本實(shí)用新型涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于控制雙波束(多波束)天線波束指向的波束形成網(wǎng)絡(luò)。

背景技術(shù)：

通信是指將帶有信息的信號(hào)從一點(diǎn)傳到另一點(diǎn)的過(guò)程。在現(xiàn)代移動(dòng)通信領(lǐng)域中，基站是必不可少的，主要提供無(wú)線覆蓋，實(shí)現(xiàn)有線通信網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線終端之間的無(wú)線信號(hào)傳輸。隨著移動(dòng)通信技術(shù)的不斷完善和發(fā)展，在多樣化、復(fù)雜化的現(xiàn)代通信應(yīng)用環(huán)境中，隨著移動(dòng)用戶數(shù)量的激增、網(wǎng)絡(luò)覆蓋的密集化、覆蓋區(qū)域的廣闊化、網(wǎng)絡(luò)容量的擴(kuò)大化，致使容量和覆蓋區(qū)域的方位都是動(dòng)態(tài)的。在一些低容量區(qū)域時(shí)，只需要一個(gè)波束就能滿足應(yīng)用，而在某些高容量區(qū)域需要將一個(gè)波束分裂成兩個(gè)波束，甚至是多個(gè)波束，且要求波束指向可根據(jù)需要變化。

現(xiàn)有技術(shù)中，如中國(guó)專(zhuān)利號(hào)ZL 201310716957.1中，公開(kāi)了一種低旁瓣波束形成方法和雙波束天線結(jié)構(gòu)，其通過(guò)將2列、3列或4列雙波束子陣列(模塊)與改進(jìn)的波束形成網(wǎng)絡(luò)(BFN)進(jìn)行組合，通過(guò)形成不同的模塊來(lái)形成完整的陣列。此種雙波束天線結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的波束在水平方向上方位角較大，不利于小區(qū)信號(hào)覆蓋及容量，對(duì)其他區(qū)域易造成影響。又如中國(guó)專(zhuān)利號(hào)ZL 200610122104.5中，公開(kāi)了一種具有可變波束寬度的波束形成網(wǎng)絡(luò)，其包括：天線陣列，包括多個(gè)天線陣元列；巴特勒矩陣網(wǎng)絡(luò)，用以產(chǎn)生不同指向的波束，其輸出信號(hào)被耦合到所述天線陣列中對(duì)應(yīng)的各個(gè)相應(yīng) 的天線陣元列上；混合網(wǎng)絡(luò)，同一時(shí)刻接受兩路信號(hào)的任意一路輸入，在其內(nèi)調(diào)相后提供信號(hào)輸出至巴特勒矩陣網(wǎng)絡(luò)，用以改變輸入至巴特勒矩陣網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)，進(jìn)而相應(yīng)地改變天線陣列的信號(hào)的饋電幅度和相位。此種波束形成網(wǎng)絡(luò)，對(duì)天線陣子列中的天線陣元重復(fù)利用率低，致使天線尺寸偏大，不利于安裝，同時(shí)造成資源浪費(fèi)，生產(chǎn)費(fèi)用相應(yīng)提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種可減小多波束天線波束掃描角度的波束形成網(wǎng)絡(luò)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提出如下技術(shù)方案：

一種波束形成網(wǎng)絡(luò)，包括信號(hào)處理網(wǎng)絡(luò)，調(diào)相網(wǎng)絡(luò)和天線陣列，所述信號(hào)處理網(wǎng)絡(luò)將任意一路輸入信號(hào)處理成多路信號(hào)輸出至所述調(diào)相網(wǎng)絡(luò)，所述天線陣列包括數(shù)個(gè)天線振子列，所述調(diào)相網(wǎng)絡(luò)將多路信號(hào)調(diào)相后輸出至天線陣列中相應(yīng)的天線振子列。

優(yōu)選地，所述信號(hào)處理網(wǎng)絡(luò)包括數(shù)個(gè)功分器。

優(yōu)選地，所述功分器選自二功分器、三功分器、威爾金森功分器中的一種。

優(yōu)選地，所述調(diào)相網(wǎng)絡(luò)包括數(shù)個(gè)耦合器和數(shù)個(gè)移相器。

優(yōu)選地，所述調(diào)相網(wǎng)絡(luò)包括數(shù)個(gè)耦合器。

優(yōu)選地，所述移相器的相位改變量的范圍為負(fù)180度至正180度。

優(yōu)選地，所述耦合器為90度3db定向耦合器。

優(yōu)選地，所述耦合器輸出信號(hào)與所述天線陣列直接連接。

優(yōu)選地，所述耦合器輸出為一路信號(hào)與所述天線陣列連接。

本實(shí)用新型的有益效果是：利用耦合器復(fù)用振子與功分器獨(dú)用振子結(jié)合，靈活分配各個(gè)振子間的功率與相位關(guān)系，減小天線波束掃描方位角，優(yōu)化波束賦型，有利于基站全面覆蓋小區(qū)，減小鄰區(qū)干擾，且能減小振子 的用量，利于天線小型化，輕便化。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的實(shí)施例一示意圖；

圖2是本實(shí)用新型的實(shí)施例二示意圖；

圖3是本實(shí)用新型的實(shí)施例三示意圖；

圖4是通過(guò)本實(shí)用新型的波束形成網(wǎng)絡(luò)后的波束覆蓋效果對(duì)比圖。

附圖標(biāo)記：1、信號(hào)處理網(wǎng)絡(luò)，2、調(diào)相網(wǎng)絡(luò)，3、天線陣列，11、第一三功分器，12、第二三功分器，13、第一二功分器，14、第二二功分器，15、第一威爾金森功分器，16、第二威爾金森功分器，21、第一移相器，22、第二移相器，23、第一耦合器，24、第三移相器，25、第四移相器，26、第二耦合器，31、第一天線振子列，32、第二天線振子列，33、第三天線振子列，34、第四天線振子列，35、第五天線振子列，36、第六天線振子列。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述。

結(jié)合圖1、圖2和圖3所示，本實(shí)用新型所揭示的波束形成網(wǎng)絡(luò)，尤其是一種用于雙波束天線的2×N(N＝3，4)波束形成網(wǎng)絡(luò)，該波束形成網(wǎng)絡(luò)，包括信號(hào)處理網(wǎng)絡(luò)1，能實(shí)現(xiàn)調(diào)相的調(diào)相網(wǎng)絡(luò)2以及由多個(gè)天線振子列組成的天線陣列3。信號(hào)處理網(wǎng)絡(luò)1將任意一路輸入信號(hào)處理后輸出至調(diào)相網(wǎng)絡(luò)2，調(diào)相網(wǎng)絡(luò)2將處理后的信號(hào)進(jìn)行調(diào)相處理，改變信號(hào)的相位，最終將調(diào)相后的信號(hào)輸出至天線陣列3。

所述信號(hào)處理網(wǎng)絡(luò)1包括數(shù)個(gè)功分器，所述功分器可選自二功分器、三功分器、威爾金森功分器其中一種，所述功分器輸出功分比為1：n，其中n的值可為1，為等功分狀態(tài)；也可以是其他的任意正實(shí)數(shù)。

所述調(diào)相網(wǎng)絡(luò)2包括數(shù)個(gè)移相器和數(shù)個(gè)耦合器或者全部包括數(shù)個(gè)耦合器，所述移相器的作用是將信號(hào)的相位移動(dòng)一個(gè)角度，包括90度移相器、45度移相器等，所述耦合器包括為90度3db定向耦合器，180度3db定向耦合器，優(yōu)選90度3db定向耦合器。90度3db定向耦合器可將一路射頻信號(hào)分配成幅度相等、相位差90度的信號(hào)，也可以將兩路相位差90度的射頻信號(hào)合為一路信號(hào)。

所述天線陣列3包括數(shù)個(gè)天線振子列，調(diào)相后的射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)天線振子后向外輻射形成覆蓋區(qū)域。天線陣列3主要目的是使振子天線方向圖的主瓣指向所需的方向，并使其零陷對(duì)準(zhǔn)干擾方向，盡可能地提高陣列輸出所需信號(hào)的強(qiáng)度，同時(shí)降低干擾信號(hào)的強(qiáng)度，從而提高陣列輸出的信干燥比。輸入信號(hào)通過(guò)波束形成網(wǎng)絡(luò)后可以有效的改變波束指向。

所述信號(hào)處理網(wǎng)絡(luò)1、調(diào)相網(wǎng)絡(luò)2、天線陣列3各組成部分不同，可形成不同的波束形成網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)詳細(xì)說(shuō)明如下：

實(shí)施例一：

如圖1所示，所述波束形成網(wǎng)絡(luò)由信號(hào)處理網(wǎng)絡(luò)1、調(diào)相網(wǎng)絡(luò)2以及天線陣列3組成，所述信號(hào)處理網(wǎng)絡(luò)1由兩個(gè)三功分器組成，第一三功分器11和第二三功分器12，所述調(diào)相網(wǎng)絡(luò)2包括第一移相器21，第二移相器22，第一耦合器23，第三移相器24，第四移相器25，所述天線陣列3包括第一天線振子列31，第二天線振子列32，第三天線振子列33，第四天線振子列34，第五天線振子列35，第六天線振子列36。

所述信號(hào)處理網(wǎng)絡(luò)1具有兩個(gè)輸入端a，b，以及6個(gè)輸出端11b，11c，11d，12b，12c，12d。所述6個(gè)輸出端1b，11c，11d，12b，12c，12d連接到所述調(diào)相網(wǎng)絡(luò)2的6個(gè)輸入口21a，22a，23a，23b，24a，25a。所述調(diào)相網(wǎng)絡(luò)2具有6個(gè)輸出口21b，22b，23d，23c，24b，25b，分別連接到天線陣列3中相應(yīng)的第一天線振子列31，第二天線振子列32，第三天線振子列33，第四天線振子列34，第五天線振子列35，第六天線振子列36。

信號(hào)分別從信號(hào)處理網(wǎng)絡(luò)1的輸入端口a，b輸入，端口a控制波束1，端口b控制波束2，兩路信號(hào)分別接入第一三功分器11和第二三功分器12。信號(hào)從第一三功分器11出來(lái)后被分為三路信號(hào)，其中，輸出口11b出來(lái)的信號(hào)輸出至調(diào)相網(wǎng)絡(luò)2中第二移相器22的輸入口22a，信號(hào)經(jīng)過(guò)第二移相器22變換相位后，輸出至天線陣列3中的第二振子列32；輸出口11c出來(lái)的信號(hào)輸出至調(diào)相網(wǎng)絡(luò)2中第一耦合器23的輸入端23b；輸出口11d出來(lái)的信號(hào)輸出至調(diào)相網(wǎng)絡(luò)2第三移相器24的24a口，信號(hào)經(jīng)過(guò)移相器變換相位后，輸出至天線陣列3中的第五天線振子列35。信號(hào)從第二三功分器12出來(lái)后被分為三路信號(hào)，其中，輸出口12b出來(lái)的信號(hào)輸出至調(diào)相網(wǎng)絡(luò)2中第一移相器21的21a口，信號(hào)經(jīng)過(guò)移相器變換相位后，輸出至天線陣列3中的第一天線振子列31；輸出口12c出來(lái)的信號(hào)輸出至調(diào)相網(wǎng)絡(luò)2中第一耦合器23的輸入端23a；輸出口12d出來(lái)的信號(hào)輸出至調(diào)相網(wǎng)絡(luò)2中第四移相器25的25a口，信號(hào)經(jīng)過(guò)移相器變換相位后，輸出至天線陣列3中的第六天線振子列36。

所述調(diào)相網(wǎng)絡(luò)2中的第一耦合器23為90度3db定向耦合器，其將一路信號(hào)分配成等幅、相位差為90度的信號(hào)。將信號(hào)處理網(wǎng)絡(luò)1中12c口和11c口輸出的信號(hào)變換后變?yōu)榈确?、相位差?0度的信號(hào)，如圖所示，輸出至天線陣列3中的第三天線振子列33，第四天線振子列34。

調(diào)相網(wǎng)絡(luò)2中的移相器是可變的，相位延遲改變量范圍為-180度至+180度。

實(shí)施例二：

如圖2所示，所述波束形成網(wǎng)絡(luò)由信號(hào)處理網(wǎng)絡(luò)1、調(diào)相網(wǎng)絡(luò)2以及天線陣列3組成，所述信號(hào)處理網(wǎng)絡(luò)1由第一二功分器13和第二二功分器14組成，所述調(diào)相網(wǎng)絡(luò)2由第二耦合器26和兩個(gè)移相器(第一移相器21和第二移相器22組成)，所述天線陣列3包括第一天線振子列31，第二天線振子列32，第三天線振子列33，第四天線振子列組成34。

所述信號(hào)處理網(wǎng)絡(luò)1具有兩個(gè)輸入端a，b和四個(gè)輸出端13b，13c，14b，14c，信號(hào)由輸入端a，b輸入，通過(guò)四個(gè)輸出端輸出至調(diào)相網(wǎng)絡(luò)2的四個(gè)輸入端21a，26a，26b，22a，調(diào)相網(wǎng)絡(luò)2調(diào)相后通過(guò)其四個(gè)輸出端21b，26d，26c，22b輸出至天線陣列3中的相應(yīng)的天線振子列中第一天線振子列31，第二天線振子列32，第三天線振子列33，第四天線振子列34。

信號(hào)分別從信號(hào)處理網(wǎng)絡(luò)1的輸入端a，b輸入，端口a輸入的信號(hào)經(jīng)過(guò)第一二功分器13后被分為兩路信號(hào)，從輸出口13b輸出的信號(hào)輸出至調(diào)相網(wǎng)絡(luò)2中的第一移相器21的輸入口21a，經(jīng)過(guò)相位變換后，信號(hào)輸出至天線陣列3中與第一移相器21相連接的第一天線振子列31；從輸出口13c輸出的信號(hào)輸出至調(diào)相網(wǎng)絡(luò)2中的第二耦合器26的輸入端26a。端口b輸入的信號(hào)經(jīng)過(guò)第二二功分器14后被分為兩路信號(hào)，從輸出口14c輸出的信號(hào)輸出至調(diào)相網(wǎng)絡(luò)2中的第二移相器22，經(jīng)過(guò)相位變換后，信號(hào)輸出至天線陣列3中與第二移相器22相連的第四天線振子列34；從輸出口14a輸出的信號(hào)輸出至調(diào)相網(wǎng)絡(luò)2中的第二耦合器26的輸入端26b。

所述調(diào)相網(wǎng)絡(luò)2中的第二耦合器26為90度3db定向耦合器，具有四端口，其可以將一路信號(hào)分配成等幅、相位差為90度的信號(hào)。將信號(hào)處理網(wǎng)絡(luò)1中13c口和14b口輸出的信號(hào)變換后變?yōu)榈确?、相位差?0度的信號(hào)，通過(guò)輸出口22d，22c輸出至天線陣列3中的與之相對(duì)應(yīng)的第三天線振子列33，第四天線振子列34。

實(shí)施例二和實(shí)施例三中，3db定向耦合器兩輸出端分別與天線振子列連接，將改變相位后的信號(hào)直接輸出至天線振子列中。一路信號(hào)通過(guò)a口輸入至信號(hào)處理網(wǎng)絡(luò)1后，經(jīng)過(guò)信號(hào)處理網(wǎng)絡(luò)1中的功分器作用，分成多路信號(hào)輸出至調(diào)相網(wǎng)絡(luò)2，其中有兩路信號(hào)分別輸出至調(diào)相網(wǎng)絡(luò)2中的耦合器的兩個(gè)輸入端。此兩路輸入信號(hào)通過(guò)耦合器后，輸出波束1。同理，另一路信號(hào)通過(guò)b口輸入至波束形成網(wǎng)絡(luò)后，產(chǎn)生波束2，波束1和波束2復(fù)用天線振子，能減小振子的用量，利于天線小型化，輕便化。

實(shí)施例三：

如圖3所示，所述波束形成網(wǎng)絡(luò)由信號(hào)處理網(wǎng)絡(luò)1、調(diào)相網(wǎng)絡(luò)2以及天線陣列3組成，所述信號(hào)處理網(wǎng)絡(luò)1包括兩個(gè)威爾金森功分器，第一威爾金森功分器15和第二威爾金森功分器16。所述調(diào)相網(wǎng)絡(luò)2包括兩個(gè)耦合器，第一耦合器23和第二耦合器26。所述天線陣列3包括三個(gè)天線振子列，第一天線振子列31，第二天線振子列32和第三天線振子列33。

信號(hào)分別從信號(hào)處理網(wǎng)絡(luò)1的輸入端a，b輸入，從端口a輸入的信號(hào)經(jīng)過(guò)第一威爾金森功分器15后分為兩路信號(hào)，從輸出口15b輸出的信號(hào)輸出至調(diào)相網(wǎng)絡(luò)2中第二耦合器26的輸入端26a，從輸出口15c輸出的信號(hào)輸出至調(diào)相網(wǎng)絡(luò)2中第一耦合器23的輸入端23a；從端口b輸入的信號(hào)經(jīng)過(guò)第二威爾金森功分器16后被分為兩路信號(hào)，從輸出口16b輸出的信號(hào)輸出至調(diào)相網(wǎng)絡(luò)2中第一定向耦合器23的輸入端23b，從輸出口12c輸出的信號(hào)輸出至調(diào)相網(wǎng)絡(luò)2中第二定向耦合器26的輸入端26b。

調(diào)相網(wǎng)絡(luò)2包括兩個(gè)定向耦合器，第一定向耦合器23和第二定向耦合器26。所述定向耦合器為90度3db定向耦合器，其中第二定向耦合器26的兩個(gè)輸出端26c，26d輸出為一路信號(hào)，與天線陣列3中的第二天線振子列32相連接。

本實(shí)施例中，第二定向耦合器26兩輸出端輸出為一路信號(hào)，與天線振子列連接。通過(guò)此種連接方式，可有效的減小振子列間相位差，控制波束天線指向，減小波束掃描角度，更減少振子列數(shù)量。

如圖4所示，波束覆蓋效果前后對(duì)比圖。其中，圖中虛線所示表示未通過(guò)上述實(shí)施例中的波束形成網(wǎng)絡(luò)后形成的波束覆蓋效果圖，圖中實(shí)線所示表示通過(guò)上述實(shí)施例中的波束形成網(wǎng)絡(luò)后形成的波束覆蓋效果圖。由圖可知，通過(guò)波束形成網(wǎng)絡(luò)形成的波束，有效的減小了波束掃描角度，優(yōu)化了波束賦形，同時(shí)，優(yōu)化了旁瓣。

本實(shí)用新型具有利用耦合器復(fù)用振子，功分器獨(dú)立與振子結(jié)合，靈活分配各個(gè)振子之間的功率和相位關(guān)系，優(yōu)化水平面波束賦型，實(shí)現(xiàn)控制波束指向，減小波束掃描角度，優(yōu)化旁瓣。耦合器輸出端輸出為一路信號(hào)，共用天線振子列，減小了振子列間相位差，減小波束掃描角度。

本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特征已揭示如上，然而熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員仍可能基于本實(shí)用新型的教示及揭示而作種種不背離本實(shí)用新型精神的替換及修飾，因此，本實(shí)用新型保護(hù)范圍應(yīng)不限于實(shí)施例所揭示的內(nèi)容，而應(yīng)包括各種不背離本實(shí)用新型的替換及修飾，并為本專(zhuān)利申請(qǐng)權(quán)利要求所涵蓋。