[发明专利]双波束天线系统

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种双波束天线系统。

背景技术

随着移动通信技术的迅猛发展，人们对通信质量的要求越来越高，移动用户数量的与日俱增，致使网络覆盖的密度越来越大，单波束基站天线在容量要求较高的地方将无法满足用户的需求，增加通信的容量刻不容缓。为了增加容量，一种方法就是增加天线的数量；另一种方法就是采用双波束天线。采用双波束天线可以减少抱杆上天线的数量，同时又能满足信道容量的需求。

双波束天线的关键在于波束形成网络，传统的波束形成网络是在巴特勒矩阵网络的基础上增加混合网络，通过调节可变移相器实现波束指向和波束宽度的变化。然而，传统的波束形成网络馈电形式单一，为天线阵列馈电会造成较高的副瓣。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种可降低副瓣的双波束天线系统。

一种双波束天线系统，包括第一波束形成网络、第二波束形成网络以及2行或2行以上的天线阵列，每行所述天线阵列均包含依次排列的至少4个辐射单元，各所述天线阵列中辐射单元的数量相同；所述第一波束形成网络连接至少1行所述天线阵列进行馈电，所述第二波束形成网络连接至少1行所述天线阵列进行馈电；

所述第一波束形成网络的两个输入端分别形成方向偏离天线阵面的法向的波束，所述第一波束形成网络的输出端与对应天线阵列的辐射单元相连，并在相连的辐射单元上形成2套等差级数的相位分布；其中，所述第一波束形成网络的一输入端在辐射单元上形成等差级数相位分布并依次逐渐超前，且相邻辐射单元的相位差为90度；所述第一波束形成网络的另一输入端在辐射单元上形成等差级数相位分布并依次逐渐滞后，且相邻辐射单元的相位差为90度；

第二波束形成网络的两个输入端分别形成方向偏离天线阵面的法向的波束，所述第二波束形成网络的输出端与对应天线阵列的辐射单元相连，并在相连的辐射单元上形成2套预设幅度分布以及等差级数的相位分布；其中，所述第二波束形成网络的一输入端在最后一个辐射单元上形成的幅度为零，在所述最后一个辐射单元之外的辐射单元上形成等差级数相位分布并依次逐渐超前，相邻辐射单元的相位差为90度；所述第二波束形成网络的另一输入端在第一个辐射单元上形成的幅度为零，且在所述第一个辐射单元之外的辐射单元上形成等差级数相位分布并依次逐渐滞后，相邻辐射单元的相位差为90度。

上述双波束天线系统，至少1行天线阵列采取第一波束形成网络馈电，至少1行天线阵列采取第二波束形成网络馈电。第一波束形成网络在相连的天线阵列辐射单元上形成2套等差级数相位分布，第二波束形成网络馈电在相连的天线阵列辐射单元上形成2套特定的幅度分布以及等差级数相位分布，且当形成其中一波束时，天线阵列最后一个辐射单元幅度为零；当形成另一波束时，天线阵列第一个辐射单元幅度为零。通过结合第一波束形成网络和第二波束形成网络进行对天线阵列馈电，可以组成多样的馈电网络形式，且不同个数的辐射单元产生的副瓣最高点不在同一处，在矢量叠加过程中副瓣被压低，满足了现代移动通信扩容的需求，适应现移动通信的应用环境。

附图说明

图1为一实施例中双波束天线系统的结构示意图；

图2为一实施例中第一波束形成网络和天线阵列的结构示意图；

图3为一实施例中第二波束形成网络和天线阵列的结构示意图；

图4为另一实施例中双波束天线系统的结构示意图；

图5为一实施例中5行天线阵列组阵，其中4行天线阵列采用第一波束形成网络馈电，其余1行采用第二波束形成网络馈电的左右波束图；

图6为一实施例中5行天线阵列组阵，其中3行天线阵列采用第一波束形成网络馈电，其余2行采用第二波束形成网络馈电的左右波束图；

图7为一实施例中5行天线阵列组阵，其中2行天线阵列采用第一波束形成网络馈电，其余3行采用第二波束形成网络馈电的左右波束图；

图8为一实施例中5行天线阵列组阵，其中1行天线阵列采用第一波束形成网络馈电，其余4行采用第二波束形成网络馈电的左右波束图。

具体实施方式

在一个实施例中，一种双波束天线系统，如图1所示，包括第一波束形成网络60b、第二波束形成网络60c以及2行或2行以上的天线阵列141，每行天线阵列141均包含依次排列的至少4个辐射单元，各天线阵列141中辐射单元的数量相同；第一波束形成网络60b连接至少1行天线阵列141进行馈电，第二波束形成网络60c连接至少1行天线阵列141进行馈电。