[发明专利]天线系统

说明书

本案系母案(申请日：2004年4月21日，申请号：02820866.8， 发明名称：天线系统)的分案申请。

本发明涉及天线系统，尤其但不只涉及具有布置在至少两个子阵 中的多个天线元件的相控阵天线系统。该天线系统适用于许多电信系 统，但在通常称为移动电话网络的蜂窝移动无线电网络中获得特别应 用。更具体说，本发明的天线系统可以在第三代(3G)移动电话网络 和通用移动电话系统(UMTS)的情况下使用。

蜂窝移动无线电网络的操作员通常利用他们自己的基站，每个基 站包括一个或多个天线。在蜂窝移动无线电网络中，天线是规定所需 覆盖范围的因素，覆盖范围通常分成若干重叠的小区，每个小区与各 自的天线和基站有关。每个小区都含有与那个小区中的移动无线电设 备通信的固定位置基站。基站它们本身由其它通信手段互连，或是无 线电链路或是固定陆线，并被安排在网或网状结构中，这种结构允许 通过该小区复盖区域移动无线电设备互相通信以及与蜂窝移动无线 电网络外的公共电话网络通信。

在这样网络中所使用的天线经常是称为相控阵天线的复合装置， 它包括多个(通常8个或更多)或阵的单独天线元件或偶极子。通过 调整这些元件之间的相位关系可以改变天线的最大灵敏度方向，即天 线方向图的主辐射束或“瞄准”的垂直或水平方向。这具有允许控制 辐射束以改变天线的覆盖范围的作用。

尤其是，蜂窝移动无线电网络中的相控阵天线的操作员有调整天 线的垂直辐射方向图(VRP)(也称为“倾斜”)的要求，因为这对 天线的覆盖范围具有明显的作用。例如，由于网络结构的变化或小区 中的其它基站或天线的增加或移除，会要求覆盖范围的调整。

已经知道天线倾斜角的调整，传统上用天线本身内的机械装置、 电气装置或两者来实现。在机械调整倾斜时，例如通过机械移动天线 元件它们本身或通过机械移动天线支架，这样的调整经常称为“机械 倾斜角调整”。调整机械倾斜角的作用是改变瞄准的位置使其指向或 是水平线以上或是水平线以下。在通过调整供给天线元件的信号的相 位而并非物理上移动元件的支架、天线元件它们本身或者天线罩的任 何其它部件来电气上调整倾斜时，这样的调整通常称为“电气倾斜角 调整”。调整电气倾斜角的作用也是改变瞄准的位置使其指向或是水 平线上面或是水平线下面，在这种情况下，通过改变馈送给阵中的每 个元件(或元件组)的信号的时间延迟来实现。

电气倾斜角的机械调整的缺点是，它必须在原位置靠天线的人工 调整来进行。

本发明的目的是提供克服上述问题的改进天线。

在下面的说明中，代替以前术语“天线”使用的术语“天线系统” 说明具有“天线组件”的系统。天线组件是天线元件的阵和用于控制 供给天线组件中的天线元件信号的控制装置。

因而，按照本发明的一个方面提供有一种天线系统。这种天线系 统包括：天线组件，它具有电气倾斜角和多个安装在天线载体上和布 置在至少两个子阵中的天线元件，每个子阵包括一个或多个所说的元 件；控制装置，它用于从远离所说天线组件的位置电气上控制供给至 少一个所说的子阵的信号的相位，其中所说的控制装置包括用于经第 一和第二输入馈源连接到所说的子阵中的各自一个，借此调整供给那 里的信号的相位的相位调整装置；以及附加机械相位调整装置，用于 另外调整供给天线组件的每一个元件的信号的相位。

很便利地，天线组件可以包括第一和第二相位调整装置，所说的 第一和第二相位调整装置中的每一个经各自的第一或第二输入馈源 与所说的子阵中的各自的一个连接，借此调整供给所说的子阵中所说 的各自的一个的信号的相位。

典型上天线载体可以是天线杆。

在第一实施例中，控制装置可以放置在天线载体的基座处，远离 天线组件。在一个替换的实施例中，控制装置布置在远离天线载体或 天线杆基座的位置，例如几公里外。

控制装置可以包括用于接收单独输入信号的单独口和用将所说 的输入信号分成第一和第二分信号的装置，第一和第二分信号要被供 给所说的第一和第二相位调整装置中的各自的一个。

很便利地，系统还包括用于自动控制与供给所说的阵中的第二个 的信号的相位有关的供给所说的阵中的第一个的信号的相位的装置。

在一个优选实施例中，所说的天线组件中的所说的元件被布置在 第一、第二和第三子阵中，而所说的天线系统包括：

第一控制装置，它用于控制供给所说的第一子阵的信号的相位， 以及