專利名稱：具有相干和非相干接收特性的天線陣列系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及無線通信系統(tǒng)中使用的天線陣列系統(tǒng)。
某些普通的天線系統(tǒng)使輻射圖適應(yīng)于無線通信系統(tǒng)中的條件，這種天線系統(tǒng)稱之為“智能天線”或“自適應(yīng)天線陣列”。通常，自適應(yīng)天線陣列利用一組接收機(jī)確定合適的輻射圖，它使接收到的上行鏈路傳輸信號(hào)強(qiáng)度最大。若多個(gè)接收機(jī)與天線系統(tǒng)安裝在塔頂上，該天線系統(tǒng)的替換和維修變得十分困難和昂貴。此外，許多普通的自適應(yīng)天線只能增加上行鏈路接收機(jī)性能，而在下行鏈路傳輸中沒有任何相應(yīng)的改進(jìn)。因此，需要有這樣一種可靠的天線系統(tǒng)，給無線通信系統(tǒng)的上行鏈路信號(hào)和下行鏈路信號(hào)都提供增強(qiáng)的性能。
普通上行鏈路接收的自適應(yīng)陣列可以與下行鏈路傳輸?shù)莫?dú)立切換的固定射束系統(tǒng)結(jié)合使用。例如，某些天線系統(tǒng)利用上行鏈路接收的“分扇區(qū)”方法，作為有關(guān)下行鏈路傳輸?shù)恼_切換選擇。然而，使用多個(gè)天線陣列可能超過現(xiàn)有安裝空間的限度。此外，使用多個(gè)天線可能增加傳輸線，雙工器，纜線，和其他硬件的要求。
為了簡化天線設(shè)計(jì)，一些自適應(yīng)接收天線僅僅通過增大基站下行鏈路的傳輸功率以平衡它們接收性能的改進(jìn)。增大功率不但加重了基站放大器系統(tǒng)用于距離延伸的負(fù)擔(dān)，而且對(duì)提高信號(hào)干擾(S/I)比沒有作用。提高S/I比可以增大通信業(yè)務(wù)容量或頻率復(fù)用密度。因此，需要有下行鏈路傳輸?shù)娜赃m應(yīng)輻射圖整形以提高下行鏈路信號(hào)的信號(hào)干擾比。
按照本發(fā)明，天線陣列系統(tǒng)能夠服務(wù)于上行鏈路接收和下行鏈路傳輸?shù)幕?。該天線陣列系統(tǒng)包括第一陣列和與第一陣列在空間上分開的第二陣列。第一陣列代表下行鏈路傳輸?shù)陌l(fā)射陣列，而第一陣列與第二陣列的組合稱之為上行鏈路接收的分集裝置。
在本發(fā)明的一個(gè)方面，該天線系統(tǒng)包括適當(dāng)數(shù)量的天線元和天線元的空間安排以避免波瓣確定性(lobe definition)問題，而保持接收信號(hào)(第一陣列和第二陣列中接收到的)中適當(dāng)?shù)娜ハ嚓P(guān)以防止快速衰落。在本發(fā)明的另一個(gè)方面，利用發(fā)射模式和接收模式中的自適應(yīng)輻射方法，提高上行鏈路信號(hào)干擾(S/I)比和下行鏈路S/I比。因?yàn)樵诎l(fā)射模式和接收模式中使用共同的天線元件，該天線陣列系統(tǒng)需要很少的輔助設(shè)備，例如，天線，傳輸線，硬件，連接器，和監(jiān)控接收機(jī)。


圖1至圖8表示按照本發(fā)明天線陣列系統(tǒng)的各種示范性實(shí)施例。
圖9表示這種天線陣列系統(tǒng)應(yīng)用于垂直的空間分集裝置。
圖10表示這種天線陣列系統(tǒng)應(yīng)用于水平的空間分集裝置。
按照本發(fā)明，圖1表示連接到無線基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的天線陣列系統(tǒng)10。天線陣列系統(tǒng)10包括與第二陣列14在空間上分開的第一陣列12，該空間間隔40足以產(chǎn)生空間分集增益。該無線基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)包括有接收機(jī)18和發(fā)射機(jī)20的基站16。接收機(jī)18和發(fā)射機(jī)20連接到雙工器系統(tǒng)22?？梢园粋€(gè)放大器系統(tǒng)24，用于放大發(fā)射機(jī)20發(fā)射的信號(hào)。第一陣列12有連接到雙工器系統(tǒng)22的第一天線端口34。第二陣列14有連接到接收機(jī)18的第二天線端口38。
圖1中的天線陣列系統(tǒng)10能夠服務(wù)于上行鏈路接收和下行鏈路傳輸?shù)幕?6。第一陣列12代表下行鏈路傳輸?shù)陌l(fā)射陣列。第一陣列12與第二陣列14的組合稱之為上行鏈路接收的分集裝置28。分集裝置28的特征是第一陣列12內(nèi)的相干特性，用于準(zhǔn)確地確定接收信號(hào)的到達(dá)角，或復(fù)相位，幅度，和時(shí)延權(quán)重?？梢岳孟辔?，幅度，時(shí)延權(quán)重，或以上這些組合確定引導(dǎo)下行鏈路傳輸輻射圖的控制信號(hào)。分集裝置28的特征是減輕衰落和增強(qiáng)空間分集增益的非相干特性。如此處所用到的，相干性是指來自任何兩個(gè)不同天線元(或組30)的接收信號(hào)之間相關(guān)關(guān)系，這兩個(gè)不同天線元對(duì)入射信號(hào)波前的響應(yīng)多少有些相關(guān)。
一般來說，第一陣列12包括若干組30的天線元32，若按照控制方式適當(dāng)?shù)仞伻胍粋€(gè)或多個(gè)發(fā)射信號(hào)分支21，則產(chǎn)生的發(fā)射輻射圖具有定向和可操縱的特性。在第一陣列12中，每一組30有對(duì)應(yīng)的第一天線端口34。第一陣列12可以包括天線元32的矩陣36，其中每一組30代表矩陣36中天線元32的線列。如圖所示，該線列往往是垂直取向的，把輻射圖會(huì)聚到仰角平面(即，垂直平面)。線列可以經(jīng)第一天線端口34和傳輸線饋電(例如，端部饋電和中點(diǎn)饋電)，因此，該線列中各個(gè)天線元12之間的相位關(guān)系是已知的和固定的。
組30的數(shù)目確定水平孔徑的大小和方位平面(即，水平平面)中可能的輻射圖特性。第一陣列12至少有兩組30天線元32。然而，第一陣列12最好包括四組或四個(gè)以上組30，產(chǎn)生適當(dāng)會(huì)聚的輻射圖，用于下行鏈路傳輸。四組或四個(gè)以上組還便于在接收模式下從第一陣列12分集裝置28的多個(gè)接收信號(hào)分支(N個(gè)接收輸入43)中至少采用兩個(gè)適當(dāng)去相關(guān)的接收信號(hào)分支。互相關(guān)為零是最佳的去相關(guān)，而互相關(guān)為1是完全相關(guān)。在所有其他的各對(duì)中，一對(duì)去相關(guān)接收信號(hào)分支可以存在于第一陣列12的第一天線端口34與第二陣列14的第二天線端口38之間。
雖然圖1中畫出第一陣列12有四個(gè)第一天線端口34，它意味著有四組30天線元32，但是，第一陣列12可以有任何數(shù)目(N)的第一天線端口。在典型的天線安裝條件下，四組至十組范圍的天線元32對(duì)于第一陣列12的大小，重量，和風(fēng)力載荷的適應(yīng)是最實(shí)際的。
第一陣列12最好包括小型的“非稀疏”陣列以操縱到達(dá)或來自一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)臺(tái)的能量。非稀疏陣列指的是空間距離足夠靠近的天線元32或組30，以避免出現(xiàn)柵形波瓣，空間混疊，或波瓣確定性問題。第一陣列12要求必需的最小數(shù)目天線元32或組30以充滿該孔徑和避免波瓣確定性問題。
在接收模式下，第一陣列12能夠給接收機(jī)18提供有關(guān)到達(dá)方向或基干天線控制數(shù)據(jù)(例如，復(fù)相位，幅度，時(shí)延權(quán)重，或以上任意組合的任何表示)的無二義性信息，這些信息與來自移動(dòng)臺(tái)的接收信號(hào)有關(guān)。無二義性信息是經(jīng)第一天線端口34和接收輸入43提供的。分集裝置28在兩個(gè)或多個(gè)接收信號(hào)分支中提供空間分集接收，這些接收信號(hào)分支對(duì)應(yīng)于第一天線端口34集合和第二天線端口38集合。在任何兩個(gè)天線端口(34，38)上，充分地去相關(guān)第一陣列12信號(hào)與第二陣列14信號(hào)之間的互相關(guān)以實(shí)現(xiàn)分集增益。
互相關(guān)代表各組30天線元32上接收信號(hào)之間不同程度的獨(dú)立性。第一陣列12與第二陣列14之間進(jìn)一步分離，這兩個(gè)陣列的天線元32一般就有更大的獨(dú)立性或互相之間更小的互相關(guān)。若第一陣列12至少有四個(gè)信號(hào)分支和第二陣列14至少有兩個(gè)信號(hào)分支，則接收機(jī)18至少有六個(gè)可能的獨(dú)立接收分支進(jìn)行組合或處理以獲得分集增益。這種分集增益不但可以包括來自空間分集的增益，還可以包括第一陣列12與第二陣列14之間或第二陣列14內(nèi)部極化分集的增益。
若相鄰的天線元32或組30之間分開的距離為最大的可允許間隔或小一些，則第一陣列12可以提供相干增益。例如，最大的可允許間隔可以小于或等于工作頻率下的一個(gè)波長(例如，水平方向上1/2波長)。該相干增益是受公式G＝10log(N)的支配，其中N是列組30的數(shù)目，和G是單個(gè)列組天線元32之上的增益。
為了使下行鏈路傳輸?shù)奶炀€陣列系統(tǒng)10的極化與下行鏈路接收的移動(dòng)臺(tái)移動(dòng)天線的平均極化之間有最大的極化匹配，第一陣列12最好是垂直極化的。然而，在另一些實(shí)施例中，第一陣列12可以利用水平極化，斜極化，圓極化，或以上極化的任意組合。因?yàn)榈谝魂嚵?2中各個(gè)天線元32之間在方位方向(水平方向)上一般只相隔幾分之一個(gè)波長，它們是非稀疏的，所以，接收的波前相位在第一陣列12上看成是相干的。
第一陣列12上各個(gè)相鄰天線元32(或組30)的間隔比第一陣列12與第二陣列14之間的空間間隔40緊密得多，因此，第一陣列12避免了波瓣確定問題和分集裝置28提高了抗快速衰落。空間間隔40一般是這樣選擇的，使第一陣列12的天線元32與第二陣列的天線元31分開的距離在工作頻率的5-20個(gè)波長的范圍內(nèi)，雖然其他適當(dāng)?shù)牟ㄩL距離也可落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。第一陣列12各個(gè)相鄰天線元32之間較小的空間跨度(例如，水平距離)與較大的空間間隔40的組合在接收模式下產(chǎn)生這樣的性能，它很適合于估算接收信號(hào)到達(dá)方向上的天線控制數(shù)據(jù)和利用分集增益減小衰落。接收信號(hào)到達(dá)方向上的天線控制數(shù)據(jù)包括與接收信號(hào)有關(guān)的復(fù)相位，幅度，時(shí)延權(quán)重，或以上這些的任意組合。
第二陣列14至少有一組天線元31，專門用于接收模式的工作。第二陣列14有第二天線端口38。第二陣列14最好包含雙斜的天線元31，如圖1中用符號(hào)“X”表示的。雙斜的天線元31可以有+45度和-45度傾斜的極化(相對(duì)于0度的垂直極化)，雖然其他的極化取向也適合于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。雙斜的天線元31提供兩個(gè)輸出端口，二者之間互相去相關(guān)，且與第一陣列12去相關(guān)。由于利用雙向極化，各個(gè)天線元31之間互相去相關(guān)。由于空間分集(例如，水平間隔)，天線元31與第一陣列12之間去相關(guān)。
由于第一陣列12與第二陣列14之間適當(dāng)?shù)目臻g間隔40和第二陣列14內(nèi)部的極化分集，分集裝置28在四個(gè)或四個(gè)以上信號(hào)分支中獲得合適的分集性能。雖然圖1中畫出的空間間隔是水平的，這種空間間隔可以是水平的，垂直的，或偏移到任何其他的方向。因此，提供空間分集增益和極化分集增益，分集裝置28就可以減輕信號(hào)衰落和提高正向鏈路接收。
在另一個(gè)實(shí)施例中，天線陣列系統(tǒng)10配置成第一陣列12與第二陣列14之間有最大的去相關(guān)。使這個(gè)去相關(guān)最大化的示范性方法包括第一陣列12與第二陣列14之間垂直的空間間隔40，利用不同的極化，諸如，水平極化和圓極化，或附加的空間間隔40(例如，第一陣列12與第二陣列14之間更大的垂直距離或水平距離)。在另一個(gè)實(shí)施例中，第一陣列12是多向極化的(例如，雙向極化和三向極化)和第二陣列14是雙向極化的。
根據(jù)公式M＝N+L，接收機(jī)18有M個(gè)接收輸入42，其中N是第一陣列12的第一天線端口34總數(shù)，L是第二陣列14的第二天線端口38總數(shù)。此處，在圖1中，接收機(jī)18至少有M＝6個(gè)輸入(在此情況下，N＝4發(fā)射陣列，L＝2只接收陣列)。
接收機(jī)18支持兩種獨(dú)立的功能(1)通過形成適合的接收輻射圖，調(diào)整(例如，優(yōu)化)一個(gè)或多個(gè)有用移動(dòng)臺(tái)上行鏈路信號(hào)的上行鏈路接收和(2)基于選取的有關(guān)接收輻射圖，便于正確選擇下行鏈路傳輸?shù)陌l(fā)射輻射圖。
該接收機(jī)包括解碼器45，用于接收上行鏈路信號(hào)和解調(diào)數(shù)據(jù)，話音，或其他的通信業(yè)務(wù)。按照一種算法，邏輯電路，或另一種實(shí)現(xiàn)分集增益的方案，解碼器45適應(yīng)于完成兩個(gè)或多個(gè)接收信號(hào)分支的分集接收處理。例如，解碼器45可以對(duì)所有M個(gè)接收信號(hào)分支提供分集接收處理。
接收機(jī)18包括監(jiān)測(cè)器44，用于監(jiān)測(cè)天線控制設(shè)定，這種設(shè)定產(chǎn)生最佳的或適合的接收信號(hào)和接收輻射圖。天線控制設(shè)定包括幅度設(shè)定(例如，放大器增益)，相位設(shè)定，信號(hào)參量權(quán)重，時(shí)延權(quán)重，或以上這些的任意組合。
接收機(jī)18包括控制器46，用于調(diào)整發(fā)射輻射圖與接收輻射圖一致，它產(chǎn)生最佳的或足夠的接收信號(hào)。監(jiān)測(cè)器44可以確定第一陣列12上接收信號(hào)的到達(dá)方向。然而，監(jiān)測(cè)器44只需要確定到達(dá)方向上第一陣列12的控制數(shù)據(jù)(例如，復(fù)幅度，相位，和/或時(shí)延權(quán)重)。有利的是，一個(gè)接收機(jī)18能夠給上行鏈路分集處理功能和下行鏈路射束操縱功能提供合適的控制數(shù)據(jù)，而不需要復(fù)制任何的接收硬件。
控制器46適應(yīng)于改變下行鏈路發(fā)射輻射圖，上行鏈路接收輻射圖，或二者。若監(jiān)測(cè)器44確定一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)臺(tái)合適的接收輻射圖，則控制器46可以產(chǎn)生正確的命令，用于產(chǎn)生發(fā)射輻射圖，它具有類似于接收輻射圖的方向特性?？刂破?6的功能之一是把接收天線控制設(shè)定(由監(jiān)測(cè)器44提供)轉(zhuǎn)換成發(fā)射天線控制設(shè)定(或權(quán)重)，這是由于發(fā)射頻率與接收頻率之間有頻差。
在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)射輻射圖，接收輻射圖，或二者的選取可以相當(dāng)于切換各個(gè)設(shè)定。在另一個(gè)實(shí)施例中，這些輻射圖可以受相位和幅度設(shè)定的控制。例如，輻射圖可以受預(yù)置表中相位和幅度設(shè)定(例如，權(quán)重)的操縱，形成有限的輻射圖集合中一個(gè)輻射圖。在利用相位和幅度設(shè)定的情況下，相位和幅度設(shè)定的算法優(yōu)化是可能的?？刂破?6可以分別控制放大器系統(tǒng)24中每個(gè)放大器的增益設(shè)定，用于調(diào)整發(fā)射輻射圖?；騿为?dú)地或與以上增益調(diào)整相結(jié)合，控制器可以分別控制每個(gè)發(fā)射機(jī)分支48中信號(hào)的相對(duì)相位，用于調(diào)整發(fā)射輻射圖。
在另一個(gè)實(shí)施例中，可以利用時(shí)延設(shè)定控制發(fā)射輻射圖，接收輻射圖，或二者。利用時(shí)延設(shè)定優(yōu)化濾波器的時(shí)空濾波特性，這些濾波器連接到天線陣列系統(tǒng)。
調(diào)整發(fā)射輻射圖或下行鏈路傳輸可以如同在預(yù)置相位和幅度權(quán)重的不同集合中作切換一樣簡單。這樣的調(diào)整方法稱之為固定的射束操縱方法。若利用連續(xù)變化的相位和幅度設(shè)定以調(diào)整發(fā)射輻射圖，例如，根據(jù)基帶信號(hào)，則各個(gè)信號(hào)分支48之間的相位關(guān)系必須是已知的，固定的，或可控制的。固定的射束操縱方法可以應(yīng)用于下行鏈路傳輸。利用上行鏈路接收定相的陣列權(quán)重作為最佳下行鏈路傳輸輻射圖的估算確定這種射束操縱。
在另一個(gè)實(shí)施例中，另一個(gè)控制器提供控制信號(hào)，用數(shù)字方法控制基帶的第一陣列12，根據(jù)來自第一陣列12和第二陣列14移動(dòng)臺(tái)的接收信號(hào)，定制給移動(dòng)臺(tái)的下行鏈路傳輸信號(hào)。
接收機(jī)18至少處理M個(gè)接收分支42中的幅度權(quán)重(最好是相位權(quán)重和幅度權(quán)重二者)，對(duì)所有的輸入求和以優(yōu)化接收機(jī)18的S(I+N)比(信號(hào)與干擾加噪聲之比)，而監(jiān)測(cè)器44監(jiān)測(cè)這個(gè)處理。在上行鏈路，操縱這個(gè)接收機(jī)處理以獲得最佳的分集增益和最佳的射束形狀。分集增益和射束形狀比利用單個(gè)天線元或單個(gè)組30更有益。分集增益對(duì)于抑制衰落特別有用，而射束增益對(duì)于抑制同信道干擾源是有益的。射束增益提供了空間選擇性，可以利用它衰減對(duì)有用信號(hào)的干擾。
接收機(jī)18有M個(gè)接收分支42，用于處理來自第一陣列12和第二陣列14的接收信號(hào)。接收機(jī)18的接收分支42連接到第一天線端口34(總數(shù)為N)，這些接收分支獲得用于空間濾波的射束整形，而接收機(jī)18的接收分支42連接到第二天線端口38(總數(shù)為L)，這些接收分支有助于保證足夠好的性能，抑制因增大的空間間隔引起的快速衰落。接收分支的總數(shù)M最好等于N個(gè)天線端口與L個(gè)天線端口之和。
監(jiān)測(cè)器42和控制器46共同確定用于下行鏈路傳輸?shù)暮线m權(quán)重。在此情況下，只利用第一天線端口34，因?yàn)榈谝惶炀€端口34的信號(hào)表現(xiàn)發(fā)射模式下使用第一陣列12的特征。一般來說，對(duì)于發(fā)射模式，在接收模式期間通過第一陣列12的接收，可以確定第一陣列12的四個(gè)(或多個(gè))天線組30中每組的幅度權(quán)重和相位權(quán)重。可以利用補(bǔ)償算法對(duì)接收模式測(cè)量求時(shí)間和衰落的平均，用于產(chǎn)生下行鏈路傳輸?shù)暮线m控制信號(hào)。此外，在另一個(gè)實(shí)施例中，在大多數(shù)的蜂窩型系統(tǒng)(例如，頻分多路復(fù)用)中，算法可以補(bǔ)償發(fā)射與接收之間因頻率偏移造成的相移效應(yīng)。
天線陣列系統(tǒng)10在接收天線端口42上給出適當(dāng)?shù)莫?dú)立性(抗相關(guān)的快速衰落)，而第一陣列12提供在發(fā)射天線端口(34)上可以觀察到的非波瓣發(fā)射波束。接收天線端口指的是第一陣列12的第一天線端口34和第二陣列14的第二天線端口38。發(fā)射天線端口指的是發(fā)射期間工作的第一陣列12的第一天線端口34。
在發(fā)射模式下，天線陣列系統(tǒng)10提供下行鏈路信號(hào)傳輸?shù)母咴鲆?例如，大于10dBi)和空間操縱。在接收模式下，天線陣列系統(tǒng)10提供上行鏈路接收機(jī)18系統(tǒng)的多個(gè)輸入。天線陣列系統(tǒng)10可以同時(shí)工作在發(fā)射模式和接收模式下。
在接收模式下，天線陣列系統(tǒng)10提供上行鏈路信號(hào)接收的高增益和空間操縱。包括的第二陣列提高分集性能。主要通過增大分集增益高達(dá)6dB或更大，增大的分集性能可以減小衰落。接收機(jī)16適應(yīng)于處理不同接收分支中的相位權(quán)重和幅度權(quán)重，對(duì)兩個(gè)或多個(gè)接收分支求和以提高信號(hào)干擾比。第二陣列14代表附加的“出站”接收機(jī)18陣列，用于提供附加的分集(獨(dú)立于快速衰落)，只有另一些極化(雙斜或垂直&水平極化)和/或大的間隔(5-20個(gè)波長)可以提供這種附加的分集。
空間分集裝置28對(duì)上行鏈路接收利用自適應(yīng)陣列方法，而第一陣列12支持各種下行鏈路傳輸方法。所以，自適應(yīng)陣列接收產(chǎn)生改進(jìn)的接收機(jī)18靈敏度(改進(jìn)的信噪比(S/N))和改進(jìn)的接收機(jī)18抗干擾性(改進(jìn)的信號(hào)干擾比(S/I)性能)。因此，該自適應(yīng)陣列接收可以通過增大的頻率復(fù)用使通信業(yè)務(wù)容量有很大的提高。
該天線系統(tǒng)支持圖2至圖8中所示的各種無線基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。具體地說，圖2至圖8表示本發(fā)明的天線系統(tǒng)在窄帶無線電，寬帶無線電，自適應(yīng)陣列傳輸，操縱的射束傳輸，切換的射束傳輸，和負(fù)荷分擔(dān)在放大器陣列上的應(yīng)用。
圖2中的天線陣列系統(tǒng)類似于圖1中的天線陣列，不同的是，在雙工器系統(tǒng)22與放大器系統(tǒng)24之間添加了Butler矩陣150，以及具有N個(gè)切換發(fā)射分支148的發(fā)射機(jī)120。圖1和圖2中相同的參考數(shù)字表示相同的元件。在圖1中，從發(fā)射機(jī)20到每個(gè)發(fā)射天線組30的發(fā)射分支48必須相位校準(zhǔn)。然而，圖2中所示的系統(tǒng)允許從無線電發(fā)射機(jī)120到Butler矩陣150有非校準(zhǔn)的傳輸路徑(電相位)。
與基站116相聯(lián)系的發(fā)射機(jī)120包括多個(gè)求和電路154和對(duì)應(yīng)的數(shù)模轉(zhuǎn)換器152。求和電路154的輸入端接收發(fā)射機(jī)120有效通信信道的信號(hào)。在對(duì)應(yīng)的數(shù)模轉(zhuǎn)換器152把求和的信號(hào)轉(zhuǎn)換成各個(gè)模擬信號(hào)之前，每個(gè)求和電路154對(duì)有效的發(fā)射輸入求和。放大器系統(tǒng)24放大數(shù)模轉(zhuǎn)換器152轉(zhuǎn)換后的模擬信號(hào)。放大器系統(tǒng)24最好包含有足夠帶寬和多載波線性放大器(MCLA)其他特性的放大器，因?yàn)槎鄠€(gè)同時(shí)的信號(hào)可以被每個(gè)放大器放大。
只要使加法器輸入156的狀態(tài)從“斷”轉(zhuǎn)換到“通”，就可以改變發(fā)射天線輻射圖。例如，每個(gè)信道可以應(yīng)用于不同的求和電路156以產(chǎn)生不同的發(fā)射輻射圖。加法器輸入156的圓點(diǎn)指出有有效切換選擇的發(fā)射路徑。這個(gè)圖舉例說明有三個(gè)同時(shí)有效的發(fā)射信道(三個(gè)同時(shí)的RF載波)。這三個(gè)無線電輸出中的每一個(gè)可以互聯(lián)到加法器輸入156的任一個(gè)，和一個(gè)無線電輸出可以同時(shí)互聯(lián)到多個(gè)加法器輸入156，在Butler矩陣150的作用以后，在第一陣列12上產(chǎn)生所需的發(fā)射輻射圖。在這個(gè)系統(tǒng)中，發(fā)射分支148上單個(gè)無線電信道單元的輸出只是通/斷判定。對(duì)于一個(gè)時(shí)分多址(TDMA)或全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)，每個(gè)無線電信道單元代表特定RF載波的特定時(shí)隙上一個(gè)話音信道呼叫。對(duì)于一個(gè)模擬高級(jí)移動(dòng)電話業(yè)務(wù)(AMPS)系統(tǒng)，每個(gè)話音信道單元是單個(gè)RF載波。
在圖2中，通過操作各個(gè)發(fā)射信號(hào)之間的相位關(guān)系，天線陣列系統(tǒng)10可以不要求在放大器中作幅度調(diào)整或相位加權(quán)。相反，圖1中幅度加權(quán)和任何相位加權(quán)獲得的功能最好由Butler矩陣150結(jié)合選取的發(fā)射信號(hào)加到加法器輸入156上來完成。
Butler矩陣150可以包括混合和相移電路以提供射頻輸入端口151和輸出端口153。Butler矩陣150對(duì)跨越輸入端口151與輸出端口153之間的信號(hào)完成近似的傅里葉變換或逆傅里葉變換。利用一個(gè)N×NButler矩陣允許N單元發(fā)射陣列獲得N個(gè)獨(dú)立的“固定射束”。進(jìn)入Butler矩陣輸入端口151之一(例如，端口A)的單個(gè)輸入在輸出端口153(例如，A′，B′，C′和D′)和在雙工器系統(tǒng)22處建立一組定相輸出。在被雙工器系統(tǒng)22適當(dāng)濾波以后，該定相輸出饋入到第一天線陣列12，通過第一陣列12各個(gè)天線元32之間的相互作用，形成N個(gè)獨(dú)立的固定射束。
圖3中的天線陣列系統(tǒng)類似于圖2中的天線陣列系統(tǒng)，不同的是添加了一對(duì)Butler矩陣(256，258)以提供負(fù)荷分擔(dān)放大組件124。圖1和圖3中相同的參考數(shù)字表示相同的元件。圖3中的多個(gè)Butler矩陣分別稱之為第一Butler矩陣150，第二Butler矩陣256，和第三Butler矩陣258。Butler矩陣(256，258)的功能和結(jié)構(gòu)基本上與圖2中Butler矩陣150的相同。第二Butler矩陣256連接在放大器系統(tǒng)24與發(fā)射機(jī)120之間。第三Butler矩陣258連接在放大器系統(tǒng)24與第一Butler矩陣150之間。第二Butler矩陣256，第三Butler矩陣258，和放大器系統(tǒng)24的組合構(gòu)成負(fù)荷分擔(dān)放大組件124。第二Butler矩陣256和第三Butler矩陣258與放大器的共同作用是使功率放大的負(fù)荷分擔(dān)在放大器系統(tǒng)24中若干個(gè)并行放大器上。
第三Butler矩陣258對(duì)獨(dú)立的放大器輸出求和以建立N個(gè)復(fù)合端口，并經(jīng)受第二Butler矩陣256啟動(dòng)的相位變化，所以，相對(duì)于第二Butler矩陣256的輸入線(例如，E，F(xiàn)，G，和H)和第三Butler矩陣258對(duì)應(yīng)的輸出線(例如，E，F(xiàn)，G，和H)，Butler矩陣對(duì)(256，258)不產(chǎn)生任何的相對(duì)相移(不同于均勻延遲)。
第二Butler矩陣256把一條輸入線(例如，E)上的發(fā)射輸入信號(hào)分配到放大器系統(tǒng)24中放大器的多個(gè)輸入上(例如，E′，F(xiàn)′，G′，和H′)。第三Butler矩陣258從這些放大器接收多個(gè)輸出(例如，E′，F(xiàn)′，G′，和H′)，并把與相同發(fā)射信號(hào)有關(guān)的多個(gè)輸出變換到第三Butler矩陣258的一條輸出線上(例如，E)。
圖4中的天線陣列系統(tǒng)類似于圖1中的天線陣列系統(tǒng)，如圖所示，不同的是發(fā)射機(jī)220有N個(gè)定相分支48。圖1和圖4中相同的參考數(shù)字表示相同的元件。圖4非常適合于作為發(fā)射模式下真正的自適應(yīng)陣列，其發(fā)射輻射圖不局限于固定數(shù)目的狀態(tài)。相反，該發(fā)射輻射圖可以連續(xù)地變化?；?16包括發(fā)射機(jī)220和接收機(jī)18。發(fā)射機(jī)220包含連接到對(duì)應(yīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器152的求和電路154。此處，每個(gè)求和電路154首先用數(shù)字方式對(duì)每個(gè)調(diào)制信道中一個(gè)或多個(gè)輸出按照合適和已知的相位關(guān)系求和，在第一陣列12上產(chǎn)生所需的發(fā)射輻射圖。第二，數(shù)模轉(zhuǎn)換器152把求和后的信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)。第三，轉(zhuǎn)換后的信號(hào)經(jīng)放大器系統(tǒng)24直接送到第一天線陣列12，不再調(diào)整相位或幅度關(guān)系，因?yàn)樵诎l(fā)射信號(hào)分支48中傳播的各個(gè)信號(hào)之間的相位關(guān)系在通過數(shù)字求和操作的基帶中已確立。
圖5中的天線陣列系統(tǒng)類似于圖3中的天線陣列系統(tǒng)，不同的是發(fā)射機(jī)220有N個(gè)定相分支48。圖3和圖5中相同的參考數(shù)字表示相同的元件。圖5的雙Butler矩陣配置包括第一Butler矩陣256和第二Butler矩陣258，允許負(fù)荷分擔(dān)在放大器系統(tǒng)24中各個(gè)放大器上。
圖5中的結(jié)構(gòu)不同于圖2和圖3中的結(jié)構(gòu)，因?yàn)榘l(fā)射信號(hào)分支48中的相位關(guān)系必須保留，或至少要校準(zhǔn)，從發(fā)射機(jī)220，通過一對(duì)Butler矩陣(256，258)，放大器系統(tǒng)24，雙工器系統(tǒng)22，和所有相關(guān)的互聯(lián)傳輸媒介(例如，同軸纜線或硬線)。就是說，正確的相位和幅度關(guān)系可以用數(shù)字方法在基帶中建立，如由求和電路156改變，產(chǎn)生第一陣列12所需的發(fā)射輻射圖。圖5中的結(jié)構(gòu)允許類似于圖4方式中連續(xù)變化的射束形狀或發(fā)射輻射圖，且具有圖3中所描述的負(fù)荷分擔(dān)放大組件124的附加特征。
圖6中的天線陣列系統(tǒng)類似于圖5中的天線陣列，不同的是利用窄帶無線電316和分路器260把窄帶無線電316互聯(lián)到第一陣列12和第二陣列14。每個(gè)窄帶無線電316包括基站，它至少支持一個(gè)信道用于與移動(dòng)臺(tái)通信。分路器260連接到接收機(jī)18與雙工器系統(tǒng)22之間的傳輸媒介。如圖6所示，雖然分路器260有兩個(gè)輸出端口，實(shí)際上分路器輸出的數(shù)目等于窄帶無線電316的數(shù)目。圖5和圖6中相同的參考數(shù)字表示相同的元件。
圖6表示本發(fā)明的天線系統(tǒng)如何反向兼容窄帶無線電(例如，316)的使用，其中分開的無線電輸出在饋入到放大器系統(tǒng)24中一組多載波線性放大器之前被求和(模擬方式或數(shù)字方式)。負(fù)荷分擔(dān)放大系統(tǒng)124促使負(fù)荷分擔(dān)在放大器系統(tǒng)24中多個(gè)放大器上。此處，每個(gè)窄帶無線電316必須饋入分開的接收信號(hào)。類似地，每個(gè)無線電發(fā)射機(jī)320的發(fā)射信號(hào)必須在加法器322中組合，在發(fā)射分支248上形成復(fù)合的發(fā)射信號(hào)，適合于輸入到負(fù)荷分擔(dān)放大組件124。如圖所示，雖然每個(gè)加法器322有兩個(gè)輸入，該加法器輸入的數(shù)目可以等于窄帶無線電316的數(shù)目。
圖7中的天線陣列系統(tǒng)類似于圖6中的天線陣列，不同的是圖6中的負(fù)荷分擔(dān)放大組件124被放大器系統(tǒng)224代替。圖6和圖7中相同的參考數(shù)字表示相同的元件。放大器系統(tǒng)224中的各個(gè)放大器協(xié)同工作并饋入到加法器322。放大器系統(tǒng)224包括單獨(dú)載波線性放大器(ICAL)，其安排是讓每個(gè)窄帶無線電載波的每個(gè)發(fā)射分支(總數(shù)為N個(gè)分支)要求一個(gè)單獨(dú)的放大器。因此，在放大器系統(tǒng)224中由于放大器的數(shù)目是按照N×P增長，其中P是分開的RF載波數(shù)目，圖7中的配置可以限制窄帶無線電載波的實(shí)際最大數(shù)目，以維持放大器系統(tǒng)224合理的價(jià)格。
圖8中的天線陣列系統(tǒng)類似于圖1中的天線陣列，不同的是去掉雙工器系統(tǒng)24，第一天線陣列112包含兩個(gè)子陣列，和監(jiān)測(cè)器114在接收權(quán)重與發(fā)射權(quán)重之間完成更精密的轉(zhuǎn)換。圖1和圖8中相同的參考數(shù)字表示相同的元件。圖8表示這樣一種結(jié)構(gòu)，它不利用雙工器系統(tǒng)濾波把發(fā)射頻率與接收頻率分開。相反，兩個(gè)混合的子陣列形成另一種第一陣列112。如圖所示，第一陣列112包括發(fā)射垂直組130和交替排列的接收垂直組230，因此，每隔一列代表發(fā)射子陣列部分或接收子陣列部分。利用發(fā)射波帶與接收波帶之間的頻差獲得發(fā)射子陣列與接收子陣列之間正常運(yùn)行所必需的隔離。然而，在接收模式工作期間，第一陣列112與第二陣列14結(jié)合仍然能夠提供空間分集。
圖9和圖10表示給兩個(gè)附加的接收機(jī)分集分支獲得附加分集的另一些方法。在圖9中，第一陣列12與第二陣列14之間可以分開一段距離，在接收模式下其垂直間隔97足以產(chǎn)生空間分集增益。在圖10中，第一陣列12和第二陣列14還補(bǔ)充一個(gè)第三陣列15。第二陣列14和第三陣列15都與第一陣列分開一段距離，在接收模式下其水平間隔99足以產(chǎn)生空間分集增益。
以上天線陣列系統(tǒng)實(shí)施例中的任一個(gè)可以配置成模仿普通的扇區(qū)網(wǎng)基站連接，該天線系統(tǒng)可以與標(biāo)準(zhǔn)基站配置和典型的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)配置兼容。在TDMA無線系統(tǒng)中，該天線陣列系統(tǒng)最好與部署的間隙發(fā)射(DTX)結(jié)合使用，但也可以與當(dāng)前的IS-136結(jié)合工作。該天線陣列系統(tǒng)可應(yīng)用于模擬系統(tǒng)，例如，AMPS，或應(yīng)用于數(shù)字系統(tǒng)，例如，CDMA或GSM。該天線陣列很容易按照這樣方式配置，它可以與基站和其他無線基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)備的安裝兼容。
與普通的三扇區(qū)和六扇區(qū)系統(tǒng)比較，本發(fā)明的天線陣列系統(tǒng)改進(jìn)了上行鏈路和下行鏈路的鏈路預(yù)算，通過提高接收機(jī)靈敏度和提高有效的天線傳輸增益增大覆蓋范圍(增加射程)。而且，使用自適應(yīng)接收和傳輸可以進(jìn)行空間濾波以減小或消除上行鏈路和下行鏈路上的干擾。干擾的減小可以增大通信業(yè)務(wù)容量，例如，可以有更密集的頻率復(fù)用。
此外，該天線系統(tǒng)獲得改進(jìn)的性能，發(fā)射模式下使用的相干陣列也可用于接收模式。天線設(shè)計(jì)可以看成是小型的，但是高效的，這可以從整體的天線尺寸，重量，按照發(fā)射端口和接收端口數(shù)目的風(fēng)力載荷考慮。該天線系統(tǒng)很適合于雙工運(yùn)行以減少所需的纜線數(shù)目。
在圖1至圖8諸實(shí)施例的任一個(gè)實(shí)施例中，第一陣列，第二陣列，或二者中的每個(gè)天線元可以是垂直的陣列，為的是獲得射束形狀和仰角平面。一般來說，在垂直(仰角)平面上利用5度至7度的半功率射束寬度以獲得水平平面上適當(dāng)?shù)母咴鲆?，這適合于移動(dòng)通信的環(huán)境。在另一個(gè)實(shí)施例中，通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)整垂直單元的相位，就可以獲得不同的射束寬度，不同的射束形狀，旁瓣抑制，和零填充。
雖然第一陣列12和第二陣列14中的天線元安排成矩形矩陣，如圖1至圖10所示；在另一個(gè)實(shí)施例中，天線陣列系統(tǒng)10一般包括第一天線組件和第二天線組件，其中天線元安排成提供相干和非相干的接收特性。因此，第一陣列12和第二陣列14可以用功能相當(dāng)?shù)牡谝惶炀€組件和第二天線組件代替。第一天線組件包括一個(gè)或多個(gè)天線元，安排成與以上接收特性一致的任何幾何配置。第二天線組件包括一個(gè)或多個(gè)天線元，安排成與以上接收特性一致的任何幾何配置。
這個(gè)說明書描述本發(fā)明系統(tǒng)和方法的各種示范性實(shí)施例。權(quán)利要求書的范圍應(yīng)當(dāng)覆蓋與這個(gè)技術(shù)說明中公開的實(shí)施例有關(guān)的各種改動(dòng)和相當(dāng)?shù)难b置。所以，理應(yīng)對(duì)以下的權(quán)利要求書賦予最廣泛的解釋，可以覆蓋與此處公開的本發(fā)明精神和范圍一致的各種改動(dòng)，相當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)和各種特征。
權(quán)利要求
1.一種天線陣列系統(tǒng)，包括第一天線組件，安排成工作在發(fā)射模式和接收模式；第二天線組件，與第一天線組件在空間上分開，其間隔足以實(shí)現(xiàn)接收模式下的空間分集增益；接收機(jī)，用于處理接收模式下來自第一天線組件和第二天線組件的信號(hào)，和在發(fā)射模式下給第一天線組件的發(fā)射輻射圖提供控制信號(hào)。
2.按照權(quán)利要求1的天線陣列系統(tǒng)，其中接收機(jī)有自適應(yīng)接收能力，用于調(diào)整接收模式下第一天線組件和第二天線組件中至少一個(gè)的接收輻射圖。
3.按照權(quán)利要求1的天線陣列系統(tǒng)，其中第一天線組件包含多個(gè)天線元，且各個(gè)天線元之間的空間跨度約為工作頻率下一個(gè)波長或小于一個(gè)波長以避免波瓣確定性問題。
4.按照權(quán)利要求1的天線陣列系統(tǒng)，其中第一天線組件包含多個(gè)天線元，且相鄰的天線元之間有空間跨度，和其中第一天線組件與第二天線組件之間的所述間隔大于每個(gè)該空間跨度。
5.按照權(quán)利要求1的天線陣列系統(tǒng)，其中第一天線組件包含多個(gè)垂直組的天線元，且相鄰的垂直組之間有水平空間跨度，使得第一天線組件適應(yīng)于按照相干方式接收信號(hào)。
6.按照權(quán)利要求5的天線陣列系統(tǒng)，其中安排第一天線組件與第二天線組件之間的間隔以按照非相干方式接收信號(hào)。
7.按照權(quán)利要求1的天線陣列系統(tǒng)，其中第一天線組件包含多個(gè)垂直的柱狀組天線元，且相鄰垂直的柱狀組之間有水平空間跨度，它小于或等于工作頻率下一個(gè)波長，和其中第一天線組件與第二天線組件之間的間隔約在工作頻率下5-20個(gè)波長的范圍內(nèi)。
8.按照權(quán)利要求1的天線陣列系統(tǒng)，其中第二天線組件有不同于第一天線組件的極化。
9.按照權(quán)利要求1的天線陣列系統(tǒng)，其中第二天線組件至少有一組天線元，專門用于接收模式下的工作。
10.一種天線陣列系統(tǒng)，包括第一陣列，包含天線元的矩陣，安排成在發(fā)射模式和接收模式下工作；第二陣列，與第一陣列在空間上分開，其間隔在接收模式下足以實(shí)現(xiàn)空間分集增益；接收機(jī)，用于處理接收模式下第一陣列和第二陣列的信號(hào)，和在發(fā)射模式下給第一陣列的發(fā)射輻射圖提供控制信號(hào)。
11.按照權(quán)利要求10的天線陣列系統(tǒng)，其中接收機(jī)有自適應(yīng)接收能力，用于調(diào)整接收模式下第一陣列和第二陣列中至少一個(gè)的接收輻射圖。
12.按照權(quán)利要求10的天線陣列系統(tǒng)，其中第一陣列中各個(gè)天線元之間的空間跨度約為工作頻率下一個(gè)波長或小于一個(gè)波長以避免波瓣確定性問題。
13.按照權(quán)利要求10的天線陣列系統(tǒng)，其中第一陣列的各個(gè)相鄰天線元之間有空間跨度，且其中第一陣列與第二陣列之間的所述間隔大于每個(gè)空間跨度。
14.按照權(quán)利要求10的天線陣列系統(tǒng)，其中第一陣列在相鄰垂直組的天線元之間有水平的空間跨度，使得第一陣列適應(yīng)于按照相干方式接收信號(hào)。
15.按照權(quán)利要求14的天線陣列系統(tǒng)，其中安排第一陣列與第二陣列之間的間隔以按照非相干方式接收信號(hào)。
16.按照權(quán)利要求10的天線陣列系統(tǒng)，其中第一陣列中相鄰垂直柱狀組的天線元之間有水平的空間跨度，它小于或等于工作頻率下一個(gè)波長，和其中第一陣列與第二陣列之間的間隔約在工作頻率下5-20個(gè)波長的范圍內(nèi)。
17.按照權(quán)利要求10的天線陣列系統(tǒng)，其中第一陣列至少包含兩組天線元，每一組有對(duì)應(yīng)的獨(dú)立天線端口。
18.按照權(quán)利要求10的天線陣列系統(tǒng)，其中第一陣列的天線元按照公式G＝10log(N)產(chǎn)生相干增益，其中N是線狀組天線元的數(shù)目，G是單個(gè)線狀組天線元之上的增益。
19.按照權(quán)利要求10的天線陣列系統(tǒng)，其中第二陣列有不同于第一陣列的極化。
20.按照權(quán)利要求10的天線陣列系統(tǒng)，其中第一陣列是垂直極化和第二陣列是雙向極化。
21.按照權(quán)利要求10的天線陣列系統(tǒng)，其中第一陣列是多向極化和第二陣列是雙向極化。
22.按照權(quán)利要求10的天線陣列系統(tǒng)，其中第二陣列至少有一組天線元，專門用于接收模式下的工作。
23.按照權(quán)利要求10的天線陣列系統(tǒng)，其中相對(duì)于0度的垂直極化，第二陣列包含+45度和-45度傾斜極化的雙向極化天線元。
24.按照權(quán)利要求10的天線陣列系統(tǒng)，其中第一陣列與第二陣列是在垂直方向上分開的。
25.按照權(quán)利要求10的天線陣列系統(tǒng)，其中第一陣列與第二陣列是在水平方向上分開的。
26.一種天線陣列系統(tǒng)，包括第一天線元陣列，工作在發(fā)射模式和接收模式下；第二天線元陣列，與第一陣列在空間上分開，其間隔在接收模式下足以實(shí)現(xiàn)空間分集增益；接收機(jī)，有監(jiān)測(cè)器和控制器，該監(jiān)測(cè)器監(jiān)測(cè)接收模式下第一陣列和第二陣列的接收輻射圖，該控制器給發(fā)射模式下第一陣列的對(duì)應(yīng)發(fā)射輻射圖提供控制信號(hào)。
27.按照權(quán)利要求26的天線陣列系統(tǒng)，其中第一陣列的各個(gè)天線元之間有空間跨度，它約為工作頻率下一個(gè)波長或小于下一個(gè)波長以避免柵形波瓣確定性問題。
28.按照權(quán)利要求26的天線陣列系統(tǒng)，其中第一陣列的各個(gè)相鄰天線元之間有空間跨度，且其中第一陣列與第二陣列之間的間隔大于每個(gè)該空間跨度。
29.按照權(quán)利要求26的天線陣列系統(tǒng)，其中第一陣列中相鄰垂直組的天線元之間有水平的空間跨度，使得第一陣列適應(yīng)于按照相干方式接收信號(hào)。
30.按照權(quán)利要求29的天線陣列系統(tǒng)，其中安排第一陣列與第二陣列之間的間隔以按照非相干方式接收信號(hào)。
31.按照權(quán)利要求26的天線陣列系統(tǒng)，其中第一陣列中相鄰垂直柱狀組的天線元之間有水平的空間跨度，它小于或等于工作頻率下一個(gè)波長，和其中第一陣列與第二陣列之間的間隔約在工作頻率下5-20個(gè)波長的范圍內(nèi)。
32.按照權(quán)利要求26的天線陣列系統(tǒng)，其中控制器提供控制第一陣列和第二陣列的控制信號(hào)，極大化來自一個(gè)或多個(gè)期望的移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)的上行鏈路接收。
33.按照權(quán)利要求26的天線陣列系統(tǒng)，其中控制器提供控制第一陣列的控制信號(hào)，使得提供的發(fā)射輻射圖可以與第一陣列感覺的接收輻射圖相比較。
34.按照權(quán)利要求26的天線陣列系統(tǒng)，其中監(jiān)測(cè)器監(jiān)測(cè)天線控制參量，該參量包括接收幅度設(shè)定和接收相位設(shè)定。
35.按照權(quán)利要求26的天線陣列系統(tǒng)，其中控制器調(diào)整發(fā)射輻射圖，使它與產(chǎn)生合適接收信號(hào)的天線控制參量一致。
36.按照權(quán)利要求26的天線陣列系統(tǒng)，其中第一陣列包括連接到對(duì)應(yīng)天線元的天線端口，用于形成發(fā)射輻射圖，且其中控制器選取一個(gè)切換設(shè)定，經(jīng)各個(gè)天線端口中至少一個(gè)端口饋入到至少一個(gè)天線元。
37.按照權(quán)利要求26的天線陣列系統(tǒng)，還包括給第一陣列提供發(fā)射信號(hào)的Butler矩陣，且其中控制器調(diào)整直接或間接輸入到Butler矩陣的發(fā)射信號(hào)以形成發(fā)射輻射圖。
38.按照權(quán)利要求26的天線陣列系統(tǒng)，其中基于對(duì)從第一陣列接收信號(hào)的解釋，通過切換一組預(yù)置相位權(quán)重和幅度權(quán)重中的一個(gè)，控制器調(diào)整發(fā)射輻射圖。
39.按照權(quán)利要求38的天線陣列系統(tǒng)，其中接收機(jī)處理各個(gè)分支中的相位權(quán)重和幅度權(quán)重，對(duì)兩個(gè)或多個(gè)分支求和，以提高來自第一陣列和第二陣列接收機(jī)的信號(hào)干擾比。
40.按照權(quán)利要求26的天線陣列系統(tǒng)，其中基于來自第一陣列上行鏈路接收信號(hào)作為最佳傳輸輻射圖的估算，控制器適應(yīng)于調(diào)整下行鏈路的發(fā)射輻射圖。
41.按照權(quán)利要求26的天線陣列系統(tǒng)，其中第二陣列有雙斜極化，且與第一陣列分開約5-20個(gè)波長。
42.按照權(quán)利要求26的天線陣列系統(tǒng)，其中接收機(jī)包括多個(gè)接收分支，用于處理來自第一陣列的接收信號(hào)，提供使干擾減小的射束整形。
43.按照權(quán)利要求26的天線陣列系統(tǒng)，其中接收機(jī)包括多個(gè)接收分支，用于處理來自第二陣列的接收信號(hào)，提供抗快速衰落的合適性能。
44.按照權(quán)利要求26的天線陣列系統(tǒng)，還包括Butler矩陣，對(duì)發(fā)射模式下跨越Butler矩陣到第一陣列的發(fā)射信號(hào)完成近似的傅里葉變換或逆傅里葉變換。
45.按照權(quán)利要求26的天線陣列系統(tǒng)，還包括包含不同放大器的放大器系統(tǒng)，用于放大發(fā)射模式下第一陣列的發(fā)射信號(hào)；一對(duì)連接到該放大器系統(tǒng)的Butler矩陣，用于分擔(dān)負(fù)荷在不同的放大器中。
46.按照權(quán)利要求26的天線陣列系統(tǒng)，其中基于至少第一陣列從移動(dòng)臺(tái)接收到的接收信號(hào)，控制器提供控制信號(hào)，用于數(shù)字方式控制基帶上的第一陣列，定制傳輸給該移動(dòng)臺(tái)的下行鏈路信號(hào)。
全文摘要
一種天線陣列系統(tǒng),包括:第一陣列和第二陣;第一陣列工作在發(fā)射模式和接收模式下,第二陣列工作在接收模式下,它與第一陣列在空間上分開。接收機(jī)調(diào)整接收模式下的接收輻射圖,并提供一個(gè)控制信號(hào),用于發(fā)射模式的發(fā)射輻射圖。
文檔編號(hào)H04B7/06GK1273463SQ0010822
公開日2000年11月15日 申請(qǐng)日期2000年4月30日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月7日
發(fā)明者理查德·T·艾肯, 羅杰·D·班寧, 麥克斯·A·索隆茲, 諾曼·G·茨西 申請(qǐng)人:朗迅科技公司