一種天線及有源天線系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及移動通信領(lǐng)域，特別涉及一種天線及有源天線系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會生活對無線帶寬的需求越來越大，需要不斷提升無線網(wǎng)絡(luò)的性能。使用有源天線系統(tǒng)，不僅可以得到高增益波束和高用戶復用率，而且可以在多個通道上提供分集增益，由此獲得一個高性能的無線網(wǎng)絡(luò)。有源天線系統(tǒng)逐漸在民用技術(shù)上得到應(yīng)用。
[0003]有源天線系統(tǒng)使用大規(guī)模的天線陣列，形成多個天線波束，因此也被稱為有源多天線系統(tǒng)。有源多天線系統(tǒng)，其關(guān)鍵技術(shù)就是天線陣的波束賦形，多通道相干信號通過數(shù)字域信號處理，控制其在天線陣各陣元信號的幅度、相位，在空間干涉迭加所形成的定向波束；這種波束可以是用戶級、小區(qū)級。在傳統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)中，一組TRX(Transmitter/Receiver,收發(fā)信機)驅(qū)動一個或多個天線單元，構(gòu)成一個有源天線模塊，多個模塊組成陣列，即構(gòu)成有源天線陣列。這就是所謂“一驅(qū)一”架構(gòu)，見圖1所示，在發(fā)送鏈路上，第I路發(fā)信號通過TRX (I)到1#振子；在接收鏈路上，第I路收信號從1#振子經(jīng)過TRX (I)到達收通道處理，可以看出第I路發(fā)信號和第I路收信號經(jīng)過了對稱的路徑，因此，其在天線中收發(fā)信號通道完全對稱。
[0004]上述“一驅(qū)一”方案中的天線陣列構(gòu)成的天線設(shè)備結(jié)構(gòu)復雜且功耗大，生產(chǎn)成本尚O

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種天線及有源天線系統(tǒng)，用于降低天線設(shè)備的復雜度及功耗，減少生產(chǎn)成本。
[0006]本發(fā)明第一方面提供了一種天線，包括:天線陣列、多通道前端、接收多波束網(wǎng)絡(luò)、發(fā)射多波束網(wǎng)絡(luò)；
[0007]所述天線陣列包括w個天線振子，所述天線振子用于發(fā)射或接收射頻信號，其中，w為大于或者等于2的自然數(shù)；
[0008]所述發(fā)射多波束網(wǎng)絡(luò)，用于對j路發(fā)射信號波束進行波束成形處理，得到m路發(fā)射信號，其中，j為自然數(shù)；
[0009]所述多通道前端，用于將所述w個天線振子接收到的w路第一射頻信號轉(zhuǎn)換為η路接收信號；以及，將所述發(fā)射多波束網(wǎng)絡(luò)的m路發(fā)射信號轉(zhuǎn)換為w路第二射頻信號，其中，η和m均為小于或者等于w的自然數(shù)；
[0010]所述接收多波束網(wǎng)絡(luò)，用于對所述多通道前端生成的所述η路接收信號進行波束成形處理，得到k路接收信號波束，其中，k為自然數(shù)。
[0011]結(jié)合本發(fā)明的第一方面，在本發(fā)明第一方面的第一種實現(xiàn)方式中，所述發(fā)射或接收射頻信號使用同一個天線振子，所述多通道前端包括:
[0012]濾波處理模塊，用于對所述w路第一射頻信號中的一路第一射頻信號或所述w路第二射頻信號中的一路第二射頻信號進行濾波處理；
[0013]接收通道饋電網(wǎng)絡(luò)，用于形成接收通道，并對接收方向上的所述w路第一射頻信號進行第一映射處理，得到所述η路接收信號；
[0014]發(fā)射通道饋電網(wǎng)絡(luò)，用于形成發(fā)射通道，并對發(fā)射方向上的所述m路發(fā)射信號進行第二映射處理，得到所述w路第二射頻信號。
[0015]結(jié)合本發(fā)明的第一方面的第一種實現(xiàn)方式，在本發(fā)明第一方面的第二種實現(xiàn)方式中，所述多通道前端還包括:
[0016]開關(guān)矩陣，用于分時切換接收方向的所述w路第一射頻信號和發(fā)射方向的所述w
路第二射頻信號。
[0017]結(jié)合本發(fā)明的第一方面，在本發(fā)明第一方面的第三種實現(xiàn)方式中，所述發(fā)射或接收射頻信號分別使用不同的天線振子，所述多通道前端包括w個前端通道；
[0018]所述前端通道包括濾波處理模塊，用于對所述w路第一射頻信號中的一路第一射頻信號或所述w路第二射頻信號中的一路第二射頻信號進行濾波處理。
[0019]結(jié)合本發(fā)明的第一方面、或第一方面的第一種實現(xiàn)方式、或第一方面的第二種實現(xiàn)方式、或第一方面的第三種實現(xiàn)方式，在本發(fā)明第一方面的第四種實現(xiàn)方式中，所述接收多波束網(wǎng)絡(luò)具體用于對所述多通道前端生成的所述η路接收信號進行波束成形處理，得到與所述η路接收信號對應(yīng)的所述k路接收信號波束，其中，k等于η。
[0020]結(jié)合本發(fā)明的第一方面、或第一方面的第一種實現(xiàn)方式、或第一方面的第二種實現(xiàn)方式、或第一方面的第三種實現(xiàn)方式，在本發(fā)明第一方面的第五種實現(xiàn)方式中，所述接收多波束網(wǎng)絡(luò)包括:
[0021]射頻幅相控制模塊，用于對所述多通道前端生成的所述η路接收信號進行幅度調(diào)節(jié)和相位調(diào)節(jié)；
[0022]波束合并模塊，用于將所述幅度調(diào)節(jié)和相位調(diào)節(jié)后的所述η路接收信號合并為所述k路接收信號波束，其中k大于等于I。
[0023]結(jié)合本發(fā)明的第一方面、或第一方面的第一種實現(xiàn)方式、或第一方面的第二種實現(xiàn)方式、或第一方面的第三種實現(xiàn)方式，在本發(fā)明第一方面的第六種實現(xiàn)方式中，所述接收多波束網(wǎng)絡(luò)包括:
[0024]功分模塊，用于將所述多通道前端生成的所述η路接收信號中的每一路分離為k路接收信號；
[0025]波束成形模塊，用于分別從每一路分離后的所述k路接收信號中選取一路進行合并，得到所述k路接收信號波束。
[0026]結(jié)合本發(fā)明的第一方面、或第一方面的第一種實現(xiàn)方式、或第一方面的第二種實現(xiàn)方式、或第一方面的第三種實現(xiàn)方式，在本發(fā)明第一方面的第七種實現(xiàn)方式中，所述發(fā)射多波束網(wǎng)絡(luò)包括:
[0027]電橋電路，用于對所述j路發(fā)射信號波束進行合路；
[0028]移相電路，用于對合路后的j路發(fā)射信號波束進行相位調(diào)整，得到所述m路發(fā)射信號。
[0029]結(jié)合本發(fā)明的第一方面、或第一方面的第一種實現(xiàn)方式、或第一方面的第二種實現(xiàn)方式、或第一方面的第三種實現(xiàn)方式，在本發(fā)明第一方面的第八種實現(xiàn)方式中，所述天線還包括:
[0030]低噪音放大電路，用于放大所述η路接收信號中的一路接收信號。
[0031]本發(fā)明第二方面提供了一種有源天線系統(tǒng)，包括上述任一種天線、收發(fā)信機單元、收發(fā)通道處理單元；
[0032]所述收發(fā)信機單元，用于將所述接收多波束網(wǎng)絡(luò)生成的所述k路接收信號波束處理為對應(yīng)的k路數(shù)字信號，輸出給所述收發(fā)通道處理單元；以及，將所述收發(fā)通道處理單元輸出的j路數(shù)字信號處理為對應(yīng)的所述j路發(fā)射信號波束；
[0033]所述收發(fā)通道處理單元，用于對所述收發(fā)信機單元生成的所述k路數(shù)字信號進行解碼處理；以及，對信號源發(fā)送的信號進行編碼處理，得到所述j路數(shù)字信號，并輸出給所述收發(fā)信機單元。
[0034]結(jié)合本發(fā)明的第二方面，在本發(fā)明第二方面的第一種實現(xiàn)方式中，所述收發(fā)信機單元包括與所述k路接收信號波束對應(yīng)的k個收信機模塊、與所述j路數(shù)字信號對應(yīng)的j個發(fā)信機模塊；
[0035]所述收信機模塊，用于將所述接收多波束網(wǎng)絡(luò)生成的一路接收信號波束處理為對應(yīng)的一路數(shù)字信號；
[0036]所述發(fā)信機模塊，用于將所述收發(fā)通道處理單元輸出的一路數(shù)字信號處理為對應(yīng)的一路發(fā)射信號波束。
[0037]結(jié)合本發(fā)明的第二方面的第一種實現(xiàn)方式，在本發(fā)明第二方面的第二種實現(xiàn)方式中，所述收發(fā)通道處理單元包括收通道處理模塊、發(fā)通道處理模塊；
[0038]所述收通道處理模塊，用于對所述k個收信機模塊生成的k路數(shù)字信號進行解碼處理；
[0039]所述發(fā)通道處理模塊，用于對所述信號源發(fā)送的信號進行編碼處理，得到j(luò)路數(shù)字信號，并分別輸出給對應(yīng)的所述j個發(fā)信機模塊。
[0040]從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實施例具有以下優(yōu)點:在接收方向上，所述多通道前端將所述w個天線振子接收到的w路第一射頻信號轉(zhuǎn)換為η路接收信號；所述接收多波束網(wǎng)絡(luò)對所述多通道前端生成的所述η路接收信號進行波束成形處理，得到k路接收信號波束；在發(fā)射方向上，所述發(fā)射多波束網(wǎng)絡(luò)對j路發(fā)射信號波束進行波束成形處理，得到m路發(fā)射信號；所述多通道前端將所述發(fā)射多波束網(wǎng)絡(luò)的所述m路發(fā)射信號轉(zhuǎn)換為所述w路第二射頻信號。因此