[发明专利]多入多出天线、基站及通信系统

说明书

本申请提供一种多入多出天线，包括多入多出天线的基站以及包括基站的通信系统。多入多出天线包括多个天线单元，每个天线单元中均设置有介质板，介质板为近零折射率材料形成，使得射入所述介质板的任意两束经不同信道传输的所述电磁波束经所述介质板折射后相对于折射前的相位差变大。本申请中，电磁波束需要经所述介质板再传输至所述馈源，从而使得通过不同信道传输的电磁波束在被馈源接收以前先经过介质板进行相位差放大，使得从介质板出射后的不同信道传输的电磁波束之间的相位差增加，从而减小不同信道传输的电磁波束之间的相关性，使得天线单元能够对通过不同信道传输的电磁波束进行超分辨。

技术领域

本申请涉及天线技术领域，尤其涉及一种多入多出天线，包括所述多入多出天线的基站以及包括所述基站的通信系统。

背景技术

微波回传具有快速部署、安装灵活特点，为移动回传的主要解决方案之一。随着移动宽带与固定宽带网络的发展，常规频段的微波回传面临了以下挑战：随着4G网络大量部署以及向5G演进，带宽需求不断增加，宏站需要Gbps级带宽；带宽的增加需要消耗更多的频率资源，常规频段(6-42GHz)的频谱资源日趋紧张，频点获取变得非常困难，难以满足需求。

多入多出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)天线为大容量、长距微波回传的重要解决方案，可以有效地提高信道容量。然而将MIMO天线的实际应用中，一般会要求天线阵列部署在一个较小的范围内，以减小天线的体积，从而使得相邻天线之间的间距远小于瑞利距离，从而使得不同信道传输的波束的相位差太小，使得不同信道传输的波束相关性太强，使得MIMO天线系统退化为单入单出(Single-Input Single-Output，SISO)系统。

发明内容

本申请提供一种多入多出天线、应用所述多入多出天线的基站以及通信系统，旨在增加通过不同信道的传输的电磁波束之间的相位差，减小不同信道传输的电磁波束之间的相关性，实现不同信道传输的电磁波束的超分辨。

第一方面，本申请提供一种多入多出天线，所述多入多出天线用于接收来自于两个或两个以上的信道传输的电磁波束，所述多入多出天线包括多个天线单元，每个所述天线单元均包括天线罩、馈源、光学部件以及介质板。所述天线罩具有前端，电磁波束经过所述前端传输至所述天线罩内。所述馈源设于所述天线罩内，用于接收经过所述前端的电磁波束。所述光学部件设于所述天线罩内，用于将经过所述前端的电磁波束通过折射或反射汇聚至所述馈源，所述光学部件包括光轴。所述介质板设于所述天线罩内，所述介质板垂直于所述光轴设置；所述电磁波束经所述介质板传输至所述馈源；所述介质板为近零折射率材料形成，所述近零折射材料为折射率的绝对值大于0且小于1的材料；射入所述介质板的任意两束经不同信道传输的所述电磁波束经所述介质板折射后相对于折射前的相位差变大。

本申请中，通过在所述天线单元中设置折射率的绝对值大于0且小于1的近零折射率材料形成的介质板。由于通过不同的信道传输的电磁波束之间具有夹角，即使得通过不同信道传输至所述介质板的电磁波束的入射角度不同。由于本申请中的所述介质板为近零折射率材料形成，使得通过不同的信道传输的电磁波束经过所述介质板时传输的距离的差值相较于在空气中传输时的差值大得多，进而使得不同信道传输的电磁波束出射后其相位差会相较于射入所述介质板之前变大，即通过所述介质板能够实现将不同信道传输的电磁波束达到放大两个波束相位差，进而减小不同信道传输的波束的相关性，实现不同信道传输的波束的超分辨。

本申请的一些实施例中，所述介质板的折射率的绝对值大于0且小于0.1。这些实施例中，所述介质板的折射率接近零，从而能够尽量大的增加从不同的信道传输的电磁波束的相位差，以得到更好的波束分辨效果。

本申请的一些实施例中，所述介质板包括相背设置的入射面和出射面，以及连接于所述入射面与所述出射面之间的侧面，所述侧面上覆盖有反射层，所述反射层用于将射向所述侧面的所述电磁波束反射至所述出射面，并使得反射后的所述电磁波束相较于反射前的所述电磁波束产生180°+N×360°的相位变化，其中，N为自然数。