[发明专利]一种天线及有源天线系统

说明书

本发明公开了一种天线及有源天线系统，用于降低天线设备的复杂度及功耗，减少生产成本。该天线包括：天线阵列、多通道前端、接收多波束网络、发射多波束网络；天线阵列包括w个天线振子，其中，w为大于或者等于2的自然数；发射多波束网络，用于对j路发射信号波束进行波束成形处理，得到m路发射信号，其中，j为自然数；多通道前端，用于将w个天线振子接收到的w路第一射频信号转换为n路接收信号；以及，将发射多波束网络的m路发射信号转换为w路第二射频信号，其中，n和m均为小于或者等于w的自然数；接收多波束网络，用于对多通道前端生成的所述n路接收信号进行波束成形处理，得到k路接收信号波束，其中，k为自然数。

技术领域

本发明涉及移动通信领域，特别涉及一种天线及有源天线系统。

背景技术

随着社会生活对无线带宽的需求越来越大，需要不断提升无线网络的性能。使用有源天线系统，不仅可以得到高增益波束和高用户复用率，而且可以在多个通道上提供分集增益，由此获得一个高性能的无线网络。有源天线系统逐渐在民用技术上得到应用。

有源天线系统使用大规模的天线阵列，形成多个天线波束，因此也被称为有源多天线系统。有源多天线系统，其关键技术就是天线阵的波束赋形，多通道相干信号通过数字域信号处理，控制其在天线阵各阵元信号的幅度、相位，在空间干涉迭加所形成的定向波束；这种波束可以是用户级、小区级。在传统的技术架构中，一组TRX(Transmitter/Receiver，收发信机)驱动一个或多个天线单元，构成一个有源天线模块，多个模块组成阵列，即构成有源天线阵列。这就是所谓“一驱一”架构，见图1所示，在发送链路上，第1路发信号通过TRX(1)到1#振子；在接收链路上，第1路收信号从1#振子经过TRX(1)到达收通道处理，可以看出第1路发信号和第1路收信号经过了对称的路径，因此，其在天线中收发信号通道完全对称。

上述“一驱一”方案中的天线阵列构成的天线设备结构复杂且功耗大，生产成本高。

发明内容

本发明提供了一种天线及有源天线系统，用于降低天线设备的复杂度及功耗，减少生产成本。

本发明第一方面提供了一种天线，包括：天线阵列、多通道前端、接收多波束网络、发射多波束网络；

所述天线阵列包括w个天线振子，所述天线振子用于发射或接收射频信号，其中，w为大于或者等于2的自然数；

所述发射多波束网络，用于对j路发射信号波束进行波束成形处理，得到m路发射信号，其中，j为自然数；

所述多通道前端，用于将所述w个天线振子接收到的w路第一射频信号转换为n路接收信号；以及，将所述发射多波束网络的m路发射信号转换为w路第二射频信号，其中，n和m均为小于或者等于w的自然数；

所述接收多波束网络，用于对所述多通道前端生成的所述n路接收信号进行波束成形处理，得到k路接收信号波束，其中，k为自然数。

结合本发明的第一方面，在本发明第一方面的第一种实现方式中，所述发射或接收射频信号使用同一个天线振子，所述多通道前端包括：

滤波处理模块，用于对所述w路第一射频信号中的一路第一射频信号或所述w路第二射频信号中的一路第二射频信号进行滤波处理；

接收通道馈电网络，用于形成接收通道，并对接收方向上的所述w路第一射频信号进行第一映射处理，得到所述n路接收信号；

发射通道馈电网络，用于形成发射通道，并对发射方向上的所述m路发射信号进行第二映射处理，得到所述w路第二射频信号。

结合本发明的第一方面的第一种实现方式，在本发明第一方面的第二种实现方式中，所述多通道前端还包括：

开关矩阵，用于分时切换接收方向的所述w路第一射频信号和发射方向的所述w路第二射频信号。