[实用新型]信号处理装置和基站天线

说明书

本公开涉及一种信号处理装置和基站天线，信号处理装置包括：基板；波束成形网络，设于基板的一侧上；以及校准电路，设于基板的设有波束成形网络的同一侧上；其中，波束成形网络经由基板上的连接迹线连接到校准电路。

技术领域

本公开一般地涉及无线电通信技术领域，更具体地，涉及一种信号处理装置和基站天线。

背景技术

蜂窝通信系统在本领域内是众所周知的。在典型的蜂窝通信系统中，地理区域可以被划分为一系列被称为“小区”的区域，并且每个小区由“宏小区”基站所服务。例如，每个小区可以具有1-50km²量级的面积，其中小区的大小取决于地形和人口密度等。基站可以包括基带装备、无线电设备和基站天线，从而提供与位于整个小区的固定和移动订户(“用户”)的双向RF(“RF”)通信。基站天线通常被安装在塔或其他升高的结构上，其中由每个天线生成的辐射波束(“天线波束”)指向外，以服务整个小区或其一部分(“扇区”)。通常，基站天线包括辐射元件的一个或多个相控阵，其中当天线被安装使用时，这些辐射元件被布置在一个或多个竖直列中。在这里，“竖直”是指相对于地平线所定义的平面基本上垂直的方向。

为了增加容量，蜂窝运营商部署了所谓的“小小区”基站。小小区基站是指相比典型的宏小区基站服务小得多的区域的低功率基站。在这里，术语“小小区”可以涵盖小小区、微小区、皮小区中的基站和服务小的地理区域的其他基站。例如，可以使用小小区基站来为宏小区内的高流量区域提供蜂窝覆盖，这允许宏小区基站将小小区附近的大部分或全部流量卸载到小小区基站。

图1是传统的小小区基站10的结构示意图。基站10包括可以被安装在升高的结构30上的天线20。通常，小小区基站的天线20可以被设计为提供在方位角平面中的全向覆盖，从而意味着由天线20生成的天线波束扩展通过方位角平面中的全360°圆，且可以具有仰角平面中的合适的波束宽度(例如，10°至30°)。天线波束可以可选地在仰角平面中稍微下倾(可以是物理下倾或电子下倾)，以减少小小区基站天线的天线波束外溢到小小区之外的区域中，并且也减少了小小区基站与其他基站之间的干扰。

小小区基站10还可以包括基站装备，诸如一个或多个基带单元40和无线电设备42。基带单元40可以从诸如回程网络之类的另一个源接收数据，并可以处理该数据并向无线电设备42提供数据流。无线电设备42可以生成其中包括已编码的数据的RF信号，并且可以放大这些RF信号并例如经由线缆连接44将这些RF信号传送到天线20用于传输。无线电设备42可以形成基于基带数据流的多个RF信号，并将每个RF信号传递到无线电设备42的相应输出端子(“无线电端子”)。在一些情况下，天线20可以是所谓的“有源天线”，在该“有源天线”中无线电设备42被直接安装在天线20上或在天线20内实现。有源天线能够电子地改变所产生的天线波束的形状和大小，并且因此也被称为“波束成形天线”。还将理解的是，图1中的小小区基站10通常可以包括各种其他装备，诸如电源、备用电池、电源总线、控制器等。

一些波束成形天线包括波束成形网络，该波束成形网络对馈电给波束成形天线的多列辐射元件的RF信号进行处理。例如，在一些波束成形天线中，每个无线电端子通过波束成形网络耦合到辐射元件的多列阵列中的不同列的辐射元件。每个RF信号的幅度和相位可以由无线电设备42和波束成形网络来设置，使得辐射元件的列一起工作以形成具有在方位角平面中的更窄波束宽度的更聚焦、更高增益的天线波束。在时分双工(“TDD”)传输方案中，可以基于逐个时隙来改变天线波束，使得在每个时隙期间在方位角平面中可以电子地“操纵”天线的形状和指向方向以指向或接近所服务的用户(天线波束的指向方向是指其中天线波束具有峰值增益的方向)。在其他情况下，天线可以被布置为使得存在仰角方向以及方位角方向上的子阵列的多个输入端口，使得在方位角平面和仰角平面两者中都能电子地操纵和窄化天线波束。由于波束成形天线具有窄化方位角(或仰角)波束宽度的能力，并在特定用户的方向上扫描天线波束，因此它们可以表现出更高的天线增益并支持增加的容量。