CN212323206U - 基站天线 - Google Patents

Abstract

本公开涉及基站天线。一种基站天线，包括：辐射元件阵列，包括多列辐射元件，每列包括多个辐射元件；第一移相器，被构造成改变用于按照波束成形方式进行传输的第一频带的射频信号的相位；第二移相器，被构造成改变用于按照多波束方式进行传输的第二频带的射频信号的相位，所述第二频带不同于第一频带，其中所述第二频带的射频信号包括第一波束信号和第二波束信号；多波束装置，被构造成根据相位改变的第一波束信号和相位改变的第二波束信号生成与各个辐射元件对应的输出信号；以及双工器，被构造成接收相位改变的第一频带的射频信号和所述多波束装置的输出信号，以及将双工器输出信号传输到对应的辐射元件。

Description

基站天线

技术领域

本公开涉及基站天线。

背景技术

蜂窝通信***在本领域中是公知的。在典型的蜂窝通信***中，地理区域被划分为一系列被称为“小区”的区域，并且每个小区由基站服务。基站可以包括被配置为提供与位于整个小区中的订户的双向射频(“RF”)通信的基站天线、基带装备和无线电设备。在许多情况下，小区可以被划分为多个“扇区”，并且不同的基站天线为每个扇区提供覆盖。基站天线通常被安装在塔上或其他凸起结构上，由每个天线生成的辐射波束(“天线波束”)向外指向以服务相应的扇区。基站天线通常包括多个辐射元件阵列。各个辐射元件阵列可以在各种不同频带产生支持业务的一个或多个天线波束。

实用新型内容

根据本公开的一个方面，提供了一种基站天线，包括：辐射元件阵列，包括多列辐射元件，每列包括多个辐射元件；第一移相器，被构造成改变用于按照波束成形方式进行传输的第一频带的射频信号的相位；第二移相器，被构造成改变用于按照多波束方式进行传输的第二频带的射频信号的相位，所述第二频带不同于第一频带，其中所述第二频带的射频信号包括第一波束信号和第二波束信号；多波束装置，被构造成根据相位改变的第一波束信号和相位改变的第二波束信号生成与各个辐射元件对应的输出信号；以及双工器，被构造成接收相位改变的第一频带的射频信号和所述多波束装置的输出信号，以及将双工器输出信号传输到对应的辐射元件。

在根据本公开的一些实施例中，第二移相器包括：用于改变第一波束信号的相位的第一波束移相器；以及用于改变第二波束信号的相位的第二波束移相器。

在根据本公开的一些实施例中，每列辐射元件中的预定数目的辐射元件耦接到同一个双工器，所述基站天线还包括：功率分配器，被构造成将对应的双工器输出信号按照预定的功率比例分配给对应的预定数目的辐射元件。

在根据本公开的一些实施例中，所述预定数目大于或等于2，且小于或等于6。

在根据本公开的一些实施例中，所述多波束装置为巴特勒矩阵。

在根据本公开的一些实施例中，所述巴特勒矩阵包括第三输入端口、第四输入端口以及多个第一输出端口，所述第三输入端口接收相位改变的第一波束信号，所述第四输入端口接收相位改变的第二波束信号，所述多个第一输出端口经由所述多个双工器分别耦接到对应的辐射元件。

在根据本公开的一些实施例中，所述辐射元件阵列包括多个行，每个所述巴特勒矩阵的所述多个输出端口耦接到同一行中的对应的辐射元件。

在根据本公开的一些实施例中，所述双工器包括第一输入端口，第二输入端口以及第二输出端口，以及所述第一输入端口接收相位改变的第一频带的射频信号，所述第二输入端口耦接到所述巴特勒矩阵的第一输出端口，所述第二输出端口耦接到对应的辐射元件。

在根据本公开的一些实施例中，所述第一移相器包括多个第一移相器输出端口，所述多个第一移相器输出端口分别耦接到同一列中的对应辐射元件。

根据本公开的另一个方面，提供了一种基站天线，包括：辐射元件阵列，包括多列辐射元件，每列包括多个辐射元件；多波束装置，被构造成根据用于按照多波束方式进行传输的第二频带的射频信号中的第一波束信号和第二波束信号生成与各个辐射元件对应的输出信号；多个双工器，被构造成接收用于按照波束成形方式进行传输的第一频带的射频信号和所述多波束装置的输出信号，以及输出双工器输出信号；以及

移相器，被构造成改变所述双工器输出信号的相位并输出给对应的辐射元件。

在根据本公开的一些实施例中，所述多波束装置为巴特勒矩阵。

在根据本公开的一些实施例中，所述巴特勒矩阵包括第三输入端口、第四输入端口以及多个第一输出端口，所述第三输入端口接收第一波束信号，所述第四输入端口接收第二波束信号，所述多个第一输出端口经由所述多个双工器分别耦接到对应的辐射元件。

在根据本公开的一些实施例中，所述辐射元件阵列包括多个行，所述巴特勒矩阵的所述多个输出端口耦接到同一行中的对应的辐射元件。

在根据本公开的一些实施例中，所述双工器包括第一输入端口，第二输入端口以及第二输出端口，所述第一输入端口接收第一频带的射频信号，所述第二输入端口耦接到所述巴特勒矩阵的第一输出端口，所述第二输出端口耦接到对应的辐射元件。

在根据本公开的一些实施例中，所述第一移相器包括多个移相器输出端口，所述多个移相器输出端口分别耦接到所述辐射元件阵列的同一列中的对应辐射元件。

根据本公开的又一个方面，提供了一种基站天线，包括：第一扇区分割端口；第二扇区分割端口；多个波束成形端口；具有多个列的辐射元件阵列，其中每列包括多个辐射元件；多个第一移相器，耦接在对应的波束成形端口和所述辐射元件阵列之间，所述多个第一移相器总共具有多个第一移相器输出端口；第二移相器，具有耦接到第一扇区分割端口的输入端口和多个第二移相器输出端口；第三移相器，具有耦接到第二扇区分割端口的输入端口和多个第三移相器输出端口；多个多波束装置，每个多波束装置耦接到所述多个第二移相器输出端口中的对应的第二移相器输出端口以及所述多个第三移相器输出端口中的对应的第三移相器输出端口，所述多个多波束装置总共具有多个多波束装置输出端口；以及多个双工器，每个双工器具有耦接到所述多个第一移相器输出端口中的对应的第一移相器输出端口的第一输入端口、耦接到所述多个多波束装置输出端口中的对应的多波束装置输出端口的第二输入端口、以及耦接到所述辐射元件阵列中的对应的辐射元件的输出端口。

在根据本公开的一些实施例中，所述多波束装置为巴特勒矩阵。

在根据本公开的一些实施例中，对于所述辐射元件的每个极化方向的辐射器，两个第一移相器耦接到所述辐射元件阵列的每列中的辐射元件。

在根据本公开的一些实施例中，连接到所述辐射元件阵列的巴特勒矩阵的数量是所述辐射元件阵列的列数的两倍。

在根据本公开的一些实施例中，每列辐射元件中的预定数目的辐射元件耦接到同一个双工器，所述基站天线还包括：功率分配器，被构造成将对应双工器的输出端口输出的信号按照预定的功率比例分配给对应的预定数目的辐射元件。

在根据本公开的一些实施例中，所述预定数目大于或等于2，且小于或等于6。

在根据本公开的一些实施例中，所述辐射元件阵列包括多个行，每个所述多波束装置的多个所述多波束装置输出端口耦接到同一行中的对应的辐射元件。

在根据本公开的又一个方面，提供了一种基站天线，包括：第一扇区分割端口；第二扇区分割端口；多个波束成形端口；多波束装置，具有耦接到对应的第一扇区分割端口和第二扇区分割端口的第一输入端口和第二输入端口、以及多个多波束装置输出端口；多个移相器，所述多个移相器总共具有多个移相器输出端口；多个双工器，每个双工器具有耦接到所述多个波束成形端口中对应的波束成形端口的第一输入端口、耦接到所述多个多波束装置输出端口中对应的多波束装置输出端口的第二输入端口、以及耦接到所述多个移相器中对应的移相器的输出端口；具有多个列的辐射元件阵列，其中每个列包括多个辐射元件，其中，每个移相器输出端口被耦接到所述辐射元件阵列中的多个辐射元件中对应的辐射元件。

在根据本公开的一些实施例中，所述多波束装置为巴特勒矩阵。

在根据本公开的一些实施例中，所述辐射元件阵列包括多个行，每个所述多波束装置的所述多个多波束装置输出端口耦接到所述辐射元件阵列的同一行中的对应的辐射元件。

在根据本公开的一些实施例中，每个所述移相器包括多个移相器输出端口，并且每个移相器的多个移相器输出端口分别耦接到所述辐射元件阵列的同一列中的对应的辐射元件。

根据本公开的又一个方面，提供了一种基站，包括上述根据本公开所述的基站天线。

通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得更为清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：

图1是根据本公开的实施例的基站天线的示意图。

图2是根据本公开的实施例的基站天线的示意图。

图3是根据本公开的实施例的基站天线的示意图。

注意，在以下说明的实施方式中，有时在不同的附图之间共同使用同一附图标记来表示相同部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。在一些情况中，使用相似的标号和字母表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于理解，在附图等中所示的各结构的位置、尺寸及范围等有时不表示实际的位置、尺寸及范围等。因此，本公开并不限于附图等所公开的位置、尺寸及范围等。

具体实施方式

下面将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。也就是说，本文中的结构及方法是以示例性的方式示出，来说明本公开中的结构和方法的不同实施例。然而，本领域技术人员将会理解，它们仅仅说明可以用来实施的本公开的示例性方式，而不是穷尽的方式。此外，附图不必按比例绘制，一些特征可能被放大以示出具体组件的细节。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

为了增加容量，一些无线运营商需要基站天线包括辐射元件的第一“波束成形”阵列以允许主动地改变天线波束的形状以及辐射元件的第二“多波束”阵列以产生多个(例如2个)静态天线波束，从而将一个扇区分成两个或更多个子扇区。例如，无线运营商要求基站天线包含在2.6GHz频带运行的波束成形阵列和在1.8GHz频带运行的多波束(通常为双波束)阵列。包含这种功能的传统的基站天线将两个阵列并排安装或者在垂直方向上将两个阵列叠置。但是，由于两个阵列都比较大(例如，每个阵列具有4列辐射元件)，导致基站天线相当大。例如，沿水平方向并排设置将增大天线的宽度，沿垂直方向堆叠将增加天线的长度。这里的“垂直方向”是指大致垂直于水平面的方向。无线运营商喜欢更小的基站天线，在塔上需要更小的安装空间并且受到的风载荷水平更低。

图1示出了根据本公开的实施例的包括双极化辐射元件106的单个阵列的基站天线的示意图。众所周知，双极化辐射元件是指具有以正交的极化方向发射和接收RF信号的第一和第二辐射器的辐射元件。这允许基站天线在不增加辐射元件的阵列的尺寸的情况下产生两倍的天线波束。虽然图1的基站天线包括双极化的辐射元件，但是图1仅示出了两个极化方向之一的馈电网络。应当理解，图1中的馈电网络还应当复制一份以用于第二极化方向。

如图1所示，基站天线100包括用于天线的双波束部分的两个端口107(每个极化方向)、以及用于天线的波束成形部分的四个端口109(每个极化方向)。端口107-1和107-2可以连接到一个或多个无线电设备，该无线电设备提供用于产生两个静态扇区分割波束的RF信号。端口109-1至109-4可以连接到波束成形无线电设备的对应端口。天线的双波束部分的馈电网络包括端口107、第一波束移相器101、第二波束移相器102以及巴特勒矩阵105。天线的波束成形部分的馈电网络包括端口109、功率分配器108以及第一移相器103。设置了多个双工器104以将两个馈电网络连接到辐射元件阵列106。

辐射元件阵列106中的辐射元件被布置成多个行和多个列。在图1的实施例中，辐射元件阵列106包括被布置成4列、10行的40个双极化辐射元件。如上所述，辐射元件阵列106被示出为包括双极化辐射元件，每个辐射元件包括具有-45°倾斜极化方向的发射和接收RF辐射的第一辐射器以及具有+45°倾斜极化方向的发射和接收RF辐射的第二辐射器。各个辐射器被示出为图1中的偶极子辐射器。应当理解，也可以使用具有其它类型辐射器的辐射元件，只要辐射元件是能够在两个不同的频带(第一频带和第二频带)辐射/接收射频(RF)信号的宽带辐射元件即可。

图1的右下部分例示了天线的波束成形部分的馈电网络。如图1所示，端口109-1向辐射元件阵列106中第一列中的每个辐射元件的第一极化方向辐射器馈电。端口109-1可以连接到波束成形无线电设备(未示出)的第一端口。波束成形无线电设备可以产生将通过辐射元件阵列106发送的第一频带的RF信号。输入到端口109-1的RF信号功率分配器108。功率分配器108将RF信号分成输入到第一和第二移相器103的对应的第一和第二子分量。移相器103进一步分割RF信号的第一和第二子分量，并且调节这些子分量的相对相位，以便响应于端口109-1输出的RF信号向辐射元件的第一列形成的天线波束施加电调下倾角。移相器103输出的RF信号的移相的子分量被传送给对应的双工器104。双工器104将子分量输出给辐射元件阵列106中的单个辐射元件。在图1所示的示例性实施例中，每个第一移相器103包含5个输出端口，并且每个移相器输出被耦接到单个辐射元件。因此，每列(每个极化方向)设置有总共两个移相器103，以向该列中的10个辐射元件馈电。

端口109-2至109-4也类似地通过图1中未示出的附加的功率分配器108、移相器103和双工器104向辐射元件阵列106的其余三列馈电。这样，天线100的波束成形部分的馈电网络包括：每个极化方向总共8个移相器103，或者总计16个移相器103。

应当理解，每个移相器103的输出端口的数量不限于5个，而是可以为任意数量，本领域技术人员可以根据需要选择。并且，基站天线中的移相器103的数量取决于辐射元件阵列106中的辐射元件的数量以及每个移相器103的输出端口的数量。例如，当每个移相器103具有10个输出端口时，基站天线100中可以设置有总计8个移相器103(并且可以省略功率分配器108)。

每个双工器(diplexer)104是一种三端***频器件。双工器104可具有高通滤波、低通滤波或带通滤波的分频功能。每个双工器104包括仅使第一频带的RF信号通过的第一频带端口、仅使第二频带的RF信号通过的第二频带端口、以及使第一频带和第二频带的RF信号都通过的公共端口。每个双工器104的第一频带端口耦接到对应的一个移相器103的对应的输出端，第二频带端口耦接到巴特勒矩阵105的对应的输出端(如下所述)，公共端口耦接到对应的一个辐射元件。每个双工器104允许两个不同的馈电网络向辐射元件中对应的辐射元件馈电，使得辐射元件能够发送和接收两个不同频带的RF信号。在图1所示的实施例中，每个辐射元件的每个偶极子辐射器具有一个对应的双工器104。因此，基站天线100总共包括80个双工器104。为了简化起见，仅示出了一部分双工器104，其它的双工器104具有类似的连接方式。

图1的上部例示了天线的双波束部分的馈电网络。双波束部分的馈电网络连接到产生静态双波束的一个或多个无线电设备。静态双波束由第二频带的RF信号产生。第二频带不同于第一频带。应当理解，不同的国家和地区，对于不同类型的无线通信业务使用不同的频带。因此，本公开中的第一频带和第二频带的一些示例如下：

第二频带：1710-1880MHz；第一频带：2300-2400MHz；

第二频带：1850-1995MHz；第一频带：2496-2690MHz；

第二频带：1695-2180MHz；第一频带：2300-2690MHz。

在图1所示的实施例中，天线100的多波束部分被配置成为每个极化方向产生一对天线波束(即总共四个天线波束)。无线电设备的第一端口连接到第一波束移相器101，无线电设备(可以为相同的无线电设备或不同的无线电设备)的第二端口连接到第二波束移相器102。第一波束移相器101可以将无线电设备的第一端口输出的RF信号分成多个子分量(图1示例性实施例中是10个子分量)，并且可以调节RF信号的各个子分量的相对相位，以便向双天线波束中的第一天线波束施加电调下倾角。第二波束移相器102可以将无线电设备的第二端口输出的RF信号分成多个子分量(图1的示例性实施例中也是10个子分量)，并且可以调节RF信号的各个子分量的相对相位，以便向双天线波束中的第二天线波束施加电调下倾角。

在所示的实施例中，第一波束移相器101和第二波束移相器102各自具有10个输出。还设置了总共10个巴特勒矩阵105，其中每个巴特勒矩阵105连接到第一波束移相器101的多个输出端口中的对应的输出端口以及第二波束移相器102的多个输出端口中的对应的输出端口。每个巴特勒矩阵105包括4个输出端口，每个输出端口连接到阵列106的一行辐射元件中的对应的辐射元件。例如，图1中的第一巴特勒矩阵105的四个输出端口通过四个双工器104(图1中仅示出了四个双工器之一)分别耦接到辐射元件阵列106的最上面一行的四个辐射元件中的第一偶极子辐射器。

巴特勒矩阵105是一种广泛应用于多波束天线***的已知类型的波束形成网络。巴特勒矩阵可以包括各种部件，例如3dB分支线定向耦合器、45°移相器、0dB交叉耦合器等。本领域中已知各种巴特勒矩阵设计。在理想情况下，巴特勒矩阵是无源网络，由巴特勒矩阵所形成的每个波束都能获得整个辐射元件阵列106提供的增益，并且所形成的天线波束指向不同方向使得它们通常是正交的。巴特勒矩阵制作简单，可用传输线结构实现，成本较低。本文就不再详细描述巴特勒矩阵的内部结构。

每个巴特勒矩阵105的输入端口数量等于多波束方式传输的波束数量。由于图1的天线100的多波束部分被设计成产生一对静态的、扇区分割的天线波束，每个巴特勒矩阵105具有两个输入端口，如图1所示。每个巴特勒矩阵可以被设计成包括的输出端口的数量对应于辐射元件阵列106中辐射元件的列数。

在图1所示的实施例中，辐射元件阵列106为4列10行，每行8个辐射元件需要设置两个巴特勒矩阵105(即每个极化方向一个巴特勒矩阵)。因此，基站天线100中设有20个巴特勒矩阵105。如上所述，为了简明，在图1中仅示出了一个极化方向，并且仅示出了一个巴特勒矩阵的输出端口(以及对应的通过双工器104与阵列106的连接)。其余巴特勒矩阵105具有相似的连接方式。

此外，应当理解，巴特勒矩阵105是本公开的多波束装置的一个示例。但是，多波束装置不限于巴特勒矩阵，任何能够根据第一波束信号和第二波束信号生成与各个辐射元件对应的输出信号的装置都可以作为多波束装置。例如，除了巴特勒矩阵105，多波束装置还可以为例如射频拉远单元(RF Remote Unit,RRU)、90°混合耦合器等。

此外，在图1的示例性实施例中，第一波束移相器101和第二波束移相器102都是具有10个输出端口的移相器。第一波束移相器101的10个输出端口分别连接到第一极化方向的对应的10个巴特勒矩阵的输入端口。第二波束移相器102的10个输出端口也分别连接到第一极化方向的对应的10个巴特勒矩阵105的输入端口。如上所述，在每个巴特勒矩阵105具有4个输出端口的情况下，基站天线100具有20个巴特勒矩阵，基站天线100具有2个第一波束移相器101和2个第二波束移相器102(在该情况下每个极化方向一个)。在其它实施例中，第一波束移相器101和第二波束移相器102可以具有不同数量的输出端口。例如，如果第一波束移相器101和第二波束移相器102各自仅具有5个输出端口，则第一波束移相器101和第二波束移相器102的数量将要加倍，并且功率分配器将耦接在输入端口107-1、107-2与第一波束移相器101和第二波束移相器102之间，与所示的输入端口109-1和两个移相器103的方式类似。因此，应当理解，每个第一波束移相器101和每个第二波束移相器102的输出端口的数量可以选择任何合适的数量。并且，基站天线中的第一波束移相器和第二波束移相器的数量取决于辐射元件阵列106中的辐射元件的数量、巴特勒矩阵的输出端口的数量以及每个第一波束移相器101和第二波束移相器102的输出端口的数量。

图1所示的基站天线100仅通过单个辐射元件阵列106，就能够在按照波束成形方式发送第一频带的射频信号的同时，按照多波束方式发送第二频带的射频信号。从而减小了基站天线的尺寸。

图2示出了根据本公开的另一个实施例的基站天线的示意图。如图2所示，基站天线200包括第一波束移相器201、第二波束移相器202、移相器203、多个双工器204、多个巴特勒矩阵205以及辐射元件阵列206。这些部件之间的连接方式与图1所示的基站天线100中的对应部件的连接方式相似，本文就不再重复。但是，基站200包括更多数量的功率分配器208，并且功率分配器208位于双工器204和辐射元件阵列206之间。

辐射元件阵列206与图1所示的基站天线100的辐射元件阵列106相似，即辐射元件阵列206也包括4列10行双极化辐射元件。图1的基站天线100和图2的基站天线200之间的区别在于，基站天线200中的每个双工器204的输出被输入到功率分配器208中，功率分配器208将输入的RF信号分成2个子分量并且将这些子分量传送给对应的辐射元件。如图2所示，每列辐射元件中，相邻的两个辐射元件被连接到功率分配器208的对应的输出端口。通过包括功率分配器208，可以减小移相器203的数量和巴特勒矩阵205的数量。例如，与图1所示的基站天线100相比，双工器204的数量从80个减少到40个，移相器203的数量从16个减少到8个，巴特勒矩阵205的数量从20个减少到10个。应当理解，图2中仅示出了两个极化方向中的一个极化方向的馈电网络。

应当理解，功率分配器208的输出端口的数量不限于2个，而是可以为任意合适的数量。例如，在辐射元件阵列包含9列9行辐射元件的情况下，每个功率分配器208可以包括三个输出端口，各个输出端口连接到同一列中相邻的3个辐射元件。此外，在一些实施例中，并非所有的功率分配器208具有相同数量的输出端口。

此外，为了简明起见，图2中仅示出了一部分功率分配器208和一部分双工器204。如上所述，实际上，基站天线200包括40个双工器204和40个功率分配器208。

此外，在图1所示的基站天线100和图2所示的基站天线200中，利用移相器103、203调节第一频带的射频信号的子分量的相位，利用第一波束移相器101、201和第二波束移相器102、202调节第二频带的射频信号的子分量的相位。这样，能够对第一频带的射频信号的电调下倾角和第二频带的射频信号的电调下倾角进行单独调节。

图3示出了根据本公开的实施例的基站天线的示意图。如图3所示，基站天线300包括多个移相器309、多个双工器304、巴特勒矩阵305以及辐射元件阵列306。

辐射元件阵列306与图1所示的辐射元件阵列106类似，也包括4列10行的双极化辐射元件。

基站天线300包括第一端口307-1和第二端口307-2(在每个极化方向上)，第一端口307-1和第二端口307-2可以连接到无线电设备(未示出)的第一端口和第二端口。端口307-1和307-2分别连接到巴特勒矩阵305的两个输入端口。巴特勒矩阵305具有四个输出端口，并且可以根据输入的第一波束信号和第二波束信号生成与各个辐射元件对应的输出信号。该输出信号从巴特勒矩阵305的输出端口(第一输出端口)输出到功率分配器308。功率分配器308将信号分割并且将信号的两个子分量提供给第一和第二双工器304的对应的第一输入端口。

此外，采用波束成形方式传输的第一频带的RF信号被另一个功率分配器308分割，并且该RF信号的子分量被输入到第一和第二双工器304的对应的第二输入端口。双工器304可以将第一频带的射频信号和来自巴特勒矩阵305的输出信号混合，并将混合信号输出到移相器309中。

移相器309可以将输入的信号进行分割，然后改变子分量的相位，并将相位改变的混合信号提供给对应的辐射元件。

应当理解，为了简明起见，图3中的仅示出了一部分移相器309及其输出端口。在每个移相器309具有5个输出端口的情况下，每列辐射元件对应2个移相器309，基站天线300中总共设置有16个移相器309。类似的，图3中仅示出了一部分双工器304和巴特勒矩阵305。双工器304的数量与移相器309的数量相同。总共提供了两个巴特勒矩阵305，每个极化方向一个巴特勒矩阵305。

在图3所示的基站天线300中，移相器309设置在双工器304与辐射元件阵列306之间。这样，移相器309可以同时改变第一频带的射频信号的子分量的相位和第二频带的射频信号的子分量的相位，不必为不同的频带提供不同的移相器。减少了基站天线中的移相器的数量。

在根据本公开的一些实施例中，还可以包括以下技术方案：

1、一种基站天线，包括：

辐射元件阵列，包括多列辐射元件，每列包括多个辐射元件；

第一移相器，被构造成改变用于按照波束成形方式进行传输的第一频带的射频信号的相位；

第二移相器，被构造成改变用于按照多波束方式进行传输的第二频带的射频信号的相位，所述第二频带不同于第一频带，其中所述第二频带的射频信号包括第一波束信号和第二波束信号；

多波束装置，被构造成根据相位改变的第一波束信号和相位改变的第二波束信号生成与各个辐射元件对应的输出信号；以及

双工器，被构造成接收相位改变的第一频带的射频信号和所述多波束装置的输出信号，以及将双工器输出信号传输到对应的辐射元件。

2、根据1所述的基站天线，其中，第二移相器包括：

用于改变第一波束信号的相位的第一波束移相器；以及

用于改变第二波束信号的相位的第二波束移相器。

3、根据1所述的基站天线，其中，每列辐射元件中的预定数目的辐射元件耦接到同一个双工器，

所述基站天线还包括：

功率分配器，被构造成将对应的双工器输出信号按照预定的功率比例分配给对应的预定数目的辐射元件。

4、根据3所述的基站天线，其中，所述预定数目大于或等于2，且小于或等于6。

5、根据1所述的基站天线，其中，所述多波束装置为巴特勒矩阵。

6、根据5所述的基站天线，其中，

所述巴特勒矩阵包括第三输入端口、第四输入端口以及多个第一输出端口，所述第三输入端口接收相位改变的第一波束信号，所述第四输入端口接收相位改变的第二波束信号，所述多个第一输出端口经由所述多个双工器分别耦接到对应的辐射元件。

7、根据6所述的基站天线，其中，所述辐射元件阵列包括多个行，每个所述巴特勒矩阵的所述多个输出端口耦接到同一行中的对应的辐射元件。

8、根据6或7所述的基站天线，其中，

所述双工器包括第一输入端口，第二输入端口以及第二输出端口，以及

所述第一输入端口接收相位改变的第一频带的射频信号，所述第二输入端口耦接到所述巴特勒矩阵的第一输出端口，所述第二输出端口耦接到对应的辐射元件。

9、根据1所述的基站天线，其中，所述第一移相器包括多个第一移相器输出端口，所述多个第一移相器输出端口分别耦接到同一列中的对应辐射元件。

10、一种基站天线，包括：

辐射元件阵列，包括多列辐射元件，每列包括多个辐射元件；

多波束装置，被构造成根据用于按照多波束方式进行传输的第二频带的射频信号中的第一波束信号和第二波束信号生成与各个辐射元件对应的输出信号；

多个双工器，被构造成接收用于按照波束成形方式进行传输的第一频带的射频信号和所述多波束装置的输出信号，以及输出双工器输出信号；以及

移相器，被构造成改变所述双工器输出信号的相位并输出给对应的辐射元件。

11、根据10所述的基站天线，其中，所述多波束装置为巴特勒矩阵。

12、根据11所述的基站天线，其中，

所述巴特勒矩阵包括第三输入端口、第四输入端口以及多个第一输出端口，所述第三输入端口接收第一波束信号，所述第四输入端口接收第二波束信号，所述多个第一输出端口经由所述多个双工器分别耦接到对应的辐射元件。

13、根据12所述的基站天线，其中，所述辐射元件阵列包括多个行，所述巴特勒矩阵的所述多个输出端口耦接到同一行中的对应的辐射元件。

14、根据12或13所述的基站天线，其中，

所述双工器包括第一输入端口，第二输入端口以及第二输出端口，

所述第一输入端口接收第一频带的射频信号，所述第二输入端口耦接到所述巴特勒矩阵的第一输出端口，所述第二输出端口耦接到对应的辐射元件。

15、根据10所述的基站天线，其中，所述第一移相器包括多个移相器输出端口，所述多个移相器输出端口分别耦接到所述辐射元件阵列的同一列中的对应辐射元件。

16、一种基站天线，包括：

第一扇区分割端口；

第二扇区分割端口；

多个波束成形端口；

具有多个列的辐射元件阵列，其中每列包括多个辐射元件；

多个第一移相器，耦接在对应的波束成形端口和所述辐射元件阵列之间，所述多个第一移相器总共具有多个第一移相器输出端口；

第二移相器，具有耦接到第一扇区分割端口的输入端口和多个第二移相器输出端口；

第三移相器，具有耦接到第二扇区分割端口的输入端口和多个第三移相器输出端口；

多个多波束装置，每个多波束装置耦接到所述多个第二移相器输出端口中的对应的第二移相器输出端口以及所述多个第三移相器输出端口中的对应的第三移相器输出端口，所述多个多波束装置总共具有多个多波束装置输出端口；以及

多个双工器，每个双工器具有耦接到所述多个第一移相器输出端口中的对应的第一移相器输出端口的第一输入端口、耦接到所述多个多波束装置输出端口中的对应的多波束装置输出端口的第二输入端口、以及耦接到所述辐射元件阵列中的对应的辐射元件的输出端口。

17、根据16所述的基站天线，其中，所述多波束装置为巴特勒矩阵。

18、根据16所述的基站天线，其中，对于所述辐射元件的每个极化方向的辐射器，两个第一移相器耦接到所述辐射元件阵列的每列中的辐射元件。

19、根据17所述的基站天线，其中，连接到所述辐射元件阵列的巴特勒矩阵的数量是所述辐射元件阵列的列数的两倍。

20、根据16所述的基站天线，其中，每列辐射元件中的预定数目的辐射元件耦接到同一个双工器，

所述基站天线还包括：

功率分配器，被构造成将对应双工器的输出端口输出的信号按照预定的功率比例分配给对应的预定数目的辐射元件。

21、根据20所述的基站天线，其中，所述预定数目大于或等于2，且小于或等于6。

22、根据16所述的基站天线，其中，所述辐射元件阵列包括多个行，每个所述多波束装置的多个所述多波束装置输出端口耦接到同一行中的对应的辐射元件。

23、一种基站天线，包括：

第一扇区分割端口；

第二扇区分割端口

多个波束成形端口；

多波束装置，具有耦接到对应的第一扇区分割端口和第二扇区分割端口的第一输入端口和第二输入端口、以及多个多波束装置输出端口；

多个移相器，所述多个移相器总共具有多个移相器输出端口；

多个双工器，每个双工器具有耦接到所述多个波束成形端口中对应的波束成形端口的第一输入端口、耦接到所述多个多波束装置输出端口中对应的多波束装置输出端口的第二输入端口、以及耦接到所述多个移相器中对应的移相器的输出端口；

具有多个列的辐射元件阵列，其中每个列包括多个辐射元件；

其中，每个移相器输出端口被耦接到所述辐射元件阵列中的多个辐射元件中对应的辐射元件。

24、根据23所述的基站天线，其中，所述多波束装置为巴特勒矩阵。

25、根据23所述的基站天线，其中，所述辐射元件阵列包括多个行，每个所述多波束装置的所述多个多波束装置输出端口耦接到所述辐射元件阵列的同一行中的对应的辐射元件。

26、根据23所述的基站天线，其中，每个所述移相器包括多个移相器输出端口，并且每个移相器的多个移相器输出端口分别耦接到所述辐射元件阵列的同一列中的对应的辐射元件。

27、一种基站，包括上述1-26中任一项所述的基站天线。

在说明书及权利要求中的词语“前”、“后”、“顶”、“底”、“之上”、“之下”等，如果存在的话，用于描述性的目的而并不一定用于描述不变的相对位置。应当理解，这样使用的词语在适当的情况下是可互换的，使得在此所描述的本公开的实施例，例如，能够在与在此所示出的或另外描述的那些取向不同的其他取向上操作。

如在此所使用的，词语“示例性的”意指“用作示例、实例或说明”，而不是作为将被精确复制的“模型”。在此示例性描述的任意实现方式并不一定要被解释为比其它实现方式优选的或有利的。而且，本公开不受在上述技术领域、背景技术、实用新型内容或具体实施方式中所给出的任何所表述的或所暗示的理论所限定。

如在此所使用的，词语“基本上”意指包含由设计或制造的缺陷、器件或元件的容差、环境影响和/或其它因素所致的任意微小的变化。词语“基本上”还允许由寄生效应、噪声以及可能存在于实际的实现方式中的其它实际考虑因素所致的与完美的或理想的情形之间的差异。

另外，前面的描述可能提及了被“连接”或“耦接”在一起的元件或节点或特征。如在此所使用的，除非另外明确说明，“连接”意指一个元件/节点/特征与另一种元件/节点/特征在电学上、机械上、逻辑上或以其它方式直接地连接(或者直接通信)。类似地，除非另外明确说明，“耦接”意指一个元件/节点/特征可以与另一元件/节点/特征以直接的或间接的方式在机械上、电学上、逻辑上或以其它方式连结以允许相互作用，即使这两个特征可能并没有直接连接也是如此。也就是说，“耦接”意图包含元件或其它特征的直接连结和间接连结，包括利用一个或多个中间元件的连接。

另外，仅仅为了参考的目的，还可以在本文中使用“第一”、“第二”等类似术语，并且因而并非意图限定。例如，除非上下文明确指出，否则涉及结构或元件的词语“第一”、“第二”和其它此类数字词语并没有暗示顺序或次序。

还应理解，“包括/包含”一词在本文中使用时，说明存在所指出的特征、整体、步骤、操作、单元和/或组件，但是并不排除存在或增加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、单元和/或组件以及/或者它们的组合。

在本公开中，术语“提供”从广义上用于涵盖获得对象的所有方式，因此“提供某对象”包括但不限于“购买”、“制备/制造”、“布置/设置”、“安装/装配”、和/或“订购”对象等。

本领域技术人员应当意识到，在上述操作之间的边界仅仅是说明性的。多个操作可以结合成单个操作，单个操作可以分布于附加的操作中，并且操作可以在时间上至少部分重叠地执行。而且，另选的实施例可以包括特定操作的多个实例，并且在其他各种实施例中可以改变操作顺序。但是，其它的修改、变化和替换同样是可能的。因此，本说明书和附图应当被看作是说明性的，而非限制性的。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。在此公开的各实施例可以任意组合，而不脱离本公开的精神和范围。本领域的技术人员还应理解，可以对实施例进行多种修改而不脱离本公开的范围和精神。本公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (27)

1.一种基站天线，其特征在于，包括：

辐射元件阵列，包括多列辐射元件，每列包括多个辐射元件；

第一移相器，被构造成改变用于按照波束成形方式进行传输的第一频带的射频信号的相位；

第二移相器，被构造成改变用于按照多波束方式进行传输的第二频带的射频信号的相位，所述第二频带不同于第一频带，其中所述第二频带的射频信号包括第一波束信号和第二波束信号；

多波束装置，被构造成根据相位改变的第一波束信号和相位改变的第二波束信号生成与各个辐射元件对应的输出信号；以及

双工器，被构造成接收相位改变的第一频带的射频信号和所述多波束装置的输出信号，以及将双工器输出信号传输到对应的辐射元件。

2.根据权利要求1所述的基站天线，其特征在于，第二移相器包括：

用于改变第一波束信号的相位的第一波束移相器；以及

用于改变第二波束信号的相位的第二波束移相器。

3.根据权利要求1所述的基站天线，其特征在于，每列辐射元件中的预定数目的辐射元件耦接到同一个双工器，

所述基站天线还包括：

功率分配器，被构造成将对应的双工器输出信号按照预定的功率比例分配给对应的预定数目的辐射元件。

4.根据权利要求3所述的基站天线，其特征在于，所述预定数目大于或等于2，且小于或等于6。

5.根据权利要求1所述的基站天线，其特征在于，所述多波束装置为巴特勒矩阵。

6.根据权利要求5所述的基站天线，其特征在于，

所述巴特勒矩阵包括第三输入端口、第四输入端口以及多个第一输出端口，所述第三输入端口接收相位改变的第一波束信号，所述第四输入端口接收相位改变的第二波束信号，所述多个第一输出端口经由所述多个双工器分别耦接到对应的辐射元件。

7.根据权利要求6所述的基站天线，其特征在于，所述辐射元件阵列包括多个行，每个所述巴特勒矩阵的所述多个第一输出端口耦接到同一行中的对应的辐射元件。

8.根据权利要求6或7所述的基站天线，其特征在于，

所述双工器包括第一输入端口，第二输入端口以及第二输出端口，以及

所述第一输入端口接收相位改变的第一频带的射频信号，所述第二输入端口耦接到所述巴特勒矩阵的第一输出端口，所述第二输出端口耦接到对应的辐射元件。

9.根据权利要求1所述的基站天线，其特征在于，所述第一移相器包括多个第一移相器输出端口，所述多个第一移相器输出端口分别耦接到同一列中的对应辐射元件。

10.一种基站天线，其特征在于，包括：

辐射元件阵列，包括多列辐射元件，每列包括多个辐射元件；

多波束装置，被构造成根据用于按照多波束方式进行传输的第二频带的射频信号中的第一波束信号和第二波束信号生成与各个辐射元件对应的输出信号；

多个双工器，被构造成接收用于按照波束成形方式进行传输的第一频带的射频信号和所述多波束装置的输出信号，以及输出双工器输出信号；以及

移相器，被构造成改变所述双工器输出信号的相位并输出给对应的辐射元件。

11.根据权利要求10所述的基站天线，其特征在于，所述多波束装置为巴特勒矩阵。

12.根据权利要求11所述的基站天线，其特征在于，

所述巴特勒矩阵包括第三输入端口、第四输入端口以及多个第一输出端口，所述第三输入端口接收第一波束信号，所述第四输入端口接收第二波束信号，所述多个第一输出端口经由所述多个双工器分别耦接到对应的辐射元件。

13.根据权利要求12所述的基站天线，其特征在于，所述辐射元件阵列包括多个行，所述巴特勒矩阵的所述多个第一输出端口耦接到同一行中的对应的辐射元件。

14.根据权利要求12或13所述的基站天线，其特征在于，

所述双工器包括第一输入端口，第二输入端口以及第二输出端口，

所述第一输入端口接收第一频带的射频信号，所述第二输入端口耦接到所述巴特勒矩阵的第一输出端口，所述第二输出端口耦接到对应的辐射元件。

15.根据权利要求10所述的基站天线，其特征在于，所述移相器包括多个移相器输出端口，所述多个移相器输出端口分别耦接到所述辐射元件阵列的同一列中的对应辐射元件。

16.一种基站天线，其特征在于，包括：

第一扇区分割端口；

第二扇区分割端口；

多个波束成形端口；

具有多个列的辐射元件阵列，其中每列包括多个辐射元件；

多个第一移相器，耦接在对应的波束成形端口和所述辐射元件阵列之间，所述多个第一移相器总共具有多个第一移相器输出端口；

第二移相器，具有耦接到第一扇区分割端口的输入端口和多个第二移相器输出端口；

第三移相器，具有耦接到第二扇区分割端口的输入端口和多个第三移相器输出端口；

多个多波束装置，每个多波束装置耦接到所述多个第二移相器输出端口中的对应的第二移相器输出端口以及所述多个第三移相器输出端口中的对应的第三移相器输出端口，所述多个多波束装置总共具有多个多波束装置输出端口；以及

多个双工器，每个双工器具有耦接到所述多个第一移相器输出端口中的对应的第一移相器输出端口的第一输入端口、耦接到所述多个多波束装置输出端口中的对应的多波束装置输出端口的第二输入端口、以及耦接到所述辐射元件阵列中的对应的辐射元件的输出端口。

17.根据权利要求16所述的基站天线，其特征在于，所述多波束装置为巴特勒矩阵。

18.根据权利要求16所述的基站天线，其特征在于，对于所述辐射元件的每个极化方向的辐射器，两个第一移相器耦接到所述辐射元件阵列的每列中的辐射元件。

19.根据权利要求17所述的基站天线，其特征在于，连接到所述辐射元件阵列的巴特勒矩阵的数量是所述辐射元件阵列的列数的两倍。

20.根据权利要求16所述的基站天线，其特征在于，每列辐射元件中的预定数目的辐射元件耦接到同一个双工器，

所述基站天线还包括：

功率分配器，被构造成将对应双工器的输出端口输出的信号按照预定的功率比例分配给对应的预定数目的辐射元件。

21.根据权利要求20所述的基站天线，其特征在于，所述预定数目大于或等于2，且小于或等于6。

22.根据权利要求16所述的基站天线，其特征在于，所述辐射元件阵列包括多个行，每个所述多波束装置的多个所述多波束装置输出端口耦接到同一行中的对应的辐射元件。

23.一种基站天线，其特征在于，包括：

第一扇区分割端口；

第二扇区分割端口

多个波束成形端口；

多波束装置，具有耦接到对应的第一扇区分割端口和第二扇区分割端口的第一输入端口和第二输入端口、以及多个多波束装置输出端口；

多个移相器，所述多个移相器总共具有多个移相器输出端口；

多个双工器，每个双工器具有耦接到所述多个波束成形端口中对应的波束成形端口的第一输入端口、耦接到所述多个多波束装置输出端口中对应的多波束装置输出端口的第二输入端口、以及耦接到所述多个移相器中对应的移相器的输出端口；

具有多个列的辐射元件阵列，其中每个列包括多个辐射元件；

其中，每个移相器输出端口被耦接到所述辐射元件阵列中的多个辐射元件中对应的辐射元件。

24.根据权利要求23所述的基站天线，其特征在于，所述多波束装置为巴特勒矩阵。

25.根据权利要求23所述的基站天线，其特征在于，所述辐射元件阵列包括多个行，每个所述多波束装置的所述多个多波束装置输出端口耦接到所述辐射元件阵列的同一行中的对应的辐射元件。

26.根据权利要求23所述的基站天线，其特征在于，每个所述移相器包括多个移相器输出端口，并且每个移相器的多个移相器输出端口分别耦接到所述辐射元件阵列的同一列中的对应的辐射元件。

27.一种基站，其特征在于，包括权利要求1-26中任一项所述的基站天线。

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