本發(fā)明涉及波束形成領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

存在使用天線陣列來嘗試創(chuàng)建具有預(yù)期波束形狀的波束的方法。但是，在許多情況下，實(shí)際波束形狀與預(yù)期波束形狀之間的匹配較差。另外，所獲得的功率利用常常較差。

因此，期望有使用天線陣列來創(chuàng)建波束的改進(jìn)設(shè)備和方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

提供用于產(chǎn)生至少兩個(gè)波束(第一波束和第二波束)的天線陣列以及使用天線陣列的方法。在一個(gè)方面，一種使用天線陣列的方法采用雙極化波束形成，這慮及設(shè)計(jì)預(yù)期功率方向圖時(shí)的許多自由度。所提供的方法很適合于具有多個(gè)無線電鏈的系統(tǒng)(例如，具有有源天線的系統(tǒng))。方法還很適合于多端口系統(tǒng)、例如td-scdma。在一些實(shí)施例中，產(chǎn)生兩個(gè)波束，其中各波束具有(a)在多個(gè)感興趣方向(或者“用戶設(shè)備(ue)覆蓋區(qū)域”)與另一波束基本上相同的功率方向圖，與僅在單個(gè)感興趣方向(例如特定ue位置的方向)的情況相反，以及(b)在ue覆蓋區(qū)域中相對(duì)于另一波束基本上正交的極化。從實(shí)現(xiàn)按照本發(fā)明的一些實(shí)施例的方法所獲得的一些優(yōu)點(diǎn)包括：(1)實(shí)現(xiàn)具有匹配預(yù)期波束形狀的方向圖的波束的更好可能性；(2)更好的功率利用；以及(3)對(duì)幅度和相位誤差更不敏感。

在一些實(shí)施例中，提供一種天線陣列設(shè)備，其中該天線陣列設(shè)備包括第一天線單元(ae1-a)和第二天線單元(ae1-b)。第一天線單元包括第一天線(a1)以及連接到第一天線的天線單元端口(s1a)。第二天線單元包括第二天線(a2)以及連接到第二天線的天線單元端口(t1b)。該天線陣列設(shè)備還包括：第一波束形成電路，用于向端口s1a應(yīng)用波束權(quán)重wb1,s1a和wb2,s1a；以及第二波束形成電路，用于向端口t1b應(yīng)用波束權(quán)重wb1,t1b和wb2,t1b。

在一些實(shí)施例中，wb2,s1a是wb1,t1b的函數(shù)，以及wb2,t1b是wb1,s1a的函數(shù)。例如，wb2,s1a可以是wb1,t1b的復(fù)共軛的函數(shù)，以及wb2,t1b是wb1,s1a的復(fù)共軛的函數(shù)。在一些實(shí)施例中，wb2,s1a通過對(duì)wb1,t1b的復(fù)共軛進(jìn)行相移和幅度縮放來確定。在一些實(shí)施例中，相移引起符號(hào)偏移。在一些實(shí)施例中，wb1,t1b的復(fù)共軛被偏移(β+π)。例如，在一些實(shí)施例中，wb2,s1a等于或者基本上等于。在一些實(shí)施例中，α1是第一天線所發(fā)射信號(hào)的功率和第二天線所發(fā)射信號(hào)的功率的函數(shù)。在一些實(shí)施例中，α1=1。

在一些實(shí)施例中，wb2,t1b通過將wb1,s1a的復(fù)共軛乘以幅度縮放因子的倒數(shù)來確定。在一些實(shí)施例中，wb2,t1b通過將wb1,s1a的復(fù)共軛相移β來確定。例如，在一些實(shí)施例中，

wb2,t1b等于或者基本上等于。

在一些實(shí)施例中，第一天線(a1)具有第一極化，第二天線(a2)具有第二極化，以及第一極化與第二極化正交(或者基本上正交)。在一些實(shí)施例中，第一天線(a1)和第二天線(a2)具有相同(或者基本上相同)的功率方向圖。

在一些實(shí)施例中，第一天線單元(ae1-a)還包括連接到具有極化和功率方向圖的第三天線(a3)的第二天線單元端口(t1a)，以及第二天線單元(ae1-b)包括連接到具有極化和功率方向圖的第四天線(a4)的第二天線單元端口(s1b)。

在一些實(shí)施例中，天線陣列設(shè)備還包括：第三波束形成電路，用于向端口s1b應(yīng)用波束權(quán)重wb1,s1b和wb2,s1b；以及第四波束形成電路，用于向端口t1a應(yīng)用波束權(quán)重wb1,t1a和wb2,t1a。

在一些實(shí)施例中，wb2,s1b是wb1,t1a的函數(shù)，以及wb2,t1a是wb1,s1b的函數(shù)。例如，wb2,s1b可以是wb1,t1a的復(fù)共軛的函數(shù)，以及wb2,t1a是wb1,s1b的復(fù)共軛的函數(shù)。在一些實(shí)施例中，wb2,s1b通過對(duì)wb1,t1a的復(fù)共軛進(jìn)行相移和幅度縮放來確定。在一些實(shí)施例中，相移引起符號(hào)偏移。在一些實(shí)施例中，wb1,t1a的復(fù)共軛偏移π。例如，在一些實(shí)施例中，wb2,s1b等于或者基本上等于。在一些實(shí)施例中，α2是第三天線所發(fā)射信號(hào)的功率和第四天線所發(fā)射信號(hào)的功率的函數(shù)。在一些實(shí)施例中，α2=1。

在一些實(shí)施例中，第一天線(a1)的極化與第三天線(a3)的極化正交(或者基本上正交)，第四天線(a4)的極化與第二天線(a2)的極化正交(或者基本上正交)，以及第三天線(a3)和第四天線(a4)具有相同(或者基本上相同)的功率方向圖。

在一些實(shí)施例中，天線陣列設(shè)備還包括共同形成第二對(duì)天線單元(ae2-a，ae2-b)的第三天線單元(ae2-a)和第四天線單元(ae2-b)，其中第三天線單元(ae2-a)包括連接到第五天線(a5)的天線單元端口(s2a)，以及第四天線單元(ae2-b)包括連接到第六天線(a6)的天線單元端口(t2b)。在這個(gè)實(shí)施例中，天線陣列設(shè)備還可包括：第五波束形成電路，用于向端口s2a應(yīng)用波束權(quán)重wb1,s2a和wb2,s2a；以及第六波束形成電路，用于向端口t2b應(yīng)用波束權(quán)重wb1,t2b和wb2,t2b。

在一些實(shí)施例中，wb2,s2a是wb1,t2b的函數(shù)，以及wb2,t2b是wb1,s2a的函數(shù)。例如，wb2,s2a可以是wb1,t2b的復(fù)共軛的函數(shù)，以及wb2,t2b是wb1,s2a的復(fù)共軛的函數(shù)。在一些實(shí)施例中，wb2,s2a通過對(duì)wb1,t2b的復(fù)共軛進(jìn)行相移和幅度縮放來確定。在一些實(shí)施例中，相移引起符號(hào)偏移。在一些實(shí)施例中，wb1,t2b的復(fù)共軛偏移π。例如，在一些實(shí)施例中，wb2,s2a等于或者基本上等于，以及wb2,t2b等于或者基本上等于。

在一些實(shí)施例中，第一天線單元和第二天線單元關(guān)于對(duì)稱點(diǎn)對(duì)稱地定位，以及第三天線單元和第四天線單元關(guān)于對(duì)稱點(diǎn)對(duì)稱地定位。

在一些實(shí)施例中，第一波束的功率波束方向圖的形狀和第二波束的功率波束方向圖的形狀在多個(gè)感興趣方向是相同或者基本上相同的，并且第一波束和第二波束在覆蓋區(qū)域中具有正交或者基本上正交的極化。

在一些實(shí)施例中，天線陣列設(shè)備還包括配置成確定wb2,s1a和wb2,t1b的權(quán)重確定單元。在一些實(shí)施例中，權(quán)重確定單元配置成通過得到wb1,t1b的復(fù)共軛，(a)對(duì)wb1,t1b的復(fù)共軛進(jìn)行相移或者(b)將wb1,t1b的復(fù)共軛與幅度縮放因子相乘，由此產(chǎn)生wb1,t1b的幅度縮放復(fù)共軛，以及對(duì)wb1,t1b的幅度縮放復(fù)共軛進(jìn)行相移，來確定wb2,s1a。在一些實(shí)施例中，權(quán)重確定單元配置成通過得到wb1,s1a的復(fù)共軛，并且將wb1,s1a的復(fù)共軛與幅度縮放因子的倒數(shù)相乘，來確定wb2,t1b。在一些實(shí)施例中，權(quán)重確定單元配置成通過對(duì)wb1,t1b的所得復(fù)共軛進(jìn)行相移，由此產(chǎn)生wb1,t1b的相移復(fù)共軛，并且將wb1,t1b的相移復(fù)共軛與幅度縮放因子相乘，來確定wb2,s1a。在一些實(shí)施例中，權(quán)重確定單元配置成通過將wb1,t1b的復(fù)共軛相移π，對(duì)wb1,t1b的復(fù)共軛進(jìn)行相移。

在另一方面，提供一種用于創(chuàng)建兩個(gè)波束(第一波束和第二波束)的方法。在一些實(shí)施例中，該方法包括：使用天線陣列來創(chuàng)建所述第一波束和所述第二波束，其中陣列天線包括：共同形成一對(duì)天線單元(ae1-a，ae1-b)的第一天線單元(ae1-a)和第二天線單元(ae1-b)，第一天線單元(ae1-a)包括連接到第一天線(a1)的天線單元端口(s1a)，以及第二天線單元(ae1-b)包括連接到第二天線(a2)的天線單元端口(t1b)。在一些實(shí)施例中，使用天線陣列來創(chuàng)建所述第一波束和所述第二波束的步驟包括：向天線單元端口s1a應(yīng)用波束權(quán)重wb1,s1a和wb2,s1a，以及向天線單元端口t1b應(yīng)用波束權(quán)重wb1,t1b和wb2,t1b。在一些實(shí)施例中，wb2,s1a等于或者基本上等于，以及wb2,t1b等于或者基本上等于。

下面參照附圖來描述上述及其它方面和實(shí)施例。

附圖說明

結(jié)合在本文中并且形成本說明書的一部分的附圖示出本發(fā)明的各種實(shí)施例，并且還連同描述一起用于說明本發(fā)明的原理，以及使相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠制作和使用本發(fā)明。附圖中，相似的參考標(biāo)號(hào)表示相同或者功能上相似的元件。

圖1示出示例天線陣列。

圖2進(jìn)一步示出示例天線陣列的第一部分。

圖3進(jìn)一步示出示例天線陣列的第二部分。

圖4進(jìn)一步示出示例天線陣列的第三部分。

圖5示出示例二維天線陣列。

圖6a、圖6b是示出波束功率方向圖的圖表。

圖7a、圖7b是示出波束功率方向圖的圖表。

圖8是示出兩個(gè)波束的極化在所有方向正交的圖表。

圖9是示出按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的過程的流程圖。

圖10是示出按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例用于確定波束權(quán)重的過程的流程圖。

圖11示出按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的權(quán)重確定單元。

具體實(shí)施方式

本文所述的是能夠用于創(chuàng)建兩個(gè)波束(第一波束和第二波束)的天線陣列設(shè)備的實(shí)施例，其中(a)第一波束的功率波束方向圖的形狀和第二波束的功率波束方向圖的形狀在多個(gè)感興趣方向(或者ue覆蓋區(qū)域)是相同或者基本上相同的，與僅在單個(gè)感興趣方向的情況相反，以及(b)各波束在ue覆蓋區(qū)域中具有相對(duì)于另一波束正交或者基本上正交的極化。

在一些實(shí)施例中，天線陣列包括下列一個(gè)或多個(gè)：(1)一對(duì)單端口單元，它們可關(guān)于天線陣列的對(duì)稱點(diǎn)對(duì)稱地定位，(2)一對(duì)雙端口天線單元，它們可關(guān)于天線陣列的對(duì)稱點(diǎn)對(duì)稱地定位，和/或(3)單個(gè)雙端口天線單元，它可以對(duì)稱點(diǎn)為中心。

圖1示出這種天線陣列設(shè)備100的一個(gè)示例。示例天線陣列設(shè)備100包括：(1)一對(duì)雙端口天線單元(即，天線單元ae1-a和ae1-b)；(2)一對(duì)單端口天線單元(即，天線單元ae2-a和ae2-b)；以及(3)單個(gè)雙端口天線單元ae3。如圖1所示，天線單元對(duì)ae1-a、ae1-b和天線單元對(duì)ae2-a、ae2-b均關(guān)于天線陣列設(shè)備100的對(duì)稱點(diǎn)104對(duì)稱地(或者基本上對(duì)稱地)定位。也就是說，例如，天線單元ae1-a的各天線(即，天線a1和a3--參見圖2)以及天線單元ae1-b的對(duì)應(yīng)天線(即，分別為天線a2和a4)離對(duì)稱點(diǎn)104是等距離的，從天線a1的相位中心引向天線a2的相位中心的直線經(jīng)過對(duì)稱點(diǎn)104，以及從天線a3的相位中心引向天線a4的相位中心的直線經(jīng)過對(duì)稱點(diǎn)104。同樣，天線單元ae2-a的天線(即，天線a5--參見圖3)以及天線單元ae2-b的天線(即，天線a6)離對(duì)稱點(diǎn)104是等距離的，而且從天線a5的相位中心引向天線a6的相位中心的直線經(jīng)過對(duì)稱點(diǎn)104。天線單元ae3以對(duì)稱點(diǎn)104為中心(例如，單元ae3的天線的相位中心離對(duì)稱點(diǎn)是等距離的，而且從天線的相位中心引出的直線經(jīng)過對(duì)稱點(diǎn)104)。

如圖1進(jìn)一步所示，天線單元ae1-a、ae1-b和ae3各具有兩個(gè)端口：“s”端口和“t”端口。更具體來說，天線單元ae1-a具有端口s1a和t1a，天線單元ae1-b具有端口s1b和t1b，以及天線單元ae3具有端口s3和t3。又如圖1所示，天線單元ae2-a和ae2-b各具有單端口。天線單元ae2-a具有單個(gè)s端口(s2a)，以及天線單元ae2-b具有單個(gè)t端口(t2b)。

雖然天線陣列設(shè)備100可看來是二維天線陣列，但是本發(fā)明并不局限于此。天線陣列設(shè)備100可以是1、2或3維陣列。

圖2進(jìn)一步示出天線陣列設(shè)備100的一部分。也就是說，圖2進(jìn)一步示出天線單元ae1-a和ae1-b，并且示出天線陣列設(shè)備100的波束形成電路201-204。如圖2所示，天線單元ae1-a、b的各天線單元端口電連接到天線。具體來說，天線單元端口s1a連接到天線a1，天線單元端口t1a連接到天線a3，天線單元端口s1b連接到天線a4，以及天線單元端口t1b連接到天線a2。

天線a1-a4的結(jié)構(gòu)并不重要。例如，天線a1-a4可由單個(gè)輻射元件組成，或者可包括多個(gè)輻射元件等等。另外，雖然天線單元ae1-a和ae1-b內(nèi)的天線被示為間隔開，但是這不作要求。然而，在一些實(shí)施例中，天線a1-a4的某些特性是重要的。例如，在一些實(shí)施例中，天線a1可具有任意極化，但是天線a2和a3各具有與天線a1的極化正交或者基本上正交的極化，以及天線a4具有與天線a2和a3的極化正交或者基本上正交的極化。類似地，在一些實(shí)施例中，天線a1的功率方向圖與天線a2的功率方向圖是相同或者基本上相同的，以及天線a3的功率方向圖與天線a4的功率方向圖是相同或者基本上相同的。

如圖2所示，天線單元ae1-a和ae1-b的各個(gè)天線單元端口連接到波束形成電路。在一些實(shí)施例中，如所示，波束形成電路201-204具有相同的基本結(jié)構(gòu)。在所示實(shí)施例中，各波束形成電路包括：連接到天線陣列設(shè)備100的第一波束端口(“波束端口1”)的第一乘法器221，用于將注入天線陣列的波束端口1的信號(hào)與第一波束所關(guān)聯(lián)的波束權(quán)重(例如復(fù)波束權(quán)重)相乘；連接到天線陣列設(shè)備100的第二波束端口(“波束端口2”)的第二乘法器222，用于將注入天線陣列的波束端口2的信號(hào)與第二波束所關(guān)聯(lián)的波束權(quán)重相乘；以及連接到天線單元端口的組合器223，用于組合乘法器221、222的輸出，并且將所產(chǎn)生的組合信號(hào)提供給組合器223所連接的天線單元端口。又如所示，波束形成電路(例如波束形成電路201)可通過一個(gè)或多個(gè)電路元件(例如放大器224和/或其它電路元件、例如信號(hào)處理元件)連接到天線單元端口。波束形成電路201-204可使用信號(hào)處理元件(例如數(shù)字信號(hào)處理器(dsp))或者其它處理器(例如專用集成電路(asic)、微處理器)來實(shí)現(xiàn)。在所示實(shí)施例中，對(duì)于各天線單元端口s1a、s1b、t1a和t1b，將兩個(gè)波束權(quán)重--第一波束的波束權(quán)重wb1和第二波束的波束權(quán)重wb2--應(yīng)用于天線單元端口。更具體來說，將波束權(quán)重wb1,s1a和wb2,s1a應(yīng)用于天線單元端口s1a，將波束權(quán)重wb1,t1a和wb2,t1a應(yīng)用于天線單元端口t1a，將波束權(quán)重wb1,s1b和wb2,s1b應(yīng)用于天線單元端口s1b，以及將波束權(quán)重wb1,t1b和wb2,t1b應(yīng)用于天線單元端口t1b。

在一些實(shí)施例中，特定天線單元的特定s天線單元端口的wb2波束權(quán)重是與特定s天線單元端口對(duì)應(yīng)的t天線單元端口(又稱作“對(duì)應(yīng)”t端口)的wb1波束權(quán)重的函數(shù)--對(duì)應(yīng)t天線單元端口是與包括所述的特定s天線單元端口的特定天線單元配對(duì)的天線單元的t天線單元端口。類似地，特定天線單元的特定t天線單元端口的wb2波束權(quán)重是對(duì)應(yīng)s天線單元端口(即，與包括特定t天線單元端口的特定天線單元配對(duì)的天線單元的s天線單元端口)的wb1波束權(quán)重的函數(shù)。例如，

以及

。

在一些實(shí)施例中，wb2,sxa和wb2,sxb可以分別是wb1,txb和wb2,txa的復(fù)共軛的函數(shù)。類似地，wb2,txa和wb2,txb可以分別是wb1,sxb和wb2,sxa的復(fù)共軛的函數(shù)。在一些實(shí)施例中，wb2,sxa和wb2,sxb通過分別對(duì)wb1,txb和wb1,txa的復(fù)共軛進(jìn)行相移和幅度縮放來確定。在一些實(shí)施例中，相移引起符號(hào)偏移。在一些實(shí)施例中，將wb1,t1b的復(fù)共軛偏移β+π，以及將wb1,t1a的復(fù)共軛偏移β+π。在一些實(shí)施例中，wb2,txa和wb2,txb分別通過對(duì)wb1,sxb和wb1,sxa的復(fù)共軛進(jìn)行幅度縮放來確定。

在一些具體實(shí)施例中，

f1(wb1,tx)等于或者基本上等于，以及

f2(wb1,sx)等于或者基本上等于，其中，

(wb1,sx)^*是wb1,sx的復(fù)共軛，(wb1,tx)^*是wb1,tx的復(fù)共軛，以及α1是幅度縮放因子。

在一些實(shí)施例中，β的值的范圍是從0至2π，0是優(yōu)選的。假定兩個(gè)天線單元端口上的輸入功率相等，則值α1可以是連接到對(duì)應(yīng)天線單元端口的天線所發(fā)射信號(hào)的功率的函數(shù)。因此，例如，在wb2,s1a等于或者基本上等于的等式中，α1是由天線a2在方向(d)所發(fā)射信號(hào)的功率(即，p(d)a2)以及由天線a1在方向d所發(fā)射信號(hào)的功率(即，(p(d)a1)的函數(shù)。在一些實(shí)施例中，α1等于或者基本上等于。在許多情況下，實(shí)際上α1=1。

在上述示例實(shí)施例中，圖2所示端口的wb2波束權(quán)重的向量如下：

wb2,s1a等于或者基本上等于，

wb2,s1b等于或者基本上等于，

wb2,t1a等于或者基本上等于，以及

wb2,t1b等于或者基本上等于。

圖3進(jìn)一步示出天線陣列設(shè)備100的另一部分。也就是說，圖3進(jìn)一步示出天線單元ae2-a和ae2-b，并且示出天線陣列設(shè)備100的波束形成電路301和302。如圖3所示，天線單元ae2-a和ae2-b的各天線單元端口電連接到天線。具體來說，天線單元端口s2a連接到天線a5，以及天線單元端口t2b連接到天線a6。天線a5-a6的結(jié)構(gòu)并不重要。但是，在一些實(shí)施例中，天線a5-a6的某些特性是重要的。例如，在一些實(shí)施例中，天線a5可具有任意極化，但是天線a6具有與天線a5的極化正交或者基本上正交的極化。類似地，在一些實(shí)施例中，天線a5的功率方向圖與天線a6的功率方向圖相同或者基本上相同。

如圖3所示，天線單元ae2-a和ae2-b的各天線單元端口連接到波束形成電路，該電路用于向天線單元端口應(yīng)用兩個(gè)波束權(quán)重(波束1的wb1波束權(quán)重以及波束2的wb2波束權(quán)重)。更具體來說，將波束權(quán)重wb1,s2a和wb2,s2a應(yīng)用于天線單元端口s2a，以及將波束權(quán)重wb1,t2b和wb2,t2b應(yīng)用于天線單元端口t2b。

如上所述，在一些實(shí)施例中，特定天線單元的特定s天線單元端口的wb2波束權(quán)重是對(duì)應(yīng)t天線單元端口的wb1波束權(quán)重的函數(shù)。類似地，特定天線單元的特定t天線單元端口的wb2波束權(quán)重是對(duì)應(yīng)s天線單元端口的wb1波束權(quán)重的函數(shù)。

在上述示例實(shí)施例中，圖3所示的天線單元端口的wb2波束權(quán)重如下：

wb2,s2a等于或者基本上等于，

wb2,t2b等于或者基本上等于。

圖4示出按照一些實(shí)施例的天線單元ae3，以及示出天線陣列設(shè)備100的波束形成電路401和402。如圖4所示，天線單元ae3的各端口電連接到天線。具體來說，天線單元端口s3連接到天線a7，以及天線單元端口t3連接到天線a8。天線a7-a8的結(jié)構(gòu)并不重要。但是，在一些實(shí)施例中，天線a7-a8的某些特性是重要的。例如，在一些實(shí)施例中，天線a7可具有任意極化，但是天線a8具有與天線a7的極化正交或者基本上正交的極化。類似地，在一些實(shí)施例中，天線a7的功率方向圖與天線a8的功率方向圖相同或者基本上相同。

如圖4所示，天線單元ae3的各天線單元端口連接到波束形成電路，該電路用于向天線單元端口應(yīng)用兩個(gè)波束權(quán)重(一個(gè)用于波束1以及一個(gè)用于波束2)。更具體來說，將波束權(quán)重wb1,s3和wb2,s3應(yīng)用于天線單元端口s3，以及將波束權(quán)重wb1,t3和wb2,t3應(yīng)用于天線單元端口t3。

如上所述，在一些實(shí)施例中，特定天線單元的特定s天線單元端口的wb2波束權(quán)重是對(duì)應(yīng)t天線單元端口的wb1波束權(quán)重的函數(shù)，以及特定天線單元的特定t天線單元端口的wb2波束權(quán)重是對(duì)應(yīng)s天線單元端口的wb1波束權(quán)重的函數(shù)。在上述示例實(shí)施例中，圖4所示的天線單元端口的wb2波束權(quán)重如下：

wb2,s3等于或者基本上等于，

wb2,t3等于或者基本上等于。

現(xiàn)在參照?qǐng)D5，圖5示出用于形成兩個(gè)波束(第一波束和第二波束)的示例二維天線陣列500，其中(a)第一波束的功率波束方向圖的形狀和第二波束的功率波束方向圖的形狀在多個(gè)方向是相同或者基本上相同的，以及(b)各波束在ue覆蓋區(qū)域中具有相對(duì)于另一波束正交或者基本上正交的極化。在這個(gè)示例中，天線陣列500的所有天線單元502都是具有s天線端口和t天線端口的雙端口天線單元。用于命名s天線端口和t天線端口的索引是任意的，但是，如下面將看到的，圖5中使用的命名方案具有使得易于示出波束權(quán)重之間的關(guān)系的優(yōu)點(diǎn)。

天線陣列500具有六對(duì)天線單元。也就是說，天線陣列500的12個(gè)天線單元502中的每個(gè)與另一個(gè)天線單元配對(duì)。更具體來說，具有端口sx(其中x<7)的天線單元502與具有端口sy的天線單元502配對(duì)，其中y=13-x。因此，例如，具有端口s1和t12的天線單元與具有端口s12和t1的天線單元配對(duì)。天線陣列500還具有對(duì)稱點(diǎn)501。在所示的示例實(shí)施例中，每對(duì)天線單元關(guān)于對(duì)稱點(diǎn)501對(duì)稱地定位。

雖然未示出，但是天線陣列500包括用于各天線單元端口的波束形成電路。如上所述，各波束形成電路用于向波束形成電路所連接的天線單元端口應(yīng)用兩個(gè)波束權(quán)重--第一波束的波束權(quán)重wb1和第二波束的波束權(quán)重wb2。

使用上述同樣的波束權(quán)重規(guī)則，圖4所示端口的wb2波束權(quán)重的向量如下：

wb2,sx等于或者基本上等于，

wb2,tx等于或者基本上等于，其中x=1,2,…,12。

示例波束方向圖

用于產(chǎn)生示例波束方向圖的示例天線陣列是每列具有五個(gè)雙端口天線單元的四列天線陣列。列間隔為0.5波長(zhǎng)，以及列內(nèi)的間隔為0.847波長(zhǎng)。所有天線單元是相同的，在所有方向(至少那些感興趣方向)具有極佳地正交的極化。第一波束(b1)的權(quán)重向量包含40個(gè)復(fù)波束權(quán)重。對(duì)于海拔域波束形成，應(yīng)用于s端口的波束權(quán)重，即在列1至4中的相同權(quán)重，在這里被求出如下：

對(duì)于方位波束形成，應(yīng)用于s端口的權(quán)重，即該列中全部5個(gè)端口的相同權(quán)重，被求出如下：

用于s端口的總權(quán)重通過按照下式將這些權(quán)重向量相乘來求出：

從而產(chǎn)生具有20個(gè)(5行×4列)元素的矩陣。這個(gè)矩陣則能夠通過逐列地取權(quán)重來向量化，從而形成具有20個(gè)元素的列向量。

以類似的方式求出應(yīng)用于t端口的權(quán)重。對(duì)于海拔域波束形成，應(yīng)用于列1至4的權(quán)重又是相同的，并且在這里被求出如下：

對(duì)于方位波束形成，應(yīng)用于t端口的權(quán)重、即該列中全部5個(gè)元素的相同權(quán)重，被求出如下：

t端口的總權(quán)重通過按照下式將這些權(quán)重向量相乘來求出：

最后，包含40個(gè)元素的波束1的總權(quán)重向量被求出如下：

。

第二波束的權(quán)重向量通過應(yīng)用上述方法來求出，并且其中，β設(shè)置為0，α設(shè)置為1。

圖6a、圖6b分別示出穿過波束峰值的方位的波束1和2的功率方向圖。如從圖6a-6b能夠看到的，波束具有相同的功率方向圖。圖7a、圖7b分別示出穿過波束峰值的海拔的波束1和2的功率方向圖。如從圖中能夠看到的，波束具有相同的功率方向圖。圖8示出波束1和2的極化在所有方向是正交的。

圖9是示出使用天線陣列來產(chǎn)生第一波束(波束1)和第二波束(波束2)的過程900的流程圖。過程900開始于步驟902，其中，選擇用于波束1的波束權(quán)重向量(用于波束1的波束權(quán)重向量中的每個(gè)波束權(quán)重與天線陣列的天線單元端口關(guān)聯(lián))。在步驟904，波束1的所選波束權(quán)重向量被用來確定波束2的波束權(quán)重向量(波束2的波束權(quán)重向量中的每個(gè)波束權(quán)重與天線單元端口之一關(guān)聯(lián))。在步驟906，對(duì)于波束1的波束權(quán)重向量中的每個(gè)波束權(quán)重，將波束權(quán)重應(yīng)用于其關(guān)聯(lián)的天線單元端口。在步驟908，對(duì)于波束2的波束權(quán)重向量中的每個(gè)波束權(quán)重，將波束權(quán)重應(yīng)用于其關(guān)聯(lián)的天線單元端口。在一些實(shí)施例中，通過使用連接到天線單元端口的波束形成電路將波束1的波束權(quán)重與注入天線陣列的波束端口1的信號(hào)相乘，向天線單元端口應(yīng)用波束1的波束權(quán)重，以及通過使用波束形成電路將波束2的波束權(quán)重與(i)注入天線陣列的波束端口2的信號(hào)或者(ii)注入天線陣列的波束端口1的信號(hào)相乘，向天線單元端口應(yīng)用波束2的波束權(quán)重，其中波束形成電路配置成將所產(chǎn)生的信號(hào)提供給天線單元端口(例如，參見圖2)。

現(xiàn)在參照?qǐng)D10，圖10示出用于確定與所選天線單元端口關(guān)聯(lián)的波束2的波束權(quán)重的過程1000。過程1000可開始于步驟1002，其中選擇天線單元端口(例如，選擇天線單元s1a)。在步驟1004，確定與所選天線單元端口配對(duì)的天線單元端口。例如，如果在步驟1002選擇天線單元端口s1a，則在步驟1004確定天線單元端口t1b，因?yàn)槟鞘桥c天線單元端口s1a配對(duì)的端口。在步驟1006，得到與所選天線單元端口配對(duì)的天線單元端口所關(guān)聯(lián)的波束1波束權(quán)重。在步驟1008，得到在步驟1006所得到的波束權(quán)重的復(fù)共軛。在步驟1010，對(duì)所得復(fù)共軛進(jìn)行相移。在步驟1012，相移復(fù)共軛與幅度縮放因子相乘。在一些實(shí)施例中，所得復(fù)共軛在經(jīng)過相移之前與縮放因子相乘。

現(xiàn)在參照?qǐng)D11，圖11示出按照本發(fā)明的一些實(shí)施例的權(quán)重確定單元1101的框圖。如圖11所示，權(quán)重確定單元1101可包括：數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1102，該系統(tǒng)可包括一個(gè)或多個(gè)處理器(例如微處理器、dsp)和/或一個(gè)或多個(gè)電路，諸如專用集成電路(asic)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(fpga)等；以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)1106，該系統(tǒng)可包括一個(gè)或多個(gè)非易失性存儲(chǔ)裝置和/或一個(gè)或多個(gè)易失性存儲(chǔ)裝置(例如，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ram))。如所示，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)1106可用于存儲(chǔ)第一波束(波束1)的波束權(quán)重向量。在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1102包括微處理器的實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)可讀程序代碼(crpc)1143可存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)1142中，諸如但不限于磁介質(zhì)(例如硬盤)、光介質(zhì)(例如dvd)、存儲(chǔ)器裝置(例如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)等。在一些實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)可讀程序代碼1143配置成使得在由處理器執(zhí)行時(shí)，代碼1143使路由權(quán)重確定單元1101執(zhí)行上述步驟(例如，以上參照?qǐng)D10所示的流程圖所述的步驟)。在其它實(shí)施例中，權(quán)重確定單元1101配置成在無需代碼1143的情況下執(zhí)行上述步驟。也就是說，例如，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1102可以只由一個(gè)或多個(gè)asic組成。因此，以上所述的本發(fā)明的某些特征可通過硬件和/或軟件來實(shí)現(xiàn)。例如，在具體實(shí)施例中，上述權(quán)重確定單元1101的功能組件可通過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1102執(zhí)行計(jì)算機(jī)指令1143、通過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1102與任何計(jì)算機(jī)指令1143無關(guān)地進(jìn)行操作或者通過硬件和/或軟件的任何適當(dāng)組合來實(shí)現(xiàn)。

雖然以上描述了本發(fā)明的各種實(shí)施例，但是應(yīng)當(dāng)理解，它們僅作為舉例而不是限制來提供。因此，本發(fā)明的廣度和范圍不應(yīng)當(dāng)受到上述示范實(shí)施例中的任一個(gè)限制。此外，上述元件在其所有可能的變化中的任何組合均被本發(fā)明涵蓋，除非本文另加說明。

另外，雖然以上所述和/或附圖所示的方法包括步驟的序列，但是這樣做只是為了便于說明。

因此，預(yù)期可添加某些步驟，可省略某些步驟，可重新排列步驟的順序，并且可并行地執(zhí)行某些步驟。