[发明专利]具有现场启用的远程电子倾斜能力的基站天线

说明书

本发明涉及一种具有现场启用的远程电子倾斜能力的基站天线。本发明提供一种配置天线的方法，所述天线包括多个RET单元，所述多个RET单元与多个辐射元件阵列中的相应阵列相关联，其中，对于包括所述阵列中的至少一个的子集中的每个阵列，将与所述阵列相关联的RET单元的输出设置为对应于所述阵列的预选电子下倾的位置。将第一RET单元配置文件加载到所述天线的存储器中，其中所述第一RET单元配置文件不包括与所述子集中包括的阵列相关联的RET单元的配置数据。提供第二RET单元配置文件，所述第二RET单元配置文件包括所有RET单元的配置数据。

相关申请的交叉引用

本申请依据35 U.S.C.§119请求享有2019年11月27日提交的美国临时专利申请序列号62/940,926的优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

本发明涉及通信系统，特别涉及具有远程电子倾斜(remote electronic tilt)能力的基站天线。

背景技术

蜂窝通信系统用于向固定和移动用户提供无线通信。蜂窝通信系统可以包括多个基站，每个基站都为通常称为“小区”的指定覆盖区域提供无线蜂窝服务。每个基站可以包括一个或多个基站天线，所述基站天线用于向基站所服务的小区内的用户发射射频(“RF”)信号并从所述用户接收RF信号。每个基站天线包括用于发射和接收RF信号的辐射元件(例如，贴片或交叉偶极子辐射元件)的一个或多个线性和/或平面阵列。每个阵列集中在特定方向上发射或从特定方向接收的RF能量。在给定方向上阵列的“增益”是阵列在该方向上集中RF能量的能力的度量。阵列的“辐射方向图”(也称为“天线波束”)是阵列在所有不同方向上的增益的汇集。每个天线波束可以设计成服务于预定覆盖区域，例如小区或其一部分，通常称为“扇区”。每个天线波束可以设计成在其预定覆盖区域内具有最小的增益水平，并且在覆盖区域之外具有低得多的增益水平以减少相邻小区/扇区之间的干扰。

早期的基站天线生成的天线波束具有固定的形状，意味着一旦安装基站天线，其天线波束就无法改变，除非技术人员物理重新配置天线。然而，基于网络覆盖要求，蜂窝运营商可能发现调节由辐射元件阵列生成的天线波束的仰角(即，相对于水平线的竖直角度，在此天线波束具有最高增益)以便改变阵列的覆盖区域是有利的。仰角也称为天线波束的“倾斜”角。大多数现代基站天线包括所称的远程电子倾斜(“RET”)能力，此能力允许无线操作员从远程位置以电子方式改变由每个阵列生成的天线波束的倾斜角。可以通过将控制信号传输到天线来以电子方式改变天线波束的倾斜角，从而使天线改变RF信号的子分量的相位，所述RF信号由生成天线波束的阵列的单独的辐射元件发射和接收。

为了以电子方式改变由辐射元件阵列生成的天线波束的倾斜角，可以在阵列的辐射元件上施加相位锥度。可以通过调节移相器上的设置来施加这样的相位锥度，所述移相器沿着无线电设备和阵列的各个辐射元件之间的RF传输路径定位。一种广泛使用的移相器类型是机电“电刷”移相器，其包括主印刷电路板和可以在主印刷电路板上方旋转的“电刷”印刷电路板。这样的电刷移相器通常将在主印刷电路板处接收的输入RF信号分为多个子分量，然后将这些子分量中的至少一些耦合到电刷印刷电路板。RF信号的子分量可以沿着多个弧形迹线从电刷印刷电路板耦合回到主印刷电路板，其中每个弧具有不同的直径。每个弧形迹线的每个端部可以连接到辐射元件的相应子组。通过在主印刷电路板上方机械地旋转电刷印刷电路板，可以改变RF信号的子分量耦合回到主印刷电路板的位置，因此改变从移相器到辐射元件的相应子组的传输路径的长度。这些路径长度的变化导致RF信号的相应子分量的相位变化，并且由于弧具有不同的半径，因此沿着不同路径的相位变化将不同。在授予Timofeev的美国专利号7,907,096中讨论了该变型的示例性移相器，该专利的公开内容在此全文引入。通常，通过向RF信号的一些子分量施加各种幅度(例如，+X°，+2X°和+3X°)的正相移并通过向RF信号的其他子分量施加相同幅度(例如，-X°，-2X°和-3X°)的负相移而施加相位锥度。可替代地使用其它机电移相器，例如，可调U形(trombone)移相器或滑动介质移相器，如可使用广泛的各种电子移相器。