Антенна, базовая станция и способ обработки диаграммы направленности

Изобретение относится к антенным технологиям. Технический результат - повышение пропускной способности и упрощение устройства. Для этого способ включает в себя выполнение, посредством гибридной схемы, регулирования фазы для сигналов, принимаемых от приемопередатчика базовой станции, генерирование сигналов, имеющих предустановленную фазу, и передачу сигналов на устройство деления мощности; выполнение устройством деления мощности регулирования амплитуды для сигналов, и вывод многолучевых сигналов, имеющих амплитуду решетки и предустановленную фазу, на множество антенных решеток; и передачу, множеством антенных решеток, множества сигналов, имеющих фазу решетки и амплитуду решетки, причем в многолучевых сигналах фаза решетки каждого пути сигналов является такой же, как предустановленная фаза, или фаза решетки, по меньшей мере, одного пути сигналов является противоположной предустановленной фазе. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 10 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к антенным технологиям, и в частности к антенне, базовой станции и способу обработки диаграммы направленности.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

С развитием мобильной связи, пользователи предъявляют все более высокие требования к пропускной способности системы связи. Одним из эффективных способов эффективного увеличения пропускной способности системы при низкой стоимости является использование многолучевой антенны для увеличения секторов существующей сети. В общем, многолучевая антенна обычно включает в себя схему формирования диаграммы направленности и антенную решетку, присоединенную к данной схеме, причем схема формирования диаграммы направленности способна принимать по меньшей мере два пути входных сигналов через сигнальный порт базовой станции, выполнять регулирование фазы и амплитуды для входных сигналов, чтобы генерировать выходные сигналы, имеющие предустановленные фазу и амплитуду, и затем выводить выходные сигналы на антенную решетку через антенный сигнальный порт; и антенная решетка выполнена с возможностью передачи выходных сигналов посредством использования диаграммы направленности, соответствующей выходным сигналам. Обычно, каждый путь сигналов соответствует одному лучу после выполнения вышеприведенного регулирования. Вследствие этого, антенна способна генерировать по меньшей мере два разных луча для увеличения пропускной способности системы.

Типичной структурой применения для схемы формирования диаграммы направленности антенны в известной области техники является матрица Батлера (Батлер). Например, матрица Батлера может включать в себя шесть гибридных ответвителей и четыре устройства сдвига фазы, где шесть гибридных ответвителей подразделяются на три уровня с двумя гибридными ответвителями на каждом уровне, и устройство сдвига фазы установлено между двумя уровнями гибридных ответвителей для задержки выходных сигналов гибридных ответвителей для конкретной фазы и, затем, вывода выходных сигналов. Матрица Батлера может в конечном счете выводить выходные сигналы, имеющие предустановленные фазу и амплитуду, посылать выходные сигналы на антенную решетку. Например, предположим, что матрица имеет четыре выходных порта, которые соответственно присоединены к четырем антенным решеткам, после обработки входных сигналов матрицей Батлера, фазы выходных сигналов смежных выходных портов могут иметь разницу при повороте в 90 градусов, и амплитуды четырех путей выходных сигналов распределены в 0,414:1:1:0,414.

Схема формирования диаграммы направленности в вышеприведенной антенне использует слишком много гибридных ответвителей и устройств сдвига фазы, и гибридные ответвители и устройства сдвига фазы соединены посредством использования сложных структур, приводя к высокой стоимости антенн в настоящее время.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение предоставляет антенну, базовую станцию и способ обработки диаграммы направленности для уменьшения сложности схемы формирования диаграммы направленности и стоимости антенны.

В первом аспекте, настоящее изобретение предоставляет антенну, включающую в себя схему формирования диаграммы направленности и множество антенных решеток, где схема формирования диаграммы направленности включает в себя гибридную схему и устройство деления мощности.

Гибридная схема включает в себя сигнальный порт базовой станции для осуществления связи с приемопередатчиком базовой станции, и гибридная схема выполнена с возможностью выполнения регулирования фазы для сигналов, передаваемых приемопередатчиком базовой станции и принимаемых через сигнальный порт базовой станции, чтобы получать сигналы, имеющие предустановленную фазу, и посылать сигналы на устройство деления мощности.

Устройство деления мощности включает в себя множество антенных сигнальных портов, выполненных с возможностью осуществления связи с антенными решетками, где каждый антенный сигнальный порт присоединен к одной антенной решетке; и конфигурировано для выполнения регулирования амплитуды для сигналов, принимаемых от гибридной схемы, и вывода множества путей сигналов, имеющих амплитуду решетки и предустановленную фазу, на множество антенных решеток.

Множество антенных решеток конфигурированы для передачи многолучевых (многолучевых) сигналов, принятых от устройства деления мощности, где переданные многолучевые сигналы имеют фазу решетки и амплитуду решетки; и в принятых многолучевых сигналах предустановленная фаза каждого пути сигналов является такой же, как фаза решетки сигналов, когда сигналы передаются, или предустановленная фаза по меньшей мере одного пути сигналов является противоположной фазе решетки сигналов, когда сигналы передаются.

В другом аспекте, настоящее изобретение предоставляет базовую станцию, включающую в себя приемопередатчик базовой станции, фидерную линию и антенну настоящего изобретения.

Фидерная линия соответственно присоединена к приемопередатчику базовой станции и антенне, и выполнена с возможностью передачи сигналов, сгенерированных приемопередатчиком базовой станции, на антенну.

В другом аспекте, настоящее изобретение предоставляет способ обработки диаграммы направленности, где способ исполняется посредством антенны, и антенна включает в себя схему формирования диаграммы направленности и множество антенных решеток; схема формирования диаграммы направленности включает в себя гибридную схему и устройство деления мощности; и способ обработки диаграммы направленности включает в себя:

выполнение, посредством гибридной схемы, регулирования фазы для сигналов, принятых от приемопередатчика базовой станции, генерирование сигналов, имеющих предустановленную фазу, и передачу сигналов на устройство деления мощности;

выполнение, посредством устройства деления мощности, регулирования амплитуды для сигналов, принятых от гибридной схемы, и вывод многолучевых сигналов, имеющих амплитуду решетки и предустановленную фазу, на множество антенных решеток; и

передачу, посредством множества антенных решеток, многолучевых сигналов, принятых от устройства деления мощности, где переданные многолучевые сигналы имеют фазу решетки и амплитуду решетки; и в принятых многолучевых сигналах предустановленная фаза каждого пути сигналов является такой же, как фаза решетки сигналов, когда сигналы передаются, или предустановленная фаза по меньшей мере одного пути сигналов является противоположной фазе решетки сигналов, когда сигналы передаются.

Антенна, базовая станция и способ обработки диаграммы направленности, предоставленные настоящим изобретением, посредством установки устройства деления мощности в схеме формирования диаграммы направленности антенны, упрощают структуру схемы формирования диаграммы направленности, тем самым уменьшая сложность схем формирования диаграммы направленности и стоимость антенны.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 - структурная схема антенны согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 2 - структурная схема антенны согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 3 - структурная схема антенны согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 4 - структурная схема антенны согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 5 - структурная схема антенны согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 6 - структурная схема антенны согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 7 - структурная схема антенны согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 8 - структурная схема базовой станции согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг. 9 - схема последовательности операций способа обработки диаграммы направленности согласно варианту осуществления настоящего изобретения; и

фиг. 10 - схема последовательности операций способа обработки диаграммы направленности согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В вариантах осуществления настоящего изобретения, для упрощения структуры схемы формирования диаграммы направленности в антенне и уменьшения стоимости антенны, устройство деления мощности устанавливается в схеме формирования диаграммы направленности. Устройство деления мощности, например, является устройством неравномерного деления мощности. Устройство неравномерного деления мощности, например, может быть реализовано посредством использования неравномерного делителя мощности или неравномерного гибридного ответвителя. По сравнению с известным уровнем техники, где схема формирования диаграммы направленности известного уровня техники не имеет устройства деления мощности, установленного для выполнения регулирования амплитуды для сигналов, а только использует гибридный ответвитель и устройство деления мощности для выполнения регулирования амплитуды для сигналов, сложные векторные операции задействуются в таком режиме регулирования, и много гибридных ответвителей и сложные взаимосвязи соединений требуются для реализации конкретного регулирования амплитуды. Однако варианты осуществления настоящего изобретения в основном используют устройство деления мощности для реализации регулирования амплитуды, что может обеспечить удобство регулирования амплитуды сигналов, уменьшая число устройств, таких как гибридные ответвители, и сильно упрощая структуру схемы формирования диаграммы направленности.

ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1

На фиг. 1 показана схематичная структурная схема антенны согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Антенна способна генерировать множество лучей. Например, первый входной сигнал и второй выходной сигнал соответственно вводятся через два антенных сигнальных порта базовой станции, и после внутренней обработки сигнала антенной первый входной сигнал может выводить выходной сигнал, соответствующий первому лучу, через выходной порт антенны, и второй входной сигнал может выводить выходной сигнал, соответствующий второму лучу, через выходной порт антенны, тем самым генерируя множество лучей посредством антенны.

Как показано на Фиг. 1, антенна включает в себя схему 11 формирования диаграммы направленности и множество антенных решеток 12, где схема 11 формирования диаграммы направленности включает в себя гибридную схему 22 и устройство 21 деления мощности.

Гибридная схема 22 включает в себя сигнальные порты 13 базовой станции для осуществления связи с приемопередатчиком базовой станции. Например, может быть по меньшей мере два сигнальных порта 13 базовой станции. Сигнальные порты базовой станции принадлежат гибридной схеме 22 и способны принимать сигналы, переданные приемопередатчиком базовой станции. Гибридная схема 22 выполнена с возможностью выполнения регулирования фазы для сигналов, принятых от приемопередатчика базовой станции, генерирования сигналов, имеющих предустановленную фазу, и передачу сигналов на устройство 21 деления мощности. Гибридная схема 22 может также выполнять регулирование амплитуды для сигналов. Сигналы могут быть многолучевыми сигналами, которые, например, могут соответствовать двум путям сигналов. Каждый путь сигналов выводится в одно устройство деления мощности, и устройство деления мощности способно преобразовывать один путь сигналов в два пути сигналов и выводить два пути сигналов.

Предустановленная фаза является фазой, полученной после обработки сигналов гибридной схемой 22 схемы формирования диаграммы направленности. Например, сигналы, переданные приемопередатчиком базовой станции, входят в гибридную схему 22 через сигнальные порты базовой станции, и после выполнения регулирования фазы гибридной схемой 22, полученная фаза называется предустановленной фазой (например, +180 градусов).

Устройство 21 деления мощности включает в себя множество антенных сигнальных портов 14 для осуществления связи с антенными решетками, где каждый антенный сигнальный порт 14 присоединен к одной антенной решетке 12; и устройство деления мощности выполнено с возможностью выполнения регулирования амплитуды для сигналов, принятых от гибридной схемы 22, и вывода многолучевых сигналов, имеющих амплитуду решетки и предустановленную фазу, на множество антенных решеток. Обычно, соединение антенных сигнальных портов 14 с антенными решетками 12 означает, что антенные сигнальные порты 14 соединены с антенными блоками в антенных решетках 12. Конкретно, антенные решетки 12 обычно составлены из множества антенных блоков, где каждый антенный блок имеет излучатель для передачи сигналов. Антенные сигнальные порты 14 фактически соединены с каждым антенным блоком в антенных решетках 12. К тому же, для обеспечения возможности антенным решеткам формировать соответствующую диаграмму направленности вместе, антенные решетки 12 данных вариантов осуществления имеют по меньшей мере одну одинаковую поляризацию между ними, и примерные антенные решетки 12 в вариантах осуществления настоящего изобретения являются также решетками, имеющими одинаковую поляризацию.

Посредством установки устройства 21 деления мощности, регулирование амплитуды для сигналов будет очень удобным, и желаемая амплитуда может быть получена непосредственно путем регулирования устройства 21 деления мощности. По сравнению с режимом регулирования амплитуды векторных операций межсоединений, где используется только оборудование, такое как гибридные ответвители, этот способ уменьшает число устройств, таких как гибридные ответвители, и сильно упрощает структуру схемы формирования диаграммы направленности.

Множество антенных решеток 12 выполнены с возможностью приема многолучевых сигналов, выведенных устройством деления мощности, и передачи многолучевых сигналов, где передаваемые многолучевые сигналы имеют фазу решетки и амплитуду решетки. Фаза решетки является фазой сигналов, которые должны быть переданы антенными решетками 12. Как показано на Фиг. 1, после вывода из гибридной схемы 22, сигналы проходят устройство 21 деления мощности, и затем выводятся на антенные решетки 12 и передаются антенными решетками 12. В многолучевых сигналах, принятых от устройства деления мощности, предустановленная фаза каждого пути сигналов является такой же как фаза решетки сигналов, когда сигналы передаются, или предустановленная фаза по меньшей мере одного пути сигналов является противоположной фазе решетки сигналов, когда сигналы передаются. Например, предустановленная фаза сигналов, выведенных гибридной схемой 22, равна +180 градусов, и фаза решетки, требуемая антенными решетками 12, также равна +180 градусов, тогда фазу не требуется изменять, после вывода сигналов из гибридной схемы 22, и сигналы непосредственно выводятся на антенные решетки 12; или фаза решетки, требуемая антенными решетками 12, равна -180 градусов, где предустановленная фаза является противоположной фазе решетки, поэтому фазу требуется отрегулировать, после вывода сигналов из гибридной схемы 22, и сигналы передаются антенными решетками 12 после того, как их фаза преобразована в -180 градусов. Подробные режимы преобразования фазы приведены в последующих вариантах осуществления.

В дальнейших вариантах осуществления, во-первых, описываются случаи, где "предустановленная фаза является противоположной фазе решетки" и где "предустановленная фаза является такой же, как фаза решетки"; во-вторых, для случая, где "предустановленная фаза является противоположной фазе решетки", описываются режимы "обращенной обработки посредством использования обратной решетки в антенной решетке" и "обращенной обработки посредством использования 180-градусного фазовращателя"; и в конкретных описаниях, конкретные структуры из четырех решеток, восьми решеток или шести решеток, и конкретные структуры, показанные на прилагающихся чертежах, используются как примеры, и процесс передачи сигналов используется в качестве примера. Однако специалисты в данной области техники должны понимать, что конкретные варианты осуществления не ограничены вышеприведенными структурами и применимы к процессу приема сигналов, который является противоположным процессу передачи сигналов. В процессе приема сигналов, множество антенных решеток принимают многолучевые сигналы, имеющие фазу решетки и амплитуду решетки, устройство деления мощности выполняет регулирование амплитуды для многолучевых сигналов и затем выводит сигналы на гибридную схему, гибридная схема выполняет регулирование фазы и регулирование амплитуды для сигналов и затем выводит сигналы на приемопередатчик базовой станции. В многолучевых сигналах, принятых устройством деления мощности, предустановленная фаза каждого пути сигналов является такой же как фаза решетки сигналов, когда сигналы принимаются антенными решетками, или предустановленная фаза по меньшей мере одного пути сигналов является противоположной фазе решетки сигналов, когда сигналы принимаются антенными решетками.

ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ 2

На фиг. 2 показана структурная схема антенны согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения. Этот вариант осуществления относится к случаю, где "предустановленная фаза является противоположной фазе решетки" и реализуется "обращенная обработка посредством использования обратной решетки в антенной решетке".

Как показано на Фиг. 2, антенна имеет схему формирования диаграммы направленности и антенные решетки, спроектированные вместе, где по меньшей мере одна обратная решетка установлена в антенных решетках, фаза питания обратной решетки является противоположной фазам питания других антенных решеток; обратная решетка используется в качестве блока сдвига фазы, который способен изменять предустановленную фазу сигналов, принятых от схемы формирования диаграммы направленности, на фазу решетки и затем передавать сигналы, или изменять фазу решетки принятых сигналов на предустановленную фазу и затем передавать сигналы на схему формирования диаграммы направленности. В сущности, регулирование фазы для сигналов выполняется вместе обратной решеткой и схемой формирования диаграммы направленности. Антенные решетки реализуют часть функции регулирования фазы схемы формирования диаграммы направленности, так что структура схемы формирования диаграммы направленности дополнительно упрощается, и уменьшается стоимость антенны.

Антенна может включать в себя схему 11 формирования диаграммы направленности и множество антенных решеток 12 (на Фиг. 2 показаны четыре антенные решетки в качестве примера), где схема 11 формирования диаграммы направленности включает в себя по меньшей мере два сигнальных порта 13 базовой станции и множество антенных сигнальных портов 14, каждый антенный сигнальный порт 14 присоединен к антенной решетке 12. Сигнальные порты 13 базовой станции относятся к портам для осуществления связи со стороной приемопередатчика базовой станции, и антенные сигнальные порты 14 относятся к портам для осуществления связи со стороной антенной решетки. Схема формирования диаграммы направленности антенны может включать в себя устройство 21 деления мощности и гибридную схему 22. Сигнальные порты 13 базовой станции установлены в гибридной схеме 22, антенные сигнальные порты 14 установлены на устройстве 21 деления мощности, и устройство 21 деления мощности и гибридная схема 22 соединены.

Антенна включает в себя по меньшей мере два сигнальных порта 13 базовой станции, так как антенне нужно генерировать множество лучей. Обычно, выходные сигналы, полученные после того, как сигналы введены через каждый сигнальный порт 13 базовой станции и обработаны схемой 11 формирования диаграммы направленности, соответствуют одному лучу. Вследствие этого, чтобы сгенерировать множество лучей, обычно должно быть по меньшей мере два сигнальных порта базовой станции. В общем, имеется множество антенных решеток 12, например, четыре антенные решетки или восемь антенных решеток, и чтобы гарантировать развязку между антенными решетками, имеются конкретные промежутки между решетками. Соответственно, чтобы вывести выходные сигналы на антенные решетки, есть также множество антенных сигнальных портов 14 для соединения с антенными решетками.

Конкретно, сигнальные порты 13 базовой станции используются для приема входных сигналов, посланных приемником базовой станции, где входные сигналы относятся к сигналам базовой станции, которые следует передать посредством антенны. После приема входных сигналов из сигнальных портов 13 базовой станции, гибридная схема 22 выполняет регулирование фазы и регулирование амплитуды для входных сигналов, чтобы сгенерировать многолучевые промежуточные выходные сигналы, и выводит многолучевые промежуточные выходные сигналы на устройство 21 деления мощности. После приема многолучевых промежуточных выходных сигналов, устройство 21 деления мощности в основном конфигурировано для выполнения преобразования многолучевых промежуточных выходных сигналов в многолучевые выходные сигналы, так чтобы многолучевые выходные сигналы имели распределение предустановленных амплитуд, то есть распределение амплитуд решетки. Например, распределение амплитуд решетки для четырех путей сигналов является 0,412:1:1:0,412. Устройство 21 деления мощности выводит многолучевые выходные сигналы на множество антенных решеток 12 через антенные сигнальные порты 14, где каждый антенный сигнальный порт 14 направляет один путь выходных сигналов на одну антенную решетку 12.

Как описано выше, в этом варианте осуществления, выходные сигналы, выведенные схемой 11 формирования диаграммы направленности через антенные сигнальные порты 14, имеют распределение амплитуд решетки. Однако разница между схемами формирования диаграммы направленности в этом варианте осуществления и известном уровне техники заключается в том, что выходные сигналы, принятые схемой 11 формирования диаграммы направленности этого варианта осуществления, не имеют фазы решетки, требуемой антенными решетками, где фаза решетки относится к фазе сигналов, которые должны передаваться антенными решетками в атмосферу (в процессе приема сигналов, фаза решетки относится к фазе сигналов, принятых антенными решетками из атмосферы), и в многолучевых выходных сигналах, предустановленная фаза по меньшей мере одного пути выходных сигналов является противоположной фазе решетки, тогда как в известной области техники, выходные сигналы схемы формирования диаграммы направленности имеют распределение предустановленных фаз решетки, где предустановленная фаза относится к фазе сигналов, переданных гибридной схемой на устройство деления мощности (в процессе приема сигналов, предустановленная фаза относится к фазе сигналов, отправленных устройством деления мощности на гибридную схему).

Например, предположим, что фазы решеток выходных сигналов, соответствующие четырем антенным решеткам, должны быть +90 градусов, 0 градусов, -90 градусов и -180 градусов, то есть, разница между смежными выходными сигналами равна -90 градусов, выходные сигналы схемы формирования диаграммы направленности известного уровня техники уже имеют вышеприведенные фазы, тогда как таковые схемы 11 формирования диаграммы направленности этого варианта осуществления могут быть -90 градусов, -180 градусов, -90 градусов и -180 градусов (проиллюстрировано на Фиг. 2), которые не являются фазами решеток, и предустановленные фазы двух путей выходных сигналов являются противоположными предустановленной фазе решеток. Вышеприведенные фазы решеток являются скорее относительными значениями, чем абсолютными значениями, то есть, значения фаз всех антенных решеток являются нормализованными по отношению к значению фазы одной из антенных решеток. Значения фаз, упомянутые в этом варианте осуществления и следующих вариантах осуществления, являются также относительными значениями фаз.

Множество антенных решеток 12 этого варианта осуществления включают в себя по меньшей мере одну обратную решетку, где обратная решетка относится к антенной решетке, у которой фаза питания является противоположной фазе питания другой антенной решетки, и обратная решетка является блоком сдвига фазы. Например, антенная решетка 12a и антенная решетка 12b, показанные на Фиг. 2, являются антенными решетками, имеющими противоположные фазы питания, где антенная решетка 12a выполняет обращенную обработку для фазы (-90 градусов) соответствующих сигналов, чтобы получить предустановленную фазу решетки (+90 градусов), тогда как антенная решетка 12b не обрабатывает фазу выходных сигналов. Аналогичным образом, антенная решетка 12c и антенная решетка 12d, показанные на Фиг. 2, являются также антенными решетками, имеющими противоположные фазы питания, где антенная решетка 12c выполняет обращенную обработку для фазы (-180 градусов) соответствующих сигналов, чтобы получить предустановленную фазу решетки (0 градусов), тогда как антенная решетка 12d не обрабатывает фазу выходных сигналов.

После обработки, описанной выше, предустановленные фазы "-90 градусов, -180 градусов, -90 градусов и -180 градусов" выходных сигналов схемы 11 формирования диаграммы направленности преобразуются в предустановленные фазы решеток "+90 градусов, 0 градусов, -90 градусов и -180 градусов" посредством антенных решеток. До настоящего времени, выходные сигналы на антенных решетках имеют распределение амплитуд решетки и распределение фаз решетки, и сигналы могут быть переданы посредством использования диаграммы направленности, соответствующей амплитуде решетки и фазе решетки на антенных решетках. То есть, четыре антенные решетки 12, показанные на Фиг. 2, могут формировать диаграмму направленности вместе, согласно с вышеприведенным распределением амплитуд решетки и фаз решетки.

Ниже описана функция обращения, выполняемая в вышеприведенных антенных решетках. Перед приемом сигналов приемопередатчика базовой станции, фазы питания антенных решеток были установлены заранее для обращения фазы. Обращение фазы для фаз питания вышеприведенных антенных решеток может быть реализовано посредством использования способов установки, общеизвестных в этой области. Например, для полуволновых дипольных антенных решеток, режим соединения между внутренним и внешним соединительными элементами коаксиального кабеля и точкой питания плеча гетеродина может быть изменен для изменения фазы питания антенных решеток. Для антенных решеток других типов, установка обращения также выполняется посредством использования общего уровня техники и здесь не описывается. Посредством установки обращения для антенных решеток, после приема сигналов, антенные решетки выполняют обращенную обработку для фазы сигналов, например, изменяя фазу на -180 градусов или +180 градусов. Для электромагнитных сигналов, которые являются периодическими сигналами, период сигнала составляет 360 градусов. Вследствие этого, тот же эффект в сущности получается посредством изменения первоначальных сигналов на -180 градусов или +180 градусов.

На основе вышеприведенного описания, в антенне этого варианта осуществления, часть функций схемы формирования диаграммы направленности известного уровня техники фактически реализована посредством антенных решеток, и схема формирования диаграммы направленности и антенные решетки работают вместе для выполнения регулирования фазы для входных сигналов. То есть, схема формирования диаграммы направленности известного уровня техники способна сама регулировать входные сигналы для получения выходных сигналов, имеющих фазу решетки и амплитуду решетки; однако выходные сигналы, полученные самой схемой формирования диаграммы направленности этого варианта осуществления, только имеют амплитуду решетки, и только часть множества выходных сигналов имеет фазу решетки (например, фаза пути выходных сигналов равна -90 градусов, и сигналы этой фазы предполагаются для вывода на антенные решетки), но часть выходных сигналов имеет фазы, которые являются противоположными фазе решетки (например, фаза пути выходных сигналов равна -90 градусов, но фаза сигналов, которые следует вывести на антенные решетки, должна быть +90 градусов); в этом случае, посредством использования признака обращения антенных решеток выполняется обращенная обработка для фаз.

Следующий вариант осуществления 3 и вариант осуществления 4, посредством использования антенны из четырех решеток и антенны из восьми решеток в качестве примера соответственно, описывают подробно решение, где блок сдвига фазы является обратной решеткой в антенных решетках. На основе этих двух вариантах осуществления, очевидно, что структура схемы формирования диаграммы направленности, использующей это решение, сильно упрощена.

ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ 3

На фиг. 3 показана структурная схема антенны согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения. Этот вариант осуществления показывает антенну из четырех решеток, то есть антенну, имеющую четыре антенные решетки 12.

Как показано на Фиг. 3, антенна включает в себя четыре антенные решетки 12 (фигуры, указанные посредством 12a, 12b, 12c и 12d, на чертеже представляют антенные решетки). Схема формирования диаграммы направленности антенны включает в себя гибридную схему 22. Гибридная схема 22 этого варианта осуществления только использует 90-градусный гибридный ответвитель. Конкретно, другие структуры могут быть также использованы в конкретных вариантах осуществления, например, может быть использована комбинация 180-градусного гибридного ответвителя и фазовращателя. Гибридная схема 22 включает в себя два сигнальных порта 13 базовой станции (указанные посредством A и B на Фиг. 3). Схема формирования диаграммы направленности дополнительно включает в себя два устройства деления мощности (устройства деления мощности являются, например, неравномерными делителями мощности), которые являются первым устройством 21a деления мощности и вторым устройством 21b деления мощности соответственно, и каждое устройство деления мощности имеет два сигнальных порта 14 антенны. Сигнальные порты антенны устройств деления мощности присоединены к антенным решеткам. Линии соединений между четырьмя сигнальными портами 14 антенны и четырьмя антенными решетками 12 соответственно представлены как 14a, 14b, 14c и 14d.

90-градусный гибридный ответвитель включает в себя два выходных порта, то есть первый выходной порт M1 и второй выходной порт M2, где первый выходной порт M1 присоединен к первому устройству 21a деления мощности, и второй выходной порт M2 присоединен к второму устройству 21b деления мощности. Каждый делитель мощности включает в себя первый выходной порт и второй выходной порт, которые являются сигнальными портами 14 антенны, показанными на Фиг. 3. Например, два сигнальных порта антенны первого устройства 21a деления мощности присоединены к антенным решеткам 12a и 12c посредством линий соединения 14a и 14c, и два сигнальных порта антенны второго устройства 21b деления мощности присоединены к антенным решеткам 12b и 12d посредством линий соединения 14b и 14d. Как показано на Фиг. 3, фазы питания антенных решеток 12a и 12c являются противоположными, и фазы питания антенных решеток 12b и 12d являются противоположными. То есть один из двух выходных портов устройства деления мощности присоединен к блоку сдвига фазы, а именно, обратной решетке, и другой непосредственно присоединен к антенной решетке.

Принцип работы структуры этого варианта осуществления описан ниже посредством использования примеров.

Предположим, что сигнал вводится через сигнальный порт A базовой станции, и после того, как 90-градусный гибридный ответвитель гибридной схемы 22 выполнит регулирование фазы и регулирование амплитуды для сигнала, выводятся два пути промежуточных выходных сигналов. То есть S1(-90) выводится через первый выходной порт M1 90-градусного гибридного ответвителя, где S1(-90) представляет сигнал S1, и фаза сигнала S1 равна -90 градусов (то есть, предустановленная фаза); S2(-180) выводится через второй выходной порт M2 90-градусного гибридного ответвителя, где фаза сигнала S2 равна -180 градусов (то есть, предустановленная фаза). Каждый путь промежуточных выходных сигналов выводится на устройство деления мощности. То есть, S1(90) выводится на устройство 21a деления мощности и S2(-180) выводится на второе устройство 21b деления мощности.

Каждое устройство деления мощности способно делить принятый промежуточный выходной сигнал на два пути выходных сигналов, имеющих одинаковую фазу. Например, после прохождения первого устройства 21a деления мощности, S1(-90) выводится как S1(-90) и S3(-90), где фазы двух сигналов являются одинаковыми, и обе равны -90 градусов, как фаза изначального ввода S1(-90) (то есть, все еще предустановленная фаза); после прохождения второго устройства 21b деления мощности, S2(-180) выводится как S2(-180) и S4(-180), и аналогично, фазы выходных сигналов являются одинаковыми, и обе равны -180 градусов. Однако устройства деления мощности изменили распределение амплитуды сигнала, так что выходные сигналы имеют предустановленную амплитуду решетки. Как показано на Фиг. 3, распределением амплитуд четырех путей выходных сигналов, выводимых посредством двух делителей 21a и 21b мощности, являются значения распределения предустановленных амплитуд, то есть, 0,412:1:1:0,412.

Четыре пути выходных сигналов S1(-90), S2(-180), S3(-90) и S4(-180), выведенных двумя делителями мощности, выводятся на четыре антенные решетки, соответственно, посредством линий соединения 14a, 14b, 14c и 14d. Как показано на Фиг. 3, фазы питания антенных решеток 12a и 12c являются противоположными, антенная решетка 12a может выполнять обращенную обработку для S1(-90) и преобразовывать его в S1(+90) (то есть, фазу решетки). Аналогичным образом, фазы питания антенных решеток 12b и 12d являются противоположными, антенная решетка 12d может выполнять обращенную обработку для S4(-180) и преобразовывать его в S4(0) (то есть, фазу решетки).

Как показано на Фиг. 3, после обработки, описанной выше, сигналы на антенных решетках имеют распределение предустановленных фаз решетки и распределение предустановленных амплитуд решетки, соответствующая диаграмма направленности может быть сформирована на антенных решетках для передачи сигналов.

В дополнение, степень развязки между двумя сигнальными портами базовой станции 90-градусного гибридного ответвителя этого варианта осуществления является высокой, и устройства деления мощности способны гибко регулировать амплитуду каждого пути выходных сигналов согласно действующим требованиям. Если сигнал вводится через порт B, антенна обрабатывает сигнал в процессе, аналогичном вышеприведенной процедуре, которая здесь не описывается. В дополнение, как описано выше, 90-градусный гибридный ответвитель и неравномерные делители мощности на Фиг. 3 могут быть замещены другими структурами, имеющими эквивалентные функции.

На основе вышеприведенного описания и как показано на Фиг. 3, схема формирования диаграммы направленности в этом варианте осуществления фактически использует только один 90-градусный гибридный ответвитель и два неравномерных делителя мощности, чтобы реализовать амплитуду решетки и фазу решетки на антенных решетках (антенные решетки содействуют обращенной обработке). В сравнении с известным уровнем техники, известный уровень техники обычно должен использовать шесть 90-градусных гибридных ответвителей и четыре фазовращателя для реализации предустановленных амплитуды решетки и фазы решетки на антенных решетках. Отсюда очевидно, что этот вариант осуществления сильно упрощает структуру схемы формирования диаграммы направленности, уменьшает сложность межсоединений оборудования внутри схемы и соответственно также упрощает структуру антенны и уменьшает стоимость антенны.

ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ 4

На фиг. 4 показана структурная схема антенны согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения. Этот вариант осуществления показывает антенну из восьми решеток, то есть антенну, имеющую восемь антенных решеток 12.

Как показано на Фиг. 4, антенна включает в себя восемь антенных решеток 12. Схема формирования диаграммы направленности антенны включает в себя гибридную схему 22. Гибридная схема 22 этого варианта осуществления использует четыре 90-градусных гибридных ответвителей и два -45-градусных гибридных ответвителей. В частности, гибридная схема 22 включает в себя первый 90-градусный гибридный ответвитель 22a и второй 90-градусный гибридный ответвитель 22d на уровне 1, и третий 90-градусный гибридный ответвитель 22b и четвертый 90-градусный гибридный ответвитель 22c на уровне 2 (уровень 1 или уровень 2 указывает первый уровень или второй уровень, показанный на чертеже), где первый 90-градусный электрический 22a и третий 90-градусный гибридный ответвитель 22b являются противоположными друг другу, и второй 90-градусный гибридный ответвитель 22d и четвертый 90-градусный гибридный ответвитель 22c являются противоположными друг другу. Один выходной порт первого 90-градусного гибридного ответвителя 22a присоединен к третьему 90-градусному гибридному ответвителю 22b посредством -45-градусного фазовращателя, и другой выходной порт присоединен к четвертому 90-градусному гибридному ответвителю 22c. Один выходной порт второго 90-градусного гибридного ответвителя 22d присоединен к четвертому 90-градусному гибридному ответвителю 22c посредством -45-градусного фазовращателя, и другой выходной порт присоединен к четвертому 90-градусному гибридному ответвителю 22b. Каждый выходной порт третьего 90-градусного гибридного ответвителя 22b и четвертого 90-градусного гибридного ответвителя присоединен к устройству деления мощности.

Схема формирования диаграммы направленности включает в себя четыре устройства деления мощности, которые представлены посредством 21a, 21b, 21c и 21d, соответственно. Устройства деления мощности также используют неравномерные делители мощности в качестве примеров. Каждое устройство деления мощности включает в себя первый выходной порт и второй выходной порт. Два выходных порта являются двумя антенными сигнальными портами 14 каждого устройства деления мощности, показанного на Фиг. 4. Два антенных сигнальных порта устройства деления мощности соединены с антенными решетками, где один присоединен к блоку сдвига фазы и другой присоединен к антенной решетке.

Соединительные структуры гибридных ответвителей, фазовращатели, делители мощности и антенные решетки показаны на Фиг. 4 и не будут описаны здесь. Принцип работы структуры этого варианта осуществления описан, как следует ниже посредством использования примеров.

Предположим, что сигнал вводится через сигнальный порт A базовой станции, после прохождения первого 90-градусного гибридного ответвителя 22a в гибридной схеме 22, сигнал выводит два пути промежуточных выходных сигналов, а именно, S(-90) и S(-180). То есть, выводятся два пути сигналов, фазы которых равны -90 градусов и -180 градусов соответственно.

После S(-90) проходит -45-градусный фазовращатель, фаза изменяется на -135 градусов, то есть, S(-135). S(-135) проходит другой 90-градусный фазовращатель 22b и выводит S(-225) и S(-135) (то есть, предустановленные фазы). S(-225) и S(-315) соответственно вводятся в два неравномерных делителя мощности, где S(-225) вводится в делитель 21a мощности, и S(-315) вводится в делитель 21b мощности. S(-180) непосредственно входит в четвертый 90-градусный гибридный ответвитель 22c, и выводит два сигнала S(-270) и S(-360) (то есть, предустановленные фазы) через два сигнальных порта антенны четвертого 90-градусного гибридного ответвителя 22c; S(-360) вводится в делитель 21c мощности, и S(-270) вводится в делитель 21d мощности.

Четыре делителя 21a, 21b, 21c и 21d мощности в основном выполнены с возможностью выполнения регулирования амплитуды для принятых сигналов, чтобы выходные сигналы имели распределение предустановленных амплитуд решетки. (На Фиг. 4 не показаны значения распределения амплитуд, которые могут быть, например, 0,412/0,412/1/1/1/1/0,412/0,412, или другими значениями распределения амплитуд; значения распределения амплитуд могут быть гибко отрегулированы посредством использования неравномерных делителей мощности). Фазы принятых сигналов не изменяются. Отсюда, фазы сигналов, выведенных четырьмя делителями мощности на восемь антенных решеток с 12a по 12h, равны 315, -270, -225, -360, -315, -270, -225 и -360 в порядке, который показан "до обращения фазы" на Фиг. 4.

Аналогичным образом, после того, как выходные сигналы достигнут антенных решеток, фазы питания части выходных сигналов являются противоположными фазам питания антенных решеток; вследствие этого, соответствующие антенные решетки будут выполнять обращенную обработку для этой части выходных сигналов. Например, как показано на Фиг. 4, фазы питания антенных решеток 12a, 12b, 12c и 12h являются положительными, тогда как фазы соответствующих принятых сигналов являются отрицательными. Вследствие этого, вышеприведенные антенные решетки могут выполнять обращение для принятых выходных сигналов, чтобы преобразовать выходные сигналы в фазу решетки. После обращения, распределение фаз выходных сигналов, соответствующих антенным решеткам, является -135(-315 +180), -90(-270 +180), -45(-225 +180), 0. Фактически фаза не изменяется, но только представляется другим значением. Так как сигнал электромагнитной волны является сигналом, имеющим период 360 градусов, -360 и 0 являются тем же самым, в сущности. Например, 0 может быть получен как -360 +360. Один период равен 360 градусов, и mx360 может быть добавлен, где m является положительным целым числом, отрицательным целым числом или 0, +45(-315 +360), +90(-270 +360), +135(-225 +360), [phone] +720).

В этом варианте осуществления, после того, как сигнал вводится через порт B, фазы сигналов восьми антенных решеток имеют разницу в -135 градусов по очереди; после того как сигнал вводится через порт C, фазы сигналов восьми антенных решеток имеют разницу в 135 градусов по очереди, и после того, как сигнал вводится через порт D, фазы сигналов восьми антенных решеток имеют разницу в -45 градусов по очереди. Процесс конкретного сигнала и принцип являются аналогичными тому, когда сигнал вводится через порт A, и здесь не описываются. В дополнение, степень развязки между двумя четырьмя сигнальными портами А, В, C и D базовой станции этого варианта осуществления является высокой, и делители мощности способны гибко регулировать амплитуду каждого пути выходных сигналов согласно действующим требованиям.

Этот вариант осуществления сильно упрощает структуру схемы формирования диаграммы направленности, уменьшает сложность межсоединений оборудования внутри схемы, и соответственно, также упрощает структуру антенны и уменьшает стоимость антенны.

В вышеприведенном Варианте осуществления 3 и Варианте осуществления 4, обратная решетка используется как блок сдвига фазы в качестве примера. В следующем варианте осуществления 5, на Фиг. 5 и Фиг. 6 показано другое решение, соответствующее случаю, где "предустановленная фаза является противоположной фазе решетки" и "блок сдвига фазы является 180-градусным фазовращателем, и обращенная обработка реализована посредством использования 180-градусного фазовращателя".

ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ 5

Как показано на Фиг. 5 и на Фиг. 6, блок сдвига фазы является 180-градусным фазовращателем, и антенна включает в себя по меньшей мере один 180-градусный фазовращатель. 180-градусный фазовращатель соответственно присоединен к устройству деления мощности и антенной решетке, и выполнен с возможностью выполнения обращения фазы для сигналов, имеющих предустановленную фазу, противоположную фазе решетки, которые приняты устройством деления мощности, и вывода сигналов на антенную решетку, или выполнения обращения для сигналов, имеющих фазу решетки, противоположную предустановленной фазе, которые приняты антенной решеткой, и вывода сигналов на устройство деления мощности.

На фиг. 5 показана схематичная структурная схема антенны согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения. Как показано на Фиг. 5, по сравнению со структурой антенны, показанной на Фиг. 3, главное отличие этого варианта осуществления заключается в том, что блок сдвига фазы является 180-градусным фазовращателем 51, установленным между антенной решеткой и неравномерным делителем мощности. В этом случае, антенная решетка является такой же, как антенная решетка известного уровня техники, и обратная решетка не устанавливается. 180-градусный фазовращатель 51 используется для выполнения обращения фазы. Принцип работы этой антенны является таким же, как принцип антенны, показанной на Фиг. 3, и не описывается здесь.

На фиг. 6 показана структурная схема антенны согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения. Как показано на Фиг. 6, по сравнению со структурой антенны, показанной на Фиг. 4, главное отличие этого варианта осуществления заключается в том, что блок сдвига фазы является 180-градусным фазовращателем 51, установленным между антенной решеткой и неравномерным делителем мощности. На Фиг. 6, 21a, 21b, 21c и 21d являются четырьмя устройствами деления мощности, например, неравномерными делителями мощности. Один из двух выходных портов устройства деления мощности присоединен к антенной решетке через 180-градусный фазовращатель 51, и другой выходной порт непосредственно присоединен к антенной решетке. Восемь антенных решеток с 12a по 12h на Фиг. 6 являются такими же, как антенные решетки известного уровня техники, и обратная решетка не устанавливается. 180-градусный фазовращатель 51 используется для выполнения обращения фазы. Принцип работы этой антенны является таким же, как принцип антенны, показанной на Фиг. 4, и не описывается здесь часто.

ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ 6

Этот вариант осуществления относится к случаю, где "предустановленная фаза является такой же, как фаза решетки", и структура антенны из шести решеток на Фиг. 7 используется в качестве примера и описывается.

На фиг. 7 показана структурная схема антенны согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения. Как показано на Фиг. 7, блок сдвига фазы не требуется, так как предустановленная фаза и фаза решетки являются одинаковыми в этом варианте осуществления. В частности, антенна включает в себя схему формирования диаграммы направленности и множество антенных решеток 12, где схема формирования диаграммы направленности включает в себя гибридную схему 22 и устройство 21 деления мощности.

Гибридная схема 22 включает в себя два 90-градусных гибридных ответвителя 71 на уровне 1 и два 180-градусных гибридных ответвителя 72 на уровне 2. Как показано на Фиг. 7, каждый выходной порт каждого 90-градусного гибридного ответвителя 71 присоединен к 180-градусному гибридному ответвителю 72; один из двух выходных портов каждого 180-градусного гибридного ответвителя 72 присоединен к устройству 21 деления мощности, и другой выходной порт непосредственно присоединен к антенной решетке 12. Каждый выходной порт устройства 21 деления мощности присоединен к одной антенной решетке. Обращение фазы не требуется для этого варианта осуществления; вследствие этого устройство 21 деления мощности только выполняет регулирование амплитуды для принятых сигналов. Например, как показано на Фиг. 7, принятые сигналы делятся на два пути сигналов 0,8:0,6.

Антенна структуры в этом варианте осуществления выполнена с возможностью передачи сигналов порта A, порта B и порта H, соответственно, на антенные решетки, и обеспечивает возможность выходным фазам решетки антенных решеток для сигналов, введенных через порт A, иметь разницу в -90 градусов по очереди, выходным фазам решетки антенных решеток для сигналов, введенных через порт B, иметь разницу в 90 градусов по очереди, и выходным фазам решетки антенных решеток для сигналов, введенных через порт H, быть такими же. Между тем, степень развязки между тремя портами A, B и H является высокой. В дополнение, этот вариант осуществления может также обеспечить возможность части гибридной схемы в схеме формирования диаграммы направленности быть непосредственно присоединенной к антенным решеткам, и части быть присоединенной к антенным решеткам через устройство деления мощности.

Вышеприведенные варианты осуществления описывают решения настоящего изобретения подробно посредством использования процесса передачи сигналов в качестве примера. Специалисты в данной области техники должны понимать, что антенна может также принимать сигналы, то есть, после приема сигналов, антенные решетки передают сигналы на схему формирования диаграммы направленности. Обработка для приема сигналов является противоположной обработке для передачи сигналов. Далее кратко описывается обработка для приема сигналов: например, когда множество фаз антенн являются противоположными предустановленной фазе, блок сдвига фазы изменяет фазы решеток сигналов, принятых антенными решетками, на предустановленную фазу и выводит сигналы на устройство деления мощности, устройство деления мощности выполняет регулирование амплитуды для принятых многолучевых сигналов, имеющих предустановленную фазу, и выводит многолучевые сигналы на гибридную схему, и гибридная схема выполняет регулирование фазы и регулирование амплитуды для многолучевых сигналов и затем выводит многолучевые сигналы на приемопередатчик базовой станции. Так как используется устройство деления мощности, структура антенны согласно вариантам осуществления настоящего изобретения упрощается для процесса либо передачи сигналов, либо приема сигналов.

ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ 7

На фиг. 8 показана структурная схема базовой станции согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Как показано на Фиг. 8, базовая станция включает в себя приемопередатчик 81 базовой станции, фидерную линию 82 и антенну 83, где антенна 83 может быть антенной согласно любому варианту осуществления настоящего изобретения.

Антенна 83 обычно фиксируется на опоре 84, и затем фиксируется на железной вышке 85 вместе с опорой 84. Фидерная линия 82 соответственно присоединяется к приемопередатчику базовой станции 81 и антенне 83. Приемопередатчик 81 базовой станции выполнен с возможностью генерирования входных сигналов, которые являются сигналами, которые должны быть переданы базовой станцией. Фидерная линия 82 выполнена с возможностью передачи входных сигналов, сгенерированных приемопередатчиком 81 базовой станции, на антенну 83. Антенна 83 преобразует входные сигналы в выходные сигналы и передает выходные сигналы.

Подробный процесс обработки входных сигналов антенной в базовой станции этого варианта осуществления описан в любом варианте осуществления антенны настоящего изобретения. Посредством установки устройства деления мощности в схеме формирования диаграммы направленности антенны для выполнения регулирования амплитуды для сигналов, сложность структуры и соединения схемы формирования диаграммы направленности упрощаются, тем самым уменьшая стоимость антенны и соответственно уменьшая стоимость конструкции базовой станции.

ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ 8

На фиг. 9 показана схема последовательности операций способа обработки диаграммы направленности согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Способ обработки диаграммы направленности этого варианта осуществления может быть исполнен антенной любого варианта осуществления настоящего изобретения. Можно сослаться на описание вариантов осуществления антенны для конкретного принципа этого способа. Этот вариант осуществления только кратко описывает данный способ.

Антенна включает в себя схему формирования диаграммы направленности и множество антенных решеток, которые соединены вместе. Схема формирования диаграммы направленности включает в себя гибридную схему и устройство деления мощности, которые соединены вместе. Как показано на Фиг. 9, этот вариант осуществления использует процесс передачи сигналов в качестве примера, и способ обработки диаграммы направленности может включать в себя следующее:

901: Гибридная схема выполняет регулирование фазы для сигналов, принятых от приемопередатчика базовой станции, генерирует сигналы, имеющие предустановленную фазу, и посылает сигналы, имеющие предустановленную фазу, на устройство деления мощности;

902: Устройство деления мощности выполняет регулирование амплитуды для сигналов, принятых из гибридной сети, выводит многолучевые сигналы, имеющие амплитуду решетки и предустановленную фазу, и затем выводит многолучевые сигналы на множество антенных решеток; и

903: Множество антенных решеток передают многолучевые сигналы, принятые от устройства деления мощности, где переданные многолучевые сигналы имеют фазу решетки и амплитуду решетки, и в принятых многолучевых сигналах, предустановленная фаза каждого пути сигналов является такой же, как фаза решетки сигналов, когда сигналы передаются, или предустановленная фаза по меньшей мере одного пути сигналов является противоположной фазе решетки сигналов, когда сигналы передаются.

Когда предустановленная фаза по меньшей мере одного пути сигналов в многолучевых сигналах является противоположной фазе решетки, соответственно, после того, как устройство деления мощности выполняет регулирование амплитуды для многолучевых сигналов, принятых от гибридной схемы, и до того, как множество антенных решеток передадут многолучевые сигналы, этот способ дополнительно включает в себя следующее:

обратная решетка в антенных решетках выполняет обращение фазы для сигналов, предустановленная фаза которых является противоположной фазе решетки, так чтобы фаза сигналов изменялась с предустановленной фазы на фазу решетки, где фаза питания обратной решетки является противоположной фазам питания других антенных решеток; или

180-градусный фазовращатель выполняет обращение фазы для сигналов, предустановленная фаза которых является противоположной фазе решетки, так чтобы фаза сигналов изменялась с предустановленной фазы на фазу решетки, где 180-градусный фазовращатель расположен между устройством деления мощности и антенными решетками, и соответственно присоединен к устройству деления мощности и антенным решеткам.

На фиг. 10 показана схема последовательности операций способа обработки диаграммы направленности согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения. Этот вариант осуществления использует процесс приема сигналов в качестве примера, и способ обработки диаграммы направленности может включать в себя следующее:

1001: Множество антенных решеток принимают многолучевые сигналы и выводят многолучевые сигналы на устройство деления мощности, где принятые многолучевые сигналы имеют фазу решетки и амплитуду решетки.

1002: Устройство деления мощности выполняет регулирование амплитуды для многолучевых сигналов, принятых от множества антенных решеток, и выводит сигналы на гибридную схему, где многолучевые сигналы, принятые устройством деления мощности, имеют предустановленную фазу, и в многолучевых сигналах, принятых устройством деления мощности, предустановленная фаза каждого пути сигналов является такой же, как фаза решетки сигналов, когда сигналы принимаются антенными решетками, или предустановленная фаза по меньшей мере одного пути сигналов является противоположной фазе решетки сигналов, когда сигналы принимаются антенными решетками.

1003: Гибридная схема выполняет регулирование фазы и регулирование амплитуды для сигналов, принятых устройством деления мощности, и выводит сигналы на приемопередатчик базовой станции.

Когда предустановленная фаза по меньшей мере одного пути сигналов в многолучевых сигналах является противоположной фазе решетки, соответственно, после того, как множество антенных решеток примут многолучевые сигналы, и до того, как устройство деления мощности выполнит регулирование амплитуды для многолучевых сигналов, принятых множеством антенных решеток, способ дополнительно включает в себя следующее:

Выполнение, обратной решеткой в антенных решетках, обращения фазы для сигналов, предустановленная фаза которых является противоположной фазе решетки, так чтобы фаза сигналов изменялась с фазы решетки на предустановленную фазу, где фаза питания обратной решетки является противоположной фазам питания других антенных решеток; или

выполнение, 180-градусным фазовращателем, обращения фазы для сигналов, предустановленная фаза которых является противоположной фазе решетки, так чтобы фаза сигналов изменялась с фазы решетки на предустановленную фазу, где 180-градусный фазовращатель расположен между устройством деления мощности и антенными решетками, и соответственно присоединен к устройству деления мощности и антенным решеткам.

В способе обработки диаграммы направленности согласно этому варианту осуществления, устройство деления мощности в схеме формирования диаграммы направленности антенны выполняет регулирование амплитуды для сигналов, так чтобы процесс формирования диаграммы направленности был упрощен, и сложность и стоимость схемы формирования диаграммы направленности уменьшена.

Специалисты данной области техники должны понимать, что все или часть этапов способа согласно вариантам осуществления могут быть реализованы программой, дающей указания соответствующему аппаратному обеспечению. Программа может храниться в считываемом компьютером носителе информации. Когда программа запущена, выполняются этапы способа согласно вариантам осуществления. Носитель информации включает в себя различные носители, которые способны хранить программные коды, такие как ROM, RAM, магнитный диск или CD-ROM.

Наконец, следует обратить внимание, что вышеприведенные варианты осуществления предоставлены лишь для описания технических решений настоящего изобретения, но не предназначены для ограничения настоящего изобретения. Специалистам в данной области техники следует понимать, что хотя настоящее изобретение было описано подробно по отношению к вариантам осуществления, модификации могут быть сделаны в технических решениях, описанных в вариантах осуществления, или эквивалентные замены могут быть сделаны в некоторых технических признаках в технических решениях; однако, такая модификация или замена не приводит к отклонению от объема сущности соответствующих технических решений согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.

1. Антенна, содержащая схему (11) формирования диаграммы направленности и множество антенных решеток (12); в которой схема формирования диаграммы направленности содержит гибридную схему (22) и устройство (21) деления мощности;
гибридная схема (22) содержит сигнальный порт базовой станции для осуществления связи с приемопередатчиком базовой станции, и гибридная схема выполнена с возможностью выполнения регулирования фазы для сигналов, передаваемых приемопередатчиком базовой станции и принимаемых через сигнальный порт базовой станции, чтобы генерировать сигналы, имеющие предустановленную фазу, и передавать сигналы устройству деления мощности;
устройство (21) деления мощности содержит множество антенных сигнальных портов, выполненных с возможностью осуществления связи с антенными решетками, причем каждый антенный сигнальный порт соединен с одной антенной решеткой; и конфигурировано для выполнения регулирования амплитуды для сигналов, принятых от гибридной схемы, и вывода многолучевых сигналов, имеющих амплитуду решетки и предустановленную фазу, на множество антенных решеток; и
множество антенных решеток (12) выполнены с возможностью передачи многолучевых сигналов, принятых от устройства деления мощности, причем передаваемые многолучевые сигналы имеют фазу решетки и амплитуду решетки; и в принимаемых многолучевых сигналах предустановленная фаза каждого пути сигналов является такой же, как фаза решетки сигналов, когда сигналы передаются, или предустановленная фаза по меньшей мере одного пути сигналов является противоположной фазе решетки сигналов, когда сигналы передаются.

2. Антенна по п.1, в которой, когда предустановленная фаза по меньшей мере одного пути сигналов в принимаемых многолучевых сигналах является противоположной фазе решетки сигналов, множество антенных решеток (12) содержат по меньшей мере одну обратную решетку, причем фаза питания обратной решетки является противоположной фазе питания других антенных решеток; и
каждая обратная решетка конфигурирована для выполнения обращения фазы для пути сигналов, имеющих предустановленную фазу, противоположную фазе решетки, и принимаемых от устройства деления мощности, так что предустановленная фаза сигналов изменяется на фазу решетки, и затем передачи сигналов.

3. Антенна по п.2, в которой число обратных решеток равно двум, и устройство (21) деления мощности содержит первое устройство деления мощности и второе устройство деления мощности; причем
гибридная схема содержит 90-градусный гибридный ответвитель, причем 90-градусный гибридный ответвитель содержит первый выходной порт и второй выходной порт, первый выходной порт присоединен к первому устройству деления мощности, и второй выходной порт присоединен к второму устройству деления мощности; и
каждое устройство деления мощности содержит первый выходной порт и второй выходной порт, причем первый выходной порт присоединен к обратной решетке, и второй выходной порт присоединен к другой антенной решетке, отличной от обратной решетки.

4. Антенна по п.2, в которой число обратных решеток равно четырем, и число устройств деления мощности равно четырем;
гибридная схема содержит первый 90-градусный гибридный ответвитель и второй 90-градусный гибридный ответвитель на уровне 1, и третий 90-градусный гибридный ответвитель и четвертый 90-градусный гибридный ответвитель на уровне 2, первый 90-градусный гибридный ответвитель и третий 90-градусный гибридный ответвитель являются противоположными друг другу, и второй 90-градусный гибридный ответвитель и четвертый 90-градусный гибридный ответвитель являются противоположными друг другу;
выходной порт первого 90-градусного гибридного ответвителя присоединен к третьему 90-градусному гибридному ответвителю посредством -45-градусного фазовращателя, и другой выходной порт присоединен к четвертому 90-градусному гибридному ответвителю; выходной порт второго 90-градусного гибридного ответвителя присоединен к четвертому 90-градусному гибридному ответвителю посредством -45-градусного фазовращателя, и другой выходной порт присоединен к третьему 90-градусному гибридному ответвителю; каждый выходной порт третьего 90-градусного гибридного ответвителя и четвертого 90-градусного гибридного ответвителя присоединен к одному устройству деления мощности; и
каждое устройство деления мощности содержит первый выходной порт и второй выходной порт, в котором первый выходной порт присоединен к обратной решетке, и второй выходной порт присоединен к другой антенной решетке, отличной от обратной решетки.

5. Антенна по п.1, в которой когда предустановленная фаза по меньшей мере одного пути сигналов в принятых многолучевых сигналах является противоположной фазе решетки, антенна дополнительно содержит по меньшей мере 180-градусный фазовращатель;
каждый 180-градусный фазовращатель расположен между устройством деления мощности и антенными решетками, соответственно присоединен к устройству деления мощности и антенным решеткам, и конфигурирован для выполнения обращения фазы для пути сигналов, имеющих предустановленную фазу, противоположную фазе решетки, и принимаемых от устройства деления мощности, и затем передачи сигналов на антенные решетки.

6. Антенна по п.5, в которой число 180-градусных фазовращателей равно 2, и устройство деления мощности содержит первое устройство деления мощности и второе устройство деления мощности;
гибридная схема содержит 90-градусный гибридный ответвитель, причем 90-градусный гибридный ответвитель содержит первый выходной порт и второй выходной порт, первый выходной порт присоединен к первому устройству деления мощности, и второй выходной порт присоединен к второму устройству деления мощности; и
каждое устройство деления мощности содержит первый выходной порт и второй выходной порт, причем
первый выходной порт присоединен к 180-градусному фазовращателю, и второй выходной порт присоединен к антенной решетке.

7. Антенна по п.5, в которой число 180-градусных фазовращателей равно четырем, и число устройств деления мощности равно четырем;
гибридная схема содержит первый 90-градусный гибридный ответвитель и второй 90-градусный гибридный ответвитель на уровне 1, и третий 90-градусный гибридный ответвитель и четвертый 90-градусный гибридный ответвитель на уровне 2, первый 90-градусный гибридный ответвитель и третий 90-градусный гибридный ответвитель являются противоположными друг другу, и второй 90-градусный гибридный ответвитель и четвертый 90-градусный гибридный ответвитель являются противоположными друг другу;
выходной порт первого 90-градусного гибридного ответвителя присоединен к третьему 90-градусному гибридному ответвителю посредством -45-градусных фазовращателей, и другой выходной порт присоединен к четвертому 90-градусному гибридному ответвителю; выходной порт второго 90-градусного гибридного ответвителя присоединен к четвертому 90-градусному гибридному ответвителю посредством -45-градусного фазовращателя, и другой выходной порт присоединен к третьему 90-градусному гибридному ответвителю; каждый выходной порт третьего 90-градусного гибридного ответвителя и четвертого 90-градусного гибридного ответвителя присоединен к одному устройству деления мощности; и
каждое устройство деления мощности содержит первый выходной порт и второй выходной порт, первый выходной порт присоединен к 180-градусному фазовращателю, и второй выходной порт присоединен к антенной решетке.

8. Антенна по п.1, в которой когда предустановленная фаза по меньшей каждого пути сигналов в принятых многолучевых сигналах является такой же, как фаза антенны, когда сигналы передаются,
гибридная схема включает в себя два 90-градусных гибридных ответвителя на уровне 1 и два 180-градусных электрических моста на уровне 2;
каждый выходной порт каждого 90-градусного гибридного ответвителя присоединен к 180-градусному гибридному ответвителю; один выходной порт каждого 180-градусного гибридного ответвителя присоединен к устройству деления мощности, и другой выходной порт присоединен к антенной решетке; и
каждый выходной порт устройства деления мощности присоединен к одной антенной решетке.

9. Антенна по любому из пп.1-8, в которой
множество антенных решеток дополнительно выполнены с возможностью приема многолучевых сигналов и вывода многолучевых сигналов на устройство деления мощности, причем принимаемые многолучевые сигналы имеют фазу решетки и амплитуду решетки;
устройство деления мощности дополнительно выполнено с возможностью выполнения регулирования амплитуды для многолучевых сигналов, принимаемых от множества антенных решеток, и вывода сигналов на гибридную схему, причем многолучевые сигналы, принимаемые устройством деления мощности, имеют предустановленную фазу, и в многолучевых сигналах, принятых устройством деления мощности, предустановленная фаза каждого пути сигналов является такой же, как фаза решетки сигналов, когда сигналы принимаются антенными решетками, или предустановленная фаза по меньшей мере одного пути сигналов является противоположной фазе решетки сигналов, когда сигналы принимаются антенными решетками; и
гибридная схема дополнительно выполнена с возможностью выполнения регулирования фазы для сигналов, принятых от устройства деления мощности, и вывода сигналов на приемопередатчик базовой станции.

10. Базовая станция, содержащая приемопередатчик базовой станции, фидерную линию и антенну согласно любому из пп.1-9, в которой,
фидерная линия соответственно присоединена к приемопередатчику базовой станции и антенне и выполнена с возможностью передачи сигналов, генерированных приемопередатчиком базовой станции, на антенну.

11. Способ обработки диаграммы направленности, причем способ исполняется посредством антенны, антенна содержит схему формирования диаграммы направленности и множество антенных решеток; схема формирования диаграммы направленности содержит гибридную схему и устройство деления мощности; и способ обработки диаграммы направленности содержит:
выполнение (901), посредством гибридной схемы, регулирования фазы для сигналов, принимаемых от приемопередатчика базовой станции, генерирование сигналов, имеющих предустановленную фазу, и передачу сигналов на устройство деления мощности;
выполнение (902), посредством устройства деления мощности, регулирования амплитуды для сигналов, принимаемых от гибридной схемы, и вывод многолучевых сигналов, имеющих амплитуду решетки и предустановленную фазу, на множество антенных решеток; и
передачу (903), посредством множества антенных решеток, многолучевых сигналов, принимаемых от устройства деления мощности, причем передаваемые многолучевые сигналы имеют фазу решетки и амплитуду решетки; и в принимаемых многолучевых сигналах предустановленная фаза каждого пути сигналов является такой же, как фаза решетки сигналов, когда сигналы передаются, или предустановленная фаза по меньшей мере одного пути сигналов является противоположной фазе решетки сигналов, когда сигналы передаются.

12. Способ обработки диаграммы направленности по п.11, в котором когда предустановленная фаза по меньшей мере одного пути сигналов в многолучевых сигналах является противоположной фазе решетки, соответственно,
после того, как устройство деления мощности выполняет регулирование амплитуды для многолучевых сигналов, принимаемых от гибридной схемы, и до того, как множество антенных решеток передадут многолучевые сигналы, способ дополнительно содержит:
выполнение, каждой обратной решеткой из по меньшей мере одной обратной решетки в антенных решетках, обращения фазы для пути сигналов, предустановленная фаза которых является противоположной фазе решетки, так чтобы фаза сигналов изменялась с предустановленной фазы на фазу решетки, причем фаза питания обратной решетки является противоположной фазам питания других антенных решеток; или
выполнение, каждым 180-градусным фазовращателем из по меньшей мере одного 180-градусного фазовращателя, расположенным между устройством деления мощности и антенными решетками и соответственно соединенным с устройством деления мощности и антенной решеткой, обращения фазы для пути сигналов, предустановленная фаза которых является противоположной фазе решетки, так чтобы фаза сигналов изменялась с предустановленной фазы на фазу решетки.

13. Способ обработки диаграммы направленности по п.11, дополнительно содержащий:
прием (1001), множеством антенных решеток, многолучевых сигналов и вывод многолучевых сигналов на устройство деления мощности, причем принимаемые многолучевые сигналы имеют фазу решетки и амплитуду решетки;
выполнение (1002), устройством деления мощности, регулирования амплитуды для многолучевых сигналов, принимаемых от множества антенных решеток, и вывода сигналов на гибридную схему, причем многолучевые сигналы, принимаемые устройством деления мощности, имеют предустановленную фазу, и в многолучевых сигналах, принятых устройством деления мощности, предустановленная фаза каждого пути сигналов является такой же, как фаза решетки сигналов, когда сигналы принимаются антенными решетками, или предустановленная фаза по меньшей мере одного пути сигналов является противоположной фазе решетки сигналов, когда сигналы принимаются антенными решетками; и
выполнение (1003), гибридной схемой, регулирования фазы для сигналов, принимаемых от устройства деления мощности, и вывода сигналов на приемопередатчик базовой станции.

14. Способ обработки диаграммы направленности по п.13, в котором, когда предустановленная фаза по меньшей мере одного пути сигналов в многолучевых сигналах является противоположной фазе решетки, соответственно,
после того, как множество антенных решеток примут многолучевые сигналы, и до того, как устройство деления мощности выполнит регулирование амплитуды для многолучевых сигналов, принимаемых множеством антенных решеток, способ дополнительно содержит:
выполнение, каждой обратной решеткой из по меньшей мере одной обратной решетки в антенных решетках, обращения фазы для пути сигналов, предустановленная фаза которых является противоположной фазе решетки, так чтобы фаза сигналов изменялась с фазы решетки на предустановленную фазу, причем фаза питания обратной решетки является противоположной фазам питания других антенных решеток; или
выполнение, каждым 180-градусным фазовращателем из по меньшей мере одного 180-градусного фазовращателя, расположенного между устройством деления мощности и антенными решетками и соответственно соединенного с устройством деления мощности и антенной решеткой, обращения фазы для пути сигналов, предустановленная фаза которых является противоположной фазе решетки, так чтобы фаза сигналов изменялась с фазы решетки на предустановленную фазу.