本发明专利技术公开了用于单面板全双工卫星用户终端的天线晶格。一种全双工用户终端面板(UTP)包括具有多个Tx天线单元的一个或多个用户终端模块(UTM)。每一个Tx天线单元彼此间隔开距离dTx。所述全双工UTP还包括多个Rx天线单元。每一个Rx天线单元彼此间隔开距离dRx。此外，Tx天线单元可以根据Tx晶格dTx间隔开，从而使得Tx晶格dTx间距安排在Tx频率范围提供仰角平面内的无光栅波瓣扫描。Rx天线单元根据Rx晶格dRx间隔开，从而使得Rx晶格dRx间距安排在Rx频率范围提供仰角平面内的无光栅波瓣扫描。频率范围提供仰角平面内的无光栅波瓣扫描。频率范围提供仰角平面内的无光栅波瓣扫描。
【技术实现步骤摘要】
用于单面板全双工卫星用户终端的天线晶格
[0001]本公开内容的各方面涉及全双工波束扫描天线系统的领域，更具体来说涉及天线单元的晶格配置。
技术介绍
[0002]无线革命已导致对于我们有限的无线频谱的不断增加的需求。与双孔径全双工或半双工面板相比，从用于发送和接收的单个面板实现全双工卫星通信有希望改进对于有限的无线频谱的使用，并且在保持相同的天线足迹的同时提高卫星通信吞吐量。本文中所使用的术语“单面板全双工”描述的是来自单个孔径的同时数据发送和接收。换句话说，全双工单面板天线系统能够从同一物理孔径同时进行双向数据发送。双面板全双工天线系统能够从两个分开的孔径同时进行双向数据发送：Tx孔径和Rx孔径。半双工设备每次只能在一个方向上进行发送，其中数据可以在两个方向上移动，但不是同时在两个方向上移动。此外，针对一定仰角范围扫描波束会对于天线单元晶格(网格)的Tx和Rx部分引入不同的几何要求。满足在Tx和Rx频率范围内进行辐射的性能要求以及允许在Tx和Rx频率中进行扫描会实现全双工通信的可靠操作。
[0003]当处于接收模式时，单面板全双工天线系统的G/T是其中一个最重要的品质因数。G是天线系统的增益，T是系统噪声温度。G/T越高，系统的灵敏度就越好。
[0004]当处于发送模式时，单面板全双工天线系统的有效各向同性辐射功率(EIRP)是其中一个最重要的品质因数。EIRP是等效于为了给出相同的辐射强度而必须由(理论上的)各向同性天线辐射的功率数量的以瓦特计(或者dBW、dBm等等)的总功率。在给定特定的射频集成电路(RFIC)传导输出功率的情况下，EIRP在天线的主波束的方向上被规定和测量，并且帮助确定所需的天线单元的数量。
[0005]给定方向上的天线系统的极化被定义为由天线系统发送或辐射的波的极化。辐射波的极化被定义为描述电场矢量的时变方向和相对幅值的电磁(EM)波的属性；具体来说是沿着传播方向观测的由在空间中处于固定位置的场矢量的端点描迹为时间函数的图形及其被描迹的指向。所使用的常见极化是圆极化(CP)和线性极化(LP)。CP的示例有右手CP(RHCP)和左手CP(LHCP)，其中RHCP和LHCP是正交极化。LP的示例有垂直LP和水平LP，其中垂直LP和水平LP是正交极化。为了使得接收天线能够捕获从发送天线入射在其上的全部辐射，辐射和接收天线必须具有相同的极化。
[0006]极化控制是通过控制两个或更多RFIC通道的RF信号(幅度和相位)来改变天线系统的极化的能力，所述两个或更多RFIC通道通过天线单元的两个或更多天线端口连接到天线单元。极化控制的其他手段可以包括使用RF开关。
[0007]固定LP和CP可以通过使用连接到单个RFIC通道的单个天线端口来实现。其他固定CP可以通过将两个天线端口经由微波电路连接到单个RFIC通道来实现，所述微波电路比如是90度混合(或正交混合)、环形混合、Wi lkinson功率分配器或T型结功率分配器。
[0008]扫描天线波束是当天线的主波束可以被调节为指向所期望的方向，比如45度仰
角。通过经由RFIC控制单独天线单元水平的相位，可以操纵相控阵天线的波束，比如全双工单面板的Tx天线和/或Rx天线的波束。典型的应用要求仰角平面内的一定扫描范围，例如从90度仰角(正上方或指向天空)开始到40度仰角的50度仰角范围。此外，假设所述扫描范围覆盖0度到360度的完全方位角范围。
技术实现思路
[0009]在一些实施例中，全双工用户终端面板(UTP)包括一个或多个用户终端模块(UTM)。每一个UTM可以包括两个或多个单位蜂窝。每一个单位蜂窝可以包括具有多个Tx天线单元端口的发送(Tx)天线单元和具有多个Rx天线单元端口的接收(Rx)天线单元。第一单位蜂窝的第一Tx天线单元的中心与第二单位蜂窝的第一Tx天线单元的中心的距离为x。每一个Tx天线单元通过第一频率范围进行发送，每一个Rx天线单元通过第二频率范围进行接收。第一频率范围不同于第二频率范围。第一单位蜂窝的第一Rx天线单元的中心与第二单位蜂窝的第一Rx天线单元的中心具有相同的距离(例如等距)。距离x是使得在第二频率范围实现仰角平面内的无光栅波瓣扫描的值。每一个UTM还可以包括被配置为发送射频(RF)信号的至少一个Tx射频集成电路(RFIC)。Tx RFIC包括分别连接到多个Tx天线单元端口的其中之一的一个或多个Tx通道。每一个UTM还可以包括被配置为接收RF信号的至少一个Rx RFIC。Rx RFIC包括分别连接到多个Rx天线单元端口的其中之一的一个或多个Rx通道。
[0010]在一些实施例中，全双工用户终端面板(UTP)包括一个或多个用户终端模块(UTM)，每一个UTM具有多个Tx天线单元。每一个Tx天线单元彼此间隔开距离dTx。全双工UTP还包括多个Rx天线单元。每一个Rx天线单元彼此间隔开距离dRx。距离dRx大于距离dTx。此外，Tx天线单元根据Tx晶格dTx间隔开，从而使得Tx晶格dTx间距安排在Tx频率范围实现仰角平面内的无光栅波瓣扫描。Rx天线单元根据Rx晶格dRx间隔开，从而使得Rx晶格dRx间距安排在Rx频率范围提供仰角平面内的无光栅波瓣扫描。全双工UTP还包括分别被配置为发送射频(RF)信号和接收RF信号的一个或多个Tx射频集成电路(RFIC)和一个或多个Rx RFIC。Tx RFIC包括一个或多个Tx通道，Rx RFIC包括一个或多个Rx通道，从而使得每一个Tx通道分别连接到多个Tx天线单元端口的其中之一，并且使得每一个Rx通道分别连接到多个Rx天线单元端口的其中之一。
[0011]在一些实施例中，全双工用户终端面板(UTP)包括一个或多个UTM。每一个UTM被配置4个子UTM。每一个子UTM具有彼此间隔开距离dTx的多个Tx天线单元。每一个子UTM具有彼此间隔开距离dRx的多个Rx天线单元，其中距离dRx大于距离dTx。Tx天线单元根据Tx晶格dTx间隔开，Rx天线单元根据Rx晶格dRx间隔开。Tx晶格dTx间距安排在Tx频率提供仰角平面内的无光栅波瓣扫描。Rx晶格dRx间距安排在Rx频率提供仰角平面内的无光栅波瓣扫描。每一个UTM可以包括被配置为发送射频(RF)信号的至少一个Tx射频集成电路(RFIC)。Tx RFIC包括分别连接到多个Tx天线单元端口的其中之一的一个或多个Tx通道。每一个UTM可以包括被配置为接收RF信号的至少一个Rx RFIC。Rx RFIC可以包括分别连接到多个Rx天线单元端口的其中之一的一个或多个Rx通道。各个子UTM被配置在象限中，从而使得每一个子UTM彼此顺时针旋转90度。
[0012]通过提供单面板全双工天线系统和允许天线系统的同时Rx和Tx操作(包括波束扫描)的晶格配置，除了其他好处之外，本文中所描述的一个或多个实施例解决了现有技术中
的一个或多个前述问题。
[0013]在一个实施例中，单面板天线系统包括多个用户终端模块(UTM)，所述用户终端模块由作为被配置用于Tx和Rx天线晶格全部二者的最小重复结构的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种全双工用户终端面板(UTP)，包括：一个或多个用户终端模块(UTM)，每一个UTM包括：两个或更多单位蜂窝，每一个单位蜂窝包括：发送(Tx)天线单元，包括多个Tx天线单元端口；接收(Rx)天线单元，包括多个Rx天线单元端口；其中，第一单位蜂窝的第一Tx天线单元的中心与第二单位蜂窝的第一Tx天线单元的中心的距离为x；其中每一个所述Tx天线单元通过第一频率范围发送，并且每一个所述Rx天线单元通过第二频率范围接收，所述第一频率范围不同于所述第二频率区域；以及其中所述第一单位蜂窝的第一Rx天线单元的中心与所述第二单位蜂窝的第一Rx天线单元的中心具有相同的距离，并且其中所述距离x是使得在第二频率范围内实现在仰角平面中的无光栅波瓣扫描的值；被配置为发送射频(RF)信号的至少一个Tx射频集成电路(RFIC)，所述Tx RFIC包括一个或多个Tx通道，每一个Tx通道单独连接到所述多个Tx天线单元端口中的一个；以及被配置为接收RF信号的至少一个Rx RFIC，所述Rx RFIC包括一个或多个Rx通道，每一个Rx通道单独连接到所述多个Rx天线单元端口中的一个。2.根据权利要求1所述的全双工UTP，其中对于第n个单位蜂窝，所述第n个单位蜂窝的中心与邻近单位蜂窝的中心具有距离x。3.根据权利要求1所述的全双工UTP，其中邻近的Tx天线单元和Rx天线单元被彼此定位为在所述多个Tx天线端口和所述多个Rx天线端口之间提供RF隔离。4.根据权利要求3所述的全双工UTP，其中所述RF隔离是通过Tx天线单元禁止区和Rx天线单元禁止区实现的，Tx天线单元禁止区围绕Tx天线单元的外围布置，并且Rx天线单元禁止区围绕Rx天线单元的外围布置。5.根据权利要求4所述的全双工UTP，其中所述Tx天线单元禁止区包括围绕所述Tx天线单元的缓冲区，并且其中所述Rx天线单元禁止区包括围绕所述Rx天线单元的缓冲区。6.根据权利要求4所述的全双工UTP，其中所述Rx天线单元的电场不与所述Tx天线单元的所述禁止区重叠，并且其中所述Tx天线单元的电场不与所述Rx天线单元的所述禁止区重叠。7.根据权利要求3所述的全双工UTP，其中每一个Tx天线单元关于相邻的Rx天线单元间隔开，使得所述Tx天线单元避免与所述相邻的Rx天线单元的信号耦合。8.根据权利要求1所述的全双工UTP，其中所述Tx天线单元关于所述Rx天线单元被对角线定位。9.根据权利要求1所述的全双工UTP，其中所述Tx天线单元被定位在所述Rx天线单元上方。10.根据权利要求1所述的全双工UTP，其中每一个Tx天线单元具有共同的Tx极化，每一个Rx天线单元具有共同的Rx极化，Tx天线单元的共同的Tx极化正交于Rx天线单元的共同的Rx极化。11.根据权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：乌尤特瓦特公司，
类型：发明
国别省市：
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