[发明专利]多波束天线系统及其相位调节方法和双极化天线系统

说明书

本发明公开了一种多波束天线系统及其相位调节方法和双极化天线系统，涉及通信技术领域，实现较大的辐射覆盖范围。该多波束天线系统包括：连接于射频端口的一维多波束形成模块，多波束形成单元用于将射频端口传输的射频信号转换为具有不同相位的M路射频信号；二维多波束形成模块，二维多波束形成模块包括M个第一功分单元，每个第一功分单元的P条输出支路上设置有移相器；连接于第二多波束形成模块的M×N个辐射单元，M×N个辐射单元形成一个具有N行M列的矩阵，M列辐射单元分别连接于M个第一功分单元，每列射频单元中的N个辐射单元分别连接于一个第一功分单元的N条输出支路，与设置有移相器的输出支路连接的M×P个辐射单元组成P行M列的矩阵。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种多波束天线系统及其相位调节方法和双极化天线系统。

背景技术

天线是一种能量转换器，能够将传输线上传播的导行波变换成在空间电磁波，或者进行相反的变换，在无线通信中用来发射或接收电磁波。无线通信系统中最常见传统天线为：玻璃钢全向天线、板状定向天线以及小型的鞭状天线等。很多时候人们需要天线具有最大的覆盖范围和最远的覆盖距离，即天线具有最大的波束宽度和最大的增益，而在单一波束天线上这两者是相互矛盾的。

多波束天线具有多波束的辐射能力，可以在不降低天线增益的情况下提升辐射覆盖的范围。但是，传统多波束天线的辐射覆盖范围仍然比较小。

发明内容

本发明提供一种多波束天线系统及其相位调节方法和双极化天线系统，实现较大的辐射覆盖范围。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种多波束天线系统，包括：

射频端口；

连接于所述射频端口的一维多波束形成模块，所述一维多波束形成模块包括多波束形成单元和连接于所述多波束形成单元的第一相位控制单元，所述多波束形成单元用于将所述射频端口传输的射频信号转换为具有不同相位的M路射频信号，其中M为大于1的整数，所述多波束形成单元具有用于分别输出所述M路射频信号的M个输出端，所述第一相位控制单元用于调节所述M路射频信号的相位；

连接于所述一维多波束形成模块的二维多波束形成模块，所述二维多波束形成模块包括移相器、连接于所述移相器的第二相位控制单元和分别连接于所述多波束形成单元中M个输出端的M个第一功分单元，每个第一功分单元用于将一路射频信号功分为N路射频信号，其中N为大于1的整数，每个第一功分单元具有用于分别输出所述N路射频信号的N条输出支路，所述N条输出支路中的P条输出支路上设置有所述移相器，P为大于等于1的整数，所述第二相位控制单元用于调节所述移相器进行移相时的相位；

连接于所述第二多波束形成模块的M×N个辐射单元，所述M×N个辐射单元形成一个具有N行M列的矩阵，所述M列辐射单元分别连接于所述M个第一功分单元，每列射频单元中的N个辐射单元分别连接于一个第一功分单元的N条输出支路，在所述N行M列的矩阵中，与所述M个第一功分单元中设置有移相器的输出支路连接的M×P个辐射单元组成P行M列的矩阵。

结合第一方面，在第一方面的第一种实现方式中，每个第一功分单元包括第一功分器，所述第一功分器具有Q个输出端，所述第一功分器用于将一路射频信号功分为Q路射频信号，Q为大于1的整数；

每个第一功分单元还包括分别连接于所述第一功分器Q个输出端的Q个第二功分器，每个第二功分器包括R个输出端，每个第二功分器用于将一路射频信号功分为R路射频信号，R为大于1的整数，Q×R＝N；

在所述N行M列的矩阵中，每列射频单元中的N个辐射单元分别连接于Q个第二功分器的N个输出端。