[发明专利]产生具有全向方位角图案的天线波束的带透镜的基站天线

说明书

一种基站天线包括：反射器，具有多对相对的面；连接器端口；多个辐射元件，被安装为从反射器的相应的面向外延伸，其中，辐射元件中的每一个耦合到连接器端口；以及多个RF透镜，每个RF透镜被安装在辐射元件中的相应一个的外面并与相应的辐射元件相关联。耦合到连接器端口的辐射元件的数量等于反射器上的面的数量。

技术领域

本发明涉及蜂窝通信系统，并且更具体而言，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，地理区域被划分为被称为“小区”的一系列区域，并且每个小区由基站服务。通常，小区可以服务离基站例如2-20公里的距离内的用户。基站可以包括基带装备、无线电装置和天线，天线被配置为提供与定位在整个小区中的固定和移动的订户(“用户”)的双向射频(“RF”)通信。天线通常被安装在塔上，其中由每个天线产生的辐射波束(“天线波束”)向外定向。通常，基站天线包括辐射元件的一个或多个相控阵列，其中，当天线被安装以供使用时，辐射元件被布置在一个或多个竖直列中。这里，“竖直”指的是相对于由水平线限定的平面垂直的方向。

为了增加容量，蜂窝运营商近年来部署了所谓的“小小区”蜂窝基站。小小区基站指的是可以在具有比典型的“宏小区”基站小的范围的许可和/或无许可的频谱中操作的低功率基站。小小区基站可以被设计为服务于在小的地理区域(例如，半径为几十米或几百米的区域)内的用户。小小区可以例如用于向宏小区内的高流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流量中的大量或全部。小小区基站通常采用在方位角平面中提供完整的360度覆盖并在仰角平面中提供适当的波束宽度的天线，以覆盖小小区的所设计的区域。

图1A是常规小小区基站10的示意图。如图1A中所示，基站10包括可以被安装在凸起结构30上的天线20。天线20可以被设计为对由基站天线服务的频带中的至少一些在方位角平面中具有全向天线图案，从而意味着由天线20产生的至少一个天线波束可以在方位角平面中延伸通过完整的360度圆。

如图1A中进一步所示，小小区基站10还包括诸如基带单元40和无线电装置42之类的基站装备。为简化附图，在图1A中示出单个基带单元40和单个无线电装置42，但是会理解的是，可以设置多于一个的基带单元40和/或无线电装置42。另外，虽然无线电装置42被示出为与处于天线塔30底部的基带单元40位于同一位置，但是会理解的是，在其它情况下，无线电装置42可以是靠近天线20的安装在天线塔30上的远程无线电头。基带单元40可以从诸如例如回程网络(未示出)的另一个源接收数据，并且可以处理该数据并向无线电装置42提供数据流。无线电装置42可以产生RF信号，并且可以将这些RF信号放大并传递到天线20以经由线缆连接44进行发送，这些RF信号包括在其中编码的数据。图1A的基站10通常包括各种其它装备(未示出)，诸如例如电源、备用电池、电力总线等。

图1B是可以由天线20产生的在方位角平面中具有全向图案的天线波束60的几个示图的合成图。图1B包括天线波束60的三维透视图(被标记为“3D图案”)以及其方位角图案和仰角图案的曲线图。方位角图案是通过穿过三维天线波束60的中间取水平截面而产生的，并且仰角图案是通过穿过三维波束60的中间取竖直截面产生的。如可以看到的，天线波束60在方位角平面中延伸通过完整的360度，并且天线波束60在方位角平面中在所有方向上具有几乎恒定的增益。在仰角平面中，天线波束60在接近水平线的仰角处(例如，仰角在-10°和10°之间)具有高增益，但是增益在水平线上方和下方的较大的仰角处急剧下降。因此，天线波束60在方位角平面中是全向的，并且在仰角平面中是定向的。

发明内容

根据本发明的实施例，提供一种基站天线，该基站天线包括：反射器，具有多对相对的面；连接器端口；多个辐射元件，被安装为从反射器的相应的面向外延伸，其中，辐射元件中的每一个耦合到连接器端口；以及多个RF透镜，其中，每个RF透镜被安装在辐射元件中的相应的一个的外面并与相应的辐射元件相关联。在这些天线中，耦合到连接器端口的辐射元件的数量等于反射器上的面的数量。