[发明专利]一种用于波束成形的天线布置和方法

说明书

提供了一种天线布置(1)，包括双极化天线阵列(10)和与其连接的可重构馈电网络(17)。该双极化天线阵列(10)包括多个辐射天线元件，并且该可重构馈电网络(17)包括用于在以下模式之间切换该馈电网络(17)的切换装置(20)：提供单极化波束成形SPBF的第一模式，在该第一模式中，馈电网络(17)被布置为将具有第一极化P1的所有天线元件连接到第一端口A，并且将具有第二极化P2的所有天线元件连接到第二端口B；以及提供双极化波束成形DPBF的第二模式，在该第二模式中，馈电网络(17)将具有第一极化P1的所有天线元件的一部分和具有第二极化的所有天线元件的一部分连接到第一端口A，并且将具有第一极化P1的所有天线元件的其余部分和具有第二极化P2的所有天线元件的其余部分连接到第二端口B。还提供了一种方法(30)、计算机程序(42)和计算机程序产品(41)。

技术领域

本文公开的技术总体上涉及天线技术领域，尤其涉及包括双极化天线阵列和与其连接的可重构馈电网络的天线布置、方法、计算机程序和计算机程序产品。

背景技术

对于下一代移动通信系统(5G)有各种各样的要求。这暗示了将需要许多不同载波频率的频带。例如，将需要低频带以实现足够的覆盖，并且将需要较高频带(例如，毫米波(mmW)，即，在30GHz附近和以上)以达到所需容量。在高频下，传播特性更具挑战性，并且可能需要在发送/接收点(TRP，例如，接入点(例如，基站))和通信设备(例如，用户设备(UE))两处进行波束成形，以达到足够的链路预算。在下文中，基站和UE被用作发送/接收点上的示例。

基站和UE两者基本上都有三种不同的波束成形实施方式：模拟波束成形、数字波束成形和混合波束成形。每个实施方式都有其优点和缺点。数字波束成形是最灵活的解决方案，但由于需要大量的无线电和基带链，因此也是最昂贵的。由于减少了无线电和基带链的数量，模拟波束成形最不灵活，但制造成本较低。混合波束成形是模拟和数字波束成形之间的折衷。

取决于不同UE的成本和性能要求，将需要不同的实施方式。在第三代合作伙伴计划(3GPP)中已经同意针对新无线电(NR)接入技术进行研究的一种波束成形天线架构是在基站和UE两处的天线面板的构思。天线面板是单极化或双极化元件的天线阵列，每个极化通常具有一个发送/接收单元(TXRU)。具有移相器的模拟分配网络用于控制每个面板的波束。

对于UE，进入的信号可以从许多不同的方向到达，因此，在UE处具有可以产生类似全向覆盖的天线实现是有益的。一种在UE处增加全向覆盖范围的方法是应用双极化波束成形。然后将双极化面板用于产生宽波束。

覆盖整个小区的宽波束在基站处也可以是有用的，例如，当同时向小区中的多个UE发送或从其接收信息时，或者用于信号广播等。因此，双极化面板在基站处也可以是有用的，以便通过双极化波束成形方式来产生宽波束。

双极化波束成形方案是已知的，其中，可以使用大型有源天线阵列来创建具有所需波束宽度和波束形状的宽波束。在这种方案中，波束形状通常比天线面板尺寸提供的最小波束宽度宽得多。但是，这是以使用两种极化来形成波束为代价获得的。然后，双端口天线面板将仅提供一个端口。

发明内容

本公开的目的是以具有成本效益的方式提供有效的波束成形。具体的目的是使天线面板能够用于双极化波束成形和单极化波束成形两者。这些目的和其他目的通过根据所附独立权利要求的方法、设备、计算机程序和计算机程序产品以及根据从属权利要求的实施例来实现。

根据一个方面，该目的是通过一种天线布置来实现的，该天线布置包括双极化天线阵列和与其连接的可重构馈电网络。双极化天线阵列包括多个辐射天线元件，并且可重构馈电网络包括用于在以下模式之间切换馈电网络的切换装置：

-提供单极化波束成形SPBF的第一模式，在该第一模式中，馈电网络被布置为将具有第一极化P1的所有天线元件连接到第一端口A，并且将具有第二极化P2的所有天线元件连接到第二端口B，以及