CN110828976B - 天线***和基站 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种天线***和基站。该天线***包括辐射阵列，收发TRX单元和滤波器组；其中，辐射阵列包括独立设置的发射天线单元组和接收天线单元组，发射天线单元组用于发射信号，接收天线单元组用于接收信号，收发TRX单元包括发射模块和接收模块，滤波器组包括第一类滤波器和第二类滤波器，第一类滤波器连接发射天线单元组与发射模块之间，第二类滤波器连接在接收天线单元组与接收模块之间。本申请的天线***能够减少发射信号产生的PIM信号对接收信号的干扰。

Description

天线***和基站
技术领域
本申请涉及通信技术领域，并且更具体地，涉及一种天线***和基站。
背景技术
随着通信技术的发展，特别是蜂窝网移动通信技术的发展，大规模多输入多输出(massive MIMO)天线***得到了广泛的应用。
在传统的频分双工(frequency division duplexing，FDD)多输入多输出天线***中，天线单元通过合路器与收发(transceiver，TRX)单元连接，其中，合路器中包含处理发射信号的滤波器和处理接收信号的滤波器，天线单元在接收信号的同时也可以向外发射信号，但是不同频段的发射信号之间会产生无源互调(passive inter modulation，PIM)信号，该PIM信号会对接收信号产生干扰，导致接收信号的信号质量下降。
因此，需要设计一种新的天线***，以减少PIM信号对接收到的信号产生的干扰，进而提高接收信号的质量。
发明内容
本申请提供一种天线***和基站，以减少发射信号对接收信号产生的干扰。
第一方面，提供了一种天线***，该天线***包括辐射阵列，收发TRX单元和滤波器组；其中，辐射阵列包括独立设置的发射天线单元组和接收天线单元组，发射天线单元组用于发射信号，接收天线单元组用于接收信号，收发TRX单元包括发射模块和接收模块，包括第一类滤波器和第二类滤波器，第一类滤波器连接在发射天线单元组与发射模块之间，第二类滤波器连接在接收天线单元组与接收模块之间。
应理解，发射天线单元组和接收天线单元组独立设置在辐射阵列中是指发射天线单元组和接收天线单元组均是独立的天线单元组。
另外，上述发射天线单元组可以仅用于发射信号而不能用于接收信号，上述接收天线单元组仅用于接收信号而不能用于发射信号。
上述第一类滤波器用于对天线***发射的信号进行滤波处理，上述第二类滤波器用于对天线***接收的信号进行滤波处理。上述第一类滤波器和第二类滤波器也可以分别称为发射信号滤波器和接收信号滤波器。
本申请中，通过单独设置发射天线单元组和接收天线单元组，并通过各自对应的滤波器与TRX单元相连，可以将发射信号和接收信号隔离开，进而可以减少天线***发射的信号产生的PIM信号对天线***接收到的信号产生的干扰，能够提高接收信号的质量。
在第一方面的某些实现方式中，辐射阵列具体包括M列发射天线单元组和N列接收天线单元组，在M列发射天线单元组和N列接收天线单元组中，任意两列相邻天线单元组之间的列间距大于0，M和N均为大于1的整数。
由于辐射阵列是中的发射天线单元组和接收天线天线单元组均是单独排列成列的，发射天线单元组列(发射天线单元组所在的列)中不会存在接收天线单元组，接收天线单元组列(接收天线单元组所在的列)中也不会存在发射天线单元组，因此，能够较为方便地进行波束赋形，便于信号的发射的接收。
应理解，每列发射天线单元组由多个发射天线单元组组成，每列接收天线单元组由多个接收天线单元组组成。这里的天线单元组既可以是指发射天线单元组也可以是指接收天线单元组。
由于不同列的天线单元组之间的列间距大于0，因此，能够在物理上隔离发射天线单元组和接收天线单元组，能够尽可能的减少PIM信号对天线***接收到的信号产生的干扰。
可选地，M列发射天线单元组中的每列发射天线单元组由K个发射天线单元组组成，N列接收天线单元组中的每列接收天线单元组由I个接收天线单元组组成。
上述M和N的数值可以相同，也可以不相同，类似的，上述K和I的数值可以相同，也可以不相同。
应理解，当每列发射天线单元组由K个发射天线单元组组成，每列接收天线单元组由I个接收天线单元组组成时，滤波器组中包含K*M个第一类滤波器和I*N个第二类滤波器，TRX单元中包含K*M个发射模块和I*N个接收模块。
具体地，在M列发射天线单元组中，每列发射天线单元组都要通过K个第一类滤波器与TRX单元上的K个发射模块相连。类似的，在N列接收天线单元组中，每列接收天线单元组都要通过I个第二类滤波器与TRX单元上的I个接收模块相连。
可选地，M列发射天线单元组位于辐射阵列的第一区域，N列接收天线单元组位于阵列的第二区域，第一区域和第二区域分别位于辐射阵列的两侧。
应理解，上述第一区域和第二区域可以是位于辐射阵列表面并且互不重叠的两个区域，进一步的，第一区域和第二区域可以是两个相邻的区域。例如，M列发射天线单元组和N列接收天线单元组分别位于辐射阵列的左侧和右侧。
例如，辐射阵列包括8列天线单元组，列号依次为1-8，其中，1-4列为发射天线单元组，5-8列为接收天线单元组，或者，1-4列为接收天线单元组，5-8列为发射天线单元组。
在第一方面的某些实现方式中，M列发射天线单元组和N列接收天线单元组在辐射阵列中交错排布。
可选地，M列发射天线单元组中至少两个发射天线单元组的相邻天线单元组中存在接收天线单元组，和/或N列接收天线单元组中至少两个接收天线单元组的相邻天线单元组中存在发射天线单元组。
例如，辐射阵列上第1列和第2列为发射天线单元组，第3列和第4列为接收天线单元组，第5列和第6列又是发射天线单元组，这样依次交替排布下去，直到排列完所有发射天线单元组和接收天线单元组。
例如，辐射阵列上第1列为发射天线单元组，第2列和第3列为接收天线单元组，第4列为发射天线单元组，这样依次交替排布下去。
通过交错排布发射天线单元组和接收天线单元组，能够在隔离发射信号与接收信号的同时，使得天线***在发射信号或者接收信号时能够尽可能的利用较大面积的反射面。
在第一方面的某些实现方式中，M＝N，M列发射天线单元组和N列接收天线单元组是按照1:1的比例在辐射阵列中交错排布。
可选地，M＝N，M列发射天线单元组和N列接收天线单元组构成M+N列天线单元组，其中，第1,3,…M+N-1列为发射天线单元组，第2,4…M+N列为接收天线单元组，或者，第1,3,…M+N-1列为接收天线单元组，第2,4…M+N列为发射天线单元组。
例如，辐射阵列中第1列为发射天线单元组，第2列为接收天线单元组，第3列为发射天线单元组，这样依次交替排布下去，直到排布到最后一列(最后1列为接收天线单元组)。
或者，辐射阵列中第1列为接收天线单元组，第2列为发射天线单元组，第3列为接收天线单元组，这样依次交替排布下去，直到排布到最后一列(最后1列为发射天线单元组)。
当辐射阵列中的发射天线单元组和接收天线单元组按照1:1的比例排列时，能够在隔离发射信号与接收信号的同时，使得天线***在发射信号或者接收信号时可以几乎利用反射面的全部面积进行发射信号或者接收信号，能够提高发射信号或者接收信号的信号强度。
在第一方面的某些实现方式中，M列发射天线单元组和N列接收天线单元组中的任意两个相邻天线单元组之间的距离小于或者等于0.5L，其中，L为天线***的中心频率波长。
可选地，在M列发射天线单元组和N列接收天线单元组中，任意两个相邻天线单元组之间的距离小于或者等于0.3L，
通过合理设置任意两个天线单元组之间的间距，能够使得辐射阵列的体积保持在一定范围内，避免天线***的体积过大，便于天线***的安装和部署。
在第一方面的某些实现方式中，滤波器组上集成有馈电装置，且滤波器组设置在辐射阵列表面，发射天线单元组和接收天线单元组通过馈电装置分别与滤波器组中的第一类滤波器和第二类滤波器相连。
通过在滤波器组中集成馈电装置，并且将滤波器组设置在辐射阵列表面，能够更方便地为天线单元组馈电，并且还能够减少连接器的使用，进而大大提高天线***的集成度，便于天线***的安装和维护。
可选地，上述馈电装置包含多个馈电单元，每个馈电单元与对应的发射天线单元组或者接收天线单元组相连，用于为发射天线单元组或者接收天线单元组馈电。
例如，M列发射天线单元组中的每列发射天线单元组均包含K个发射天线单元组，N列接收天线单元组中的每列接收天线单元组均包含I个接收天线单元组，那么，馈电装置共包含(M*K+N*I)个馈电单元。
可选地，馈电装置由双极化缝隙构成。
可选地，馈电装置由双极化馈电针构成。
应理解，上述双极化缝隙和双极化馈电针均是馈电单元，通过这些馈电单元可以构成馈电装置。
在第一方面的某些实现方式中，M列发射天线单元组和N列接收天线单元组中的任意一个天线单元组包含至少一个辐射振子。
可选地，辐射振子为+-45度双极化辐射振子。
上述辐射振子具体可以是由微带天线构成。微带天线在一个薄介质基片上，一面附上金属薄层作为接地板，另一面用光刻腐蚀方法制成一定形状的金属贴片，利用微带线或同轴探针对贴片馈电构成的天线。
可选地，M个发射天线单元组中的任意一个单元组包含2-3个+-45度双极化辐射振子。
可选地，辐射振子为振子天线、贴片天线和介质谐振天线中的任意一种。
在第一方面的某些实现方式中，第一类滤波器和第二类滤波器为金属材质滤波器或者介质滤波器。
在第一方面的某些实现方式中，天线***还包括反射面。
通过反射面可以将发射天线单元组发射的信号约束到一定的方向，从而提高发射信号的方向性，并且能够尽量避免不同的发射信号之间互相产生干扰。
在第一方面的某些实现方式中，滤波器组为集成在一起的滤波器阵列。
通过将滤波器组集成在一起形成滤波器阵列，能够减少滤波器的集成度，减少滤波器组占用的体积。
可选的，滤波器组还可以集成功分器，以进一步减少天线***体积。
应理解，滤波器组集成在一起具体是指第一滤波器和第二类滤波器集成在一起，第一类滤波器和第二类滤波器可以按照与辐射阵列中相应的天线单元组的对应的位置集成在一起。
在第一方面的某些实现方式中，天线***设置在频分双工FDD***中。
也就是说，本申请中的天线***可以是FDD***中的天线***，进一步地，本申请中的天线***可以是FDD***中的多输入多输出(mult-input and multi-ouput，MIMO)天线***。
第二方面，提供了一种基站，该基站包括第一方面或者第一方面中的任意一种实现方式中的天线***和射频模块，射频模块与天线***相连。
附图说明
图1是本申请实施例的天线***的示意图；
图2是本申请实施例的天线***的示意图；
图3是本申请实施例的辐射阵列中的天线单元组的排布示意图；
图4是本申请实施例的辐射阵列中的天线单元组的排布示意图；
图5是本申请实施例的馈电装置的排布示意图；
图7是本申请实施例的由双极化馈电针构成的馈电装置的示意图；
图6是本申请实施例的由双极化缝隙构成的馈电装置的排布示意图；
图8是滤波器组与馈电装置集成在一起的示意图；
图9是本申请实施例的基站的示意性框图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。
在传统的天线***中，天线***的天线阵列既用于向外发射信号又用于从天线***之外接收信号，而天线***发射的不同频段的信号会产生PIM信号，该PIM信号会对天线***接收到的信号产生较大的干扰，从而导致天线***接收到的信号的质量较差。产生这种现象的主要原因是传统天线***中的天线阵列是复用的(既需要发射信号又需要接收信号)，导致天线***发射的不同频段产生的PIM信号和天线***接收到的信号会经过相同的物理通道，从而使得PIM信号对天线***接收到的信号产生干扰。因此，为了减少PIM信号对接收信号产生的干扰，可以在天线***中独立设置专门用于发射信号的发射天线单元组和专门用于接收信号的接收单元组，并采用不同的滤波器分别将发射天线单元组和接收天线单元组与TRX单元相连，使得传输发射信号与接收信号的物理通道完全隔离开，从而减少或者尽可能的消除PIM信号对天线***接收到的信号产生的干扰。
下面结合图1至图4对本申请实施例的天线***进行详细的说明。
图1是本申请实施例的天线***的示意图。图1所示的天线***包括辐射阵列10、TRX单元20和滤波器组30。
如图1中最左侧图所示，辐射阵列10由天线单元组101、天线单元组102、天线单元组103…等多个天线单元组组成。其中，天线单元组101、天线单元组102、天线单元组103…均由上下两个辐射振子组成(图1最左侧图中的每个矩形单元表示一个辐射振子)。
应理解，图1仅示出了辐射阵列中的天线单元组101、天线单元组102、天线单元组103…中包含相同数量的辐射振子的情况，可选地，辐射阵列中的天线单元组包含的辐射振子的数量也可以不同。
此外，辐射阵列10中的天线单元组(包括天线单元组101、天线单元组102、天线单元组103…)可以分为发射天线单元组和接收天线单元组，其中，发射天线单元组用于向外发射信号，接收天线单元组用于从外面接收信号，也就是说，辐射阵列10由发射天线单元组和接收天线单元组组成，并且，发射天线单元组和接收天线单元组单独设置在辐射阵列中。应理解，发射天线单元组和接收天线单元组独立设置在辐射阵列中是指发射天线单元组和接收天线单元组均是独立的天线单元组，而不是复用的天线单元组(复用的天线单元组既可以向外发射信号也可以从外面接收信号)。
TRX单元20中包括发射模块和接收模块，如图1最右侧图所示，TRX单元表面的每个矩形块表示一个发射模块或者一个接收模块(图1中未具体标出发射模块和接收模块)。
另外，在图1中，滤波器组30包括第一类滤波器和第二类滤波器(滤波器301至滤波器30m，m表示滤波器组30中包含的滤波器的个数)，其中，第一类滤波器连接在辐射阵列10中的发射天线单元组与TRX单元上的发射模块之间，第二类滤波器连接在辐射阵列10中的接收天线单元组与TRX单元20上的接收模块之间。
其中，第一类滤波器(也可以称为发射信号滤波器)用于对天线***向外发射的信号进行滤波处理，第二类滤波器(也可以称为接收信号滤波器)用于对天线***接收的信号进行滤波处理。通过滤波处理，能够将不需要频段的信号过滤掉而只保留需要频段的信号。另外，第一类滤波器和第二类滤波器分别对应不同的频段，第一类滤波器和第二类滤波器滤除的频率也不相同。
本申请中，通过单独设置发射天线单元组和接收天线单元组，并通过各自对应的滤波器与TRX单元相连，可以将发射信号和接收信号隔离开，进而可以减少天线***发射的信号产生的PIM信号对天线***接收到的信号产生的干扰，能够提高接收信号的质量。
可选地，本申请中的天线***可以设置在频分双工FDD***中，也就是说，本申请中的天线***可以是FDD***中的天线***，进一步地，本申请中的天线***可以是FDD***中的多输入多输出(mult-input and multi-ouput，MIMO)天线***。
可选地，辐射阵列中的发射天线单元组和接收天线单元组可以排列成天线单元组阵列。
通过将天线单元组排成阵列，能够更好地进行波束赋形(beamforming，BF)。
可选地，作为一个实施例，辐射阵列具体包括M列发射天线单元组和N列接收天线单元组，在M列发射天线单元组和N列接收天线单元组中，任意两列相邻天线单元组之间的列间距大于0，M和N均为大于1的整数。
应理解，每列发射天线单元组可以由多个发射天线组组成，每列接收天线单元组可以由多个接收天线单元组组成。本申请中的天线单元组既可以是指发射天线单元组也可以是指接收天线单元组。
由于不同列的天线单元组之间的列间距大于0，因此，能够在物理上隔离发射天线单元组和接收天线单元组，能够尽可能的减少PIM信号对天线***接收到的信号产生的干扰。
具体地，如图1所示，位于同一竖直方向的天线单元组可以构成一列天线单元组(也可以称为天线单元组列)，其中，位于同一竖直方向的发射天线单元组构成发射天线单元组列，位于同一竖直方向的接收天线单元组构成接收天线单元组列(图1中未具体标出发射天线单元组列和接收天线单元组列，发射天线单元组列和接收天线单元组列可以在辐射阵列中任意排布)。
应理解，两列天线单元组之间的列间距可以是指两列天线单元组的两条相邻的边界线之间的间距。任意两列相邻天线单元组之间的列间距大于0可以是指任意两列天线单元组不相互重叠不相互覆盖。
可选地，M列发射天线单元组中的每列发射天线单元组由K个发射天线单元组组成，N列接收天线单元组中的每列接收天线单元组由I个接收天线单元组组成。
应理解，上述M和N的数值既可以相同，也可以不相同，上述K的数值和I的数值既可以相同，也可以不同。
应理解，当每列发射天线单元组由K个发射天线单元组组成，每列接收天线单元组由K个接收天线单元组组成时，滤波器组中包含K*M个第一类滤波器和I*N个第二类滤波器，TRX单元中包含K*M个发射模块和I*N个接收模块。
具体地，在M列发射天线单元组中，每列发射天线单元组都要通过K个第一类滤波器与TRX单元上的K个发射模块相连。
类似的，在N列接收天线单元组中，每列接收天线单元组都要通过I个第二类滤波器与TRX单元上的K个接收模块相连。
例如，如图1所示，每列天线单元组由3个天线单元组构成，相应的，每列天线单元组分别通过3个滤波器与TRX单元中的3个发射模块或者接收模块相连。
如图1所示，辐射阵列10和滤波器组30可以集成在反射板50上，并且，辐射阵列10和滤波器组30可以位于反射板50的两侧，为了便于观看辐射阵列10的结构，图1的最左侧给出了辐射阵列10的展开图。
应理解，当辐射阵列10包含M列发射天线单元组和N列接收天线单元组时，该M列发射天线单元组和N列接收天线单元组在辐射阵列10中既可以单独排列，也可以交错排列。
可选地，M列发射天线单元组位于辐射阵列的第一区域，N列接收天线单元组位于阵列的第二区域，第一区域和第二区域分别位于辐射阵列的两侧。
应理解，上述第一区域和第二区域可以是位于辐射阵列表面并且互不重叠的两个区域，进一步的，第一区域和第二区域可以是两个相邻的区域。例如，M列发射天线单元组和N列接收天线单元组分别位于辐射阵列的左侧和右侧。
例如，辐射阵列10共包含8列天线单元组，列号依次为1-8，其中，1-4列为发射天线单元组，5-8列为接收天线单元组，或者，1-4列为接收天线单元组，5-8列为发射天线单元组。在这种情况下，M列发射天线单元组和N列接收天线单元组在辐射阵列上是单独排列的。
可选地，作为一个实施例，M列发射天线单元组和N列接收天线单元组在辐射阵列中交错排布。
应理解，M列发射天线单元组和N列接收天线单元组在辐射阵列中交错排布可以是指M列发射天线单元组中至少两个发射天线单元组的相邻天线单元组中存在接收天线单元组，和/或N列接收天线单元组中至少两个接收天线单元组的相邻天线单元组中存在发射天线单元组。
例如，在辐射阵列10中，第1列和第2列为发射天线单元组，第3列和第4列为接收天线单元组，第5列和第6列又是发射天线单元组，这样依次交替排布下去，直到排列完所有发射天线单元组和接收天线单元组。
再如，在辐射阵列10中，第1列为发射天线单元组，第2列和第3列为接收天线单元组，第4列为发射天线单元组，这样依次交替排布下去。
通过交错排布发射天线单元组和接收天线单元组，能够在隔离发射信号与接收信号的同时，使得天线***在发射信号或者接收信号时能够尽可能的利用较大面积的反射面。
例如，如图2所示，辐射阵列包括9列天线单元组，列号依次为1-9，其中，第1、3、5、6、8列为接收天线单元组，第2、4、7、9列为发射天线单元组，发射天线单元组和接收天线单元组在辐射阵列中交错排列。在辐射阵列的前4列，发射天线单元组和接收天线单元组的数量相同，发射天线单元组和接收天线单元组是按照1:1的比例排列。在辐射阵列的后5列，发射天线单元组的数量小于接收天线单元组的数量，此时发射天线单元组和接收天线单元组不是按照1:1的比例进行排列。
可选地，作为一个实施例，M＝N，M列发射天线单元组和N列接收天线单元组按照1:1的比例在辐射阵列中交错排布。
应理解，当发射天线单元组和接收天线单元组按照1:1的比例排列时，M与N相等，发射天线单元组和接收天线单元组依次交替排列在辐射阵列中。
具体地，M＝N，M列发射天线单元组和N列接收天线单元组构成M+N列天线单元组，其中，第1,3,…M+N-1列为发射天线单元组，第2,4…M+N列为接收天线单元组，或者，第1,3,…M+N-1列为接收天线单元组，第2,4…M+N列为发射天线单元组。
例如，辐射阵列中第1列为发射天线单元组，第2列为接收天线单元组，第3列为发射天线单元组，这样依次交替排布下去，直到排布到最后一列(最后1列为接收天线单元组)。
或者，辐射阵列中第1列为接收天线单元组，第2列为发射天线单元组，第3列为接收天线单元组，这样依次交替排布下去，直到排布到最后一列(最后1列为发射天线单元组)。
当辐射阵列中的发射天线单元组和接收天线单元组按照1:1的比例排列时，能够在隔离发射信号与接收信号的同时，使得天线***在发射信号或者接收信号时可以几乎利用反射面的全部面积进行发射信号或者接收信号，能够提高发射信号或者接收信号的信号强度。
例如，如图3所示，辐射阵列包括8列天线单元组，列号依次为1-8，其中，第1、3、5、7列为发射天线单元组列，第2、4、6、8列为接收天线单元组列，发射天线单元组列和接收天线单元组列在辐射阵列中完全按照1:1的比例进行交错排列，也就是说，在图3中，每个发射天线单元组(除了第一列的发射天线单元组)的两侧均为接收天线单元组，每个接收天线单元组(除了最后一列接收天线单元组)的两侧均为发射天线单元组。
可选地，上述天线***还包括连接器，该连接器用于连接滤波器组和TRX单元。
如图1所示，本申请实施例的天线***还包括连接器40，该连接器40用于连接滤波器组30和TRX单元20。
具体地，滤波器组30中的每个滤波器分别通过连接器40与TRX单元20中的发射模块或者接收模块相连。
可选地，作为一个实施例，M列发射天线单元组和N列接收天线单元组中的任意两个相邻天线单元组之间的距离小于或者等于0.5L，其中，L为天线***工作频率的中心频率对应的波长。
进一步的，辐射阵列中任意两个相邻天线单元组之间的距离小于或者等于0.4L，或者辐射阵列中任意两个相邻天线单元组之间的距离小于或者等于0.3L。
通过合理设置相邻天线单元组之间的间距，能够提高辐射阵列的集成度，进而减少天线***占用的体积，便于天线***安装和部署。
可选地，滤波器组30为集成的滤波器阵列。
本申请中，通过将滤波器集成在一起，能够提高滤波器组的集成度，进而减少天线***占用的体积，便于天线***的安装。
可选的，滤波器组还可以集成功分器，以进一步的减少天线***的体积。
应理解，滤波器组集成具体是指第一滤波器和第二类滤波器集成在一起，第一类滤波器和第二类滤波器可以按照与辐射阵列中相应的天线单元组的对应的位置集成在一起。
具体地，滤波器组30中包含M*K个第一类滤波器和N*I个第二类滤波器，该M*K个第一类滤波器和N*I个第二类滤波器集成在一起形成滤波器阵列，其中，K为每列发射天线单元组列中包含的发射天线单元组的数量，I为每列接收天线单元组中包含的接收天线单元组的数量。
图4示出了辐射阵列与TRX单元的连接关系。如图4所示，辐射阵列中的每个天线单元组通过一个滤波器与TRX单元相连.具体地，辐射阵列中的发射天线单元组通过第一类滤波器与TRX单元中的发射模块相连，辐射阵列中的接收天线单元组通过第二类滤波器与TRX单元中的接收模块相连。
如图4所示，每个天线单元组(可以是发射天线单元组也可以是接收天线单元组)都是通过一个单独的滤波器与TRX单元中的发射模块或者接收模块相连，实现了发射信号与接收信号的隔离，能够尽可能的减少或者消除PIM信号对接收信号产生的干扰。
可选地，作为一个实施例，滤波器组上集成有馈电装置，且滤波器组设置在辐射阵列表面，发射天线单元组和接收天线单元组通过馈电装置分别与滤波器组中的第一类滤波器和第二类滤波器相连。
通过在滤波器组中集成馈电装置，并且将滤波器组设置在辐射阵列表面，能够更方便地为天线单元组馈电，并且还能够减少连接器的使用，进而大大提高天线***的集成度，便于天线***的安装和维护。
可选地，上述馈电装置包含多个馈电单元，每个馈电单元与对应的发射天线单元组或者接收天线单元组相连，用于为发射天线单元组或者接收天线单元组馈电。
例如，M列发射天线单元组中的每列发射天线单元组均包含K个发射天线单元组，N列接收天线单元组中的每列接收天线单元组均包含I个接收天线单元组，那么，馈电装置共包含(M*K+N*I)个馈电单元。
可选地，上述馈电装置具体可以由双极化缝隙或者双极化馈电针构成。
应理解，上述双极化缝隙和双极化馈电针均是馈电单元，通过这些馈电单元可以构成馈电装置。
图5示出了由双极化缝隙构成的馈电装置，其中，每个双极化缝隙的一侧与滤波器组中的第一类滤波器或者第二类滤波器相连，另一侧与一个发射天线单元组或者接收天线单元组相连，用于为连接的发射天线单元组或者接收天线单元组馈电。
图6是双极化缝隙构成的馈电装置的平面示意图，如图6所示，双极化缝隙也排列成阵列的形式，并且双极化缝隙之间的间距与辐射阵列中的天线单元组之间的间距相匹配，双极化缝隙与辐射阵列中的天线单元组是一一对应关系，当馈电装置与辐射阵列集成在一起后，每个双极化缝隙为相应的天线单元组馈电。
图7示出了由双极化馈电针构成的馈电装置，其中，每个双极化馈电针的一端与第一类滤波器或者第二类滤波器相连，另一端与一个发射天线单元组或者接收天线单元组相连，用于为连接的发射天线单元组或者接收天线单元组馈电。
进一步的，上述馈电装置可以集成在滤波器的端口，这样就可以节省单独设置馈电装置时连接滤波器和馈电装置的所需要的连线，能够提高馈电装置的集成度，减少天线***占用的空间，并且由于减少了滤波器与馈电装置之间的连线，能够减少天线***维护时的复杂度。
图8示出了馈电装置与滤波器集成的示意图，图8左侧为馈电装置与滤波器组集成的结构图，辐射阵列和滤波器组集成并设置在反射板上。图8右侧为馈电装置与滤波器组集成的内部设计***图，其中，滤波器组中的每个滤波器对应馈电装置中的一个馈电单元(图8中的馈电单元为双极化馈电针)。
在图8中，通过将馈电装置集成在滤波器上，能够提高天线***的集成度，从而大大减少天线***占用的体积。
可选地，作为一个实施例，M列发射天线单元组和N列接收天线单元组中的任意一个天线单元组包含至少一个辐射振子。
上述辐射振子为+-45度双极化辐射振子。
可选地，辐射阵列中的任意一个天线单元组(发射天线单元组或者接收天线单元组)包含2-3个+-45度双极化辐射振子。
可选地，辐射振子为振子天线、贴片天线和介质谐振天线中的任意一种。
可选地，作为一个实施例，上述第一类滤波器和第二类滤波器为金属材质滤波器或者介质滤波器。
当第一类滤波器和第二类滤波器为金属材质滤波器时，第一类滤波器和第二类滤波器的表面可以充当反射面，从而能够提高天线***接收信号或者发射信号的效果。
可选地，作为一个实施例，天线***还包括反射面。
通过反射面可以将发射天线单元组发射的信号约束到一定的方向，从而提高发射信号的方向性，并且能够尽量避免不同的发射信号之间互相产生干扰。
本申请实施例的天线***可以应用在网络设备中，用于接收信号和向外发射信号，具体地，本申请实施例的天线***可以应用在基站中。
图9是本申请实施例的基站的示意性框图。图9所示的基站1000包括天线***1001和射频模块1002，其中，天线***1001与射频模块1002相连。射频模块1002用于将基带信号转化为高频电流，并通过天线***中的辐射单元以电磁波的形式将信号发射出去，另外，射频模块1002还可以通过天线***中的辐射单元传输过来的高频电流(辐射单元将接收到的电磁波信号转化为高频电流信号)转化为基带信号。
应理解，天线***1001可以是图1至图8中所涉及的天线***，通过该天线***1001，基站能够与终端设备之间进行信息的传输和交互。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种天线***，其特征在于，包括：
辐射阵列，包括独立设置的发射天线单元组和接收天线单元组，所述发射天线单元组用于向外发射信号，所述接收天线单元组用于接收信号；
收发TRX单元，包括发射模块和接收模块；
滤波器组，包括第一类滤波器和第二类滤波器，其中，所述第一类滤波器连接在所述发射天线单元组与所述发射模块之间，所述第二类滤波器连接在所述接收天线单元组与所述接收模块之间；
其中，所述辐射阵列包括M列发射天线单元组和N列接收天线单元组，所述M列发射天线单元组和所述N列接收天线单元组在所述辐射阵列中交错排布，在所述M列发射天线单元组和所述N列接收天线单元组中，任意两列相邻天线单元组之间的列间距大于0，M和N均为大于1的整数。
2.如权利要求1所述的天线***，其特征在于，
所述M列发射天线单元组和所述N列接收天线单元组在所述辐射阵列中交错排布包括：
所述M列发射天线单元组中至少两列发射天线单元组的相邻列天线单元组中存在所述N列接收天线单元组中的一列接收天线单元组；或者
所述N列接收天线单元组中至少两列接收天线单元组的相邻列天线单元组中存在所述M列发射天线单元中的一列发射天线单元组。
3.如权利要求1或2所述的天线***，其特征在于，任意两列相邻天线单元组之间的距离小于或者等于0.5L，其中，L为所述天线***的中心频率波长。
4.如权利要求1或2所述的天线***，其特征在于，M=N，所述M列发射天线单元组和所述N列接收天线单元组按照1:1的比例在所述辐射阵列中交错排布。
5.如权利要求1或2所述的天线***，其特征在于，所述天线***还包括反射板，所述滤波器组上集成有馈电装置，且所述滤波器组和所述辐射阵列集成并设置在所述反射板表面，所述发射天线单元组和所述接收天线单元组通过所述馈电装置分别与所述滤波器组中的第一类滤波器和第二类滤波器相连。
6.如权利要求5所述的天线***，其特征在于，所述馈电装置由双极化缝隙或者双极化馈电针构成。
7.如权利要求1或2所述的天线***，其特征在于，所述滤波器组为集成在一起的滤波器阵列。
8.如权利要求1或2所述的天线***，其特征在于，所述发射天线单元组和所述接收天线单元组均包含至少一个辐射振子。
9.如权利要求8所述的天线***，其特征在于，所述辐射振子为振子天线、贴片天线和介质谐振天线中的任意一种。
10.如权利要求1或2所述的天线***，其特征在于，所述第一类滤波器和所述第二类滤波器为金属材质滤波器或者介质滤波器。
11.如权利要求1或2所述的天线***，其特征在于，所述天线***设置在频分双工FDD***中。
12.一种基站，其特征在于，包括如权利要求1-11中任一项所述的天线***以及与所述天线***相连的射频模块。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113872631B (zh) * 2020-06-30 2023-03-28 华为技术有限公司 收发装置和基站
EP4218094A1 (en) * 2020-09-24 2023-08-02 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) A mobile communication antenna
US12003270B2 (en) 2021-09-08 2024-06-04 Qualcomm Incorporated Passive intermodulation distortion filtering
IT202100031961A1 (it) * 2021-12-21 2023-06-21 Commscope Technologies Llc Antenne per stazioni base con elementi radianti forniti da un substrato non metallico con superfici metalliche
CN116192222B (zh) * 2023-04-27 2023-08-29 中国西安卫星测控中心 面向天线组阵需求的资源调度方法、装置和计算机设备

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2335572A (en) * 1998-03-18 1999-09-22 Fujitsu Ltd Multiple beam antenna system
CN104269658A (zh) * 2014-10-21 2015-01-07 内蒙古工业大学 用于mimo-sar成像的弧形阵列天线
CN107453053A (zh) * 2016-04-13 2017-12-08 松下航空电子公司 具有用于接收天线元件的高动态范围放大器的天线***

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2265987A1 (en) * 1996-09-16 1998-03-19 Texas Instruments Incorporated Antenna system for enhancing the coverage area, range and reliability of wireless base stations
US6658269B1 (en) * 1999-10-01 2003-12-02 Raytheon Company Wireless communications system
US6889061B2 (en) * 2000-01-27 2005-05-03 Celletra Ltd. System and method for providing polarization matching on a cellular communication forward link
DE10196845T1 (de) * 2000-11-01 2003-11-13 Andrew Corp Verteilte Antennensysteme
US7808443B2 (en) * 2005-07-22 2010-10-05 Powerwave Technologies Sweden Ab Antenna arrangement with interleaved antenna elements
US8558740B2 (en) * 2009-06-29 2013-10-15 Viasat, Inc. Hybrid single aperture inclined antenna
US8928542B2 (en) * 2011-08-17 2015-01-06 CBF Networks, Inc. Backhaul radio with an aperture-fed antenna assembly
US8942299B2 (en) * 2012-02-27 2015-01-27 Qualcomm Incorporated Baseband beamforming
US8750792B2 (en) * 2012-07-26 2014-06-10 Remec Broadband Wireless, Llc Transmitter for point-to-point radio system
US20150080039A1 (en) * 2013-08-12 2015-03-19 Maxlinear, Inc. Systems and methods for a millimeter-wave-connected data center
DE102015005468A1 (de) * 2015-04-29 2016-11-03 Kathrein-Werke Kg Antenne
TWI581754B (zh) * 2016-04-29 2017-05-11 Metal Ind Res & Dev Ct Regional positioning module
DE102016112701A1 (de) * 2016-07-11 2018-01-11 Kathrein-Werke Kg Mobilfunkantenne zur Befestigung an einem mast- oder wandförmigen Träger mit zumindest zwei austauschbaren Verstärkermodulen
CN209133693U (zh) * 2016-09-21 2019-07-19 广东通宇通讯股份有限公司 天线、mimo天线及用于降低天线互耦能量的隔离条
US20180166794A1 (en) * 2016-12-14 2018-06-14 GM Global Technology Operations LLC 2d-mimo radar antenna array geometry and design method
US10181866B2 (en) * 2017-02-14 2019-01-15 Movandi Corporation Multi-beam outphasing transmitters
JP6345371B1 (ja) * 2017-09-13 2018-06-20 三菱電機株式会社 誘電体フィルタ
US10873952B2 (en) * 2017-11-30 2020-12-22 Google Llc LTE resource allocation

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2335572A (en) * 1998-03-18 1999-09-22 Fujitsu Ltd Multiple beam antenna system
CN104269658A (zh) * 2014-10-21 2015-01-07 内蒙古工业大学 用于mimo-sar成像的弧形阵列天线
CN107453053A (zh) * 2016-04-13 2017-12-08 松下航空电子公司 具有用于接收天线元件的高动态范围放大器的天线***

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