[发明专利]不使用双工器的带有4个端口具有辐射元件阵列的基站天线

说明书

基站天线包括第一至第四射频(“RF”)端口，联接到第一RF端口和第二RF端口的多个第一合成器，联接到第三RF端口和第四RF端口的多个第二合成器，以及包括多个辐射元件的阵列，所述多个辐射元件具有第一至第四辐射器，其中每个辐射元件的第一辐射器和第二辐射器联接到所述第一合成器中的相应合成器，并且每个辐射元件的第三辐射器和第四辐射器联接到第二合成器中的相应合成器。

相关申请的交叉引用

本申请要求享有2020年1月27日提交的美国临时专利申请序列号62/966,312和2019年2月19日提交的美国临时专利申请序列号62/807,315的优先权。

技术领域

本发明涉及无线电通信，且更具体地涉及用于蜂窝通信的基站天线。

背景技术

蜂窝通信系统是本领域中众所周知的。在典型的蜂窝通信系统中，一个地理区域被划分成称作“小区”的一系列区域，每个小区由基站提供服务。基站可包括基带设备、无线电和基站天线，该基站天线配置成提供与位于整个小区中的用户的双向射频(“RF”)通信。在许多情况下，小区可被划分成多个“扇区”，并且单独的基站天线提供对每个扇区的覆盖。天线通常安装在塔架上，其中由每个天线生成的辐射束(“天线束”)向外指向从而为相应扇区提供服务。通常，基站天线包括辐射元件的一个或多个相控阵列，其中，当天线被安装使用时，辐射元件以一个或多个竖直列布置。本文中“竖直”是指垂直于由地平线限定的平面的方向。还将参考将基站天线二等分的与由地平线限定的平面平行的平面的方位平面，以及高程平面，该高程平面是沿着天线的视轴指向方向延伸的垂直于方位平面的平面。

非常常见的基站配置是所称的“三扇区”配置，其中小区在方位平面中分成三个120°扇区。为每个扇区提供基站天线。在三扇区配置中，由每个基站天线生成的天线束通常在约65°的方位面中具有半功率波束宽度(“HPBW”)，使得天线束提供对整个120°扇区的良好覆盖。三个这样的基站天线因此将在方位平面中提供完整的360°覆盖。通常，每个基站天线将包括辐射元件的所谓的线性阵列，所述辐射元件的线性阵列包括布置成竖直延伸的列的多个辐射元件。每个辐射元件可以具有约65°的HPBW。通过提供沿着高程平面延伸的辐射元件的列，可以使天线束的高程HPBW变窄为明显小于65°，其中变窄的量随着列在竖直方向上的长度而增加。

随着对蜂窝服务需求的增加，蜂窝运营商已经升级了网络，以增加容量和支持新一代的服务。当引入这些新服务时，通常必须维护现有的“旧版”服务以支持旧版移动装置。因此，随着新服务的推出，必须部署新的蜂窝基站或必须升级现有蜂窝基站以支持新服务。为了降低成本，许多蜂窝基站支持两个、三个、四个或更多个不同类型或代次的蜂窝服务。然而，由于本地分区条例和/或重量和风负载的限制，通常存在关于可在给定基站上部署的基站天线的数量的限制。为了减少天线的数量，许多运营商部署以多个频带通信以支持多个不同的蜂窝服务的天线。

人们对包括“低频带”辐射元件的两个线性阵列的基站天线非常感兴趣，所述线性阵列用于支持617-960MHz频带中的一些或全部中的服务。这些天线通常还包括“高频带”辐射元件的两个线性阵列，用于提供1695-2690MHz频带中的一些或全部中的服务。低频带辐射元件和高频带辐射元件的这些线性阵列通常以并排方式安装。图1是常规基站天线10的示意性前视图，其包括两列12-1、12-2低频带辐射元件16和两列22-1、22-2高频带辐射元件26。每个辐射元件在图1(和本文的其它附图)中描绘为大或小“X”，以示出辐射元件是双极化交叉偶极子辐射元件。低频带辐射元件16的每一列12-1、12-2形成低频带辐射元件16的相应线性阵列14-1、14-2，高频带辐射元件26的每一列22-1、22-2形成高频带辐射元件26的相应线性阵列24-1、24-2。这里应当指出，在提供多个相像或相似元件时，可以在附图中使用两部分参考标记(例如，线性阵列14-1、14-2)来标记它们。本文此类元件可以由其全部参考数字(例如，线性阵列14-2)单独地引用，可以由其参考数字的第一部分(例如，线性阵列14)共同地引用。