[发明专利]形成波束的方法和装置

说明书

本申请提供了一种形成波束的方法和装置。该形成波束的方法包括：馈电网络从波束形成模块接收电信号，将该电信号分别输出到天线阵列的多个天线端口上，天线端口上接收的电信号用于控制天线阵列形成的波束的形状；其中，馈电网络输出到天线阵列的每个天线端口上的电信号的幅度以及分流到天线阵列不同天线端口的电信号之间的相位差随着天线阵列工作频点的不同而不同。本申请提供的技术方案可以提高天线阵列形成的波束的保形能力。

技术领域

本申请涉及通信领域，并且更具体地，涉及一种形成波束的方法和装置。

背景技术

在无线通信系统中，天线是连接空口与电路的重要器件。随着移动通信技术的发展，通信系统对容量提出了越来越高的要求，为了提升系统的容量可以采用多波束天线设备。其中，多波束天线设备一般包括波束形成模块、天线阵列以及连接波束形成模块和天线阵列的馈电网络。

现有的多波束形成方法往往是基于巴特勒(Butler)馈电网络实现的，难以保证一定的宽带下，形成的波束的形状不变。因此，如何在一定的宽带下使得形成的波束能够基本保持稳定的指向和波束宽度成为亟待解决的问题。

发明内容

本申请提供一种形成波束的方法和装置，通过控制分流到天线端口上的电信号的幅度以及分流到天线阵列不同天线端口的电信号之间的相位差随着天线阵列的工作频点的变化规律，提高不同工作频点下该天线阵列形成的波束的保形能力。

第一方面，提供了一种形成波束的装置，包括：波束形成模块，该波束形成模块包括用于提供电信号的波束端口，其中，波束形成模块也可以称为波束形成单元或电信号网络，本申请对于该提供电信号的波束形成模块的具体称呼并不限定，只限定该波束形成模块能够用于提供电信号，包括输出电信号的波束端口即可；天线阵列，该天线阵列包括多个天线端口；馈电网络，该馈电网络设置在该波束端口和该天线端口之间，用于将该波束端口提供的电信号分流到该天线端口上，该天线阵列的天线端口上接收的电信号用于控制该天线阵列形成的波束的形状；其中，该分流到该天线阵列的某个天线端口上的电信号的幅度与该天线阵列的工作频点满足第一对应关系，分流到该天线阵列的某两个天线端口上的电信号之间的相位差与工作频点满足第二对应关系。

本申请实施例提供的形成波束的装置，通过控制分流到天线阵列的天线端口上的电信号的幅度，以及分流到天线阵列不同天线端口的电信号之间的相位差随着该天线阵列的工作频点的变化规律，提高不同工作频点下该天线阵列形成的波束的保形能力。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该分流到该天线端口上的电信号的幅度随着该工作频点增大而减小；该分流到该天线阵列不同天线端口上的电信号之间的相位差随着该工作频点增大而增大。

本申请实施例提供的形成波束的装置，分流到该天线端口上的电信号的幅度，以及分流到天线阵列不同天线端口的电信号之间的相位差随着该天线阵列的工作频点的变化规律可以是幅度随着该工作频点增大而减小、相位随着该工作频点增大而增大。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该分流到该天线端口上的电信号的幅度与该工作频点满足R＝A1*X⁴+B1*X³+C1*X²+D1*X+E1，其中，R为电信号的幅度，X为工作频点，A1、B1、C1、D1和E1为预设值；该分流到该天线阵列不同天线端口上的电信号之间的相位差与该工作频点满足ΔP＝A2*(300/X)*d*B2，其中，ΔP为不同天线端口上的电信号之间的相位差，X为工作频点，d为两个不同天线端口之间的距离，A2和B2为预设值。

本申请实施例提供的形成波束的装置，分流到该天线端口上的电信号的幅度，以及分流到天线阵列不同天线端口的电信号之间的相位差随着该天线阵列的工作频点的变化规律满足预设的对应关系，从而能够基于预设的对应关系根据不同的工作频点设计分流到某个天线端口电信号的幅度和分流到不同天线端口的电信号之间的相位差。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该馈电网络为功分器。