[实用新型]适用于FDD系统的RoF型相控有源一体化天线阵列

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种有源天线，具体说是一种适用于FDD（Frequency Division Duplexing，频分双工）系统的RoF型相控有源一体化天线阵列。 

背景技术

天线是各种无线通信系统的关键部件之一，衡量其优劣的主要技术指标有：阻抗带宽、波束宽度、副瓣电平、增益和效率等。天线辐射单元的导体损耗、介质损耗、馈电网络的插入损耗以及馈线的损耗会大大降低整个系统的效率，从而致使相当比例的发射机功率被天线和馈线所耗散，而且严重影响接收灵敏度。因此，高效率和智能化就成为下一代无线通信天线的研究目标。 

传统的蜂窝移动通信基站主要由天线、馈线电缆和射频收发信机组成，塔顶的天线通过一定长度的馈线电缆与下面的收发信机相连接。对于下行链路，射频发射机的输出功率通过馈线电缆馈入安装于塔顶的天线并发射到空中；对于上行链路，手机信号被塔顶基站天线接收后通过馈线电缆进入塔下的射频接收机。传统基站天线大多采用扇面辐射方向图的定向天线，水平面波束宽度一般为120度（10dB波束宽度），增益一般约为14.5dBi。这样的天线一般由垂直方向的8～12个单元的阵列构成。天线辐射单元的导体损耗、介质损耗、馈电网络的插损以及馈线的损耗会大大降低天馈系统的效率，从而致使相当比例的发射机功率被天线和馈线所耗散，而且严重影响接收灵敏度。天线效率没有计及馈线电缆的损耗，显然对于上述基站来说，将天线与馈线（即：天馈系统）整体考虑更适合描述和 

EAF=PePt]]>

分析无线通信系统的性能。为此，我们定义天馈效率如下 

式中，E_AF表示天馈效率（Efficiency of Antenna and Feeding Cable）,P_e是指真正辐射到空中的有效辐射功率，P_t是指射频发射机的输出功率。 

对于传统基站和基站扇面天线情况，通常馈线长度可达几十米，损耗可达3dB，甚至更大；扇面天线内部馈电网络的损耗通常约1～2dB。相比之下，辐射单元的导体损耗、介质损耗以及良好匹配时的反射损耗要小很多。因此，从射频发射机输出的功率只有不到一半被辐射出去，也就是说，此时的天馈效率E_AF<50%。我们知道，在保证线性度的情况下射频发射机输出功率提高一倍，其成本 将增加0.8～1倍，其直流功耗将增加1～1.2倍。 

因此，研究和实现高效率、波束可控、低功耗、低成本以及支持RoF(Radio over Fiber，光载无线通信)的各种优良特性的新型天线技术显得极为迫切。 

实用新型内容

实用新型目的：针对上述现有技术存在的问题和不足，本实用新型的目的是提供一种适用于FDD系统的RoF型相控有源一体化天线阵列，使其在垂直平面内发射通道与接收通道的波束指向独立可控，高效节能。 

技术方案：为实现上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案为一种适用于FDD系统的RoF型相控有源一体化天线阵列，它包括光模块、中频收发模块、射频收发模块和天线单元；与近端机相连的光模块通过中频收发模块与多个射频收发模块相连，每个射频收发模块连接有一个天线单元。 

其中，所述的中频收发模块包括与光模块相连的发射模块，发射模块与中频功分器的输入端相连；中频收发模块还包括与光模块相连的接收模块，接收模块与中频合路器的输出端相连；所述的中频功分器的输出端通过射频收发模块与天线单元的馈电端口相连；所述的天线单元的馈电端口还通过射频收发模块与中频合路器的输入端相连。 

其中，所述的射频收发模块包括依次与中频功分器相连的第一混频器、第一移相器、放大器和双工器，双工器的另一端与天线单元的馈电端口相连；天线单元的馈电端口还通过双工器依次连接射频接收模块、第二移相器和第二混频器，第二混频器与中频合路器的输入端相连。