[发明专利]基于多波束天线的球面透镜阵列

说明书

本发明提供了一种相控阵天线及一种多波束天线。所述相控阵天线包括多个第一辐射元件及沿着第一虚拟轴线对准的多个射频透镜(即多个RF透镜)，其中，所述多个第一辐射元件中的每一个与相应的RF透镜相关联，并且所述多个第一辐射元件中的每一个发射的射频信号角度均相对于所述第一虚拟轴线成角度。

本申请是申请号为2016800792934，申请日为2016年12月01日，发明名称为“基于多波束天线的球面透镜阵列”的分案申请。

技术领域

本发明的领域为射频天线技术。

背景技术

以下描述包含在理解本发明时可能有用的信息。这并不表示本文中提供的信息中的任何信息为现有技术或与当前要求保护的发明相关，或具体地或隐含地提及的任何公开案为现有技术。

当对跨越蜂窝网络的高质量内容的传输的需求增加时，对支持较高容量的更好的大规模蜂窝天线的需要上升。常用的扇形天线设计具有若干缺点。首先，每个扇形允许有限数目个端口。其次，扇形天线具有边缘模式和波束性能(例如，在多波束天线情况下在波束之间的较差隔离、旁瓣等)。

已提出使用球面透镜(例如，卢纳堡(Luneburg)透镜等)连同射频收发器可以提供比传统扇形天线更好的效果。例如，授予施伦瓦斯(Sreenivas)的名称为“Spherical LensAntenna Having an Electronically Steerable Beam”的美国专利5,821,908教导了能够使用相控阵列天线和球面透镜来产生可独立操纵的波束的天线系统。授予埃布林(Ebling)等人的名称为“Multi-Beam Antenna”的美国专利7,605,768公开了使用球面透镜和围绕透镜的表面安置的电磁透镜元件的阵列的多波束天线系统。

然而，这些天线系统不适合于基站天线。因此，仍存在对在基站天线应用中有效地利用球面透镜的需要。

本文中的所有公开案通过以相同程度引用而被并入，如同每个单独的公开案或专利申请案被具体地且单独地指示为通过引用而被并入。当并入的参考文献中术语的定义或使用与本文中所提供的所述术语的定义不一致或相反时，本文中所提供的所述术语的定义适用且参考文献中的所述术语的定义不适用。

发明内容

在本发明的主题的一个方面中，天线使用球面透镜的阵列和沿着球面透镜的表面的可机械移动的元件来为狭窄地理区域提供蜂窝覆盖。在一些实施例中，天线包含沿着虚拟轴线对准的至少两个球面透镜。针对每个球面透镜，天线还包含元件组合件。每个元件组合件具有至少一个轨道，所述轨道沿着球面透镜的外表面的轮廓弯曲，且射频(RF)元件可以沿着所述轨道移动。在一些实施例中，轨道允许RF元件在平行于虚拟轴线的方向上移动。天线还包含移相器，所述移相器经配置以调整通过RF元件产生的信号的相位。天线包含控制机构，所述控制机构连接到移相器和RF元件。控制机构经配置以使得用户能够沿着RF元件的相应轨道移动RF元件，并基于RF元件之间的相对位置来自动地配置移相器以修改来自元件的输出信号的相位。

在一些实施例中，轨道还使得RF元件在垂直于虚拟轴线的方向上移动。

多个RF元件可以置于单个轨道上。在这些实施例中，相同轨道上的多个RF元件可以彼此独立地移动。另外，控制机构还经编程以协调多个RF元件对(或群组)，且经编程以配置移相器以修改从同一RF元件对(或群组)发送的输出信号的相位，使得信号将是同相的。

本发明的主题的各种目标、特征、方面以及优点将通过优选实施例的以下详细描述连同附图而变得更加清楚，在所述附图中，相同的标号表示相同的组件。

附图说明

图1A图示说明一些实施例的示例性天线系统。

图1B图示说明示例性控制机构。

图2A和图2B分别图示说明球面透镜的前透视图和后透视图。