成第一夹角α的右偏转反射板，所述第二反射板为与背板所在平面相交成第二夹角β的左偏转反射板，所述第一偏转阵子为右偏转阵子，所述第二偏转阵子为左偏转阵子；

其中，所述右偏转反射板和左偏转反射板均为多个，右偏转反射板与左偏转反射板相邻，相邻偏转反射板交叉放置。

结合第一方面，本发明实施例提供的多扇区化天线中，所述多扇区化天线为水平偏转阵子两波束天线，所述第一反射板为与背板所在平面相交成第一夹角α的右偏转反射板，所述第二反射板为与背板所在平面相交成第二夹角β的左偏转反射板，所述第一偏转阵子为右偏转阵子，所述第二偏转阵子为左偏转阵子；

其中，所述右偏转反射板和左偏转反射板均为多个，多个右偏转反射板连续放置，多个左偏转反射板连续放置。

结合第一方面，本发明实施例提供的多扇区化天线中，所有右偏转阵子接入右波束馈电网络，由所述右波束馈电网络控制右波束指向，使所述右波束指向与右偏转阵子指向一致或有角度偏移；所有左偏转阵子接入左波束馈电网络，由所述左波束馈电网络控制左波束指向，使所述左波束指向与左偏转阵子指向一致或有角度偏移。

结合第一方面，本发明实施例提供的多扇区化天线中，全部或部分左偏转阵子接入所述右波束馈电网络，全部或部分右偏转阵子接入所述左波束馈电网络。

结合第一方面，本发明实施例提供的多扇区化天线中，所述多扇区化天线为水平偏转阵子三波束天线，其还包括至少一个与所述背板所在平面平行的零偏转反射板以及设于所述零偏转反射板的零偏转阵子，所述零偏转阵子所在平面平行于零偏转反射板；