[发明专利]天线系统以及操作天线系统的方法

说明书

描述了一种用于移动通信基站的天线系统以及一种操作包括基站的通信网络的方法。所述天线系统包括用于波束成形的天线阵列，并且被配置为雷达传感器、通信天线或组合的雷达传感器。雷达图像可以用于确定所述天线系统附近的对象的地图并且调整所述天线系统的波束控制或波束成形。

技术领域

本公开涉及一种用于移动通信网络基站的天线系统以及一种用于操作包括基站的移动通信网络的方法。

背景技术

例如支持4G或5G移动通信标准的网络等移动通信蜂窝式网络可以使用基站收发台(BTS)或包括天线系统的基站来改进网络容量和覆盖范围，所述天线系统使用波束成形技术支持多输入多输出(MIMO)通信。

这些天线系统包括天线阵列，所述天线阵列通常实施为布置成规则矩形网格的贴片天线。贴片天线的间距或间隔由发射或接收中使用的通信频率的波长决定。贴片天线可以为双极化天线，所述双极化天线具有正交极化，以改进天线分集并且允许天线元件在给定区域内加倍。

在操作中，波束成形和/或波束控制既能在发射模式下用于使所发射RF信号的方向集中朝向另一BTS或用户设备接收器(UE)，例如手机；又能在接收模式下用于提高从用户设备发射器发射的信号的灵敏度。

波束成形需要两个或更多个天线在发射(TX)或接收(RX)模式下工作。在发射模式下，针对相关天线中的每一个调整信号的相位和振幅，以形成期望波束方向。在接收模式下，使用信号处理技术组合来自多个天线贴片的所接收信号，以选择性地从期望波束方向接收信号并抑制不需要的信号。

天线系统可以被配置成在发射和接收模式下使用不同数量的贴片天线。在发射模式下，这会使得在所发射信号的功率与所发射波束的窄度之间进行权衡。使用更多的贴片天线会使得功率更高且波束更窄。在接收模式下，使用更多的贴片天线会使得在特定方向上灵敏度更高且波束更窄。

此类天线系统可以用于在不同用户设备与其余移动通信网络之间形成若干通信信道。在5G通信标准中，时分双工(TDD)用于信道上的通信。在TDD中，使用相同的频率来进行发射和接收。

发明内容

在所附权利要求书中限定本公开的各方面。

在第一方面中，提供一种用于移动通信网络基站的天线系统，所述天线系统包括：用于波束成形的天线阵列，所述天线阵列包括多个双极化贴片天线和多个波导天线中的至少一个，以及控制器，所述控制器耦合到所述天线阵列，用于将每一天线配置成发射或接收RF信号；其中所述控制器用以：(i)将所述多个天线中的至少两个天线配置成发射和/或接收RF通信信号，并且将所述多个天线中的至少一个天线配置成发射雷达信号且将所述多个天线中的一个天线配置成接收反射雷达信号，或(ii)在第一模式下将所述多个天线中的至少两个天线配置成发射和/或接收RF通信信号，并且在第二模式下将所述多个天线中的至少一个天线配置成发射雷达信号且将所述多个天线中的至少一个另外的天线配置成接收所述反射雷达信号。

在一些实施例中，所述天线阵列包括：两个贴片天线，并且其中所述控制器在所述第一模式下用以：将第一贴片天线配置成处于第一极化且将第二贴片天线配置成处于第二极化，并且经由所述第一和第二贴片天线接收检测到的通信信号，或经由所述第一和第二贴片天线发射通信信号。

在一些实施例中，所述天线阵列包括：两个贴片天线，并且其中所述控制器在第一模式下用以：将所述第一贴片天线和所述第二贴片天线配置成处于第一极化和第二极化之一，并且经由所述第一和第二贴片天线接收检测到的通信信号，或经由所述第一和第二贴片天线发射通信信号。

在一些实施例中，所述天线阵列包括：两个贴片天线，并且其中所述控制器在第二模式下用以：将所述第一贴片天线配置成处于所述第一极化且将所述第二贴片天线配置成处于所述第二极化，并且经由所述第一和第二贴片天线之一发射雷达信号，并且经由所述第一和第二贴片天线中的另一个接收所述反射雷达信号。