[发明专利]具有分布式放大器的有源电调倾斜天线设备

说明书

技术领域

本公开总地涉及无线通信，具体地涉及用于无线通信网络的天线系统。

背景技术

无线通信技术的进步促进了无线通信网络的广泛使用。这些无线通信网络的示例可以包括用于移动通信的全球系统(GSM)、码分多址(CDMA)、宽带码分多址(WCDMA)、全球微波接入互操作性(WiMAX)、长期演进(LTE)、等等。天线是这些无线通信网络中、特别是基站中较为重要的元件。天线组件可以包括与一个或多个有源部件相耦合的天线阵列，所述有源部件可以包括功率放大器(PA)、低噪声放大器(LNA)、以及各种滤波器和双工器。

为了生成天线阵列在指定覆盖区域上发射射频(RF)信号所需的功率量，常常在功率放大器中使用尺寸较大的空腔滤波器，使得功率放大器不适于户外安装。因此，典型无线网络基站可以将包括功率放大器的有源部件配置为室内单元。有时可能将比100英尺更长的馈线(也称为馈电线)用于向天线阵列运送包括RF信号的由功率放大器生成的能量。

馈线的长度可能不利地影响灵敏度和要发射的RF信号与接收的RF信号之间的均衡。例如，在具有6个有源元件的基站天线组件中，功率放大器可能生成20瓦功率。但是，在考虑内部传输损耗的情况下，每个有源元件可能仅具有发射2瓦的能力。为了缩短馈线的长度，一些基站可以将包括放大器在内的部分或全部有源部件安装为靠近天线阵列的室内单元。可以使用跳线将有源部件与天线阵列耦合。但是，这可能不能完全解决问题，因为仍可能存在可归因于跳线的显著的信号损耗。

此外，越来越多的定向天线阵列正被倾斜可调天线阵列取代。基站可以对天线倾角进行机械或电气控制和调节。机械倾斜可以指将天线结构物理倾斜至所需束角。电气倾斜可以指通过操纵信号相位来使信号方向倾斜，这可以典型地通过电机调节到天线阵列的有源元件的馈线长度来实现。但是，通过电机调节馈线长度进行的倾角调节的分辨率可能较为粗糙，一般大约为1度。

随着无线通信系统的大规模应用和部署，成本控制可能变得愈发重要。通常，功率放大器可能构成全部系统成本的较大比例，因为功率放大器的成本可能随发射功率的增大而指数增加。此外，天线组件的其他部件，例如分频器、组合器和双工器等，可能也需要被设计来在高功率额定值下或以高功率容限操作，从而也可能不希望地增加了整个系统的成本。

发明内容

在本公开的多个实施例中，一种用于无线发射或接收通信信号的设备可以包括：多个有源元件，用于无线发射或接收通信信号；以及多个有源模块，对应地耦合到所述多个有源元件，并且被配置为与所述多个有源元件中的相应有源元件协作，其中所述多个有源模块中的各个有源模块包括：电源放大器，被配置为对要发射的通信信号进行放大；以及低噪声放大器，被配置为对接收的通信信号进行放大，其中所述多个有源模块中的各个有源模块还包括：第一移相器，被配置为对要发射的通信信号进行移相；以及第二移相器，被配置为对接收的通信信号进行移相。

在本公开的多个实施例中，一种用于通过天线组件来无线发射信号的方法可以包括：通过多路功率分配器(divider)接收要发射的信号；通过多路功率分配器分配要发射的信号，以产生多个分配的信号以分别提供给多个有源模块；通过所述多个有源模块中的各个有源模块对所述多个分配的信号分别进行移相和放大，以产生多个放大信号；以及通过多个有源元件将所述多个放大信号中的各个放大信号分别发射到自由空间中。

附图说明

图1是示出了具有分布式放大器的示例有源电调倾斜天线组件的框图，

图2是示出了具有分布式放大器的示例有源电调倾斜天线组件的更详细框图，

图3是示出了示例有源模块的框图，

图4是示出了用于发射RF信号的示例操作的一部分的流程图，

图5是示出了用于接收RF信号的示例操作的一部分的流程图，

所有附图均根据本公开多个实施例布置。

具体实施方式

在以下详细说明中，参考了作为详细说明的一部分的附图。在附图中，类似符号通常表示类似部件，除非上下文另行指明。具体实施方式部分、附图和权利要求书中记载的示例性实施例并不是限制性的。在不脱离在此所呈现主题的精神或范围的情况下，可以利用其他实施例，且可以进行其他改变。应当理解，在此一般性描述以及附图中图示的本公开的各方案可以按照多种不同配置来布置、替换、组合、分割和设计，这里明确考虑到了所述多种不同配置。