多系統共用天線的制作方法

專利名稱：多系統共用天線的制作方法
技術領域：
本發明涉及無線移動通信天線領域，尤其涉及一種多系統共用天線。背景技術：
在無線移動通信高度發展的今天，作為通信系統的收發裝置，傳統的基站天線獲得了長足的發展，得到不斷完善和提高。
當前傳統基站天線系統一4殳包括至少一個天線列元和一個饋電網絡，例
如圖1所示的單列天線系統，只有一個天線列元11和一個4貴電網絡31,天線列元11包含4個輻射單元1,輻射單元1為單極化振子或雙極化振子。饋電網絡31接受基站系統的信號輸入(或逆向輸出)，經變換后輸出至上述天線列元，以實現目標輻射方向圖。
與此同時，由于新型通信技術的發展，新的天線形式也在不斷地被開發和應用，例如智能天線。智能天線由于可以實現空分多址，提高頻譜利用率；實現無限信道與波束的配對，迅速解決稠密市區容量瓶頸；利用波束賦形技術，以自適應信號處理算法為基礎，優化天線陣列方向圖，以抑制干擾信號、提高抗衰落能力；同時還能夠實現移動臺的定位，已在多方面展現其強大的優勢，成為第三代移動通信的關鍵技術之一。當前智能天線系統一般包括至少一個天線列元和一個校準網絡，例如圖2所示的4列智能天線系統，其包括4個天線列元11~14，每個天線列元包括4個輻射單元1，輻射單元l為單極化振子或雙極化振子， 一個校準網絡30。校準網絡30接受TD-SCDMA基站系統的信號輸入，經變換后輸出至上述天線列元，以實現目標輻射方向圖。
在當今通信聯系日益加強的狀況下，隨著移動用戶數量的激增、網絡覆蓋的密集化、覆蓋區域的廣闊化以及網絡容量的擴大化，現代通信應用環境變得日益多樣化和復雜化，由此站點位置的選擇、站點數量的增加以及網絡規劃復雜度的增加都在考驗著移動運營商。
4隨著即將展開的TD-SCDMA網絡的規模建設，為了優化資源配置，市 場迫切需要一種新型的天線系統，能夠綜合智能天線和傳統基站天線的應用 功能，實現兩種甚至兩個以上天線系統的集成化。

發明內容
本發明的目的就是提供一種多系統共用天線，在傳統基站天線和現有智 能天線的基礎上，有效優化資源配置，實現智能天線和傳統基站天線的有效 集成和多系統共用，提高通信系統的兼容性，進而降低運營商的建設成本。
本發明的目的是通過如下技術方案實現的
本發明的多系統共用天線，同時處理至少兩個不同頻段的移動系統的通 信信號的接收和/或發送，包括
原始天線陣列，由裝設在作為反射器的金屬反射板上的至少兩個天線列 元組成，用于處理第一頻段的移動系統的信號；
至少一個復用天線陣列，每個復用天線陣列對原始天線陣列的至少一個 天線列元進行復用，用于處理不同于第一頻段的具有獨立頻段的移動系統的 信號。
根據本發明的一個實施例，所述被復用的天線列元中，每個輻射單元配 備一個多工器，該多工器具有一個與該相應的輻射單元電性連接的公共端口 ， 且具有至少兩個分頻端口 ，其中 一個分頻端口與所述原始天線陣列中的校準 網絡電性連接以進行原始天線陣列的并聯饋電，另外的分頻端口 一一對應并 被各個復用天線陣列并聯饋電進行天線信號的輸入與輸出。
或者，根據本發明的另一實施例，所述被復用的每個天線列元各配備一 個多工器，該多工器具有一個與該相應的天線列元電性連接的公共端口，且 具有至少兩個分頻端口 ，其中 一個分頻端口與所述原始天線陣列中的校準網 絡電性連接，另外的分頻端口——對應各個復用天線陣列進行天線信號的輸 入與輸出，該多工器負責對天線列元的各輻射單元進行并聯饋電。
具體而言，所述被復用的天線列元中，每個輻射單元配備一個多工器， 該多工器具有一個與該相應的輻射單元電性連接的公共端口 ，且具有至少兩個分頻端口 ，其中 一個分頻端口與所述原始天線陣列中的校準網絡電性連接 以完成原始天線陣列的并聯饋電，另外的分頻端口——對應各個復用天線陣 列中的波束形成網絡并進行電性連接以完成復用天線陣列的并聯饋電。
其中，所述輻射單元可為垂直極化或水平極化的單極化振子。所述輻射
單元為極化方向分別為+45。和-45。的雙極化振子。所述輻射單元可為金屬振 子、微帶結構或貼片結構。
具體地，所述原始天線陣列處理TD-SCDMA系統的通信信號。至少有
一個復用天線陣列由兩個或兩個以上的天線列元組成。
與傳統技術相比較，本發明實現了 TD-SCDMA智能天線和傳統基站天 線的有效集成和多系統共用，提高了通信系統的兼容性，降低了運營商的建 設成本。


圖1為傳統基站天線系統的原理示意圖； 圖2為傳統智能天線系統的原理示意圖； 圖3為本發明第一實施例的原理示意圖； 圖4為本發明第二實施例的原理示意圖； 圖5為本發明第三實施例的原理示意圖； 圖6為本發明第四實施例的原理示意圖； 圖7為本發明第五實施例的原理示意圖； 圖8為本發明第六實施例的原理示意圖； 圖9為本發明第七實施例的原理示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明
請參閱圖3所示，本發明能同時工作于TD-SCDMA系統和頻率在 TD-SCDMA系統附近的傳統蜂窩移動系統的多系統共用天線的第一實施例， 由如下各部分組成
4個天線列元11, 12, 13， 14，每個天線列元包4舌4個輻射單元1，用于發射信號或接收信號；
其中有一個天線列元13既工作于TD-SCDMA系統，也可工作于其它頻 率在TD-SCDMA系統附近的傳統蜂窩移動系統，例如DCS、 PCS、 UMTS 等，該天線列元13的每一個輻射單元1在電氣上與多工器21, 22， 23， 24 的公共端口相連接，多工器21, 22, 23, 24的分頻端口分別與智能天線的對
與傳統基站天線的饋電網絡31、 32相連接；
一個金屬反射板，作為輻射單元1的反射器，供所述輻射單元1設置其 上，所述輻射單元1與反射板采用導電連接或者電容耦合連接。
由此，由四個天線列陣11至14與所述4交準網絡30可組成原始天線陣 列，也即作為智能天線，工作于TD-SCDMA的頻段上，而天線列陣13與饋 電網絡31，或與饋電網絡32則可分別組成第二或第三復用天線陣列，均作 為所述傳統基站天線使用。本實施例中，共有三個具有不同獨立頻段的移動 通信系統對圖3所示的天線進行了復用。
所述輻射單元既可為圖3所示的單極化振子1,也可為圖4所示的實施 例中，極化方向分別為+45°和-45°的雙極化振子101。振子的結構形式為金屬 振子、微帶結構或貼片結構。
為實現波束的獨立電調下傾或上仰，分別在對應于各個復用天線陣列的 饋電網絡中加入移相功分網絡，如圖5所示的實施例中，4又工作于 TD-SCDMA系統的天線列元11、 12、 14內至少有一個移相功分網纟各41 、 42、 44在電氣上與輻射單元1連接，而工作于多系統的天線列元13至少有與系 統數量相當的移相功分網絡43、 51、 52在電氣上分別與多工器21, 22， 23, 24的分頻端口連接。
對工作于頻率在TD-SCDMA系統附近的傳統蜂窩移動系統的基站天線， 也即對于所述復用天線陣列而言，其組成方式有多種。
如圖3、圖4所示，只有一個天線列元獨立;也工作于TD-SCDMA系統以 外的系統，這就是傳統意義上的線陣形式的基站天線。
7如圖6所示，至少有兩個或兩個以上的天線列元12和13相互獨立地工 作于TD-SCDMA系統及其以外的系統，既作為原始天線陣列的部分組成又 作為復用天線陣列使用，天線列元12、 13工作于三個系統，天線列元12、 13在結構上互為獨立體，可以同時工作于TD-SCDMA以外的同一個系統或 者不同的兩個系統，它們在電氣上互相獨立，構成多入多出天線。
再有一種組成方式就是如圖7所示，至少有兩個或兩個以上的天線列 元12和13同時工作于TD-SCDMA系統以外的同一系統，既作為原始天線 陣列的部分組成又作為復用天線陣列使用，且所述天線列元12和13在電氣 上通過一個功分網絡相連接形成信號的輸入/輸出，如此可以形成窄波束覆 蓋。天線列元12、 13可以工作于三個系統，對應于TD-SCDMA系統以外的 任一系統，其饋電網絡31、 32中分別加入一個功分網絡31A、 32A，上述天 線列元12、 13與功分網絡31A、 32A相連4妻，如此天線列元12、 13就可以 同時工作于TD-SCDMA系統以外的任一系統，以壓窄水平面波束寬度。
根據圖3、圖4、圖6、圖7，可以延伸出如圖8所示的組成方式。至少 有兩個天線列元(圖8為11至14所示)可以工作于兩個或者兩個以上的系 統，天線列元11至14的每一個輻射單元1在電氣上與一個多工器(如21 ) 的公共端口相連接，多工器(如21)的分頻端口分別與各自的饋電網絡相連 接，在所述對應于TD-SCDMA系統以外的系統的饋電網絡中加入波束形成 網絡31B， 32B,所述波束形成網絡31B， 32B可以根據實際需要予以變換， 使得所述天線列元11至14能夠部分或全部工作于一個或者一個以上的
TD-SCDMA系統以外的系統。
當智能天線和基站天線，也即當原始天線陣列和復用天線陣列的垂直面 波束要求一致時，本發明能同時工作于TD-SCDMA系統和頻率在 TD-SCDMA系統附近的傳統蜂窩移動系統的多系統共用天線還可以可以進 行簡化。
圖9由圖3的基礎上簡化而得。圖3是工作于兩個或者兩個以上系統的 天線列元13內的每個輻射單元1與一個多工器21至24相連接，而圖9則為 工作于兩個或者兩個以上系統的天線列元13在電氣上與一個多工器21相連接。如此可以減少多工器的數量，減小系統的復雜度。
本發明在傳統基站天線和現有智能天線的基礎上，有效優化資源配置， 實現智能天線和傳統基站天線的有效集成和多系統共用，提高通信系統的兼 容性，進而降低運營商的建設成本。
權利要求
1、一種多系統共用天線，同時處理至少兩個不同頻段的移動系統的通信信號的接收和/或發送，其特征在于包括原始天線陣列，由裝設在作為反射器的金屬反射板上的至少兩個天線列元組成，用于處理第一頻段的移動系統的信號；至少一個復用天線陣列，每個復用天線陣列對原始天線陣列的至少一個天線列元進行復用，用于處理不同于第一頻段的具有獨立頻段的移動系統的信號。
2、 根據權利要求1所述的多系統共用天線，其特征在于每個天線列 元包括至少兩個線性排列的輻射單元，所述原始天線陣列中，設有一校準網 絡分別對各個天線列元的輻射單元進行并聯饋電；所述每個復用天線陣列對 被復用的相應的天線列元的輻射單元進行并聯饋電。
3、 根據權利要求2所述的多系統共用天線，其特征在于所述被復用 的天線列元中，每個輻射單元配備一個多工器，該多工器具有一個與該相應 的輻射單元電性連接的公共端口，且具有至少兩個分頻端口，其中一個分頻 端口與所述原始天線陣列中的校準網絡電性連接以進行原始天線陣列的并聯 饋電，另外的分頻端口——對應并被各個復用天線陣列并聯饋電進行天線信 號的輸入與輸出。
4、 根據權利要求2所述的多系統共用天線，其特征在于所述被復用 的每個天線列元各配備一個多工器，該多工器具有一個與該相應的天線列元 電性連接的公共端口，且具有至少兩個分頻端口，其中一個分頻端口與所述 原始天線陣列中的校準網絡電性連接，另外的分頻端口——對應各個復用天 線陣列進行天線信號的輸入與輸出，該多工器負責對天線列元的各輻射單元 進4亍并耳關4貴電。
5、 根據權利要求3或4所述的多系統共用天線，其特征在于所述輻 射單元為垂直極化或水平極化的單極化振子。
6、 根據權利要求3或4所述的多系統共用天線，其特征在于所述輻 射單元為極化方向分別為+45。和-45。的雙極化振子。
7、 根據權利要求3或4所述的多系統共用天線，其特征在于所述輻 射單元為金屬振子、微帶結構或貼片結構。
8、 根據權利要求1至4中任意一項所述的多系統共用天線，其特征在 于所述原始天線陣列處理TD-SCDMA系統的通信信號。
9、 根據權利要求8所述的多系統共用天線，其特征在于至少有一個 復用天線陣列由一個或一個以上的天線列元組成。
10、 根據權利要求1至4中任意一項所述的多系統共用天線，其特征在 于各個天線列元中，設有一移相功分網絡。
全文摘要
本發明公開一種能同時工作于TD-SCDMA系統和頻率在TD-SCDMA系統附近的傳統蜂窩移動系統的多系統共用天線，同時處理至少兩個不同頻段的移動系統的通信信號的接收和/或發送，包括原始天線陣列，由裝設在作為反射器的金屬反射板上的至少兩個天線列元組成，用于處理第一頻段的移動系統的信號；至少一個復用天線陣列，每個復用天線陣列對原始天線陣列的至少一個天線列元進行復用，用于處理不同于第一頻段的具有獨立頻段的移動系統的信號。與傳統技術相比較，本發明實現了TD-SCDMA智能天線和傳統基站天線的有效集成和多系統共用，提高了通信系統的兼容性，降低了運營商的建設成本。
文檔編號H01Q21/00GK101465472SQ200710032668
公開日2009年6月24日 申請日期2007年12月18日 優先權日2007年12月18日
發明者劉木林, 卜斌龍 申請人:京信通信系統(中國)有限公司