用于交叉极化倾角天线的装置和方法
【专利说明】
[0001 ]本申请要求于2014年7月28日提交的作者为Zhengxiang Ma等人、发明名称为"用 于交叉极化倾角天线的装置和方法"的第62/029,902号美国临时专利申请W及于2015年1 月29日提交的发明名称为"用于交叉极化倾角天线的装置和方法"的第14/609,251号美国 专利申请的在先申请优先权，该两个申请的全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
[0002] 本发明设及网络通信，尤其设及一种用于交叉极化倾角天线的装置和方法。
【背景技术】
[0003] 在无线或蜂窝通信例如长期演进化TE)的交叉极化天线系统中，天线被设计成分 别W+45°和-45°极化发射两个交叉极化射频(RF)波束。进一步地，该两个极化设置为相同 的下倾角，例如该两个极化波束的每一个的下倾角都是8°。为了确保适当的多输入和多输 出(ΜΙΜΟ)操作，多根交叉极化天线需要具有相同的覆盖范围，该相同的覆盖范围极大程度 地受其下倾角影响。然而，对于交叉极化天线的当前设置，固定两个极化波束的下倾角，无 法提供仰角维度的任何ΜΙΜΟ或波束赋形功能。因此需要一种改进的交叉极化天线设计来提 供用于一般ΜΙΜΟ或波束赋形的可变功能，如可变的仰角或Ξ维覆盖。
【发明内容】
[0004] 根据一实施例，一种由天线电路执行的方法包括:通过基带数字电路生成一对信 号;通过禪合到所述基带数字电路的一对各自的射频(RF)发射器发射所述信号;通过禪合 到所述RF发射器的一对各自的功率放大器(ΡΑ)放大所述信号。所述方法还包括:通过90°或 180°混合禪合器(在此也简称为混合器)功能块将90°和180°相位差中的一个引入到所述信 号中；放大所述信号和引入所述90°和180°相位差中的一个后，通过禪合到所述ΡΑ的单列交 叉极化天线W两个不同的极化度极化所述信号;也通过所述单列交叉极化天线W不同的下 倾角倾斜所述信号，并且进行极化和倾斜后，通过所述单列交叉极化天线WRF波束形式发 送所述信号。
[0005] 根据另一实施例，一种天线电路包括:基带信号处理器，禪合到所述基带信号处理 器的一对RF发射器，W及禪合到该对RF发射器的一对ΡΑ。所述天线电路还包括:禪合到该对 RF发射器的90°或180°混合器;禪合到该对ΡΑ的一对双工器(DUP);禪合到该对ΡΑ的两根天 线，所述两根天线W不同的下倾角进行下倾。
[0006] 根据又一实施例，一种天线电路包括:包括四个输出端口的基带信号处理器，禪合 到所述四个输出端口的前两个端口的第一对RF发射器，禪合到所述四个输出端口的后两个 端口的第二对RF发射器，禪合到所述第一对RF发射器的第一对ΡΑ，禪合到所述第二对RF发 射器的第二对ΡΑ，禪合到所述第一对RF发射器的第一 90°或180°混合器，禪合到所述第二对 RF发射器的第二90°或180°混合器，禪合到所述第一对ΡΑ的第一对DUP，W及禪合到所述第 二对ΡΑ的第二对DUP。所述天线电路还包括:禪合到所述第一对ΡΑ的第一列上的第一交叉极 化天线，和禪合到所述第二对PA的第二列上的第二交叉极化天线。所述第一交叉极化天线 W不同的下倾角进行下倾，所述第二交叉极化天线也W不同的下倾角进行下倾。
[0007] 上述宽泛地概括了本发明实施例的特征，W便能够更好理解W下详细描述。实施 例的附加特征和优势将在下文进行描述，运形成了权利要求的主题。本领域的技术人员应 当理解，所公开的概念和特定实施例易被用作修改或设计用于实现各实施例相同目的的其 他结构或过程的基础。本领域的技术人员也应当意识到，运种等同构造不脱离所附权利要 求书所阐述的本发明的精神和范围。
【附图说明】
[0008] 为了更完整地理解本发明及其优点，现在参考下文结合附图进行的描述，其中：
[0009] 图1是一种交叉极化天线系统的示意图；
[0010] 图2是图1的一种交叉极化天线系统的器件设计的示意图；
[0011] 图3是一种改进的交叉极化天线系统的实施例示意图；
[0012] 图4是图3的一种改进的交叉极化天线系统的器件设计的实施例示意图；
[0013] 图5是图3的一种改进的交叉极化天线系统的覆盖区域的实施例示意图；
[0014] 图6是一种典型的改进的交叉极化天线系统的平均用户吞吐量的仿真结果的图 表；
[0015] 图7是一种典型的改进的交叉极化天线系统的边缘用户吞吐量的仿真结果的图 表；
[0016] 图8是图3的一种改进的交叉极化天线系统的器件设计的另一实施例示意图；
[0017] 图9是一种典型的改进的交叉极化天线系统的仿真结果的图表；
[0018] 图10是一种典型的改进的交叉极化天线系统的仿真结果的图表；
[0019] 图11是一种改进的两列交叉极化天线系统的实施例示意图；
[0020] 图12是图11的一种改进的两列交叉极化天线系统的器件设计的实施例示意图；
[0021] 图13是一种典型的改进的交叉极化天线系统的平均用户吞吐量的仿真结果的图 表；
[0022] 图14是一种典型的改进的交叉极化天线系统的边缘用户吞吐量的仿真结果的图 表；
[0023] 图15是一种典型的改进的交叉极化天线系统的平均用户吞吐量的仿真结果的图 表；
[0024] 图16是一种典型的改进的交叉极化天线系统的边缘用户吞吐量的仿真结果的图 表；
[0025] 图17是一种典型的改进的交叉极化天线系统的平均用户吞吐量的仿真结果的图 表；
[0026] 图18是一种典型的改进的交叉极化天线系统的边缘用户吞吐量的仿真结果的图 表；
[0027] 图19是一种典型的改进的交叉极化天线系统的平均用户吞吐量的仿真结果的图 表；
[0028] 图20是一种典型的改进的交叉极化天线系统的边缘用户吞吐量的仿真结果的图 表；
[0029] 图21是一种改进的采用垂直扇区的交叉极化天线系统的实施例示意图；
[0030] 图22是图21的一种改进的交叉极化天线系统的器件设计的实施例示意图；
[0031] 图23是一种典型的改进的交叉极化天线系统的平均用户吞吐量的仿真结果的图 表；
[0032] 图24是一种典型的改进的交叉极化天线系统的边缘用户吞吐量的仿真结果的图 表；
[0033] 图25是图3的一种改进的交叉极化天线系统的可选设计的实施例示意图；
[0034] 图26是图3的一种改进的交叉极化天线系统的可选设计的实施例示意图；
[0035] 图27是图3的一种改进的交叉极化天线系统的可选设计的实施例示意图；
[0036] 图28是图3的一种改进的交叉极化天线系统的器件设计的另一实施例示意图；
[0037] 图29是图3的一种改进的交叉极化天线系统的器件设计的另一实施例示意图；
[0038] 图30是图3的一种改进的交叉极化天线系统的器件设计的另一实施例示意图；
[0039] 图31是图3的一种改进的交叉极化天线系统的器件设计的另一实施例示意图；
[0040] 图32是图3的一种改进的交叉极化天线系统的器件设计的另一实施例示意图；
[0041] 图33是图11的一种改进的两列交叉极化天线系统的器件设计的实施例示意图；
[0042] 图34是图11的一种改进的两列交叉极化天线系统的器件设计的另一实施例示意 图；
[0043] 图35是一种改进的交叉极化天线系统的操作方法的实施例流程示意图。
[0044] 除非另有指示，否则不同图中的对应标号和符号通常指代对应部分。绘制各图是 为了清楚地说明实施例的相关方面，因此未必是按比例绘制的。
【具体实施方式】
[0045] 下文将详细论述当前优选实施例的设计和使用。但应了解，本发明提供的许多适 用发明概念可实施在多种具体环境中。所论述的具体实施例仅仅说明用W设计和使用本发 明的具体方式，而不限制本发明的范围。
[0046] 图1示出了一种可W用于LTE的交叉极化天线系统，通常称为两发(2T)系统。该系 统设置采用±45°的交叉极化天线。两个极化设置为相同的下倾角，例如8°。
[0047] 图2示出了图1的交叉极化天线系统的器件设计。该设计包括±45°的单列交叉极 化天线210。所述单列天线210禪合到两个射频(RF)发射器(Τχ)220。如图所示，每个RF Τχ 220通过相应的功率放大器(ΡΑ)230和双工器(DUP)240与该单列天线210中的两个极化中的 一个进行禪合。
[0048] 为了支持适当的ΜΙΜΟ操作，具有上述类似设置的系统的多根天线需要具有相同的 覆盖范围。然而，由于固定下倾角的限制，图1的设置不提供灵活的仰角维度的ΜΙΜΟ或波束 赋形功能。在此提供系统和方法的实施例是为了提供一种采用不同下倾角的交叉极化天线 设计，W支持ΜΙΜΟ或波束赋形的可变功能。W下实施例呈现在LTE系统的上下文中。然而，提 供的方案可W扩展到任