[发明专利]用于减少向上定向的辐射的带有透镜的基站天线

说明书

本发明公开了用于减少向上定向的辐射的带有透镜的基站天线。基站天线包括从背板向前延伸并且被配置为发送和接收5.15‑5.25GHz频带中的信号的辐射元件以及安装在辐射元件前方的射频透镜。RF透镜被配置为向下重定向由辐射元件发射的RF信号的一部分，使得以相对于所述辐射元件的视轴指向方向大于30°的仰角通过所述辐射元件和所述RF透镜的组合的RF能量的第一峰值发射小于以相对于所述辐射元件的视轴指向方向小于‑30°的仰角通过所述辐射元件和所述RF透镜的组合的RF能量的第二峰值发射。

相关申请的交叉引用

根据美国法典第35条第119款,本申请要求2017年9月29日提交的美国临时专利申请序列No.62/565,284和2017年12月1日提交的美国临时专利申请序列No.62/593,425的优先权，通过引用的方式将上述两者的内容合并于此，如同其被完整阐述一样。

技术领域

本发明涉及蜂窝通信系统，并且更具体地涉及用于蜂窝通信系统的基站天线。

背景技术

蜂窝通信系统在本领域中是公知的。在典型的蜂窝通信系统中，地理区域被划分为一系列被称为“小区”的区域，并且每个小区由基站服务。通常，小区可以为例如距离基站2-20公里的距离内的用户提供服务，尽管较小的小区通常用于城市地区以增加容量。基站可以包括基带设备、无线电和天线，其被配置为提供与定位在整个小区中的固定和移动订户(“用户”)的双向射频(“RF”)通信。在许多情况下，小区可以被划分为多个“扇区”，并且单独的天线为每个扇区提供覆盖。天线通常安装在塔架或其他凸起结构上，由每个天线产生的辐射束(“天线波束”)向外指向以服务相应的扇区。通常，基站天线包括一个或多个相控阵列的辐射元件，当天线安装使用时，辐射元件布置在一个或多个垂直列中。这里，“垂直”是指相对于由地平线限定的平面垂直的方向。

为了增加容量，近年来蜂窝运营商已经部署了所谓的“小小区”蜂窝基站。小小区基站是指可以在许可和/或未许可频谱中操作的低功率基站，其具有比典型的“宏小区”基站小得多的范围。小小区基站可以被设计为服务于小地理区域(例如，小小区基站的数十或数百米)内的用户。例如，可以使用小小区来向宏小区内的高通信量区域提供蜂窝覆盖，这允许宏小区基站卸载小小区基站附近的大部分或全部通信量。小小区在长期演进(“LTE”)蜂窝网络中可以特别有效地使用可用频谱以合理的成本最大化网络容量。小小区基站通常采用天线，其在方位角平面中提供全360度覆盖，在仰角平面中提供合适的波束宽度以覆盖小小区的设计区域。在许多情况下，小小区天线将被设计成在仰角平面中具有小的下倾角，以减少小小区天线的天线波束溢出到小小区外部的区域，并且还用于减少小小区与重叠的宏小区之间的干扰。

图1A是传统的小小区基站10的示意图。如图1A所示，基站10包括可以安装在凸起结构30上的天线20。在所示实施例中，结构30是小型天线塔，但是应理解可以使用各种各样的安装位置，包括例如电线杆、建筑物、水塔等。对于由基站天线服务的至少一些频带，天线20可以被设计为在方位角平面中具有全向天线方向图，这意味着由天线20产生的至少一个天线波束可以延伸穿过方位角平面内的整个360度圆。

如图1A中进一步所示，小小区基站10还包括基站装备，例如基带单元40和无线电装置42。图1A中示出了单个基带单元40和单个无线电装置42以简化附图，但是应该理解，可以提供一个以上的基带单元40和/或无线电42。另外，虽然无线电42被示为与天线塔30的底部处的基带装备40共同定位，但是应当理解，在其他情况下，无线电42可以是安装在邻近天线20的天线塔30上的远程无线电头。基带单元40可以从另一个源(例如，回程网络(未示出))接收数据，并且可以处理该数据并向无线电42提供数据流。无线电42可以生成包括在其中编码的数据的RF信号，并且可以放大并将这些RF信号传送到天线20以经由电缆连接44进行传输。还应当理解，图1A的基站10通常将包括各种其他装备(未示出)，诸如例如电源、备用电池、电源总线、天线接口信号组(“AISG”)控制器等。