CN101855782B - 具有蜂窝和点对点通信能力的天线 - Google Patents
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Abstract
一种天线，包括：用于形成射频束的一个或多个射频辐射元件和用于形成点对点束的点对点天线；该点对点元件可相对于天线屏蔽器被固定，可通过使用天线支座对点对点元件和天线屏蔽器一起进行调节来实现点对点元件方向的调节。
Description
技术领域
本发明涉及一种天线，尤其涉及一种基站天线，其包括射频和回程辐射元件。
背景技术
蜂窝基站天线通常包括一个或多个射频辐射元件，其形成位于一个或多个频带中的一个或多个射频束。这些辐射元件与由基站天线覆盖的区域内的移动装置进行通信。
通常在回程链接中，信号发送到基站，以及接收自基站。其可以是微波点对点链接，在这种情况下，微波天线通常独立于基站天线而设置。这需要用于基站和微波天线的单独的天线屏蔽器，在两个天线之间的通信链接，以及两个天线的单独安装。
发明内容
本发明的目的在于提供一种天线，其既包括射频辐射元件也包括回程辐射元件，从而射频和回程辐射元件都可安装到一个单一单元中，并容纳于一个单一天线屏蔽器内，不会牺牲射频或回程通信的性能。
本发明提供一种天线，其既包括蜂窝天线也包括点对点天线，该点对点天线相对于天线屏蔽器固定。
根据本发明的一个示例性实施例，提供一种通信天线，包括：
蜂窝天线，其包括用于形成具有可调角度的射频束的一个或多个射频辐射元件；
点对点天线；以及
天线屏蔽器；
该点对点天线和天线屏蔽器被布置成使得点对点天线相对于天线屏蔽器的空间布局被固定。
根据本发明的另一示例性实施例，提供一种将通信天线安装在蜂窝网络中的方法，该通信天线包括：
蜂窝天线，其包括用于形成具有可调角度的射频束的一个或多个射频辐射元件；
点对点天线；以及
天线屏蔽器；
该点对点天线和天线屏蔽器被布置成使得点对点天线相对于天线屏蔽器的空间布局被固定；
该方法包括将该点对点天线和天线屏蔽器与一远程天线对准，从而能够进行点对点通信链接。
附图说明
组合在说明书中并构成说明书一部分的附图示出了本发明的实施例，并与本发明的上述概述以及下面实施例的详细说明一起用于解释本发明的原理。
图1是没有天线屏蔽器的天线的前视图；
图2是图1所示天线的侧视图；以及
图3为与图2类似的图，示出了具有已就位的天线屏蔽器的天线。
具体实施方式
图1为通信天线1的前视图而图2为其侧视图。天线1安装在支撑件2上，该支撑件2在图中示出为柱，但也可以为任何其他支撑表面例如天线塔、建筑物或其他合适的支撑件。
通信天线1包括具有射频辐射元件3的蜂窝天线。可以设置一个或多个这种射频辐射元件。射频辐射元件3可以适于发送和/或接收蜂窝通信网络中的信号。特别地，射频辐射元件3可以适用于蜂窝基站天线中。
射频馈送网络4可以向射频辐射元件3供给信号和/或从其中得到信号。接地面5可以位于射频辐射元件3后面。
使用中，射频辐射元件3产生射频束，该射频束具有可调节的方位角，如箭头6所示。射频束角度的调节可通过电调节或机械调节来实现。例如，接地面5可以支撑射频辐射元件3并在每端被安装于天线壳体8内的旋转支座7上。这允许射频辐射元件3在壳体内旋转，从而改变射频束的方位角。
天线壳体8可以包括后壁8a、顶壁8b以及底壁8c，如图2所示。天线壳体8可以构造成容纳天线屏蔽器11，如图3所示，从而天线的电元件可包含在由壳体8和天线屏蔽器11形成的封闭体内。这样，接地面5在支座7上的旋转可使得接地面相对于天线屏蔽器运动。
另外，馈送网络可以包括多个移相器，用于调节供至各独立射频辐射元件3的信号的相位。这使得允许调节射频天线束的下倾角，如图2中箭头9所示。这样，下倾角的调节可由电装置来实现而方位角的调节可由机械装置来实现。
通常，方位角和下倾角的调节可以通过机械调节和电调节的组合来实现。例如，方位角和下倾角都可以由电移相器来调节。
另外，也可设置用于调节射频束的束宽的构造。例如，可使用功率分配器来调节束宽，该功率分配器用于分配供至各个射频辐射元件3的功率。
射频束的角度和束宽可远程调节，例如在申请人的名为“Cellularantenna(蜂窝天线)”的美国专利申请公开US2004/0038714 A1和名为“Acellular antenna and systems and methods therefor(蜂窝天线及其***和方法)”的美国专利申请公开US2006/0244675 A1中所讨论的。这些文献的公开内容结合在此作为参考。
通信天线1还包括点对点天线10，此点对点天线可以适于形成回程通信链接。点对点天线10可以为微波天线，例如微波盘或平面微波阵列。点对点天线10可以为高方向性天线。
点对点天线10相对于天线屏蔽器11(图3)被固定。这意味着通过将点对点天线10和天线屏蔽器一起定向而使点对点天线10被定向。这种固定的构造可以通过将天线屏蔽器和点对点天线10都固定到一个天线结构上来实现，或通过将它们直接固定到一起来实现。这样，点对点天线10和天线屏蔽器的定向就需要或不需要整个通信天线1的定向。
使点对点天线相对于天线屏蔽器固定可简化天线屏蔽器对点对点通信中所用的辐射的影响。点对点天线相对于天线屏蔽器的相对移动可能对点对点天线的辐射图案和返回损失具有不期望且负面的影响。这是很重要的，因为点对点天线10可以较高频率例如18-23GHz操作。克服这些由于设计产生的影响是很具挑战的，特别是在高频下。
此外，点对点天线10可以在许可频带内使用，该频带中辐射图案必须满足严格规定的图案包络(pattern envelopes)。点对点天线和天线屏蔽器之间的相对移动的影响于是可能会产生特别的问题。
点对点天线和屏蔽器之间的这种相对移动还需要额外的元件和移动部件。
图2示出通信天线1可以使用两部件式安装构造12、13安装在支撑件2上，该安装构造可以位于天线壳体外面。
底部安装件13可以包括用于安装到支撑件2的支架14；用于安装到天线1的第二支架15；以及将两个支架14，15相接合的枢转连接件16。
顶部安装件12可包括用于安装到支撑件2的支架18；用于安装到天线1的第二支架19；以及将支架18，19相接合的两支腿连接件。该两支腿连接件可包括在中央枢轴23处相接合的第一支腿21和第二支腿22。每个支腿21，22在枢轴24、25处被接合到支架之一上。中央枢轴23包括用于将两个支腿21、22以适当角度固定的紧固件(未示出)。
此安装构造12、13允许天线的下倾方向得到调节。顶部安装件12可以通过改变两个支腿21、22的角度来得到调节，而底部安装件13允许天线绕枢轴16旋转。
类似地天线的方位定向可以使用安装在支撑件2上的支架14、18或使用别一枢轴来调节。
这样，天线在下倾和方位上的定向都可以使用用于将天线安装到支撑件2的安装构造而被固定。安装构造允许在天线连接到支撑件之后调节天线的方向，或仅允许天线以需要的方向被固定。
因为点对点天线10相对于天线屏蔽器被固定，可以通过使用安装构造12、13对天线屏蔽器和点对点天线一起进行定向来实现点对点天线10的定向。此定向将通常在安装天线时进行，但网络中的变化可能会需要在后来对其进行重定向。
一旦天线使用安装构造12、13得到安装，可使用前述的电调节或机械调节来对射频束进行定向。
因此，通常，天线壳体和天线屏蔽器可以使用天线安装构造被安装到支撑件上。用于射频元件的接地面可以支撑这些元件且可以被安装到天线壳体上，从而可允许接地面在天线壳体和天线屏蔽器中旋转。点对点天线可以安装到天线壳体和/或天线屏蔽器上。
蜂窝天线和点对点天线都可以被包含在天线屏蔽器11内。
上面描述的方法和天线使得容易将点对点辐射器和射频辐射器安装在一个单一单元内。点对点元件与天线屏蔽器的排列可以使天线满足对于点对点链接(它们通常为微波链接)而言非常严格的辐射图案要求。相比较而言，具有位于天线屏蔽器内的可调点对点天线的***(即，其中，点对点元件的定向并不是相对于天线屏蔽器被固定)可能会对点对点天线的辐射图案和返回损失产生不期望和/或负面的影响。申请人的天线能使用嵌在射频天线中的点对点天线，而不需要解决由于点对点天线相对于天线屏蔽器的调节而产生的各种影响。
虽然通过本发明实施例的描述来示例了本发明，且虽然已详细描述了这些实施例，但是，申请人并不是意图要限定或以其他方式限制权利要求的保护范围到如此详细的程度。对本领域技术人员而言可有其他优点或变化。因此，本发明在宽泛保护范围方面并不限于这些具体细节。因此，在不偏离申请人总体发明概念的范围的情况下可以根据这样细节作出一些改动。
Claims (13)
1.一种通信天线，包括：
i.蜂窝天线，其包括用于形成射频束的一个或多个射频辐射元件，所述蜂窝天线具有机械可调的方位角；
ii.点对点天线；
iii.天线屏蔽器，其封罩着所述蜂窝天线和所述点对点天线；以及
iv.至少一个可调安装支架，其允许天线屏蔽器和点对点天线两者相对于远程天线的一起定向能够实现点对点通信链接；
该点对点天线和天线屏蔽器被布置成使得该点对点天线相对于天线屏蔽器的空间布局被固定，并且所述蜂窝天线的机械可调的方位角允许所述蜂窝天线和所述天线屏蔽器的空间布局改变。
2.如权利要求1所述的通信天线，其特征在于，所述点对点天线是微波天线。
3.如权利要求2所述的通信天线，其特征在于，所述微波天线是微波盘。
4.如权利要求2所述的通信天线，其特征在于，所述微波天线是平面微波阵列。
5.如权利要求1所述的通信天线，其特征在于，所述点对点天线被构造成能够进行回程通信链接。
6.如权利要求1所述的通信天线，其特征在于，所述通信天线为蜂窝基站天线。
7.如权利要求1所述的通信天线，其特征在于，所述射频束具有可调下倾角。
8.如权利要求1所述的通信天线，其特征在于，包括一个或多个移相器，用于调节发送到或接收自射频辐射元件的信号的相位，从而调节射频束的角度。
9.如权利要求1所述的通信天线，其特征在于，还包括壳体，其中所述蜂窝天线通过旋转安装件安装于所述壳体。
10.如权利要求1所述的通信天线，其特征在于，所述蜂窝天线还包括定位在射频辐射元件后面的接地面，所述接地面相对于所述天线屏蔽器可旋转。
11.如权利要求1所述的通信天线，其中所述点对点天线是回程天线。
12.一种将通信天线安装在蜂窝网络中的方法，该通信天线包括：
i.蜂窝天线，其包括用于形成具有可调角度的射频束的一个或多个射频辐射元件；
ii.点对点天线；
iii.天线屏蔽器，点对点天线和蜂窝天线封罩在所述天线屏蔽器中；以及
iv.安装构造，其将通信天线安装于支撑件；该点对点天线和天线屏蔽器布置成使得该点对点天线相对于天线屏蔽器的空间布局被固定；
该方法包括调节所述安装构造以相对于支撑件移动通信天线从而使该点对点天线和天线屏蔽器一起与一远程天线对准，从而能够进行点对点通信链接；以及
相对于天线屏蔽器旋转蜂窝天线以调节射频束的方位角。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括调节射频束的角度，使得该射频束与所需的覆盖面积对准。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20141126 Termination date: 20170813 |