天線饋電器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種天線饋電器和方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 天線饋電器是已知的。為了支持來自例如無線電信網(wǎng)絡(luò)的靜態(tài)發(fā)射機(jī)的信號的空 間分離，提供天線陣列并且利用波束形成技術(shù)是已知的。特別地，可W提供一個(gè)信號，該信 號經(jīng)受變化的相位和幅度W生成多個(gè)信號，其中的每個(gè)信號被提供給陣列中的天線之一， W便于在給定的小區(qū)內(nèi)執(zhí)行自適應(yīng)波束形成、虛擬扇區(qū)化和空間復(fù)用。該樣的天線陣列通 常被稱為有源天線陣列。該些陣列顯著地增加了蜂窩網(wǎng)絡(luò)的覆蓋和容量。
[0003] 盡管該樣的天線陣列提供了增加的益處，但是意料之外的結(jié)果可能發(fā)生。
[0004] 相應(yīng)地，所期望的是提供一種改進(jìn)的技術(shù)W用于生成將被提供給天線陣列的信 號。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 根據(jù)第一方面，提供了一種用于為天線陣列生成信號天線饋電器，該天線陣列用 于發(fā)射具有多個(gè)不同傾角中的一個(gè)傾角的發(fā)射波束，該天線饋電器包括：數(shù)字信號處理器， 可操作為接收輸入寬帶信號并且響應(yīng)于所請求的傾角來生成多數(shù)N個(gè)輸出寬帶信號，每個(gè) 輸出寬帶信號具有相關(guān)聯(lián)的相位和幅度；多數(shù)N個(gè)發(fā)射信號生成器，每個(gè)發(fā)射信號生成器 可操作為接收該多數(shù)N個(gè)輸出寬帶信號中的一個(gè)輸出寬帶信號并且生成對應(yīng)的多數(shù)N個(gè)第 一RF信號；饋電器網(wǎng)絡(luò)，可操作為接收該多數(shù)N個(gè)第一RF信號并且生成多數(shù)P個(gè)第二RF 信號，該多數(shù)P個(gè)第二RF信號中的每個(gè)第二RF信號具有相關(guān)聯(lián)的幅度和相位，該多數(shù)P個(gè) 第二RF信號被用來生成多數(shù)M個(gè)第HRF信號，其中P不小于M，每個(gè)第HRF信號具有相關(guān) 聯(lián)的相位和幅度W用于供應(yīng)給該天線陣列的多數(shù)M個(gè)天線中的對應(yīng)天線，W發(fā)射具有所請 求的傾角的發(fā)射波束。
[0006] 該第一方面認(rèn)識到，用于為天線陣列生成信號的已有技術(shù)的問題是：要求完全分 離的收發(fā)機(jī)鏈來生成用于每個(gè)天線陣列的信號，或者如果提供減少數(shù)目的收發(fā)機(jī)W便減少 天線饋電器的大小和重量，則所實(shí)現(xiàn)的傾角范圍和結(jié)果波束圖案不總是滿足覆蓋和容量要 求，并且不總是有可能解禪收發(fā)機(jī)的數(shù)目與陣列中的天線的數(shù)目之間的關(guān)系。
[0007] 相應(yīng)地，可W提供一種天線饋電器。該天線饋電器可W生成將被提供給天線陣列 的信號，該天線陣列可W發(fā)射具有多個(gè)不同傾角中的任何一個(gè)傾角的發(fā)射波束。該天線饋 電器可W包括數(shù)字信號處理器，該數(shù)字信號處理器接收輸入數(shù)字寬帶信號并且可W生成多 個(gè)輸出數(shù)字寬帶信號。該些輸出寬帶數(shù)字信號中的每個(gè)可W具有相關(guān)聯(lián)的相位和角度。所 生成的寬帶數(shù)字信號的數(shù)目可W是N個(gè)。還可W提供數(shù)目N個(gè)的發(fā)射信號生成器。該些信 號生成器中的每個(gè)信號生成器可W接收該些輸出寬帶數(shù)字信號之一并且可W生成對應(yīng)的 第一射頻[R円信號。可W提供饋電器網(wǎng)絡(luò)，其接收該些第一RF信號中的每個(gè)第一RF信號 并且可W生成多個(gè)第二RF信號。該些第二RF信號中的每個(gè)第二RF信號可W具有相關(guān)聯(lián) 的幅度和相位。該些第二RF信號可W被用來生成多個(gè)第HRF信號。該些第HRF信號中 的每個(gè)第HRF信號可W具有相關(guān)聯(lián)的幅度和相位。該些第HRF信號中的每個(gè)第HRF信 號可W被供應(yīng)給天線陣列的對應(yīng)天線，W用于具有所請求的傾角的發(fā)射波束的發(fā)射。第二 RF信號的數(shù)目可W大于或者等于第HRF信號的數(shù)目。
[0008] 通過增加饋電器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)生成的信號的數(shù)目，該些信號被用來生成用于供應(yīng)給天線 的第HRF信號，隨著為了滿足覆蓋和容量要求的波束圖案的可能范圍增加，可能的傾角的 范圍增加。
[0009] 在一個(gè)實(shí)施例中，該傾角是從方位角的角度偏移和從如下方向的海拔偏移，該方 向與該天線陣列的該多數(shù)M個(gè)天線所定位的平面成法向。相應(yīng)地，可W實(shí)現(xiàn)除了下傾角之 外的其他傾角。
[0010] 在一個(gè)實(shí)施例中，該數(shù)字信號處理器可操作為生成多數(shù)N個(gè)輸出寬帶信號，每個(gè) 輸出寬帶信號具有不同的相位和幅度。
[0011] 在一個(gè)實(shí)施例中，N小于M。相應(yīng)地，即便使用相比于天線的數(shù)目減少數(shù)目的發(fā)射 信號生成器，可W仍然生成所要求的發(fā)射波束。該是可能的，因?yàn)樵擆侂娖骶W(wǎng)絡(luò)生成用于饋 送給天線陣列的附加信號。該減少了成本、復(fù)雜度、功耗和重量。
[0012] 在一個(gè)實(shí)施例中，該饋電器網(wǎng)絡(luò)包括功率拆分網(wǎng)絡(luò)，該功率拆分網(wǎng)絡(luò)可操作為接 收該多數(shù)N個(gè)第一RF信號并且生成多數(shù)P個(gè)經(jīng)功率拆分的RF信號，其中P大于N。相應(yīng) 地，該饋電器網(wǎng)絡(luò)通過拆分該些第一RF信號來生成附加信號。
[0013] 在一個(gè)實(shí)施例中，該功率拆分網(wǎng)絡(luò)包括功率拆分器，每個(gè)功率拆分器可操作為通 過至少兩個(gè)分離的路徑來劃分該多數(shù)N個(gè)第一RF信號中的每個(gè)第一RF信號，W生成該多 數(shù)P個(gè)經(jīng)功率拆分的RF信號。
[0014] 在一個(gè)實(shí)施例中，該功率拆分網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)級，每個(gè)級包括功率拆分器，每個(gè)級通 過至少兩個(gè)分離的路徑來劃分所接收的RF信號并且將它們提供給后級，W生成該多數(shù)P個(gè) 經(jīng)功率拆分的RF信號。
[0015] 在一個(gè)實(shí)施例中，該功率拆分網(wǎng)絡(luò)包括H個(gè)級。
[0016] 在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)功率拆分器可操作為通過具有相關(guān)聯(lián)的功率拆分比率的至 少兩個(gè)分離的路徑來劃分所接收的RF信號。
[0017] 在一個(gè)實(shí)施例中，該相關(guān)聯(lián)的功率拆分比率包括等同功率拆分比率和不等同功率 拆分比率之一。
[0018] 在一個(gè)實(shí)施例中，該饋電器網(wǎng)絡(luò)包括移相網(wǎng)絡(luò)，該移相網(wǎng)絡(luò)可操作為接收該多數(shù)P 個(gè)經(jīng)功率拆分的RF信號并且將相移應(yīng)用在該多數(shù)P個(gè)經(jīng)功率拆分的RF信號中的每個(gè)經(jīng)功 率拆分的RF信號上。相應(yīng)地，所接收的經(jīng)功率拆分的RF信號[其中的每個(gè)可能具有不同 的幅度和相位]中的每個(gè)經(jīng)功率拆分的RF信號可W經(jīng)歷該移相網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步的相移。
[0019] 在一個(gè)實(shí)施例中，該移相網(wǎng)絡(luò)可操作為接收該多數(shù)P個(gè)經(jīng)功率拆分的RF信號，并 且生成多數(shù)P個(gè)經(jīng)移相的RF信號作為該多數(shù)P個(gè)第二RF信號。
[0020] 在一個(gè)實(shí)施例中，該多數(shù)P個(gè)經(jīng)功率拆分的RF信號中的每個(gè)經(jīng)功率拆分的RF信 號W相關(guān)聯(lián)的相移而被移相。
[0021] 在一個(gè)實(shí)施例中，該移相網(wǎng)絡(luò)包括多數(shù)P個(gè)傳輸線路，每個(gè)傳輸線路可操作為應(yīng) 用相關(guān)聯(lián)的相移。將意識到，許多不同的設(shè)備可W被用來執(zhí)行該樣的相移。
[0022] 在一個(gè)實(shí)施例中，該移相網(wǎng)絡(luò)包括互連，該些互連可操作為對該多數(shù)P個(gè)經(jīng)移相 的RF信號重新排序。通過在該移相網(wǎng)絡(luò)內(nèi)提供互連，可W消除在該天線饋電器內(nèi)別處對信 號重新排序的需求。
[0023] 在一個(gè)實(shí)施例中，該些互連包括傳輸線路，每個(gè)傳輸線路可操作為應(yīng)用相關(guān)聯(lián)的 相移。
[0024] 在一個(gè)實(shí)施例中，該饋電器網(wǎng)絡(luò)包括禪合網(wǎng)絡(luò)，該禪合網(wǎng)絡(luò)可操作為接收該多數(shù)P 個(gè)經(jīng)移相的RF信號，并且組合該多數(shù)P個(gè)經(jīng)移相的RF信號中的一些經(jīng)移相的RF信號，W 生成該多數(shù)M個(gè)第HRF信號，其中M小于P。相應(yīng)地，該禪合器和網(wǎng)絡(luò)可W組合經(jīng)移相的 RF信號中的2個(gè)或更多經(jīng)移相的RF信號，W生成第HRF信號。該樣的組合可W幫助生成 適當(dāng)數(shù)目、相位和幅度的信號W供應(yīng)給天線陣列，W便使得天線陣列能夠生成具有所期望 的傾角的發(fā)射波束。
[00巧]在一個(gè)實(shí)施例中，該禪合網(wǎng)絡(luò)包括組合器，該些組合器可操作為組合所接收的信 號W生成經(jīng)組合的信號和損耗信號，該損耗信號與其他所接收的信號相組合W減少在不同 傾角處的損耗。通過將該損耗信號與其他信號重新組合，由饋電器網(wǎng)絡(luò)在不同傾角處引起 的損耗可W被減少。特別地，該些組合器可W組合該多數(shù)P個(gè)經(jīng)移相的RF信號中的一些經(jīng) 移相的RF信號，W生成經(jīng)組合的信號和損耗信號。該損耗信號然后可W與該多個(gè)經(jīng)移相的 RF信號中的其他經(jīng)移相的RF信號或者其他經(jīng)組合的信號所有損耗信號進(jìn)行組合，W減少 在不同傾角處的損耗。
[0026] 在一個(gè)實(shí)施例中，該禪合網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)級，每個(gè)級包括組合器，來自前級的損耗信 號被提供給后級的組合器，W生成該多數(shù)M個(gè)第二RF信號。
[0027] 在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)級包括少于該多數(shù)P個(gè)的組合器。
[0028] 在一個(gè)實(shí)施例中，該些組合器包括混合禪合器、rat-race禪合器、W及WUkinson 組合器之一。
[0029] 在一個(gè)實(shí)施例中，該些發(fā)射信號生成器包括收發(fā)機(jī)。
[0030] 根據(jù)第二方面，提供了一種配置用于為天線陣列生成信號的天線饋電器的方法， 該天線陣列用于發(fā)射具有多個(gè)不同傾角中的一個(gè)傾角的發(fā)射波束，該方法包括：估計(jì)饋電 器網(wǎng)絡(luò)的布置，該布置使得針對該多個(gè)不同傾角的性能優(yōu)化，該饋電器網(wǎng)絡(luò)被布置為接收 多數(shù)N個(gè)第一RF信號并且生成多數(shù)P個(gè)第二RF信號，該多數(shù)P個(gè)第二RF信號中的每個(gè)第 二RF信號具有相關(guān)聯(lián)的幅度和相位，該多數(shù)P個(gè)第二RF信號被用來生成多數(shù)M個(gè)第HRF 信號，其中P不小于M，每個(gè)第HRF信號具有相關(guān)聯(lián)的相位和幅度W用于供應(yīng)給該天線陣列 的多數(shù)M個(gè)天線中的對應(yīng)天線，W發(fā)射具有所請求的所述傾角的發(fā)射波束；重新配置該饋 電器網(wǎng)絡(luò)的該布置W最小化插入損耗；W及確定函數(shù)，該函數(shù)由數(shù)字信號處理器應(yīng)用W響 應(yīng)于所請求的傾角來從輸入寬帶信號生成多數(shù)N個(gè)輸出寬帶信號，每個(gè)輸出寬帶信號具有 相關(guān)聯(lián)的相位和幅度W被提供給多數(shù)N個(gè)發(fā)射信號生成器，每個(gè)發(fā)射信號生成器可操作為 接收該多數(shù)N個(gè)輸出寬帶信號中的一個(gè)輸出寬帶信號并且生成該多數(shù)N個(gè)第一RF信號中 對應(yīng)的一個(gè)第一RF信號。
[0031] 在一個(gè)實(shí)施例中，估計(jì)的步驟包括；使用內(nèi)點(diǎn)算法針對該天線陣列和多個(gè)不同傾 角來估計(jì)該饋電器網(wǎng)絡(luò)的所有可能的布置。
[0032] 在一個(gè)實(shí)施例中，估計(jì)的步驟包括；使用奇異值分解從所有可能的布置中估計(jì)該 饋電器網(wǎng)絡(luò)的使得針對該多個(gè)不同傾角的性能優(yōu)化的布置。
[0033] 在一個(gè)實(shí)施例中，估計(jì)的步驟包括；使用奇異值分解從優(yōu)化布置來估計(jì)該饋電器 網(wǎng)