[发明专利]多波束多无线电天线

说明书

技术领域

本发明涉及天线系统，更确切地说，涉及适合点对多点通信的天线系统以及相关联的方法。

背景技术

典型情况下，固定和移动网络中的点对多点通信涉及若干基站，包括单个或扇形天线，为多个客户提供电信服务，比如数据、语音和多媒体。这些服务受到许多问题困扰，主要是容量限制。增加容量可以通过多种方式，如在基站周围建立多个扇区和/或增加可用的频道数量。后者具有真正的局限，因为频谱不容易获得，特别是对于与更多带宽相关联的高速数据。典型情况下，对于前者，当建立更多的扇区时，也需要更多的频率，因为频率干涉阻止了频率在基站上若干扇区中重用。作为替代，通过建立更多单元（基站）可以增加容量，每个单元具有更小的覆盖区，但是这很昂贵，因为需要基础设施。另外，全向天线或扇形天线往往不能在其波束中为用户提供足够的增益，因为天线波束宽度与天线增益从而与信号强度分比逆相关。可以通过减小扇区的角度大小提高天线增益，但是成本、实际限制比如天线的数量和尺寸、频率规划和其他技术问题使得使用小于约120度（每座基站3个扇区）或90度（每座基站4个扇区）的扇区不切实际。

发明目标

所以，本发明的目标是提供替代天线系统和方法，本申请人相信利用它可以至少缓解公知系统的缺点，或者为公知系统提供有用的替代方案。

发明内容

根据本发明，提供了一种天线系统，包括发射机部件，包括：

-到天线系统的n个输入；

-发射机部件天线阵列，包括k个辐射元件；

-相应的波束形成网络，连接到n个输入的每一个，每个波束形成网络都具有多个输出；以及

-k个信号组合器，每个都具有多个输入和相应的输出，其中，

○每个波束形成网络的每个输出都被连接到k个信号组合器的每一个的相应输入；

○每个信号组合器的输出都经由输出级连接到k个辐射元件中相应的一个；以及

○波束形成网络被配置为使得每个天线系统输入都与具有相应的波束宽度的相应发射机部件波束相关联。

第一部件的波束可以被共同地安排为覆盖更大覆盖立体角的至少一部分。所覆盖的立体角可以具有任何适宜的形状，并且可以，例如以扇区的的形式。扇区可以为90度或更大。

每个波束形成网络都可以包括k个输出，每个信号组合器都可以包括n个输入，每个波束形成网络的每个输出都可以被连接到相应的信号组合器中相应的输入。

k的值可以与n的值不同，作为替代相应的值可以相同。

发射机部件的信号放大器可以配备在k个信号组合器的至少某些输出与相应的辐射元件之间的至少某些输出级中。

所述天线系统可以进一步包括接收机部件，包括：

-n个接收机部件的输出；

-接收机部件天线阵列,包括k个辐射元件；

-k个信号分离器，每个信号分离器都包括一个输入和多个输出；以及

-n个波束形成网络，每个波束形成网络都包括多个输入和一个输出，其中，

○每个波束形成网络的输出都被连接到所述n个接收机部件的输出中相应的一个；

○每个信号分离器的每个输出都被连接到每个波束形成网络中相应的输入；以及

○所述波束形成网络被配置为使得每个接收机部件的输出与相应的接收机部件波束相关联，使得至少某些接收机部件波束与天线系统的发射机部件中相关联的发射机部件波束至少部分一致。

接收机部件可以包括噪声抵消模块。在本说明书中，除非上下文有另外显示，“噪声”指的是源自发射机部件的少量信号，它与接收机部件耦合并干扰从系统外部接收到的信号。

噪声抵消模块可以被连接到至少某些信号分离器电路的输入。

接收机部件还可以包括噪声抵消模块与信号分离器电路的输入之间的接收机部件信号放大器。

噪声抵消模块可以包括k个噪声抵消电路，每个噪声抵消电路都包括k个输入和1个输出。k个输入被连接到与至少某些发射机部件输出级相关联的信号耦合装置。优选情况下，提供了k个信号耦合器，每个都与发射机部件的相应的输出级相关联。

每个噪声抵消电路的k个输入都可以经由相应的分支或路径连接到噪声抵消电路的信号组合器的相应输入，它提供了噪声抵消电路的输出。每个路径都可以包括信号相位调整装置以及信号放大器或衰减器至少其一，以调整干扰信号的振幅。相位调整和增益至少其一可以被固定。在其他实施例中，相位调整和增益中的至少一个可以是可变的或可调的。所述调整可以或者手动地或者自动地和/或自适应地进行。