Антенная система

Антенная система

Иллюстрации

Показать все

Реферат

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.

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 фаз