一种用于分集操作的天线包括多个相连的天线单元(100)。每个天线单元具有：第一辐射元件(102)，具有在第一工作频率上的四分之一波长的长度；以及第二辐射元件(104)，具有在与该第一工作频率不同的第二工作频率上的四分之一波长的长度，第二辐射元件与第一辐射元件共享第一辐射元件的分段。馈电点用于将馈线耦合到所述第一辐射元件或所述第二辐射元件之一，使得元件分别在第一工作频率和第二工作频率上谐振并以实质正交的极性谐振。分集天线被配置具有两个或更多个天线单元。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及通信系统领域，并且更具体地涉及用于移动无线通信的基站天线和相关方法。
技术介绍
天线分集技术利用两个或更多个天线来提高在无线链路上接收和发送的信号的质量和可靠性。主要的无线环境是在最终接收到之前沿多径来反射信号的城市环境。这些反弹中的每个可以在接收天线的孔径处引入可以破坏性地相互干扰的相移、时间延迟、衰减和甚至失真。天线分集对减轻这些多径状况特别有效。此外，通过使用在其中发送或接收信号的不同频带或空间区域，天线分集允许增加系统的容量，例如通过将不同空间区域分配用于不同信道，允许重复使用相同频带。因此，正在探索天线分集(频率、极化、辐射方向图和空间)用于当前和未来的多天线智能无线通信系统(例如LTE (长期演进)和MMO (多输入多输出))。诸如第三代合作伙伴计划(3GPP)长期演进(LTE)、超移动宽带(UMB)、高速下行链路分组接入(HSDPA)和IEEE802.16e (WiMAX)之类的蜂窝标准支持多输入多输出(MMO)无线通信技术。MMO在发射机和接收机处使用多天线以及高级数字信号处理，来提高链路质量和容量。现有基站使用天线阵列，来提供发射和接收分集。最近，微带天线的研究已经聚焦于频率重用和双正交极化的极化分集，以使通信系统的容量翻倍，并减少在陆上移动通信中所接收信号的多径衰落。此外，通常通过多层构架实现的双频微带天线阵列已经获得了相当多的关注。然而，在双极化双频带微带天线阵列的设计和构架中已经存在一些固有的挑战。传统上，通过在双正交边缘向贴片馈电来实现双极化微带天线。此馈电方案需要分别用于两个单独的极化组件的两个馈电网络。但是，如果要在有限可允许的空间中使用双极化阵列，分配足够空间来容纳两组馈电网络是困难的。可能出现强模式耦合和高交叉极化。如果需要将有源和无源电路集成到馈电网络中，此问题加重。此外，如果通过多层构架来实现针对以上双馈线双极化阵列的双频操作，则阵列的大小和复杂度将进一步增加。特别是由于天线必须能够覆盖尽可能多的频带，同时其尺寸上很小并仍具有高性能，因此用于移动通信的天线的设计者面临巨大的挑战。附图说明参考附图将更好地理解本公开，在附图中:图1示出了根据本主题的实施例的双频天线单元的基本配置的俯视图；图2a d分别示出了图1的天线单元的叶形、折线形、正方形和三角形配置；图3a b分别示出了使用根据本主题的实施例的双频天线单元的多端口分集天线配置的俯视图和侧视图4a b分别示出了使用根据本主题的另一实施例的双频天线单元的单端口分集天线配置的俯视图和侧视图；图5a b示出了图3和图4的分集天线的其他配置的俯视图；图6a b分别示出了使用根据本主题的其他实施例的双频天线单元的单端口偶极分集天线配置的俯视图和侧视图；图7a b分别示出了使用根据本主题的另一实施例的双端口偶极分集天线的俯视图和侧视图；图8a b分别示出了使用根据本主题的另一实施例的双频天线单元的第四分集天线配置的俯视图和侧视图；图9a b示出了针对图4的天线的反射参数的图；图10示出了在双频带之一处的针对图4的天线的远场极化方向图；图1la b示出了当分别激活第一端口和第二端口时图7的天线的远场极化方向图；以及图12示出了根据本主题的实施例可操作的无线通信系统的功能框图。具体实施例方式在以下说明书中，类似标记指代附图中示出的类似结构。注意，除非另行说明，否则本文所使用的术语“辐射”是无方向的，并暗示了发送和接收的能力。根据本主题的方案，提供了包括多个连接的天线单元在内的用于分集操作的天线。每个天线单元具有:第一辐射元件，具有在第一工作频率上四分之一波长的长度；以及第二辐射元件，具有在与该第一工作频率不同的第二工作频率上的四分之一波长的长度，第二辐射与第一导体共享第一导体的分段。馈电点用于将馈线耦合到所述第一辐射元件或所述第二辐射元件之一，使得元件分别在第一工作频率和第二工作频率上谐振并以实质正交的极性来谐振。根据进一步的方案，第一辐射元件是具有第一端和第二端的直线，并且第二辐射元件被布置为具有部分围绕第一辐射元件的开放端。在进一步的方案中，天线包括被布置在第一辐射元件的第一端的邻近的寄生元件。在进一步的方案中，辐射元件是导体，并且在另一方案中，辐射元件是隙缝。在又进一步的方案中，四端口天线分集单极天线被配置具有多个天线单元，该多个天线单元在衬底上形成的，所述多个天线单元被布置为将它们的第一导体在各个第二端的公共连接点处连接在一起，这样连接的天线单元相对于至少一个对称轴对称，并且衬底与公共接地面隔开。在又进一步的方案中，单端口极化分集偶极天线被配置具有两对天线单元，该两对天线单元在衬底上形成，并且该两对天线单元被布置为相对于至少一个对称轴对称，且每一对将它们各个第二端相连，以形成馈电点。在又进一步的方案中，双端口极化分集偶极天线被配置具有两对天线单元，该两对天线单元在衬底上形成，并且该两对天线单元被布置为使得成对的天线沿着各个交叉轴，且(沿着相同轴的)各个对将它们的第二端与馈线相连。参考图1，示意性地示出了根据本主题的实施例的双频天线单元100的基本配置。在此实施例中，天线单元100具有一对有线线路(wireline)导体102和104，该一对有线线路导体102和104包括:在合适的平坦衬底(未示出)(例如FR4)的表面上形成的两个辐射元件。将有线线路导体蚀刻、涂制或以其他方式形成在衬底上。以不同物理长度LI和L2来形成有线线路导体对102和104，物理长度LI和L2各自对应于在基础模式或支配模式(dominant mode)下期望工作频率的大约四分之一(1/4)波长。双工作频率通常是在激励天线(该天线处于其基础模式)时的相应谐振频率。注意，在耦合的情况下，长度可以比1/4波长稍长或稍短，并且导体的电长度随着不同工作模式而变化，同样，针对较高的工作模式，电长度不同。第一导体102具有分别标记为O和B的第一和第二端。第二导体104具有分别标记O和D的第三和第四端。取决于具体配置(稍后描述)，第二导体104在标记A的位置从第一导体102延伸，使得第一导体和第二导体102、104共享它们长度(即O-A或B-A)的一部分。第二导体104被布置在衬底上,其第四端D向离开第一导体102的方向延伸。A的位置通常接近端B，并且通常在设计时使用本领域已知的合适仿真器来确定。取决于下文将描述的具体应用，可以在导体的端0、B和D之一，或在沿着导体102、104的长度的位置上产生馈电连接。取决于下文将描述的具体应用，在辐射导体102、104的端O、B、D或A之一处可以连接针对接地导体的短路管脚(未示出)。同样取决于应用，贴片元件01可以被布置在衬底106的靠近导体的各端之一(优选地在第一端O)的区域中的表面上。贴片01表现为寄生元件，并且取决于天线的期望响应，具有不同几何形状之一(例如，直线、矩形或圆形)。通常在设计时基于期望的具体响应，对贴片元件01的配置和放置加以建模和确定。如稍后将描述的，取决于应用和馈电布置，天线单元100可以与或可以不与接地导体一起使用。可以通过改变导体102、104的物理长度来容易地改变天线单元的谐振频率。在示例实现中，第一导体102是直线，且第二导体104被布置为具有其开放端(open e本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：王栋，饶勤疆，詹姆斯·保罗·沃登，
申请(专利权)人：捷讯研究有限公司，
类型：
国别省市：
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