一種智能天線及其激勵方法技術

本發明專利技術公開了一種智能天線及其激勵方法，所述智能天線包括：設置于同一反射板上的平行排列的多列天線陣元；多列天線陣元中包括：用于發射廣播波束的單列廣播天線陣元，以及用于發射業務波束的m列業務天線陣元；業務天線陣元列的列間距d1由天線陣元的工作中心頻率的波長決定；單列廣播天線陣元與相鄰業務天線陣元列的列間距d2大于d1。由于單列廣播天線陣元發射廣播波束，相比于現有技術多列天線陣元發射廣播波束，沒有互相抵消的電磁場，且可避免權值損耗，具有更高增益；從而減小廣播波束增益與業務波束增益之間的差異，提高移動通訊網絡性能的目的。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及無線通信技術，尤其涉及。
技術介紹
智能天線是TD-SCDMA系統的專有技術，它將雷達的相控陣陣列天線原理應用于蜂窩移動電話系統中。其主要功能在于，不僅可以像雷達一樣自動生成跟蹤移動目標(移動手機等移動終端設備)的波束，即業務波束，用于與移動目標進行正常的業務通信；而且還能按照蜂窩移動電話系統的組網環境特點生成覆蓋小區的廣播波束，用于下行導頻或廣播信道。它是通過系統軟件控制各陣列單元(也可稱為天線陣元、或輻射單元)的激勵功率和相位(簡稱“權值”)來實現的，自適應生成不同環境下，通信效果所需的兩類波束。業務波束通常是在建立具體的通話鏈路后形成，根據用戶的上行波達方向的權值設定下行業務波束的權值，達到下行業務波束跟蹤用戶的目的。廣播波束是在廣播時隙TSO和下行導頻時隙DwPTS中形成，通過以多種方式對廣播波束的賦形，可以實現對廣播信號覆蓋的控制。如圖1所示的智能天線是一種陣列天線，包括設置于反射板上的、平行、等間距排列的多列單天線，每列可有多個陣列單元，每個陣列單元的端口加載特定功率和相位的激勵，從而陣列單元發射相應的電磁波；各陣列單元發射的電磁波的電磁場疊加后形成總電磁場。技術人員可以調整各陣列單元的端口所加載的激勵的權值，使得智能天線發射的總電磁場為所需求的波束類型。—般而言,業務波束為具有特定指向、具有高增益的窄波波束；而廣播波束則通常為覆蓋一定角度(比如65度)的扇形區域的寬波波束。然而，本專利技術的專利技術人發現，現有技術的智能天線在實際應用中具有如下缺點:智能天線發射的廣播波束的增益小于業務波束的增益，導致兩類波束覆蓋的距離有明顯差異，嚴重影響了移動通訊的網絡性能；例如，在離基站天線較遠的某個移動終端可以收到業務波束的信號，卻不能收到廣播波束的信號，從而影響其移動通訊功能的實現。
技術實現思路
本專利技術的實施例提供了，用以提高廣播波束增益同時兼顧業務波束掃描，從而提高移動通訊的網絡性能。根據本專利技術的一個方面，提供了一種智能天線，包括:設置于同一反射板上的平行排列的多列天線陣元；所述多列天線陣元中包括:用于發射廣播波束的單列廣播天線陣元和用于發射業務波束的m列業務天線陣元；其中，m為大于I的自然數；所述多列天線陣元中的每列天線陣元的個數至少為一個；所述業務天線陣元的相鄰列的列間距dl，由所述天線陣元的工作中心頻率決定；所述單列廣播天線陣元與相鄰的一列業務天線陣元之間的列間距d2，由所述天線工作中心頻率和廣播天線陣元的天線寬度W決定，d2大于dl ;所述廣播天線寬度W，由所述廣播波束的波束寬度決定。較佳地,所述m列業務天線陣元具體為m列定向雙極化天線陣元。較佳地，所述廣播天線陣元具體為為定向雙極化天線陣元；以及所述dl為所述工作中心頻率的1/2波長。較佳地，所述d2由所述廣播波束天線的寬度決定。較佳地，所述多列天線陣元中的相鄰兩列的天線陣元為交錯排列或為對齊排列。根據本專利技術的另一個方面，還提供了一種智能天線的激勵方法，包括:對于上述的智能天線，對其中的單列廣播天線陣元施加激勵，以產生廣播波束；以及對所述智能天線中的m列業務天線陣元施加激勵，以產生業務波束。其中，所述對所述智能天線中的m列業務天線陣元施加激勵，以產生業務波束具體包括:根據所述m列業務天線陣元中各天線陣元接收到的移動終端發送的上行波的權值，設定m列業務天線陣元中各天線陣元的發射權值，根據設定的發射權值激勵m列業務天線陣元中各天線陣元發射電磁波，發射的電磁波的合成電磁場形成指向該移動終端的下行業務波束。本專利技術實施例提供的技術方案中，由于在智能天線的同一反射板上設置兩種不同的天線陣元，分別來產生業務波束和廣播波束，且專用于發射廣播波束的廣播天線陣元的波束寬度，根據所需廣播波束的波束寬度決定，因此，單列廣播天線陣元即可發射滿足波束寬度的廣播波束；而反射板上其它列天線陣元仍然可以用來產生業務波束。由單列的廣播天線陣元發射廣播波束，相比于現有技術的多列天線陣元發射廣播波束，由于沒有互相抵消的電磁場，反而比現有技術的多列天線陣元發射廣播波束的增益高，不但提高了廣播波束的增益，還節約了能耗，提高了能源利用效率；從而可以達到減小廣播波束增益與業務波束增益之間的差異，提高移動通訊的網絡性能的目的。而且，由單列的廣播天線陣元發射廣播波束，相比于現有技術的多列天線陣元發射廣播波束，可以避免相鄰列的天線陣元發射波束所產生的權值損耗，從該方面而言，也起到了提高波束增益的目的，更為高效地利用了發射功率。再者，現有技術的多列天線陣元發射廣播波束，會因為電磁場的疊加效應而導致廣播波束覆蓋的區域內也可能存在移動終端接收不到廣播波束的信號盲點，影響了移動通訊的網絡性能；而本專利技術的智能天線中，由于是由單列廣播天線陣元發射廣播波束，從而避免了多列天線陣元發射廣播波束產生電磁場的疊加效應，從而使廣播波束覆蓋的區域內不存在信號盲點，進一步提高了移動通訊的網絡性能。附圖說明圖1為現有技術的智能天線示意圖；圖2為本專利技術實施例的智能天線示意圖；圖3為本專利技術實施例的智能天線的激勵裝置內部結構框圖。具體實施方式為使本專利技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下參照附圖并舉出優選實施例，對本專利技術進一步詳細說明。然而，需要說明的是，說明書中列出的許多細節僅僅是為了使讀者對本專利技術的一個或多個方面有一個透徹的理解，即便沒有這些特定的細節也可以實現本專利技術的這些方面。本申請使用的“模塊”、“系統”等術語旨在包括與計算機或芯片或可編程邏輯器件相關的實體，例如但不限于硬件、固件、軟硬件組合、軟件或者執行中的軟件。本專利技術的專利技術人針對現有技術的智能天線所存在的問題，考慮到如果增加發射廣播波束的功率，將會造成基站消耗功率上升，用于激勵智能天線發射波束的裝置中的相關硬件也需要更換以承受更大的功率傳輸，不利于在現有的基站設備上進行改進。由此，本專利技術的專利技術人更進一步考慮到，在同一智能天線的反射板上設置兩種不同的天線陣元，如圖2所示，包括:一種天線陣元專用于發射廣播波束，為便于描述，本文中將用于發射廣播波束的天線陣元記為廣播天線陣元；另一種天線陣元專用于發射業務波束，為便于描述，本文中將用于發射業務波束的天線陣元記為業務天線陣元。作為發射業務波束的業務天線陣元，為了滿足在一個較寬范圍內掃描、定向的功能，則需要采用波束寬度(或稱半功率角)適宜的天線，例如，業務天線陣元采用波束寬度大約100度的天線；這里需要指出，本文中所述的波束寬度具體指的是水平方向的波束寬度。而本專利技術中的發射廣播波束的廣播天線陣元，其波束寬度則可根據所需的廣播波束寬度來確定；例如，若需要發射的廣播波束寬度為65度，則可采用波束寬度為65度左右的天線作為廣播天線陣元。由于本專利技術采用的廣播天線陣元，相比于現用的智能天線的天線陣元，具有較小的波束寬度，從而在相同額定功率的情況下，具有更高的波束增益，比現有技術智能天線的天線陣元發射的廣播波束具有更高的增益。在實測過程中，同樣長度的天線發現增益可以提高2 3dBi或更高；從而達到減小廣播波束增益與業務波束增益之間的差異，提高移動通訊的網絡性能的目的。下面結合附圖詳細說明本專利技術實施例的技術方案。本專利技術實施例提供的智能天線，如圖2所示，其包括設置于同一反射板上的平行排列的多列天線陣元；該多列天線陣元中本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種智能天線，包括：設置于同一反射板上的平行排列的多列天線陣元；所述多列天線陣元中包括：用于發射廣播波束的單列廣播天線陣元和用于發射業務波束的m列業務天線陣元；其中，m為大于1的自然數；所述多列天線陣元中的每列天線陣元的個數至少為一個；所述業務天線陣元的相鄰列的列間距d1，由所述天線陣元的工作中心頻率決定；所述單列廣播天線陣元與相鄰的一列業務天線陣元之間的列間距d2，由所述天線工作中心頻率和廣播天線陣元的天線寬度W決定，d2大于d1；所述廣播天線寬度W，由所述廣播波束的波束寬度決定。

【技術特征摘要】
1.一種智能天線,包括: 設置于同一反射板上的平行排列的多列天線陣元；所述多列天線陣元中包括:用于發射廣播波束的單列廣播天線陣元和用于發射業務波束的m列業務天線陣元；其中，m為大于I的自然數； 所述多列天線陣元中的每列天線陣元的個數至少為一個；所述業務天線陣元的相鄰列的列間距dl，由所述天線陣元的工作中心頻率決定；所述單列廣播天線陣元與相鄰的一列業務天線陣元之間的列間距d2，由所述天線工作中心頻率和廣播天線陣元的天線寬度W決定，d2大于dl ;所述廣播天線寬度W，由所述廣播波束的波束寬度決定。2.如權利要求1所述的智能天線，其特征在于，所述m列業務天線陣元具體為m列定向雙極化天線陣元。3.如權利要求2所述的智能天線，其特征在于，所述廣播天線陣元具體為為定向雙極化天線陣元；以及所述dl為所述工作中心頻率的1/2波長。4....

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳中林，沈赤兵，丁勇，姚想喜，張利華，張威，潘晉，曹林利，
申請(專利權)人：廣東通宇通訊股份有限公司，
類型：發明
國別省市：