[发明专利]具有极化分集的电倾斜天线系统

说明书

技术领域

本发明涉及具有极化分集的电倾斜天线系统，即具有极化分集和电 倾斜能力的相控阵天线系统。它涉及诸如那些用于电信的许多天线系 统，例如用于通常被称为移动电话网络的蜂窝移动无线电网络。这样的 网络包括由诸如GSM的蜂窝无线电标准实现的第二代(2G)移动电话 网络以及由诸如通用移动电话系统(UMTS)的蜂窝标准实现的第三代 (3G)移动电话网络。其它的蜂窝无线电标准包括IS95和WCMA2000。

背景技术

常规蜂窝无线电网络的运营商通常使用他们自己的基站，每个这些 基站都被连接到一个或多个天线。在这样的网络中，天线是确定期望覆 盖范围的主要因素，该期望覆盖范围通常被分成若干重叠小区，每个小 区都与相应的天线和基站相关联。每个小区包含保持与该小区中的移动 无线电设备无线电通信的固定位置基站。为了通信目的基站彼此互连， 例如通过以网格或网状结构设置的固定陆线互连，使得遍布小区覆盖范 围的移动无线电互相通信，并且还与蜂窝移动无线电网络之外的公用电 话网通信。

为了改进并优化在蜂窝无线电网络中使用的天线系统中的通信性 能，公知使用三种技术，即空间分集、极化分集和可变电倾斜。第一种 这样的技术即空间分集包括使用两个间隔开的天线，每个间隔开的天线 产生来自使用移动电话手持送受话器(handset)的远程订户的相应接收 信号，这使得可以从单个手持送受话器得到两个接收信号，从而提供了 通信优点。

基站接收的信号在功率上受到了急剧波动，因为它们穿过多路径环 境(即从移动电话手持送受话器发射的信号的复制品经由多路径或路线 传送到接收基站)并且在发射期间该手持送受话器自身处于运动状态。 另外，该复制品变得彼此去相关。可以使用例如最大比结合(MRC)结 合基站接收的信号，最大比结合为从移动手持送受话器到基站的上行链 路信道提供了显著的性能增益。

用于改进通信性能的第二种技术(即极化分集)可以通过具有两组 天线单元的天线来获得，每组提供一个最大信号发射或接收灵敏度角， 该角与另一组的灵敏度角正交。由这样的天线从单个移动手持送受话器 经由不同的多路径路线而接收的两个信号相对于彼此至少部分不相关， 因此它们可以被组合用于改进接收的信号质量。

用于改进通信性能的第三种技术(即可变电倾斜)由相控阵天线单 元的特性产生。这样的天线响应于其天线单元的同相激励或作为阵列中 单元位置的线性函数的横过阵列变化的激励而形成主射束。改变该函数 的梯度会将主射束的倾斜或角度改变成对应于同相激励的主射束方向。 这使得蜂窝移动无线电网络的运营商将主射束的角度改变成水平，其接 着调整由该天线服务的地面覆盖范围并能够降低与不同小区相关联的 消息之间的干扰：在这里一个小区是天线与其进行通信的一个区域，并 且每个天线可以有多于一个的小区。

蜂窝无线电网络的运营商面对增强通信容量的需求，但是受到规划 或分区约束，这限制了部署新位置或添加天线到现有位置。因此，希望 在不添加天线的情况下提高天线通信容量，例如通过运营商共用天线， 同时保持彼此独立的单个用户(运营商(欧洲)或载波(美国))的极 化分集能力和相应电倾斜角的调整能力。

本发明的目的是利用两个运营商可用的独立电倾斜角在天线位置 处提供极化分集。

发明内容

本发明提供了一种天线系统，该天线系统包括：

a)具有电倾斜可调极化的双极化天线；

b)用于在每个天线极化之间中继中间信号的相应的共电馈电装置 和延迟装置，每个共电馈电装置被设置成响应于多个中间信号的相对延 迟为相关天线极化的电倾斜可调做准备，并且延迟装置为中间信号将经 历相对延迟做准备；

c)相应的信号馈电线(feeder)，其与每个天线极化相关联；以及

d)两个站，每个站用于经由天线极化和信号馈电线而接收和发射 信号中的至少一个，所述天线系统被设置为使得每个天线极化与一个相 应站的信号相关联并且与另一个相应站的极化分集信号相关联。