[发明专利]具有分布式相移机构的天线

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是2008年8月27日提交的美国临时专利申请No.61/092,229的部分继续申请，并且其内容并入于此作为参考。

技术领域

本发明的领域涉及天线阵列，尤其涉及与这种阵列的信号相移。

背景技术

用于无线通信系统的天线阵列众所周知。这样的阵列可以用于任意多种不同类型的系统中(例如，蜂窝通信网络，WiFi等)。

已知无线系统的重要特点之一在于提供无缝覆盖的能力。例如，汽车旅行中的蜂窝电话的用户会发现在使用中频繁地丢失呼叫连接(例如，呼叫掉线)会很恼人。这个问题曾经是普遍，但是由于无线技术的进步已经变得没那么严重。

为了避免掉线，蜂窝基站必须提供使用区域(即，服务区)内的均匀覆盖。然而，不可能总是实现均匀覆盖。例如，虽然在具有较少建筑物的平坦地形上提供均匀覆盖相对简单，但是在山地地形或建筑物可能会阻挡信号的地方这就变得更复杂。而且，对于信号传输可能最佳的位置可能位于私人领地，主人可能会反对天线的出现并且可能不允许把天线布置在最佳位置。

由于在天线布置中可能需要的折中，通常必须把天线指向和布置调整到使用位置的条件。例如，在高层建筑物的情况下，可能需要围绕高层建筑物布置几个天线，使得高层建筑物位于每个天线的覆盖界限的周围。还可能需要调整无线基站网点的辐射模式。在有些情况下，这会意味着对齐各个天线阵列的方位和仰角以适应使用区域的条件。尽管这些处理很有效，但是它们也增加了工作量。因此，需要更好的方法来把天线的辐射模式调整到使用位置。

发明内容

现有的相位调节装置依赖于对包括接触电刷的集中式相移装置的使用，该接触电刷围绕中心位置枢转并且具有与相变组件相同数量的一组半圆形导体并且使用馈电电缆作为馈电网络。该布置产生明显的相位误差。这些装置制作起来昂贵而且并不太可靠。而且，限制了这种装置可以获得的相移量。

在示例的实施例中，示出了具有多个相移级的天线，该多个相移级被集成并且沿着单个印刷电路板(PCB)分布。相移级的每一个都可以潜在地馈电给随后的相移级。

这种天线是可重复的并且具有非常鲁棒的设计。简单而巧妙的设计提供了不受相位扫描角度限制的较宽范围的可用相移。

该设计对于所选频率具有极大的灵活性。相移机构的先进特点考虑到缩放相移以适应实际上的任何频率。该灵活性考虑到仰角电下倾和方位波束操控应用。

通过提供具有分布式相移组件的可变仰角波束倾斜双极化天线，本发明的所示实施例获得了技术优势。

天线阵列设计简单而先进。一系列馈电网络和分布式相移可以扩展到任意尺寸，而不会引入相位误差以及由于连接引起的失配。

级联相移器为电路设计提供了极大的灵活性，从而使得能够相对于天线长度而获得高增益的介电损失最大。

在一个实施例中，每个相移器包括两个U形导电组件来为每个极化层产生相位延迟。

附图说明

图1示出了根据本发明的示例实施例的具有可调节下倾的天线阵列；

图2示出了图1的天线阵列；

图3示出了可以与图1的天线阵列一起使用的相位调节装置的简化图；

图4示出了可以与图1的系统一起使用的机架和小齿轮调节系统；

图5示出了可以与图1的系统一起使用的控制手柄；

图6示出了替代实施例中的图1的天线阵列；

图7示出了通过天线位置的累积相移改变；

图8示出了使用相位调节的替代方法的图1的天线；以及

图9示出了图8的天线的电动机细节。

具体实施方式

图1是根据本发明的示例实施例一般示出的具有可调节下倾的天线10的透视侧视图。图2是去除保护罩的图1的天线10的正视图。如图2所示，天线10的长度大约为48英寸，具有在接地平面15上一起形成天线阵列的14个天线组件12。天线阵列10可以通过导体14耦接到收发器。天线10和收发器可以操作来在适合传输频率(例如，3.3-3.8MHz)将信息信号调制的射频信号在基站与适合类别的一个或多个无线装置(例如，iPhone、个人计算机等)之间进行耦合。