專利名稱：用于傳輸系統(tǒng)的有源中繼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線電信號傳輸系統(tǒng)，更具體地講是該系統(tǒng)中的中繼器，該中繼器用來接收發(fā)射機的無線電信號并將它們轉(zhuǎn)發(fā)向接收機。
在移動電話系統(tǒng)中，例如眾所周知的首字母縮略詞為GSM的“全球移動通信系統(tǒng)”，不管用戶在何處，尤其在密集的都市環(huán)境中，移動電話系統(tǒng)都應(yīng)當(dāng)能達到。為此，在某些房屋的屋頂安裝發(fā)送/接收基站，上述基站與用戶直接通信，如果用戶位于基站天線的覆蓋范圍內(nèi)，或借助于有源反射天線或有源中繼器間接通信，如同它們的名稱所表示的，它們反射由鄰近的基站發(fā)射的無線電信號，并且反過來對于由用戶朝向基站的回程也是一樣。
實際上，每個反射天線由兩個天線構(gòu)成，一個天線輻射圖朝向基站，而另一個天線輻射圖朝向用戶，這兩個天線通過兩個放大通道相連，一個為從基站指向用戶的方向，另一個為由用戶指向基站的方向。
這樣的天線對所具有的主要缺點是為避免擺動的危險而帶來的輻射圖的方向性，這就限制了該天線的用戶覆蓋區(qū)，并且增加了為覆蓋給定區(qū)域的反射天線的數(shù)量。從而導(dǎo)致在屋頂上反射天線的增多，引起總成本的提高。
本發(fā)明的目的是實現(xiàn)一個用于傳輸系統(tǒng)的有源中繼器，其只具有較小的接收和發(fā)射方向性，并只使用一個發(fā)射/接收天線。
本發(fā)明涉及一種用于傳輸系統(tǒng)的有源中繼器，其特征在于一個由多個并列的輻射器組成的天線，輻射器被編組為兩個同樣的分離的矩陣陣列，用于連接第一個陣列和第二個陣列中同一矩陣位置的輻射器的放大通道，對于每個放大通道，具有相同的增益和相位角，以使得由第一個陣列以入射角θ接收的波被第二個陣列以入射角β轉(zhuǎn)發(fā)，而θ=β。
由放大通道相連接的兩個輻射器彼此遠離足夠遠的距離，以便使兩輻射器之間的隔離高于放大通道的增益。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將通過以下實施例結(jié)合附圖的描述顯示出來，其中

圖1所示為本發(fā)明有源中繼器天線的正視圖，圖2所示為本發(fā)明有源中繼器的輻射器之間的接線圖，和圖3所示為本發(fā)明實施例輻射器的簡圖。
在圖1和2中，本發(fā)明的一個有源中繼器包括多個標(biāo)注為12和14的輻射器，該輻射器按照行號為0到m和列號為0到k的長方形陣列排列在板16上，每個輻射器由帶有兩位數(shù)字下標(biāo)的標(biāo)注12或14編號，其中下標(biāo)的第一個數(shù)字表示行號，第二個數(shù)字表示列號。
每個輻射器12或14是公知的，例如由JOHN WILEY & SONS LTD于1981年出版的標(biāo)題為“ELECTRONIC & ELECTRICALENGINEERING RESEARCH STUDIES”的刊物中所述。
圖3所示為這種輻射器的一個實施例，該輻射器包括一個放置在基片32上的T形金屬薄膜30?；?2的與上述放置金屬薄膜32的側(cè)面相反的側(cè)面被鍍金屬薄層，以形成接地平面34。
輻射器12被編組形成占據(jù)板16上部的m行k列的第一個矩陣陣列18，而輻射器14被編組形成占據(jù)板16下部的m行k列的第二個矩陣陣列20。
每個陣列同列的輻射器之間根據(jù)圖2所示被連接起來，圖2對應(yīng)于第一列的情況。這樣，通過每個分別包括一個放大器2400,2410…24n0…24m0和一個線路2600,2610…26n0…26m0的放大通道2200,2210…22n0…22m0，輻射器1200,1210…12n0…12m0分別與輻射器1400,1410…14n0…14m0相連。
如果由每對放電器/線路引入的相位差Φ是相同的，那么可以看到，被電路18以入射角θ接收的波40以具有入射角β的波42被轉(zhuǎn)發(fā)，而θ=β，這表明天線16表現(xiàn)為如同一個反射鏡。
事實上，如果輻射器12和14是相同的和各向同性的，并且各放大器24的增益是相同的，在β方向天線16的遠距離處，某一列的轉(zhuǎn)發(fā)場可以用下面公式描述E(β)=ΣN=0Mei(2π/δ+φ)[ndsinθ+(m-n)dsinβ]]]>其中δ為波長，d為同一列中接連的兩個輻射器的相隔距離。另一方面，該公式?jīng)]有計及放大器的增益，因為該增益對于每一個輻射器而言是相同的，因而它只起一個常數(shù)的作用。
場的模如下給出｜E(β)｜=｜ei(2π/δ+Φ)m d sin β｜·｜∑ei(2π/δ+Φ)n d(sinθ-sinβ)｜即由天線的特性m和d決定的第一項和取決于差值(sinθ-sinβ)的結(jié)果的總和產(chǎn)生的第二項的乘積。
當(dāng)θ=β時，第二項取最大值，這表示當(dāng)θ=β時轉(zhuǎn)發(fā)場最強，這與天線16實現(xiàn)的鏡象效應(yīng)相符。
為了避免由于放大器24的存在引起的系統(tǒng)不穩(wěn)定，每個放大器的增益應(yīng)該低于相連的輻射器，例如1200和1400，之間的去耦，這意味著應(yīng)該依此計算出它們之間的離開距離。
權(quán)利要求
1．一種用于傳輸系統(tǒng)的有源中繼器，其特征在于包括一個包括多個并列輻射器(12,14)的天線(16)，這些輻射器(12,14)被編組為兩個分離開的相同的矩陣陣列(18,20)，用于將一個陣列中的每個輻射器連接到第二個陣列中相同矩陣位置的輻射器上的放大通道，對于每個放大通道，放大器的增益和相位差是相同的，以使得由第一個陣列以入射角θ接收的波被第二個陣列以入射角β轉(zhuǎn)發(fā)，而θ=β。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的中繼器，其特征在于每個放大通道包括一個放大器和一個線路，一對放大器/線路確定一個確定的相位差。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的中繼器，其特征在于每個放大器的增益低于由上述放大通道連接的兩輻射器之間的隔離。
4．根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的中繼器，其特征在于每個輻射器是各向同性的。
5．根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的中繼器，其特征在于每個輻射器屬于應(yīng)用在天線板上的類型。
全文摘要
本發(fā)明涉及應(yīng)用于移動電話的傳輸系統(tǒng)的有源中繼器。有源中繼器包括一個由多個輻射器(12,14)組成的天線(16),上述輻射器被編組成兩個相同的分離開的矩陣陣列(18,20),及用于將一個陣列中的每個輻射器連接到第二個陣列中相同矩陣位置的輻射器上的放大通道,對于每個放大通道,放大器增益和相位差是相同的,以使得由第一個陣列(18)以入射角θ接收的波(40)被第二個陣列(20)按照入射角β的波(42)轉(zhuǎn)發(fā),而θ=β。本發(fā)明適用于移動電話系統(tǒng)。
文檔編號H01Q3/46GK1207615SQ98116678
公開日1999年2月10日 申請日期1998年7月30日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月31日
發(fā)明者菲利普·馬錢德 申請人:阿爾卡塔爾-阿爾斯托姆通用電氣公司