[发明专利]可配置的相位天线阵列

说明书

本主题涉及用于波束操纵的设备、系统和方法，其中可配置的天线组件包括：被配置为在第一垂射方向上辐射的第一天线元件和被配置为在端射方向上辐射的第二天线元件。在一些实施例中，可配置的天线组件进一步包括第三天线元件，该第三天线元件被配置为在实质上与第一垂射方向相反的第二垂射方向上辐射。这样的设备、系统和方法可以进一步配置成使得所述天线元件之一选择性地连接到公共信号馈电端。

优先权要求

本申请要求2018年2月1日提交的美国专利申请序列号62/625,123的优先权，其公开内容通过引用其整体并入本文。

技术领域

此处所公开的主题总体上涉及无线天线设备。更具体地说，此处公开的主题涉及波束可操纵天线阵列。

背景技术

5G系统需要具有高增益和广泛空间覆盖的波束可操纵天线阵列来补偿与cm-波和mm-波工作频率相关联的路径损失。相控阵列通常用于增加增益，而只有一个相控阵列的覆盖范围受到限制。可以安装多个阵列来获得更高的3D空间覆盖，但这可能导致结构庞大，馈电网复杂，这能够限制cm-波和mm-波在移动终端的应用。

发明内容

根据本公开，提供了用于波束操纵(steering)的设备、系统和方法。在一个方面，提供具有至少两个天线元件的可配置的天线组件。在一些实施例中，可配置的天线组件包括配置为在第一垂射(broadside)方向上辐射的第一天线元件和配置为在第一端射(endfire)方向上辐射的第二天线元件。在一些实施例中，可配置的天线组件进一步包括第三天线元件，该第三天线元件配置为在实质上与第一垂射方向相反的第二垂射方向上辐射。多个开关元件配置为选择性地将至少两个天线元件中的一个连接到公共信号馈电端。

在另一方面，可配置的相控天线阵列包括与公共信号馈电端通信的多个这种可配置的天线组件，并且多个可配置的天线组件可以操作为相控阵列，以将集合信号波束操纵到所需方向。

在又另一个方面，用于操作相控天线阵列的方法包括将RF输入从公共信号馈电端提供到多个可配置的天线组件，多个可配置的天线组件中的每一个至少包括配置为在第一垂射方向上辐射的第一天线元件和配置为在第一端射方向上辐射的第二天线元件。该方法还包括选择性地将多个可配置天线组件中的每个的天线元件之一连接到公共信号馈电端。

尽管在此公开的主题的一些方面已在上文中陈述，并且其已经通过本公开的主题全部或部分地实现，但是如下文最佳描述的，当结合附图进行描述时，其他方面将变得明显。

附图说明

根据结合附图进行阅读的以下详细描述将更容易理解本主题的特点和优点，附图仅以解释性和非限制性示例给出，并且在附图中：

图1A、1B和1C是根据本公开主题的实施例的天线元件的侧视图、俯视图和仰视图；

图2A和图2B是根据本公开主题的实施例的天线元件的俯视图和仰视图；

图3是示出了根据本公开主题的实施例的可配置相控天线阵列的端射和垂射辐射模式的s-参数的曲线图；

图4是示出了根据本公开主题的实施例的可配置相控天线阵列的一种端射模式和两种垂射辐射模式的辐射方向图的曲线图；

图5A和5B是根据本公开主题的实施例的可配置相控天线阵列的俯视图和仰视图；

图6是根据本公开主题的另一个实施例的可配置相控天线阵列的平面图；

图7是示出了根据本公开主题的实施例的可配置相控天线阵列的控制配置的电气示意图；以及

图8A到图8O是根据本公开主题的实施例的可配置相控天线阵列的不同波束扫描位置处的辐射方向图的透视图。

具体实施方式