[发明专利]自适应阵列天线

说明书

技术背景

本发明涉及一种用于例如移动通信的基站中的自适应阵列天线，该自适应阵列天线具有多个天线元，组成固定地定义方向性的控制范围的子阵列。

现有技术

图1描述了传统的自适应阵列夭线的基本结构，公布在例如TakeoOhgane等人的“A Development of GMSK/TDMA System with CMA AdaptiveArray for Land Mobile Communications(用于陆上移动通信的具有CMA自适应阵列的GMSK/TDMA系统的开发)”，IEEE 1991,pp.172-176。M个天线元11₁至11_M以等距、例如距离d排列，并且每个单元具有相同的、大波束宽度的单元方向性图12，并且它们被连接到高频分配器13；通过天线元11₁至11_M接收的信号被高频分配器13分配到信道部14₁至14_N，即，通过每个天线元接收的信号被分配为N个。天线元的间隔d的范围为所使用的波长的几分之一到几倍。

在每个信道部14_i(i=1,2,...,N)中，从分配给该信道部的、M个天线元接收的信号分别被施加到M个接收机15₁至15_M。来自接收机15₁至15_M的基带信号通过电平-相位调节器16₁至16_M提供给基带组合器17，并在其中被组合为一个接收输出；该输出被分支到自适应信号处理部18，然后调节电平-相位调节器16₁至16_M，以使接收的基带信号的差错最小化，从而天线元11₁至11_M的组合的方向性图19被自适应地控制为例如如图1所示，以便天线增益在干扰信号的方向上降低，而在所需信号的方向上提高。这使得基站能够和N个移动台在N个信道上进行良好的通信。然而，同时，接收机15的数目增加了，并且信号处理量也显著地增加了。

为了解决上述问题，日本专利申请公开第24702/87号提出了一种自适应阵列天线，其结构如图2所示，其中，阵列天线元被分成多个组(子阵列)，每个组包括多个天线元，对于每个子阵列，控制高频接收信号的相位和电平，并将其组合，然后将每个组合的信号分配到N个信道。在图示的例子中，子阵列21₁至21_L每4个天线元形成一组，并且对于每个子阵列，由高频信号组合器22₁至22_L之一对接收信号进行组合。每个子阵列具有连接到天线元输出端的高频电平-相位调节器23₁至23₄，其中设置系数W₁至W₄，以调节接收信号的电平和相位，以便子阵列21₁至21_L具有相同的天线方向性图24。高频信号组合器22₁至22_L，的输出被馈给高频分配器13，并且从该高频分配器13分配到信道14₁至14_N。后续的处理与图1的情况相同。