Антенная система

Авторы патента:

МАО Мэнда (CN)

ПУ Тао (CN)

ХЭ Пинхуа (CN)

H01Q3/26 - изменяющие относительную фазу и(или) относительную амплитуду возбужденного колебания между двумя или более активными излучающими элементами; изменяющие распределение энергии в растворе антенны (H01Q 3/22,H01Q 3/24 имеют преимущество)

Владельцы патента RU 2591243:

ХУАВЕЙ ТЕКНОЛОДЖИЗ КО., ЛТД. (CN)

Изобретение относится к области радиосвязи. Заявлены антенная система и базовая станция, содержащая данную антенную систему; причем особенностью заявленной антенной системы является то, что модуль массива TRX выполнен с возможностью передавать сигналы передачи во входной порт модуля матрицы Батлера; модуль матрицы Батлера выполнен с возможностью генерировать первые сигналы посредством обработки сигналов передачи и передавать первые сигналы во входные порты модуля фидерной сети через выходные порты модуля матрицы Батлера; а модуль фидерной сети выполнен с возможностью генерировать вторые сигналы посредством обработки первых сигналов и передавать вторые сигналы в модуль массива антенных элементов через выходные порты модуля фидерной сети; модуль матрицы Батлера выполнен так, что сигналы, подаваемые на первый входной порт и второй входной порт модуля матрицы Батлера, представляют собой разные сигналы передачи, а сигналы, выводимые из выходных портов с первого по четвертый модуля матрицы Батлера, представляют собой первые сигналы, соответствующие упомянутым разным сигналам передачи. Техническим результатом является уменьшение потерь в фидере, обеспечение более удобной возможности регулирования вертикальной и горизонтальной характеристик лучей антенны. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к области радиосвязи и, в частности, к антенной системе базовой станции.

Уровень техники

Антенна базовой станции используется для преобразования радиочастотных сигналов в сигналы электромагнитной волны и излучения сигналов электромагнитной волны в пространство; или приема сигналов электромагнитной волны, передаваемых из терминала преобразования сигналов электромагнитной волны, в радиочастотные сигналы и подачи радиочастотных сигналов в базовую станцию.

Каждая антенна отслеживает определенный диапазон области, и эта область называется сектором или сотой. Электромагнитные волны излучают или принимают в этой области, и радиусом излучения управляют, используя способ управления углом наклона основного лепестка. Чем больше угол наклона основного лепестка, тем меньше радиус излучения. Областью охвата сектора соты управляют путем управления горизонтальным направлением основного лепестка антенны.

Ниже представлено несколько подходов для наклона основного лепестка:

1. Установить антенну в состояние наклона. Сформированное направление основного лепестка, также известное, как угол наклона, уже было фиксировано конструктивно, что называется фиксированным электрическим наклоном (FET, фиксированный электрический наклон). Угол наклона не может быть изменен, пока оператор не взберется на башню базовой станции, чтобы отрегулировать или изменить установочный держатель.

2. Поместить фазовращатель внутри антенны таким образом, что антенна становится антенной, с установленным вручную электрическим наклоном (МЕТ, установленный вручную электрический наклон) антенна. Когда угол наклона требуется изменить, оператор должен взобраться на башню для регулировки фазовращателя, что также достаточно неудобно.

3. Добавить устройство электродвигателя на основание антенны в соответствии с подходом 2, который используется для дистанционного управления. Антенна базовой станции называется антенной с дистанционным электрическим наклоном (RET, дистанционный электрический наклон). Аппаратные средства увеличивают стоимость. Кроме того, электрический наклон, таким образом, нельзя регулировать отдельно в соответствии с разными длинами волн несущих и разными каналами так, что гибкость является ограниченной.

Многолучевая антенна относится к системе, в которой возбуждение антенной решетки взвешивают по амплитуде и фазе в определенной зависимости, делая антенну направленной в разных направлениях для формирования множества узких лучей. В результате регулирования вертикальной характеристики лучей антенна получает хорошее подавление бокового лепестка и требуемый угол наклона в вертикальном направлении. В одном и том же секторе многолучевая антенна может применяться для того, чтобы сделать принимаемый сигнал самым сильным путем определения выбора разных соответствующих лучей. Кроме того, многолучевая антенна может использоваться, как разделитель сектора для разделения сектора на два сектора, таким образом, что область наложения между двумя секторами становится меньше, что приводит к снижению программных передач мобильного терминала и к более мягкой передаче мобильного терминала, и увеличивает возможности системы, что улучшает ее пропускную способность.

Существующую многолучевую антенну с регулируемым углом наклона подключают к модулю приемопередатчика (приемопередатчик, сокращенно TRX) через фидерную линию. В соединении существуют потери на передачу. Кроме того, дискретный компонент увеличивает стоимость оборудования, и также увеличивают трудозатраты, связанные с техническим обслуживанием.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение направлено на антенную систему, которая позволяет уменьшить затраты.

В одном аспекте предусмотрена антенная система, которая включает в себя: модуль массива TRX, модуль массива антенных элементов, модуль фидерной сети и модуль матрицы Батлера. Модуль массива TRX включает в себя множество активных подмодулей TRX и выполнен с возможностью генерирования сигналов передачи, которые подверглись цифровой обработке формирования луча. Модуль массива антенных элементов включает в себя множество антенных элементов, и выполнен с возможностью передачи сигналов передачи. Модуль фидерной сети выполнен с возможностью формирования вертикальной характеристики луча модуля массива антенных элементов перед тем, как модуль массива антенных элементов выполнит передачу сигналов передачи. Модуль матрицы Батлера выполнен с возможностью формирования характеристики горизонтального луча модуля массива антенных элементов перед передачей модулем массива антенных элементов сигналов передачи.

В другом аспекте предусмотрена базовая станция, которая включает в себя описанную выше антенную систему.

В еще одном аспекте предусмотрена система, которая включает в себя описанную выше базовую станцию.

В антенной системе, предусмотренной в соответствии с предшествующим техническим решением, используется антенна AAS, в качестве основной архитектуры. По сравнению с обычной антенной в такой антенной системе уменьшаются потери в фидере, уменьшаются трудозатраты и стоимость оборудования, обеспечиваются более удобные возможности регулирования вертикальной и горизонтальной характеристик лучей антенны, и также она имеет определенное преимущество по степени использования ресурса спектра.

Краткое описание чертежей

Для более ясной иллюстрации технических решений в вариантах осуществления настоящего изобретения, далее кратко описаны приложенные чертежи, требуемые для описания его вариантов осуществления или предшествующего уровня техники. Очевидно, что приложенные чертежи в следующем описании просто представляют некоторые варианты осуществления настоящего изобретение, и специалисты в данной области техники могут вывести другие чертежи на основе этих приложенных чертежей без творческих усилий.

На фиг. 1 схематично показана блок-схема антенной системы в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 2 схематично показана схема антенной системы в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 3 показана схема антенной системы в соответствии с еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 4 показана схема примера модуля матрицы Батлера в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 5 показана схема другого примера модуля матрицы Батлера в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 6 показана схема еще одного другого примера модуля матрицы Батлера в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание изобретения

Далее ясно и полностью описаны технические решения, в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения, со ссылкой на приложенные чертежи, в вариантах осуществления настоящего изобретения. Очевидно, что варианты осуществления в следующем описании представляют собой просто часть, а не все варианты осуществления настоящего изобретения. Все другие варианты осуществления, полученные лицами с обычными навыками в данной области техники на основе вариантов осуществления настоящего изобретения без творческих усилий, должны попадать в пределы объема защиты настоящего изобретения.

Технические решения, предусмотренные в вариантах осуществления настоящего изобретения, могут применяться в различных системах связи, таких как глобальная система мобильной связи (GSM, Глобальная система мобильной связи), система множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA, Множественный доступ с кодовым разделением каналов), беспроводная система множественного доступа с множественным кодовым разделением каналов (WCDMA, Широкополосный доступ с множественным кодовым разделением каналов), система обобщенных услуг пакетной радиопередачи (GPRS, Обобщенная услуга пакетной радиопередачи), и система долгосрочного развития (LTE, Долгосрочное развитие).

Оборудование пользователя (UE, оборудование пользователя), которое также может относиться к мобильному терминалу (мобильный терминал) или оборудование мобильного пользователя может выполнять обмен данными с одной или больше базовыми сетями через сеть беспроводного доступа (например, RAN, которая представляет собой сокращение для "сети радио-доступа"). Оборудование пользователя может представлять собой мобильный терминал, такой как мобильный телефон (или может называться "сотовым" телефоном) и, например, компьютер с мобильным терминалом может представлять собой портативное устройство, карманное устройство, переносное устройство, интегрированные в компьютер или в установленные в транспортное средство мобильное устройство, и оборудование пользователя выполняет обмен речевыми сообщениями и/или данными с сетью беспроводного доступа.

Базовая станция может представлять собой базовую станцию приемопередатчика (BTS, базовая станция приемопередатчика) в GSM или CDMA, или узел В (NodeB) в WCDMA, или в узел В (eNB или e-NodeB, NodeB в сети долгосрочного развития) в LTE, которая не ограничена настоящим изобретением. Но для удобства описания, в следующих вариантах осуществления используется NodeB, как пример для иллюстрации.

Кроме того, термины "система" и "сеть" в данном документе всегда могут использоваться взаимозаменяемо. Термин "и/или" в этом документе используется для описания взаимосвязи ассоциированных объектов и обозначает, что могут существовать три взаимосвязи, например, А и/или В могут представлять следующие три случая: существует только А, и существуют одновременно А и В, и существует только В. Кроме того, знак "/" в данном документе обычно представляет то, что первый и последний ассоциированные объекты находятся во взаимосвязи "или".

Следует отметить, что, в следующем описании, когда два компонента "соединены", эти два компонента могут быть соединены непосредственно, или могут быть соединены опосредованно через один или больше промежуточных компонентов. Способ соединения этих двух компонентов может включать в себя контактное соединение или бесконтактное соединение. Специалисты в данной области техники могут выполнить эквивалентные замены или модификации в способах соединения, описанных в следующих примерах, и эти замены или модификации попадают в пределы объема настоящего изобретения.

AAS (Активная антенная система, активная антенная система) относится к антенне с активным устройством, то есть, антенне, интегрированной с активным подмодулем TRX, установленным в ней.

Антенная система, предусмотренная в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, использует антенну AAS, в качестве основной архитектуры. По сравнению с обычной антенной антенная система уменьшает потери в фидере, уменьшает трудозатраты и затраты на оборудование, обеспечивает более удобные возможности регулирования луча антенны, и также имеет определенное преимущество по скорости использования ресурса спектра.

На фиг. 1 схематично показана блок-схема антенной системы 10, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Антенная система 10 включает в себя модуль 11 массива TRX, модуль 12 массива антенного элемента, модуль 13 фидерной сети и модуль 14 матрицы Батлера.

Модуль 11 массива TRX включает в себя множество активных подмодулей TRX, и выполнен с возможностью генерировать сигналы передачи, для которых было выполнено формирование цифрового луча. Модуль 11 массива TRX включает в себя M×N активных подмодулей TRX, и активные подмодули TRX генерируют сигналы передачи, которые передают через модуль массива антенного элемента. М и N обозначают количество активных подмодулей TRX в горизонтальном направлении и вертикальном направлении антенны, соответственно, и представляют собой положительные целые числа, большие или равные 2. Модуль 11 массива TRX также может быть сконфигурирован для обработки принимаемых сигналов, и обработка принимаемых сигналов представляет собой приблизительно обратный процесс для обработки сигналов передачи, которая не будет описана здесь снова.

Модуль 12 массива антенного элемента передает сигналы передачи. Модуль 12 массива антенного элемента включает в себя А×В антенных элементов, и излучает сигналы передачи в форме электромагнитных волн. А и В обозначают горизонтальное направление и вертикальное направление антенны, соответственно, и представляют собой положительные целые числа, большие или равные 2. Модуль 12 массива антенного элемента может также быть сконфигурирован для приема сигналов, и прием сигналов представляет собой приблизительно обратный процесс для передачи сигналов, который не будет описан здесь снова.

Модуль 13 фидерной сети формирует характеристику вертикального луча модуля массива антенных элементов перед передачей сигналов передачи. Характеристика вертикального луча относится к характеристике, относящейся к форме луча в вертикальной плоскости, которая может включать в себя ширину лепестка, направление луча и/или боковой лепесток луча в вертикальной плоскости. Модуль 13 фидерной сети имеет множество входов и множество выходов и используется, как комбинирование и разделение сети, выполненное с возможностью разделения входных сигналов передачи. Например, модуль разделения в модуле 13 фидерной сети делит входной сигнал передачи на два сигнала с отношением мощности 1:1, или на два сигнала с отношением мощности 4:1. Поэтому, может быть оказано влияние на такую характеристику, как ширина лепестка или бокового лепестка в вертикальной плоскости луча, передаваемого антенной. По сравнению с фазовращателем в антенне МЕТ или RET, множество входов модуля 13 фидерной сети могут быть, но без ограничений, сконфигурированы отдельно, в соответствии с разными несущими частотами и разными каналами, и вертикальная плоскость может быть отрегулирована более гибко. Модуль 13 фидерной сети также может быть выполнен с возможностью обработки принятых сигналов, и обработка принятых сигналов приблизительно представляет собой обратный процесс для обработки сигналов передачи, которая не описана здесь снова.

Модуль 14 матрицы Батлера формирует характеристику горизонтального луча модуля массива антенных элементов перед передачей сигналов передачи. Характеристика горизонтального луча относится к характеристике, относящейся к форме луча в горизонтальной плоскости, которая может включать в себя ширину лепестка, направление луча и/или бокового лепестка луча в горизонтальной плоскости. Модуль 14 матрицы Батлера может обеспечивать функцию с множеством лепестков антенны в горизонтальной плоскости, имеет множество входов и множество выходов и соединяет множество входов с антенными элементами путем комбинирования и разделения сети, с тем, чтобы, в конечном итоге, сделать каждый выход направленным в разных направлениях. Модуль 14 матрицы Батлера также может быть выполнен с возможностью обработки принимаемых сигналов, и обработка принимаемых сигналов представляет собой приблизительно обратный процесс для обработки сигналов передачи, которая не будет здесь снова описана.

Антенная система может включать в себя описанные выше четыре модуля одновременно для формирования компактной структуры с тем, чтобы уменьшить стоимость оборудования.

Для простоты, учитывая направление передачи, в качестве примера, в варианте осуществления настоящего изобретения соединение по короткому расстоянию между модулями антенной системы 10 уменьшает потери в фидере по сравнению со сценарием предшествующего уровня техники, когда антенная система соединена с подмодулем TRX через длинную фидерную линию.

Кроме того, множество сигналов передачи, выводимых модулем 11 массива TRX, обрабатывают, используя формирование цифрового луча для формирования вертикального характеристики луча и горизонтальной характеристики луча модуля массива антенного элемента. В результате выполнения цифрового формирования луча для сигналов передачи модуль 11 массива TRX может воплощать возможность регулирования угла наклона луча в вертикальной плоскости антенны и также может воплощать формирование луча в горизонтальной плоскости антенны. Способ цифрового регулирования характеристики вертикального луча и характеристики горизонтального луча является гибким, простым и удобным и может уменьшить стоимость трудозатрат. Одновременно, характеристика вертикального луча модуля 12 массива антенных элементов может быть дополнительно отрегулирована с помощью модуля 13 фидерной сети, и характеристики горизонтального луча, модуля 12 массива антенного элемента могут быть дополнительно отрегулированы, используя модуль 14 матрицы Батлера. Вариант осуществления настоящего изобретения обеспечивает два подхода: цифровое регулирование и аналоговое регулирование, которые включают вертикальную характеристику луча и горизонтальную характеристику луча, которые должны быть определены более удобно.

Кроме того, антенная система включает в себя, по меньшей мере, 2×2 активных подмодуля TRX, и формирует, по меньшей мере, четыре множественных луча. Разные множественные лучи охватывают разные области, и, поэтому, степень использования спектра может быть улучшена. Кроме того, каждый выходной сигнал передачи активного подмодуля TRX может включать в себя один или больше компонентов сигнала, и каждый компонент сигнала обрабатывается при формировании цифрового луча.

В антенной системе, предусмотренной в варианте осуществления настоящего изобретения, используется антенна AAS, в качестве основной архитектуры. По сравнению с обычной антенной, эта антенная система уменьшает потери в фидере, уменьшает трудозатраты и стоимость оборудования, обеспечивает вертикальные и горизонтальные характеристики луча антенны, которые должны регулироваться более удобно, и также имеет определенное преимущество по степени использования ресурса спектра.

На фиг. 2 показана схема соединения между модулями в антенной системе 20, в соответствии с другими вариантами осуществления настоящего изобретения.

Как показано на фиг. 2, антенная система 20 включает в себя модуль 11 массива TRX, модуль 12 массива антенных элементов, модуль 13 фидерной сети и модуль 14 матрицы Батлера. В отличие от антенной системы 10, антенная система 20 дополнительно включает в себя модуль 15 калибровки канала и фазовращатель 16.

Когда модуль массива TRX включает в себя M×N активных подмодулей TRX, и количество модулей антенных элементов массива составляет А×В, антенная система включает в себя N модулей матрицы Батлера и модулей фидерной сети, количество которых является таким же, как и количество выходных портов одного модуля матрицы Батлера, при этом общее количество входных портов модулей фидерной сети равно общему количеству выходных портов модулей матрицы Батлера, количество входных портов каждого модуля матрицы Батлера равно М, количество входных портов каждого модуля фидерной сети равно N, и количество выходных портов каждого модуля фидерной сети равно В, где М представляет собой количество активных подмодулей TRX в горизонтальном направлении антенны, N представляет собой количество подмодулей TRX в вертикальном направлении антенны, А представляет собой количество элементов в горизонтальном направлении антенны, В представляет собой количество элементов в вертикальном направлении антенны, А≥М, В≥N и А, В, М, и N представляют собой положительные целые числа, большие или равные 2.

На фиг. 2, 21 обозначает М активных подмодулей TRX модуля массива 11 TRX в горизонтальном направлении, и 22 на фиг. 2 обозначает N активных подмодулей TRX модуля 11 массива TRX в вертикальном направлении. В общем, модуль 14 матрицы Батлера имеет множество входов и множество выходов. Каждый активный подмодуль TRX соединен с входным концом модуля 14 матрицы Батлера. Если минимальное количество модулей матрицы Батлера используется для уменьшения стоимости аппаратных средств и достижения простой структуры, в этом случае необходимы, по меньшей мере, N модулей матрицы Батлера, и каждый модуль матрицы Батлера имеет М входных портов. Выходной конец модуля 14 матрицы Батлера соединен с входным концом модуля 13 фидерной сети; поэтому необходимо, по меньшей мере, множество модулей 13 фидерной сети, количество которых равно количеству выходных портов одного модуля матрицы 14 Батлера. Выходной конец модуля 13 фидерной сети соединен с антенными элементами модуля 12 массива антенных элементов. На фиг. 2, 23 на фиг. 2 обозначает А антенных элементов в горизонтальном направлении модуля 12 массива антенных элементов, и в позиции 24 на фиг. 2 представлено В антенных элементов в вертикальном направлении модуля 12 массива антенных элементов. Для простоты схемы, в этом случае, когда каждый модуль 14 матрицы Батлера имеет А выходов, необходимо, по меньшей мере, А модулей 13 фидерной сети, причем каждый модуль 13 фидерной сети имеет N входов, и общее количество входов модулей 13 фидерной сети А равно общему количеству выходов N модулей матрицы Батлера, количество обоих из которых составляет A×N.

Для удобства иллюстрации показан модуль 14 матрицы Батлера, имеющий два входа и четыре выхода. Однако настоящее изобретение не ограничено этим. В этом случае, каждый из N модулей 14 матрицы Батлера принимает два сигнала S0 передачи из активных подмодулей TRX в горизонтальном направлении и выводит четыре первых сигнала S1; четыре первых сигнала S1 выводят, как, по меньшей мере, четыре вторых сигнала S2 через четыре модуля 13 фидерной сети, и вторые сигналы S2 излучают, как электромагнитные волны, через антенные элементы в горизонтальном направлении модуля 12 массива антенных элементов. В общем, модуль 13 фидерной сети включает в себя множество входных портов и множество выходных портов, и количество входных портов может отличаться от количества выходных портов.

В представленной выше иллюстрации процесс передачи используется, как пример, и в качестве обратного процесса, представленные выше взаимосвязи соединения все еще сохраняются в процессе приема, который не будет здесь снова описан.

В случае необходимости, вариант осуществления настоящего изобретения дополнительно включает в себя модуль 15 калибровки канала. Модуль 15 калибровки канала соединяет часть сигналов передачи из сигналов передачи активных подмодулей TRX модуля 11 массива TRX, и выполнен с возможностью калибровки изменения амплитуда-фаза, связанного с различиями каналов между активными подмодулями TRX, с тем, чтобы устранить различия каналов.

Кроме того, в случае необходимости, антенная система 20 может дополнительно включать в себя фазовращатель 16. Фазовращатель 16 может представлять собой модуль, установленный отдельно, скомбинированный с модулем 13 фидерной сети. Для сигналов передачи, излучаемых из антенной системы в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, путем регулирования фазовращателя 16, может быть повышена гибкость при регулировании угла наклона луча в вертикальном направлении, с тем, чтобы компенсировать сигналы передачи после их регулирования в результате цифрового формирования луча модулем 11 массива TRX.

Следует, в частности, отметить, что сигнал в основной полосе пропускания подаваемый в активный подмодуль TRX может представлять собой одиночный компонент сигнала или может включать в себя множество компонентов сигнала, и, соответственно, сигнал передачи, выводимый активным подмодулем TRX, может представлять собой одиночный компонент сигнала или может включать в себя множество компонентов сигнала, например, сигнал передачи, включающий в себя два компонента сигнала, в последующих описанных здесь вариантах осуществления. Для сигнала в основной полосе пропускания была выполнена обработка формирования цифрового луча модулем массива TRX, и когда сигнал передачи включает в себя множество компонентов сигнала, характеристика вертикального луча модуля массива антенного элемента может быть отрегулирована для каждого компонента сигнала через модуль 13 фидерной сети. Сигнал в основной полосе пропускания подвергся формированию цифрового луча модуля 11 массива TRX, и когда сигнал передачи включает в себя множество компонентов сигнала, характеристика горизонтального луча модуля массива антенного элемента может быть отрегулирована одновременно через модуль 14 матрицы Батлера.

В антенной системе, предусмотренной в варианте осуществления настоящего изобретения, используется антенна AAS, в качестве основной архитектуры. По сравнению с обычной антенной данная антенная система уменьшает потери в фидере, уменьшает трудозатраты и стоимость оборудования, обеспечивает вертикальные и горизонтальные характеристики луча антенны, который должны быть отрегулированы более удобно, и также имеет определенное преимущество по степени использования ресурса спектра.

В отличие от антенной системы 20 на фиг. 2, на фиг. 3 показана схема соединения между модулями в антенной системе 30, в соответствии с другими вариантами осуществления настоящего изобретения.

Как показано на фиг. 3, антенная система 30 включает в себя модуль 11 массива TRX, модуль 12 массива элемента антенны, модуль 13 фидерной сети и модуль 14 матрицы Батлера. В отличие от антенной системы 10, антенная система 30 также включает в себя модуль 15 калибровки канала и фазовращатель 16.

Когда модуль массива TRX включает в себя M×N активных подмодулей TRX, и количество модулей массива антенных элементов составляет А×В, антенная система включает в себя М модулей фидерной сети и матриц Батлера, количество которых является таким же, как и количество выходных портов одного модуля фидерной сети, общее количество входных портов модулей матрицы Батлера равно общему количеству выходных портов модулей фидерной сети, количество входных портов каждого модуля фидерной сети равно N, количество входных портов каждого модуля матрицы Батлера равно М, и количество выходных портов каждого модуля матрицы Батлера равно А, где М равно количеству активных подмодулей TRX в горизонтальном направлении антенны, N равно количеству активных подмодулей TRX в вертикальном направлении антенны, А представляет собой количество элементов в горизонтальном направлении антенны, В представляет собой количество элементов в вертикальном направлении антенны, А≥М, В≥N и А, В, М и N представляют собой положительные целые числа, большие или равные 2.

В позиции 31 на фиг. 3 представлено М активных подмодулей TRX модуля 11 массива TRX в горизонтальном направлении, и в позиции 32 на фиг. 3 представлены активные подмодули TRX модуля 11 массива TRX в вертикальном направлении. Каждый активный подмодуль TRX соединен с входом модуля 13 фидерной сети. В этом случае требуется, по меньшей мере, М модулей фидерной сети, и каждый модуль фидерной сети имеет, по меньшей мере, N входов.

Выходной конец модуля 13 фидерной сети соединен с входным концом модуля 14 матрицы Батлера. Если минимальное количество модулей матрицы Батлера используется для уменьшения стоимости аппаратных средств и для достижения простой структуры, требуется N модулей 14 матрицы Батлера, и каждый модуль 14 матрицы Батлера имеет М входных портов. Выходной конец модуля 14 матрицы Батлера соединен с антенными элементами модуля 12 массива антенных элементов. Как показано на фиг. 3, в позиции 33 на фиг. 3 представлено А антенных элементов в горизонтальном направлении модуля 12 массива антенных элементов, и в позиции 34 на фиг. 3 показаны В антенных элементов в вертикальном направлении модуля 12 массива антенных элементов. С учетом уменьшения стоимости аппаратных средств и достижения простой структуры, в данном случае, необходимо такое количество модулей 14 матрицы Батлера, которое равно количеству выходных портов одного модуля 13 фидерной сети, общее количество входных портов всех модулей 14 матрицы Батлера равно общему количеству выходных портов М модулей 13 фидерной сети, и количество выходных портов одного модуля матрицы Батлера равно А, где А может быть больше, чем или равно количеству выходных портов каждого модуля 14 матрицы Батлера, и В может быть больше чем или равно N.

Для удобства иллюстрации показан модуль 14 матрицы Батлера с двумя входами и четырьмя выходами. Однако настоящее изобретение не ограничено этим. В этом случае, когда М=N=2, А=4, В=12, и каждый модуль 13 фидерной сети включают в себя два входных порта и шесть выходных портов, требуются два модуля 13 фидерной сети и шесть модулей 14 матрицы Батлера. Когда антенная система включает в себя один из модуля 11 массива TRX 2×2, один из модуля 12 массива антенных элементов 4×12, два модуля 13 фидерной сети и шесть модулей 14 матрицы Батлера, где количество входных портов каждого модуля 13 фидерной сети равно 2, и количество выходных портов каждого модуля фидерной сети равно 6, и количество входных портов каждого модуля 14 матрицы Батлера равно 2, и количество выходных портов каждого модуля матрицы Батлера равно 4, является желательным эффект охвата антенной системой такой структуры. Первые входы двух модулей 13 фидерной сети, соответственно, принимают два сигнала S0 передачи из TRX в горизонтальном направлении и выводят два третьих сигнала S3; эти два третьих сигнала S3 выводят, как четыре четвертых сигнала S4 через один модуль 14 матрицы Батлера, и эти четыре четвертых сигнала S4 излучают, как электромагнитные волны, через антенные элементы в горизонтальном направлении модуля 12 массива антенных элементов. Каждый четвертый сигнал S4 может излучаться в виде электромагнитной волны через разделитель мощности в виде векторного соединения и затем через множество антенных элементов в вертикальном направлении модуля 12 массива антенных элементов, таким образом, дополнительно экономя количество модулей 14 матрицы Батлера и уменьшая стоимость аппаратных средств.

В представленной выше иллюстрации процесс передачи используется, как пример, и как обратный процесс, взаимосвязь соединений в варианте осуществления настоящего изобретения сохраняется в процессе приема, который здесь больше не описан.

В случае необходимости, вариант осуществления настоящего изобретения дополнительно включает в себя модуль 15 калибровки канала. Модуль 15 калибровки канала соединяет часть сигналов передачи из сигналов передачи активных подмодулей TRX модуля 11 массива TRX, и выполнен с возможностью калибровки изменения амплитуды-фазы, вводимых различием каналов между активными подмодулями TRX, с тем, чтобы устранить разность каналов.

Кроме того, в случае необходимости, антенная система 30 может дополнительно включать в себя фазовращатель 16. Фазовращатель 16 может представлять собой модуль, установленный отдельно, или комбинированный с модулем 13 фидерной сети. Для сигналов передачи, излучаемых из антенной системы в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения, путем регулирования фазовращателя 16, гибкость может быть повышена при регулировании угла наклона луча в вертикальном направлении, с тем, чтобы компенсировать сигналы передачи после их регулирования в ходе цифрового формирования луча модулем 11 массива TRX.

В частности, следует отметить, что, сигнал в основной полосе пропускания, вводимый в активный подмодуль TRX, может представлять собой одиночный компонент сигнала, или может включать в себя множество компонентов сигнала, и, в соответствии с этим, сигнал передачи, выводимый активным подмодулем TRX, может представлять собой одиночный компонент сигнала или может включать в себя множество компонентов сигнала, например, сигнал передачи, включающий в себя два компонента сигнала, в варианте осуществления по фиг. 6, в данном описании. Сигнал в основной полосе пропускания прошел обработку цифрового формирования луча модуля массива TRX, и когда сигнал передачи включает в себя множество компонентов сигнала, характеристику вертикального луча модуля массива антенных элементов можно регулировать одновременно, используя модуль 13 фидерной сети. Сигнал в основной полосе пропускания прошел цифровое формирование луча модуля 11 массива TRX, и когда сигнал передачи включает в себя множество компонентов сигнала, характеристику горизонтального луча модуля массива антенных элементов можно регулировать для каждого компонента сигнала через модуль 14 матрицы Батлера.

В антенной системе, предусмотренной в варианте осуществления настоящего изобретения используется антенна AAS, в качестве основной структуры. По сравнению с обычной антенной, антенная система уменьшает потери питания, уменьшает трудозатраты и затраты на оборудование, обеспечивает возможность более удобного регулирования вертикальных и горизонтальных характеристик луча антенны, и также имеет определенное преимущество по степени использования ресурса спектра.

Для модуля матрицы Батлера антенной системы 20, 30 или 40, в представленном выше варианте осуществления, учитывая модуль матрицы Батлера с двумя входами и четырьмя выходами, в качестве примера, представленного на фиг. 4-фиг. 6, соответственно, показаны разные способы воплощения. На фиг. 4 показана схема примера модуля матрицы Батлера в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 4 показан модуль 14 матрицы Батлера, который включает в себя первый вход 411, второй вход 412 и первый выход 421 - четвертый выход 424, первую гибридную схему 401 3 дБ, вторую гибридную схему 402 3 дБ, третью гибридную схему 405 3 дБ и четвертую гибридную схему 406 3 дБ, и первый фазовращатель 403 и второй фазовращатель 404.

Первый вход 411 и второй вход 412 модуля 14 матрицы Батлера соединены с первым входом первой гибридной схемы 401 3 дБ и первым входом второй гибридной схемы 402 3 дБ, соответственно.

Первый выход первой гибридной схемы 401 3 дБ соединен с первым входом третьей гибридной схемы 405 3 дБ, и второй выход первой гибридной схемы 3 дБ соединен с первым фазовращателем 403.

Первый выход второго гибрида 3 дБ соединен со вторым фазовращателем 404, и второй выход второй гибридной схемы 402 3 дБ соединен с первым входом четвертой гибридной схемы 406 3 дБ.

Первый выход третьей гибридной схемы 405 3 дБ соединен с первым выходом 421 модуля 14 матрицы Батлера, и второй выход третьей гибридной схемы 405 3 дБ соединен со вторым выходом 422 модуля 14 матрицы Батлера.

Первый выход и второй выход четвертой гибридной схемы 406 3 дБ соединен с третьим выходом 423 и четвертым выходом 424 модуля 14 матрицы Батлера, соответственно.

Когда сигналы, подаваемые на первый вход и второй вход модуля матрицы Батлера, представляют собой разные сигналы передачи, сигналы, выводимые из первого выхода по четвертый выход модуля матрицы Батлера, представляют собой соответствующие первые сигналы; или когда сигналы, подаваемые на первый вход и второй вход модуля матрицы Батлера, представляют собой разные третьи сигналы, сигналы, выводимые из первого выхода по четвертый выход модуля матрицы Батлера, представляют собой соответствующие четвертые сигналы. Каждый сигнал передачи или каждый третий сигнал включают в себя одиночный компонент сигнала, такой как сигнал А или сигнал В, показанные на фигуре.

Например, как показано на фиг. 4, первый выход 421 представляет собой сигнал, включающий в себя сигнал А со сдвигом фазы 0 градусов и сигнал В со сдвигом фазы 270 градусов одновременно, которые представлены как (сигнал А 0 градусов + сигнал В 270 градусов) на чертеже.

Второй выход 422 представляет собой сигнал, включающий в себя сигнал А со сдвигом фазы 90 градусов и сигнал В со сдвигом фазы 180 градусов, которые выполняют сдвиг фазы одновременно, что представлено, как (сигнал А 90 градусов + сигнал В 180 градусов) на чертеже.

Третий выход 423 представляет собой сигнал, включающий в себя сигнал В со сдвигом фазы 90 градусов и сигнал А со сдвигом фазы 180 градусов, сдвиг которых выполняется одновременно, что представлено, как (сигнал В 90 градусов + сигнал А 180 градусов) на чертеже.

Четвертый выход 424 представляет собой сигнал, включающий в себя сигнал В со сдвигом фазы 0 градусов и сигнал А со сдвигом фазы 270 градусов, выполняемые одновременно, что представлено, как (сигнал В 0 градусов + сигнал А 270 градусов) на чертеже.

Как можно видеть на фиг. 4, в случае двух входных сигналов один модуль матрицы Батлера выводит четыре сигнала, которые включают в себя сигналы А и В с четырьмя типами сдвига фазы. После того, как модуль массива антенных элементов излучает четыре выходных сигнала, формируются четыре луча в разных направлениях. Когда антенная система в варианте осуществления настоящего изобретения включает в себя множество модулей матрицы Батлера, может быть выведено большее количество лучей в разных направлениях. Описанные выше лучи охватывают разные области, и, таким образом, частота может повторно использоваться, и степень использования спектра может быть эффективно улучшена.

На фиг. 5 показана схема другого примера модуля 14 матрицы Батлера, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Модуль 14 матрицы Батлера включает в себя гибридную схему 501 3 дБ со сдвигом на 90 градусов, первый разделитель 502 мощности со сдвигом на 180 градусов и второй разделитель 503 мощности со сдвигом на 180 градусов.

Первый вход 510 и второй вход 511 модуля 14 матрицы Батлера соединены с первым входом и вторым входом гибридной схемы 501 3 дБ со сдвигом на 90 градусов, соответственно.

Первый выход гибридной схемы 501 3 дБ со сдвигом на 90 градусов соединен с первым входом первого разделителя 502 мощности со сдвигом на 180 градусов, и второй выход гибридной схемы 501 3 дБ на 90 градусов соединен с первым входом второго разделителя 503 мощности со сдвигом на 180 градусов.

Первый выход и второй выход первого разделителя 502 мощности со сдвигом на 180 градусов соединены с первым выходом 521 и третьим выходом 523 модуля матрицы Батлера, соответственно.

Первый выход и второй выход второго разделителя 503 мощности со сдвигом на 180 градусов соединены со вторым выходом 522 и четвертым выходом 524 модуля матрицы Батлера, соответственно.

Когда сигналы, подаваемые на первый вход и второй вход модуля матрицы Батлера, представляют собой разные сигналы передачи, сигналы, выводимые из первого выхода по четвертый выход модуля матрицы Батлера, представляют собой соответствующие первые сигналы; или когда сигналы, подаваемые на первый вход и второй вход модуля матрицы Батлера, представляют собой другие третьи сигналы, сигналы, выводимые из первого выхода по четвертый выход модуля матрицы Батлера, представляют собой соответствующие четвертые сигналы. Каждый сигнал передачи или каждый третий сигнал включают в себя компонент одиночного сигнала, такой как сигнал А или сигнал В, показанные на чертеже.

Например, как показано на фиг. 5, первый выход 521 представляет собой сигнал, включающий в себя сигнал А со сдвигом фазы 0 градусов, и сигнал В со сдвигом фазы 90 градусов одновременно, которые представлены, как (сигнал А 0 градусов + сигнал В 90 градусов) на чертеже.

Второй выход 522 представляет собой сигнал, включающий в себя сигнал В со сдвигом фазы 0 градусов, и сигнал А со сдвигом фазы 90 градусов, выводимые одновременно, которые представлены, как (сигнал В 0 градусов + сигнал А 90 градусов) на чертеже.

На третьем выходе 523 представлен сигнал, включающий в себя (сигнал А 0 градусов + сигнал В 90 градусов) после сдвига фазы на 180 градусов, который представлен как (сигнал А 0 градусов + сигнал В 90 градусов) + 180 градусов, а именно, на третьем выходе 523 представлен сигнал, включающий в себя сигнал А 180 градусов и сигнал В 270 градусов, одновременно.

Четвертый выход 524 представляет собой сигнал, включающий в себя (сигнал В 0 градусов + сигнал А 90 градусы) после сдвига фазы на 180 градусов, который представлен как (сигнал В 0 градусов + сигнал А 90 градусов) + 180 градусов, а именно, четвертый выход 524 представляет собой сигнал, включающий в себя сигнал В 180 градусов и сигнал А 270 градусов, одновременно.

На фиг. 5 можно видеть, что в случае двух входных сигналов выводят четыре сигнала, которые включают в себя четыре типа сигнала А и сигнала В со сдвигом фазы. После того, как модуль массива антенных элементов излучает четыре выходных сигнала, формируются четыре луча в разных направлениях. Когда антенная система в варианте осуществления настоящего изобретения включает в себя множество модулей матрицы Батлера, может быть выведено большее количество лучей в разных направлениях. Описанные выше разные области охвата лучами и, таким образом, частота могут повторно использоваться, и степень использования спектра может быть эффективно улучшена.

По сравнению с модулем матрицы Батлера на фиг. 4, количество компонентов делителя, требуемых в модуле матрицы Батлера, соединенном с модулем массива TRX на фиг. 5 уменьшается, и разделители мощности со сдвигом на 180 градусов используются, как сеть векторной операции, для выполнения точной операции вектора в цифровой области, таким образом, что структура системы в большей степени упрощается и в большей степени становится пригодной для интеграции, для уменьшения стоимости.

На фиг. 6 показана схема другого примера модуля 14 матрицы Батлера, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Модуль 14 матрицы Батлера включает в себя третий разделитель 601 мощности со сдвигом на 180 градусов и четвертый разделитель 602 мощности со сдвигом на 180 градусов.

Первый вход 611 и второй вход 612 модуля 14 матрицы Батлера соединены с первым входом третьего разделителя 601 мощности со сдвигом на 180 градусов и первым входом четвертого разделителя 602 мощности со сдвигом на 180 градусов, соответственно.

Первое выход и второй выход третьего разделителя 601 мощности со сдвигом на 180 градусов соединены с первым выходом 621 и третьим выходом 623 модуля матрицы Батлера, соответственно.

Первый выход и второй выход четвертого разделителя 602 мощности со сдвигом на 180 градусов соединены со вторым выходом 622 и четвертым выходом 624 модуля матрицы Батлера, соответственно.

Когда сигналы, подаваемые на первый вход и второй вход модуля матрицы Батлера, представляют собой сигналы разных передач, сигналы, выводимые из первого выхода на четвертый выход модуля матрицы Батлера, представляют собой соответствующие первые сигналы; или когда сигналы, подаваемые на первый вход и второй вход модуля матрицы Батлера, представляют собой другие третьи сигналы, сигналы, выводимые из первого выхода на четвертый выход модуля матрицы Батлера, представляют собой соответствующие четвертые сигналы. Каждый сигнал передачи или каждый третий сигнал включают в себя два компонента сигнала, например, первый вход модуля матрицы Батлера, показанный на чертеже, представляет собой компонент сигнала, включающий в себя сигнал А и сигнал В после сдвига фазы на 90 градусов, и второй вход модуля матрицы Батлера представляет собой компонент сигнала, включающий в себя сигнал В и сигнал А после сдвига фазы на 90 градусов.

Например, как показано на фиг. 6, первый выход 621 представляет собой сигнал, включающий в себя сигнал А со сдвигом фазы на 0 градусов и сигнал В со сдвигом фазы на 90 градусов одновременно, что представлено, как (сигнал А 0 градусов + сигнал В 90 градусов) на чертеже.

Второй выход 622 представляет собой сигнал, включающий в себя сигнал В со сдвигом фазы на 0 градусов и сигнал А со сдвигом фазы на 90 градусов одновременно, что представлено, как (сигнал В 0 градусов + сигнал В 90 градусов) на чертеже.

Третий выход 623 представляет собой сигнал, включающий в себя (сигнал А 0 градусов + сигнал В 90 градусов) после сдвига фазы на 180 градусов, что представлено как (сигнал А 0 градусов + сигнал В 90 градусов) + 180 градусов, а именно, третий выход 623 представляет собой сигнал, включающий в себя сигнал А со сдвигом на 180 градусов и сигнал В со сдвигом на 270 градусов одновременно.

Четвертый выход 624 представляет собой сигнал, включающий в себя (сигнал В 0 градусов + сигнал А 90 градусов) после сдвига фазы на 180 градусов, что представлено, как (сигнала В 0 градусов + сигнал А 90 градусов) + 180 градусов, а именно, четвертый выход 624 представляет собой сигнал, включающий в себя сигнал В со сдвигом на 180 градусов и сигнал А со сдвигом на 270 градусов одновременно.

На фиг. 6 можно видеть, что в случае двух входных сигналов выводят четыре сигнала, которые включают в себя четыре типа сигналов А и сигналов В со сдвигом фазы. После того, как модуль массива антенных элементов излучает эти четыре выходных сигнала, формируются четыре луча в разных направлениях. Когда антенная система в варианте осуществления настоящего изобретения включает в себя множество модулей матрицы Батлера, большее количество лучей в разных направлениях может быть выведено. Описанные выше лучи охватывают разные области, и, таким образом, частота может повторно использоваться, и степень использования спектра может быть эффективно улучшена.

По сравнению с модулем матрицы Батлера, показанным на фиг. 5, модуль матрицы Батлера на фиг. 6 имеет изменения в сигналах, и когда сигнал передачи включает в себя два компонента сигналов, компоненты сигналов подвергаются сдвигу по фазе, выполняемому модулем массива TRX; поэтому, гибридная схема 3 дБ со сдвигом на 90 градусов может быть исключена таким образом, что структура модуля матрицы Батлера дополнительно упрощается и становится более пригодной для интеграции, для уменьшения стоимости.

В варианте осуществления настоящего изобретения дополнительно предусмотрена базовая станция, которая включает в себя антенную систему в варианте осуществления настоящего изобретения.

В варианте осуществления настоящего изобретения дополнительно предусмотрена система, которая включает в себя описанную выше базовую станцию.

Специалисты в данной области техники должны понимать, что, в комбинации с примерами, описанными здесь в вариантах осуществления, модули и этапы алгоритма могут быть воплощены с помощью электронных аппаратных средств, или в комбинации компьютерного программного обеспечения и электронных аппаратных средств. Будут ли функции выполняться аппаратными средствами или программными средствами, зависит от конкретных вариантов применения и условий конструктивных ограничений для технических решений. Специалисты в данной области техники могут использовать разные способы для воплощения описанных функций для каждого конкретного варианта применения, но не следует считать, что осуществление таких вариантов осуществления выйдет за пределы объема настоящего изобретения.

Для специалиста в данной области техники должно быть понятно, что с целью удобного и краткого описания деталей рабочего процесса описанной выше системы, устройства и модуля, может быть сделана ссылка на соответствующий процесс в вариантах осуществления способа, и эти детали не будут здесь снова описаны.

В вариантах осуществления, предусмотренных в настоящей заявке, следует понимать, что раскрытая система, устройство и способ могут быть воплощены в других режимах. Например, описанные варианты осуществления, направленные на устройство, представляют собой просто пример. Например, разделение на модули представляет собой просто разделение по логическим функциям и может быть другим разделением при фактическом варианте осуществления. Например, множество модулей или компонентов могут быть скомбинированы или интегрированы в другую систему, или некоторые характеристики могут быть проигнорированы или могут не выполняться. Кроме того, отображаемые или описанные взаимные соединения или прямые соединения, или соединения с передачей данных воплощены через определенные интерфейсы. Опосредованные соединения или соединения для передачи данных между устройствами или модулями могут быть воплощены в электронной, механической или другой формах.

Модули, описанные как отдельные части, могут быть или могут не быть физически отдельными, и части, отображаемые, как модули, могут представлять собой или могут не представлять собой физические модули, могут быть расположены в одном положении или могут быть распределены по множеству сетевых модулей. Часть или все из модулей могут быть выбраны в соответствии с фактическими потребностями для достижения целей решений вариантов осуществления.

Кроме того, функциональные модули в вариантах осуществления настоящего изобретения могут быть интегрированы в модуль обработки, или каждый из модулей может существовать отдельно физически, или два или больше модуля могут быть интегрированы в один модуль.

Будучи воплощенным в форме программного функционального модуля и поставляемые или используемые, как отдельный продукт, функции могут быть сохранены на считываемом компьютером носителе информации. На основе такого понимания, технические решения настоящего изобретения, по существу, или частично дополняющие предшествующий уровень техники, или части технических решений, могут быть воплощены в форме программного продукта. Компьютерный программный продукт сохраняют на носителе информации, и он включает в себя ряд инструкций для передачи инструкций в компьютерное устройство (которое может представлять собой персональный компьютер, сервер, сетевое устройство и т.п.) для исполнения всех или части этапов способа, описанного в варианте осуществления настоящего изобретения. Носитель информации включает в себя: любой носитель, который может сохранять программные коды, такой как U-диск, съемный жесткий диск, постоянное запоминающее устройство (ROM, постоянное запоминающее устройство), оперативное запоминающее устройство (RAM, оперативное запоминающее устройство), магнитный диск или оптический диск.

Представленные выше описания являются просто примерными вариантами осуществления настоящего изобретения, но не предназначены для ограничения объема защиты настоящего изобретения. Любая вариация или замена, выполненная специалистом в данной области техники, без выхода за пределы объема настоящего изобретения, должна попадать в пределы объема защиты настоящего изобретения. Поэтому, объем защиты настоящего изобретения должен соответствовать приложенной формуле изобретения.

1. Антенная система, содержащая модуль (11) массива приемопередатчиков (TRX), модуль (12) массива антенных элементов, модуль (13) фидерной сети и модуль (14) матрицы Батлера, при этом
модуль (11) массива TRX содержит множество активных подмодулей TRX и выполнен с возможностью генерирования сигналов передачи, подвергшихся цифровому формированию луча, при этом количество активных подмодулей TRX составляет M×N, где М - количество активных подмодулей TRX в горизонтальном направлении, N - количество активных подмодулей TRX в вертикальном направлении, и М и N представляют собой положительные целые числа, большие или равные 2;
модуль (12) массива антенных элементов включает в себя множество антенных элементов и выполнен с возможностью передачи сигналов передачи, при этом количество антенных элементов составляет А×В, где А - количество элементов в горизонтальном направлении, В - количество элементов в вертикальном направлении, и А и В представляют собой положительные целые числа, большие или равные 2;
модуль (13) фидерной сети выполнен с возможностью формирования вертикальной характеристики луча модуля (12) массива антенных элементов перед передачей сигналов передачи модулем (12) массива антенных элементов; и
модуль (14) матрицы Батлера выполнен с возможностью формирования горизонтальной характеристики луча модуля массива (12) антенных элементов перед передачей сигналов передачи модулем (12) массива антенных элементов,
при этом соединение между модулями в антенной системе заключается в том, что:
модуль массива TRX выполнен с возможностью передавать сигналы передачи во входной порт модуля матрицы Батлера;
модуль матрицы Батлера выполнен с возможностью генерировать первые сигналы посредством обработки сигналов передачи и передавать первые сигналы во входные порты модуля фидерной сети через выходные порты модуля матрицы Батлера; а
модуль фидерной сети выполнен с возможностью генерировать вторые сигналы посредством обработки первых сигналов и передавать вторые сигналы в модуль массива антенных элементов через выходные порты модуля фидерной сети;
при этом модуль матрицы Батлера содержит первый входной порт, второй входной порт и выходные порты с первого по четвертый и содержит гибридную схему 3 дБ со сдвигом на 90 градусов, первый разделитель мощности со сдвигом на 180 градусов и второй разделитель мощности со сдвигом на 180 градусов, при этом
первый входной порт и второй входной порт модуля матрицы Батлера соединены соответственно с первым входным портом и вторым входным портом гибридной схемы 3 дБ со сдвигом на 90 градусов;
первый выходной порт гибридной схемы 3 дБ со сдвигом на 90 градусов соединен с первым входным портом первого разделителя мощности со сдвигом на 180 градусов, а второй выходной порт гибридной схемы 3 дБ со сдвигом на 90 градусов соединен с первым входным портом второго разделителя мощности со сдвигом на 180 градусов;
первый выходной порт и второй выходной порт первого разделителя мощности со сдвигом на 180 градусов соединены соответственно с первым выходным портом и третьим выходным портом модуля матрицы Батлера;
первый выходной порт и второй выходной порт второго разделителя мощности со сдвигом на 180 градусов соединены соответственно со вторым выходным портом и четвертым выходным портом модуля матрицы Батлера; и
модуль матрицы Батлера выполнен так, что сигналы, подаваемые на первый входной порт и второй входной порт модуля матрицы Батлера, представляют собой разные сигналы передачи, а сигналы, выводимые из выходных портов с первого по четвертый модуля матрицы Батлера, представляют собой первые сигналы, соответствующие упомянутым разным сигналам передачи.

2. Антенная система по п. 1, в которой
антенная система содержит N модулей матрицы Батлера и модули фидерной сети, количество которых совпадает с количеством выходных портов одного модуля матрицы Батлера, общее количество входных портов модулей фидерной сети равно общему количеству выходных портов модулей матрицы Батлера, количество входных портов каждого модуля матрицы Батлера равно М, количество входных портов каждого модуля фидерной сети равно N, и количество выходных портов каждого модуля фидерной сети равно В.

3. Антенная система по п. 1, в которой модуль фидерной сети дополнительно содержит:
фазовращатель, выполненный с возможностью изменения амплитудно-фазовой характеристики вторых сигналов аналоговым образом и формирования характеристики вертикального луча модуля массива антенных элементов.

4. Базовая станция, содержащая антенную систему по любому из пп. 1-3.

Изобретение относится к антенной технике. Техническим результатом является формирование провалов в диаграммах направленности (ДН) плоских фазированных антенных решеток (ФАР) в нескольких заданных направлениях, имеющих угловые координаты в сферической системе кординат.

Приемо-передающий модуль активной фазированной антенной решетки // 2571884

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к средствам приема и передачи радиоволн. Приемо-передающий модуль активной фазированной антенной решетки содержит передающий и приемный каналы, первое, второе и третье направленное устройство разделения падающей и отраженной мощностей, защитное устройство, выпрямитель, согласованную нагрузку, обратноходовой преобразователь.

Способ формирования компенсационной диаграммы направленности в плоской антенной решетке с электронным управлением лучом // 2567120

Использование: для формирования компенсационной диаграммы направленности в плоской антенной решетке. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют прием сигналов антенными элементами плоской антенной решетки с электронным сканированием лучом и суммируют их, формируя остронаправленную сканирующую диаграмму направленности плоской антенной решетки с использованием выбранных комплексных амплитуд антенных элементов с учетом требуемого превышения уровня компенсационной диаграммы направленности над уровнем боковых лепестков остронаправленной сканирующей диаграммы направленности.

Распределительная система для фазированной антенной решетки // 2554521

Изобретение относится к полосковой СВЧ антенной технике, в частности к распределительной системе для фазированной антенной решетки. Технический результат - формирование оптимальных амплитудных распределений для суммарной и разностной диаграмм направленности (ДН), возможность реализации в сантиметровом и дециметровом диапазонах длин волн.

Многолучевая свч линейная антенная решётка и двумерная антенная решётка на ее основе // 2541888

Изобретение относится к радиолокации, точнее к фазированным антенным решеткам (ФАР) СВЧ диапазона, и может быть использовано в пассивной и активной радиолокации для осуществления непрерывного параллельного контроля пространства.

Широкополосная антенная система // 2530281

Изобретение относится к радиолокации, а именно к широкополосным антенным системам, рабочий диапазон частот которых перекрывает несколько октав. Технический результат - расширение диапазона рабочих частот комбинированной антенной системы, работающей в активном и пассивном режимах.

Устройство защиты узкополосных приемно-передающих каналов радиотехнических систем // 2513706

Изобретение относится к области радиотехники. Технический результат - повышение предела подавления помеховой импульсной мощности в узкополосных приемно-передающих каналах радиотехнических систем, работающих в диапазоне СВЧ, в условиях короткоимпульсных помеховых воздействий большой мощности при проведении испытаний на электромагнитную совместимость.

Фазированная антенная решетка с управляемой шириной диаграммы направленности // 2507647

Изобретение относится к фазированным (ФАР) и активным фазированным антенным решеткам (АФАР), состоящим из приемных каналов, выходные сигналы которых оцифровываются с помощью аналогово-цифровых преобразователей и обрабатываются в процессорах бортовых цифровых вычислительных машин радиолокационных станций, головок самонаведения или систем радиопротиводействия.

Способ формирования провалов в диаграммах направленности фазированных антенных решеток в направлениях источников помех // 2507646

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано для пространственного подавления помех путем формирования провалов («нулей») в диаграммах направленности фазированных антенных решеток (ФАР) в направлениях источников помех.

Способ формирования контурной диаграммы направленности антенной решетки // 2480869

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано для управления комплексными взвешивающими устройствами в каналах антенных решеток по критерию максимума заданного энергетического функционала.

Система радиорелейной связи с подстройкой луча // 2595941

Настоящее изобретение относится к области систем радиосвязи, более конкретно к устройствам систем радиосвязи, содержащим антенну с возможностью электронного управления лучом. Техническим результатом изобретения является создание устройства системы радиосвязи со сканирующей антенной с большим коэффициентом усиления, обеспечивающей возможность суммирования мощности сигналов от нескольких выходов приемопередатчика без ухудшения его линейности. Устройство системы радиосвязи с управляемым лучом содержит множество антенных элементов на фокальной поверхности фокусирующего элемента, схему формирования луча, выполненную с возможностью распределения принятого сигнала от по меньшей мере одного антенного порта на все свои диаграммообразующие порты или суммирования передаваемых сигналов от всех своих диаграммообразующих портов на по меньшей мере один выбранный антенный порт, блок управления и приемопередатчик, содержащий по меньшей мере один радиочастотный модуль, выполненный с возможностью управления фазами на своем выходе, и схему суммирования/распределения принимаемых/передаваемых сигналов, а также необходимые связи между ними. 22 з.п. ф-лы, 6 ил.

Антенна // 2605944

Изобретение относится к области техники сверхвысоких частот. Особенностью заявленной антенны является то, что в нее дополнительно введен идентичный отрезок коаксиальной линии, расположенный перпендикулярно той же широкой стенке волновода и соединенный с ним идентично первому отрезку, при этом для обеспечения согласования с волноводом оба отрезка смещены от оси симметрии его широкой стенки к его узкой стенке, расстояние между погруженными во внутриволноводное пространство нижними концами внутренних проводников отрезков равно половине длины волны в волноводе, а удаленные концы излучающих проводников соединены гальванически с верхними концами внутренних проводников отрезков, верхние концы наружных проводников которых разомкнуты. Техническим результатом является создание антенны, имеющей меньшую ширину диаграммы направленности в плоскости вектора Е. 7 ил.

Способ обработки сигналов в модульной адаптивной антенной решетке при приеме коррелированных сигналов и помех // 2609792

Изобретение относится к области радиотехники и связи. Особенностью заявленного способа обработки сигналов в модульной адаптивной антенной решетке при приеме коррелированных сигналов и помех является то, что сигналы, соответствующие ответвленной части мощности, преобразуют в М сигналов, в которых исключена составляющая полезного сигнала, выполняют с учетом информации о диаграммах направленности модулей такое изменение М преобразованных сигналов в Ма помеховых сигналов, чтобы комплексные амплитуды составляющих помех в них приближались к комплексным амплитудам помех в выходных сигналах соответствующих модулей, а с помощью полученных Ма сигналов формируют ковариационную матрицу помех А размером Ма×Ма, находят оптимальный для модульной адаптивной антенной решетки по критерию максимума отношения сигнал/(помеха+шум) вектор комплексных весовых коэффициентов, сигналы, соответствующие прошедшей части мощности, суммируют в Ма модулях с заданными комплексными весовыми коэффициентами. Техническим результатом является повышение эффективности подавления помех, коррелированных с полезным сигналом. 6 ил.

Способ определения диаграммы направленности фазированной антенной решетки // 2610820

Изобретение относится к области антенной техники. Особенностью заявленного способа определения диаграммы направленности фазированной антенной решетки является то, что задают набор направлений луча, охватывающий область видимости фазированной антенной решетки, плоскость раскрыва фазированной антенной решетки, электрические длины от элементов которой до входа измерительной аппаратуры произвольны, располагают под углом относительно фронта плоской электромагнитной волны, изменяя с помощью фазовращателей сдвиги фаз сигналов, проходящих через элементы фазированной антенной решетки, устанавливают луч фазированной антенной решетки в одно из направлений набора, измеряют амплитуду и фазу сигнала, затем операции повторяют, каждый раз устанавливая луч фазированной антенной решетки последовательно в остальные направления, амплитуды сигнала, измеренные при каждом направлении луча, умножают на заранее определенные для этих направлений амплитуды сигнала от одного элемента в составе фазированной антенной решетки, а фазы сигнала, измеренные при каждом направлении луча, складывают с заранее определенными для этих направлений фазами сигнала от одного элемента в составе фазированной антенной решетки. Техническим результатом является повышение точности и уменьшение времени определения диаграммы направленности фазированных антенных решеток. 1 ил.

Способ формирования многолучевой диаграммы направленности самофокусирующейся адаптивной антенной решетки // 2614030

Способ формирования многолучевой диаграммы направленности самофокусирующейся адаптивной антенной решетки, заключающийся во взвешенном суммировании сигналов, принятых элементами антенной решетки весовым вектором, являющимся главным вектором пучка эрмитовых форм, соответствующим максимальному характеристическому числу пучка, причем в качестве второй эрмитовой формы пучка выбирается среднее значение ДН по мощности, при этом при определении главного вектора пучка эрмитовых форм, соответствующего максимальному характеристическому числу пучка, используются оценки амплитудно-фазового распределения формируемого сигнала источников излучения на элементах самофокусирующейся адаптивной антенной решетки, а в качестве первой эрмитовой формы пучка выбирается взвешенная сумма значений средней диаграммы направленности по мощности, вычисленная на основе оценок векторов амплитудно-фазовых распределений, создаваемых сигналами источников излучений на элементах самофокусирующейся адаптивной антенной решетки. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ калибровки активной антенны // 2616651

Изобретение относится к области активных антенн с регулировкой фазы. Предложен способ калибровки фазового центра активной антенны (20), содержащей множество субэлементов (21), способных принимать полезный сигнал, испускаемый спутником (25). Причем упомянутая калибровка определяется в зависимости от коэффициента усиления при приеме и фазы при приеме опорного сигнала на уровне каждого субэлемента (21). Упомянутый опорный сигнал испускается тем же спутником (25) в полосе частот, по существу, равной полосе частот полезного сигнала, и его теоретические фаза и амплитуда при приеме известны. Технический результат заключается в упрощении калибровки. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ адаптивной обработки сигналов в модульной фазированной антенной решетке // 2629921

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано в системах радиосвязи, функционирующих в сложной помеховой обстановке. Осуществляют прием сигналов с известного направления четным числом модулей, расположенных симметрично относительно фазового центра модульной фазированной антенной решетки с симметричным относительно фазового центра раскрыва амплитудным и комплексно сопряженным фазовым распределением. Для каждой пары симметрично расположенных модулей формируют суммарный и разностный сигналы пар модулей. Суммируют по мощности суммарные сигналы пар модулей, образуя исходный суммарный сигнал модульной фазированной антенной решетки. Находят ковариационную матрицу разностных сигналов пар модулей и вектор коэффициентов ковариации исходного суммарного сигнала модульной фазированной антенной решетки и разностных сигналов пар модулей. Суммируют ковариационную матрицу разностных сигналов пар модулей с диагональной матрицей, при этом чем больше вес диагонали, тем меньше значения корректирующих фаз. Формируют матрицу коэффициентов и определяют вектор корректирующих фаз сигналов пар модулей путем умножения обратной матрицы коэффициентов на вектор коэффициентов ковариации исходного суммарного сигнала модульной фазированной антенной решетки и разностных сигналов пар модулей. Изменяют, согласно найденному вектору корректирующих фаз, фазы сигналов модулей и суммируют сигналы пар модулей с измененными фазами, образуя выходной сигнал модульной фазированной антенной решетки. Технический результат заключается в возможности адаптивной обработки сигналов в модульной фазированной антенной решетке, реализующей обработку сигналов на основе действительной арифметики, при сохранении ее быстродействия. 5 ил.

Способ определения амплитудно-фазового распределения в раскрыве фазированной антенной решетки // 2634735

Изобретение относится к области антенной техники. Осуществляют прием или излучение сигналов фазированной антенной решеткой. Изменяют сдвиги фаз сигналов, проходящих через один или несколько элементов фазированной антенной решетки. Измеряют амплитуды и фазы сигнала, переданного или принятого вспомогательной антенной. Определяют амплитуды и фазы возбуждения элементов. При этом фазированная антенная решетка располагается в такой области, где излучаемое или принимаемое электромагнитное поле представляет собой плоскую электромагнитную волну. Электрические длины от элементов фазированной антенной решетки до входа измерительной аппаратуры произвольны, а плоскость раскрыва фазированной антенной решетки располагают под углом относительно фронта плоской электромагнитной волны. Задают набор из Р направлений луча с координатами (us, vs), охватывающий область видимости фазированной антенной решетки. При этом направления луча располагают в области видимости по сетке. Изменяют с помощью фазовращателей сдвиги фаз сигналов, проходящих через элементы фазированной антенной решетки, устанавливая луч фазированной антенной решетки в одно из направлений набора и измеряют амплитуду Fs и фазу ψs сигнала. Затем операции повторяют, каждый раз устанавливая луч фазированной антенной решетки последовательно в остальные направления, определяют амплитудно-фазовое распределение (An, ϕn) на раскрыве фазированной антенной решетки путем обратного дискретного преобразования Фурье. Технический результат заключается в повышении точности и уменьшении времени определения АФР в раскрыве ФАР. 5 ил.

Способ формирования расширенной диаграммы направленности фазированной антенной решетки // 2644456

Изобретение относится к области радиотехники СВЧ и КВЧ диапазонов. Определяют амплитудно-фазовое распределение в раскрыве фазированной антенной решетки, при котором заданная диаграмма направленности ориентирована в направлении u0, выбирают пространственные положения парциальных лучей только в области главного луча заданной диаграммы направленности. Формирование расширенной диаграммы направленности производят тремя парциальными лучами, причем центральный парциальный луч ориентирован в заданном направлении u0, а два боковых парциальных луча смещены в противоположных относительно центрального луча направлениях на угол u1. Значение угла u1 выбирают из решения оптимизационной задачи по критерию минимума , где ƒ(u-u0), ƒ(u-u0+u1), ƒ(u-u0-u1) - соответственно диаграммы направленности центрального парциального и двух боковых парциальных лучей; u0=0,5kLsinθ0 - направление максимума формируемой диаграммы направленности и центрального парциального луча в обобщенных координатах; u1=0,5kLsinθ1 - смещение боковых парциальных лучей относительно максимума формируемой диаграммы направленности в обобщенных координатах; а - амплитуды отклоненных боковых парциальных лучей; u=0,5kLsinθ - обобщенная координата; L - размер раскрыва фазированной антенной решетки в плоскости формируемой расширенной диаграммы направленности; k - волновое число. Амплитуды боковых парциальных лучей определяют в соответствии с выражением а=(ƒ(Δ)-0,707)(0,707(ƒ(u1)+ƒ(-u1))-(ƒ(Δ+u1)+ƒ(Δ-u1)))-1, где Δ - полуширина диаграммы направленности суммарного луча по уровню половинной мощности. Результирующее амплитудно-фазовое распределение в раскрыве фазированной антенной решетки рассчитывают по формуле А(x)=A0(x)(1+a(exp(ikxsinθ1)+exp(-ikxsinθ1)))=A0(x)(1+2acos(kxsinθ1)), где A0(x) - амплитудно-фазовое распределение в раскрыве, обеспечивающее формирование центрального парциального луча в направлении u0. Технический результат заключается в повышении быстродействия. 7 ил.

Компенсация неидеальной поверхности рефлектора в системе спутниковой связи // 2647559

Изобретение относится к области спутниковой связи и может быть использовано для компенсации неидеальной поверхности рефлектора в системе спутниковой связи. Предложен способ, который включает измерение амплитуды и фазы сигналов, отраженных от рефлектора спутника, причем эти амплитуды и фазы формируют первую совокупность результатов измерения. Способ включает расчет корреляционной матрицы элементов как функции от первой совокупности результатов измерения. Корреляционная матрица элементов представляет диаграмму излучения облучающего элемента рефлектора. При этом способ включает регулирование диаграммы направленности сформированного пучка формирователя пучков на основании корреляционной матрицы элементов, что обеспечивает компенсацию неидеальной поверхности рефлектора. Технический результат – повышение точности компенсации неидеальной поверхности рефлектора. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 ил.