CN102227848A - 移动通信系统中的基站天线 - Google Patents

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Abstract

提供了一种移动通信系统中的基站（BS）天线，其中反射板具有前表面，辐射元件附接在该前表面上，并且至少一个保护器附接在反射板上，该保护器围绕反射板的至少一部分。

Description

移动通信系统中的基站天线
技术领域
本发明涉及移动通信系统中的基站（BS）天线。
背景技术
一般地，在移动通信基站系统中，基站通过高功率放大器将传输信号放大、经由馈电电缆将放大的信号发送到天线，并通过天线发射信号。天线接收信号并将所接收的信号通过馈电电缆发送到基站中的低噪声放大器（LNA）。该LNA放大弱的所接收的信号。为了提供这种服务，天线被安装在诸如屋顶或塔的高的地方，并且基站收发信机（BTS）被安装在建筑物内或塔下。因此，在BTS与天线之间建立起长的传输线。
BTS与天线之间的长的信号传输线在经由馈电电缆进行的发送信号和接收信号的传输期间导致了大的信号损耗。特别是当BTS与天线之间的距离为数十米时，在计算链路预算时带来3-dB或更大的输入信号损耗。信号损耗导致减小的传输功率造成的覆盖范围减小和差的接收噪声系数（NF）造成的接收灵敏度降低。
由于近来的技术发展和传输功率放大器的成本降低，减小传输功率的问题能够通过增大功率放大器的输出容量而得以解决。尽管接收灵敏度降低能够通过增大移动站（MS）的输出而被克服，但是MS的电池寿命可能下降。
在本文中，对在不对移动站施加约束的情况下改进接收噪声系数的方法进行了研究。在这些方法中，当前流行的方法是如图1所示的那样，在天线1附近将塔式安装放大器（TMA）2连接到天线1，从而补偿馈电电缆的损耗导致的噪声系数降低。对于相关的技术，请参见由Deok Yong Kim等人发明并于2005年3月10日提交的名为“Detachable Tower Mounted Amplifier Directly Connected to Antenna”的韩国专利申请No. 2004-16163。
上述方法在克服馈电电路中的信号损耗造成的接收NF的降低时，在其有效性方面具有局限。由于TMA 2放大从一个放大器处的每个发射元件所接收的信号，所以当有缺陷的放大器被经常地旁通时，放大器中的缺陷导致接收的信号的NF迅速降低。另外，用于在时分双工（TDD）中将发送与接收进行区分的开关应当具有对应于高传输功率的容量。
发明公开
技术问题
本发明的示例性实施例的一个方面是至少解决所述问题和/或缺点，并且从而提供至少下面描述的优点。因此，本发明的示例性实施例的一个方面是提供用于使天线的馈电电路导致的损耗和移动通信系统中的信号分离减到最小的基站天线。
本发明的示例性实施例的另一个方面是提供一种BS天线，其通过使接收水平在移动通信系统中保持相对稳定来处理致命的接收性能下降的风险。
本发明的示例性实施例的另一个方面是提供一种BS天线，其采用具有对应于低功率的容量的开关作为TDD开关，用于区分移动通信系统中的发送与接收。
解决问题的方案
根据本发明的示例性实施例的一个方面，提供了一种移动通信系统中的BS天线，其中反射板具有前表面，发射元件附接在该前表面上，并且至少一个保护器附接在反射板上，该保护器包围反射板的至少一部分。
发明的有益效果
从上面的描述中显而易见的是，根据本发明的用于移动通信系统的BS天线具有以下效果。首先，由于放大器被分布并且直接连接于发射元件，所以能够使可能被天线内的馈电电路降低的NF减到最小。由此所产生的被改善的上行链路吞吐量降低了再传输率，从而提高了下行链路吞吐量。由于所接收的信号在多个放大器中被分别地放大，所以不管放大器中任何一个的误差如何，都防止了接收水平的迅速降低。其次，由于从BTS接收的RF信号和控制信号一次在天线内被分离，所以损耗被降低。第三，TDD开关根据所分配的传输信号进行切换。因此，和低功率相一致地执行的开关可被使用。第四，对放大器可使用具有低的1-dB压缩点（CP）的相对低功率的晶体管。第五，能够减轻TDD开关的隔离规范要求。第六，对多个低功率放大器的使用减少了外部干涉信号造成的放大器故障的可能性。
附图说明
从结合附图进行的下文的详细描述中，本发明的某些示例性实施例的上述及其他目的、特征和优点将显而易见，其中：
图1示出了传统的具有TMA的基站天线系统；
图2是根据本发明的示例性实施例的时分双工（TDD）移动通信系统中的BS天线的总体结构示意图；
图3是根据本发明的示例性实施例的在图2中示出的接收信号放大器的详细结构示意图；
图4是根据本发明另一示例性实施例的在图2中示出的接收信号放大器的详细结构示意图；
图5示出了本发明的BS天线和传统的BS天线的信号损耗的模拟结果；
图6是根据本发明的示例性实施例的移动通信系统中的BS天线的总体构造的立体图；
图7是图6所示的重要部分的详细的分解立体图；
图8是图6所示的接收信号放大/分配模块的外部立体图；
图9是图6所示的下盖的详细立体图；
图10是根据本发明另一示例性实施例的频分双工（FDD）移动通信系统中的BS天线的总体结构示意图；
图11是根据本发明的示例性实施例的在图10中示出的接收信号放大器的详细结构示意图；
图12是根据本发明另一示例性实施例的在图10中示出的接收信号放大器的详细结构示意图；
图13是根据本发明另一示例性实施例的在图10中示出的接收信号放大器的详细结构示意图；
图14是根据本发明的进一步的示例性实施例的在图10中示出的接收信号放大器的详细结构示意图；
图15是适用于根据本发明另一示例性实施例的在图2和图10中示出的接收信号放大/分配模块的接收信号放大器的结构示意图；
图16是根据本发明另一示例性实施例的下盖的详细的立体图；
图17是图6所示的保护器和相关部分的示意性平面图；
图18是根据本发明另一示例性实施例的保护器和相关部分的示意性平面图；
图19是根据本发明的示例性实施例的基站天线中的反射板的立体图，参照该图用于描述反射板的旋转结构；
图20是图19所示的反射板和相关设备的平面图；
图21是根据本发明另一示例性实施例的反射板和相关设备的平面图；
图22是根据本发明另一示例性实施例的反射板和相关设备的平面图；
图23是根据本发明的进一步的示例性实施例的反射板和相关设备的平面图。
在所有附图中，相同的附图标记将被理解为指代相同的元件、特征和结构。
本发明的实施方式
提供在说明书中限定的诸如详细构造和元件等主题，以帮助全面地理解本发明的示例性实施例。因此，本领域普通技术人员将认识到，在不偏离本发明的范围和精神的情况下，可以对在此描述的实施例进行各种改变和修改。另外，为了清楚和简洁起见，省略了对众所周知的功能和构造的描述。
图2是根据本发明的示例性实施例的时分双工（TDD）移动通信系统中的基站天线的总体结构示意图。
参照图2，本发明的BS天线被基本上构造成在没有传统的塔式安装放大器（TMA）的情况下直接连接于基站收发信机（BTS）。BS天线包括具有偏置-T（bias-T）的信号分离器（或者图2中的RF/（DC/CTR）分离器）10及分配/相位移动模块60，信号分离器10被用于分离RF信号、用于天线控制的控制信号、以及来自BTS的DC电力，分配/相位移动模块60被用于通过分配器62以1:N（图2中的1:4）初步分配从RF/（DC/CTR）分离器10接收的RF信号并且根据相位控制信号通过相位移动器64移动所分配的信号中的每一个的相位。
BS天线还设有至少一个接收信号放大/分配模块70，接收信号放大/分配模块70具有至少一个接收信号放大器72和至少一个天线-前端分配器74，接收信号放大器72用于接收来自分配/相位移动模块60的传输下行链路信号、根据发送/接收切换控制信号（即TDD同步信号TDD Sync）将下行链路信号发送给至少一个发射元件80、过滤以预定的接收带宽从所述至少一个发射元件80接收的上行链路信号、以及在低噪声放大器（LNA）处放大已过滤的上行链路信号，该至少一个天线-前端分配器74位于所述至少一个发射元件的前端，天线-前端分配器74被用于以1:M（图2中的1:2）二次地分配从所述至少一个信号放大器72接收的信号并且将所分配的信号中的每一个输出到相关的发射元件80。基于分配/相位移动模块60的分配器62中的分配率1:N和接收信号放大/分配模块70的天线前端分离器74中的分配率1:M确定的最终分配率取决于BS天线的发射元件的数量。
BS天线还包括用于生成与信号分离器10和分配/相位移动模块60之间的RF路径中的RF信号相耦合的信号的RF耦合器40，用于从耦合的信号中检测RF信号的RF检测器50，以及用于接收来自信号分离器10的DC电力并对每个接收信号放大/分配模块70的LNA提供运行电力的DC/DC转换器30。
BS天线进一步具有主控模块（MCM）20，其用于接收控制信号和来自信号分离器10的DC电力、分析RF检测器50所检测的RF信号的状态、据此将相位控制信号输出至分配/相位移动模块60的相位移动器64、以及将TDD同步信号TDD Sync输出至接收信号放大/分配模块70。
传统BS天线和具有根据本发明的上述配置的BS天线之间较大的差别在于在每个发射元件80附近的接收信号放大/分配模块70，其用于几乎立即放大从发射元件80接收的信号而没有传输线上的损耗。由于接收信号放大模块被分布并直接连接到发射元件，所以由BS天线内的馈送电路导致的信号损耗被最小化。此外，通过呈分布式的多个放大器而非由单个放大器来放大所接收的信号。结果，不管放大器之一中的误差如何，都能防止接收水平的速降。当分配的传输信号被基于发射元件而切换时，可以使用具有对应于低功率的容量的开关，并且对该开关的隔离规范要求可被减轻。
图3是根据本发明的示例性实施例的在图2中示出的接收信号放大/分配模块的接收信号放大器的详细结构示意图。
参照图3，接收信号放大器72包括连接于分配/相位移动模块60并用于根据TDD同步信号TDD Sync切换发送/接收路径的第一开关722，连接于发射元件80并用于根据TDD同步信号TDD Sync切换发送/接收路径的第二开关724，用于仅仅使在接收期间从第二开关724接收的信号中的预定接收带的信号通过的带通滤波器（BPF）726，以及用于对从BPF 726接收的信号进行低噪声放大的LNA 728。
在接收信号放大器72中的RF发送期间，第一和第二开关722和724根据TDD同步信号TDD Sync切换至发送路径，并且因此发送信号通过第一和第二开关722和724被发送至发射元件80。
在RF接收期间，第一和第二开关722和724根据TDD同步信号TDD Sync切换至接收路径，并且因此从发射元件80接收的信号通过第二开关724被提供给BPF 726。BPF 726仅仅从所接收的信号中过滤预定接收频段中的信号。LNA 728对经过过滤的信号进行低噪声放大并且通过第一开关722向BTS提供上行链路上的放大信号。
如上所述，由于通过发射元件80接收的信号在连接于发射元件80的附近的LNA 728处被放大，所以信号损耗被最小化。与传统的BS天线相比，由于所接收的信号在其被添加有天线的传输路径中的噪声之前被放大，所以进一步增加了对有效信号的放大效率。此外，由于传输路径上没有具体设备，所以在信号传输期间信号损耗可被减到最小。
图4是根据本发明另一示例性实施例的在图2中示出的接收信号放大器的详细结构示意图。除了在第二开关724和发射元件80之间设置有发送/接收BPF 727之外，图4所示的接收信号放大器72’在构造方面与图3所示的接收信号放大器72类似。由于传输信号通过BPF 727，所以接收信号放大器72’的构造改善了乱真发射（spurious emission）。
图5示出了本发明的BS天线和传统的BS天线的信号损耗的模拟结果。具体地，图5（a）示出了传统的BS天线（例如图1中所示意的BS天线）的噪声系数（NF）模拟，而图5（b）示出了本发明的BS天线的NF模拟。
用于移动通信的典型BS天线被延长，因为考虑到服务的性质多个发射元件被竖直地布置。因此，用于将信号发送给每个发射元件的馈电电路在长度方面被延伸，因此导致供电损耗。近来广泛流行的电下倾天线（Electric DownTilt Antenna：EDTA）通常具有大约70%的效率，并且经历30%的NF降低，即，由于馈电电路造成的信号损耗导致的1.5-dB的NF降低，如图5（a）所示。从图（a）中能够注意到，另外的大约2-dB的NF降低出现在TMA中。相比之下，本发明的BS天线具有1.84 dB的总NF，提高了1.66 dB，如图5（b）所示。将TDD模块的NF计算为1.8 dB的原因在于改善天线和TMA之间的跨接电缆造成的0.2-dB的插入损失。
图6是根据本发明的示例性实施例的移动通信系统中的BS天线的总体构造的立体图，并且图7是图6所示的重要部分的详细的分解立体图。在图6和图7中，示出了根据本发明的BS天线的示例性机械构造。关于反射板110的后表面， BS天线的内部机械结构被示出。为了方便起见，反射板110的在其上安装发射元件的表面被称为反射板110的前表面。在图2和图6中，相同的附图标记指代相同的部件。
参照图6和图7，本发明的BS天线在机械方面构造成使得射线罩（raydome）170（其顶部和底部覆盖有上盖180和下盖190）形成BS天线的外部，并且包括发射元件（未示出）的多个设备被安装在内部。根据本发明，多个接收信号放大/分配模块70安装在直接连接于反射板110的前表面上的发射元件（的连接器）的反射板110的后表面上。
信号分离器10安装在连接于BTS的下盖190中，并且RF耦合器40和分配/相位移动模块60顺序地安装在信号分离器10上方。RF检测器50安装在反射板110的后表面的上部，并且MCM组件100位于上盖180中。
在反射板110的下部，具有驱动马达和旋转齿轮的旋转器192安装在信号分离器10的附近，以便在MCM组件100的控制下向左/向右旋转反射板110。当反射板110随同旋转器192的旋转而旋转时，天线束的旋转方向被调节。
同时，从图6中能够注意到，传输线以电缆的形式在信号分离器10、RF耦合器40、分配/相位移动模块60、RF检测器50和MCM组件100之间进行连接。例如，在信号分离器10和MCM组件100之间用实线标记的传输线106被用来向MCM组件100提供由信号分离器10分离的控制信号和DC电力。
多个保护器90附接在反射板110上，至少部分地围绕反射板110，以便在反射板110在射线罩170内旋转时防止反射板110与射线罩170之间的碰撞。这些保护器90可以附接到反射板110的后表面上，以保护可以是可附接到反射板的后表面上的多个设备，包括接收信号放大/分配模块70。保护器90可以由具有预定介电常数的材料（例如，塑料）形成，并用于改进RF特性。
这些保护器90中的每一个都可以例如成形为半圆形的条并且牢固地附接于反射板110，使得用户能够利用保护器90携带整个天线反射板110（以及附接在其上的多个设备）。保护器90是与射线罩170的内部圆周表面一致的半圆形。
为了有助于用户通过保护器90携带反射板110，保护器90可以具有防躺倒的（sleep-proof）结构94，每个防躺倒的结构94均具有粗糙不平的沟槽和/或突起。具有这种构造的保护器90在组装的BS天线进行移动或安装期间，用来保护内部的设备，并且从而使得在制造过程期间能够容易地运送半组装的BS天线。由于保护器90排除了用户接触反射板或其他设备的需要，所以进一步降低了损坏反射板或其他设备的风险。
保护器90均可以设有具有沟槽或孔的电缆引导结构94，电缆引导结构94用于在天线内引导包括供电传输线的多个电缆中的至少一部分。也就是说，电缆可以插入电缆引导结构94的沟槽或孔中。
在具有上述机械结构的天线中，MCM组件100固定于反射板110。如图7所示，MCM组件100可以利用安装的安装引导结构102被固定于反射板。MCM组件100可以构造成具有独立的外壳，以方便对MCM组件100的修理和维护。上盖180的顶部设计成容易打开和关闭的盖的形式，使得MCM组件100被容易地安装或拆卸。由于MCM组件100通常包括非常复杂的电子电路，所以相对于天线的其他内部部件，其容易破损。MCM组件100的可拆卸结构方便了MCM组件100的更换，这继而使整个天线的修理和维护变得容易。特别是当MCM组件100被拆卸时，接收信号放大/分配模块70被绕过，不影响基本的天线功能性，即发送和接收。因此，移动通信服务不被中断。
根据本发明，MCM组件100通过其向分配/相位移动模块60发送相位控制信号和TDD同步信号TDD Sync的传输线以及每个接收信号放大/分配模块70被设置在使用诸如多层板的印刷电路板（PCB）的传输线印刷板130上。根据本发明的实施例，传输线印刷板130可以直接地或者利用板引导面板120附接到反射板110的侧表面。可以通过在其端部具有诸如绝缘位移连接器（IDC）的多线连接器的扁平电缆（或带状电缆）或诸如柔性PCB（FPCB）的多线电缆104在传输线印刷板130和MCM组件100之间进行最终的连接。该结构进一步方便了MCM组件100的安装和拆卸。当然，将控制信号和DC电力从信号分离器10传送到MCM组件100的传输线106具有成形为插座的连接器。
由于将控制信号从MCM组件100传送的传输线通过使用传输线印刷板130形成，所以与传输线的单独形成相比，降低了传输线的复杂性，使制造和处理更容易，并且增加了设计自由度。
将MCM组件100固定在反射板110上的原因是为了防止当MCM组件100与通过旋转器192旋转的反射板110一起旋转时MCM组件100与传输线之间的缠结。如果像传统地一样使用旋转接头和滑环，则成本增加并且可靠性被削弱。
图8是图6所示的接收信号放大/分配模块70的外部立体图。
参照图8，天线前端分配器74构造成PCB的形式，并且附接于接收信号放大/分配模块70中的接收信号放大器72的一部分。具有例如1:2的分配比的分配器的传输线图案可以形成为天线前端分配器74。用于天线前端分配器74的传输线图案设计成使得其分支的两端都位于对应于发射元件的连接器的位置并且其连接部分例如被连接到接收信号放大器72内的BPF（图4中的727）或第二开关（图2中的724）的连接器。接收信号放大/分配模块70中的结构极端地减少了可导致信号损耗的传输线的长度。因此，在防止信号损耗方面，这是最佳的结构。
图9是图6所示的下盖的详细立体图。参照图9，下盖190在其底表面上被设置有将连接于BTS的连接电缆的连接器193。根据本发明，特别地，方形孔形成在下盖190的底表面的一部分处。DC/DC转换器30通过螺钉或者以任何其他方式，被可拆卸地安装在该方形孔中，以便于其维护和修理，就像MCM组件100的安装结构一样。
图10是根据本发明另一示例性实施例的频分双工（FDD）移动通信系统中的BS天线的总体结构示意图。
参照图10，BS天线在构造方面基本上类似于图2中所示意的BS天线，不同之处在于前者应用于FDD系统而后者应用于TDD系统。
更具体地，像图2所示的BS天线的构造一样，图10所示的BS天线包括用于分离RF信号、用于天线控制的控制信号、以及从BTS接收的DC电力的信号分离器（或者图10中的RF/（DC/CTR）分离器）10，以及用于通过分配器62以1:N（图10中的1:4）初步地分配从RF/（DC/CTR）分离器10所接收的RF信号并且根据相位控制信号通过相位移动器64移动所分配的信号中的每个的相位的分配/相位移动模块60。
接收信号放大/分配模块70’包括至少一个接收信号放大器73，接收信号放大器73用于在FDD中将下行链路信号与上行链路信号分离、将下行链路传输信号发送给至少一个发射元件80、以及在LNA处放大从所述至少一个发射元件80接收的上行链路信号。接收信号放大/分配模块70’进一步设有至少一个天线前端分配器74，天线前端分配器74用于以1:M（图10中的1:2）二次地分配从所述至少一个信号放大器72接收的信号，并且将所分配的信号中的每一个输出到相关的发射元件80。可通过将在后面描述的对控制信号SW Clt进行切换来控制接收信号放大/分配模块70’的运行状态。
和图2所示的BS天线一样，图10所示的BS天线进一步被设置有用于接收来自信号分离器10的DC电力并向接收信号放大/分配模块70’的LNA供应运行电力的DC/DC转换器30，用于产生与信号分离器10和分配/相位移动模块60之间的RF路径中的RF信号耦合的信号的RF耦合器40，用于从耦合信号中检测RF信号的RF检测器50，以及用于接收来自信号分离器10的控制信号和DC电力、分析RF检测器50所检测的RF信号的状态、据此向分配/相位移动模块60的相位移动器64输出相位控制信号、以及向接收信号放大/分配模块70’输出切换控制信号SW Clt的MCM 20’。
图11是根据本发明的示例性实施例的在图10中示出的接收信号放大/分配模块70’的接收信号放大器73的详细结构示意图。
参照图11，接收信号放大器73包括用于将发送路径与接收路径分离的第一和第二双工器732和734。在双工器732和734之间的接收路径中存在LNA 738。接收信号放大/分配模块70’可以设有与LNA 738并联的第一开关736，其用于在LNA 738出现故障的情况下形成旁通路径。当LNA 738出现故障时，MCM 20’提供用于旁通的切换控制信号SW Clt给接收信号放大器73的第一开关736。
在接收信号放大器73中，传输信号通过第一和第二双工器732和734被发送到发射元件80。同时，LNA 738接收通过每个发射元件80的信号并且低噪声放大所接收的信号。然后，放大的信号通过第一双工器732在上行链路上被发送到BTS。
图12是根据本发明另一示例性实施例的在图10中示出的接收信号放大器的详细结构示意图。图12中所示的接收信号放大器73’在构造方面与图11所示的接收信号放大器类似，不同之处在于在发送路径和接收路径中分别设置有发送（Tx）滤波器731和接收（Rx）滤波器733和735，而不是双工器。也就是说，Tx滤波器731位于发送路径中，而LNA 738和第一开关736置于第一和第二Rx滤波器733和735之间。
图13是根据本发明另一示例性实施例的在图10中示出的接收信号放大器的详细结构示意图。图13所示的接收信号放大器73’’在构造方面与图12所示的接收信号放大器类似，不同之处在于其具有用于冗余的（redundancy）与LNA 738并联的辅助LNA 739，用以代替用于旁通的第一开关。可以设置第二和第三开关737-1和737-2以建立主LNA 738和辅助LNA 739之间的路径，并且MCM 20’向第二和第三开关737-1和737-2提供切换控制信号。
图14是根据本发明的进一步的示例性实施例的在图10中示出的接收信号放大器的详细结构示意图。图14所示的接收信号放大器73’’’在构造方面与图13所示的接收信号放大器类似，不同之处在于除了图13所示的结构之外其还具有图12所示的用于进行旁通的第一开关736。当主LNA 738和辅助LNA 739都发出故障时，接收信号放大器73’’’的构造经由第一开关736旁通所接收的信号。在这种情况下，MCM 20’ 提供切换控制信号给第二和第三开关737-1和737-2以建立主LNA 738和辅助LNA 739之间的路径，并提供切换控制信号给第一开关736以进行旁通。
图15是适用于根据本发明另一示例性实施例的在图2和图10中示出的接收信号放大/分配模块的接收信号放大器的结构示意图。
参照图15，接收信号放大器74被构造成普遍地适用于图2所示的TDD系统和图10所示的FDD系统。接收信号放大器74使用循环器建立发送路径和接收路径。
具体地，接收信号放大器74设有第一和第二循环器742和744，以将发送路径与接收路径分开。第一循环器742连接于分配/相位移动模块60，而第二循环器744连接于发射元件80。在第一和第二循环器742和744之间的接收路径中存在用于仅仅使预定频带通过的BPF 745和用于放大所接收的经BPF 745过滤的信号的LNA 748。第一开关746可以与LNA 748并联地设置，用于在接收信号放大器74中的LNA 748故障的情况下建立旁通路径。MCM 20或20’可以向第一开关746提供切换控制信号。当LNA 748出现故障时，MCM 20或20’被构配置成提供用于旁通的切换控制信号SW Clt给接收信号放大器74的第一开关746。
对于接收信号放大器74中的RF发送，第一循环器742通过其第一端口接收发送信号并通过其第二端口输出该发送信号。然后，第二循环器744通过其第三端口接收该发送信号并通过其第一端口将该发送信号输出至发射元件80。
对于RF接收，第二循环器744通过其第一端口接收信号并通过其第二端口输出信号。然后，LNA 748放大所接收的信号。第一循环器742通过其第三端口接收放大的信号并通过其第一端口在上行链路上将该放大的信号输出至BTS。
图16是根据本发明另一示例性实施例的下盖的详细的立体图。参照图16，MCM组件100安装在下盖190而不是上盖180上。具体地，连接器193形成在下盖190的下表面上，将连接于BTS的连接电缆。此外，盒型容器101附接在下盖190内，用于可拆卸地容纳MCM组件100。
为此，例如具有对应于容器101的尺寸的方形孔被形成在下盖190的底表面的一部分处。容器101的表面插入到该方形孔中并且容器101通过螺钉105可拆卸地附接到下盖190的底表面上。在图16中，从箭头方向看，用点划线圆圈标出的部分A’示出了容器101中的用点划线标出的部分A。如从部分A’中注意到的，由适当的材料形成为适当的形状的垫圈103被形成在容器101与下盖190的底表面之间的接触部分处，以实现更加紧密的密封。
为了方便其修理和维护，MCM组件100可以具有独立的外壳并且可以被容纳在容器101中。MCM组件100可以被在其端部具有多线连接器的多线电缆104连接到传输线印刷板130。
如图16所示，DC/DC转换器30可以与MCM组件100一起安装在容器101内。
图17是图6所示的保护器和相关部分的示意性平面图，而图18是根据本发明另一示例性实施例的保护器和相关部分的示意性平面图。
参照图17和18，根据本发明的示例性实施例的保护器90被成形为围绕反射板110的后表面的半圆形条，而根据本发明的另一示例性实施例的保护器90’可被基本上成形为圆形，使得其围绕板引导面板120和反射板110的前表面以及反射板110的后表面。因此，保护器90’可以保护反射板110的前表面上的发射元件80以及反射板110的后表面上的接收信号放大/分配模块70。虽然圆形保护器90’可以完全地成整体，但其可以通过利用螺钉结合两个半圆形部分、例如前部和后部或者左部和右部来形成。
除了上述结构之外，保护器90’可以被成形为仅仅围绕反射板110的前表面的半圆形条。很多其他的形状以及对应于射线罩170的外圆周表面的半圆形或圆形对保护器是可用的，包括方形、六边形等。
尽管在图17和18中保护器90和90’被用螺钉固定在反射板110的后表面上，但是它们也可以被构造成以便由螺钉将其固定在反射板110的前表面上。
图19是根据本发明的示例性实施例的BS天线中的反射板的立体图，参照该图以描述反射板的旋转结构；而图20是图19所示的反射板和相关设备的平面图。该反射板在构造方面与图6和图7所示的反射板类似。
参照图19和图20，当反射板随同在反射板110下方旋转器192的旋转而旋转时，反射板110调节天线束的发射方向，如前面参照图6和图7所描述的。
反射板110通过夹具194和195与其下方的旋转器192和其上方的铰链结构197接合，从而被上下支撑。在反射板110的这种结构中，特别是当反射板110通过旋转器192而旋转时，其容易受到弯曲影响。由于将包括多个接收信号放大/分配模块70在内的多种设备安装在反射板110的后表面上，增加了反射板110上的负载，所以在本发明中反射板110应当更加稳固。为了再次加强反射板110的强度，设置伸长的面板作为反射板110的侧表面上的侧壁部分120，其从反射板110的基本框架开始在一定程度上向前和向后伸出。因此，反射板110的总体平面结构为“H”或类似“H”，如图19和图20所示的那样。
侧壁部分120用来保护反射板110的后表面上包括接收信号放大/分配模块70在内的设备不受从反射板110的前表面上的发射元件所发射的电子波的影响，并且用来再次加强反射板110的强度。如前面参照图6和图7所描述的，侧壁部分20形成这样的结构：在其中，输出线印刷版130能够被安装以便传输线的高效布线。
尽管这些侧壁部分120可以与其上形成有发射元件80的反射板110的基本框架分开地制造并且然后通过螺纹连接或焊接与其接合，如图19和图20所示，但是侧壁部分120也可以通过挤压工艺与反射板110的基本框架集成。此外，侧壁部分120中的每一个的两端都可以弯曲成                                                
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形，从而增强强度再加强和电子波防护功能，如图19和图20所示。
图21是根据本发明另一示例性实施例的反射板和相关设备的平面图。图21所示的反射板112在结构方面与图19和图20所示的反射板类似，不同之处在于在反射板112的左表面和右表面上向前伸出的第一和第二侧壁112-1和112-2以及在反射板112的左表面和右表面上向后伸出的第三和第四侧壁112-3和112-4整体地形成。
图22是根据本发明另一示例性实施例的反射板和相关设备的平面图。图22所示的反射板113在结构方面与图21所示的反射板相似，因为第一和第二侧壁113-1和113-2从反射板113的左表面和右表面向前伸出，并且第三和第四侧壁113-3和113-4从反射板113的左和右表面向后伸出。另一方面，反射板113与图21所示的反射板不同，因为第三和第四侧壁113-3和113-4远离反射板110的后表面的两个侧端预定距离安装，而不是与反射板110的后表面接触。
图23是根据本发明的进一步的示例性实施例的反射板和相关设备的平面图。图23所示的反射板114在结构方面与图21所示的反射板类似，因为第一和第二侧壁114-1和114-2从反射板114的左表面和右表面向前伸出，并且第三和第四侧壁114-3和114-4从反射板114的左表面和右表面向后伸出。另一方面，反射板114与图21所示的反射板不同，因为第一和第二侧壁114-1和114-2距离反射板114的后表面的两个侧端预定距离安装，而不是与反射板114的前表面接触。相对于反射板114的前表面，第一和第二侧壁114-1和114-2是倾斜的，不是垂直的。
如图19至23所示，关于反射板的侧壁的形状可以实施多种实施例。除了上面描述的实施例之外，从反射板向前和向后伸出的侧壁的位置和倾斜可以变化。传输线印刷板130可以安装在反射板的向前和向后的侧壁中的任一个上。
用于移动通信系统的BS天线可以根据如上所述的本发明的示例性实施例来实施。尽管已经参考本发明的某些示例性实施例示出并描述了本发明，但是可以在本发明的范围内进行修改。例如，尽管已经参照图2描述了存在一共8个发射元件，但是本发明适用于具有任何其它数量的发射元件的天线。
尽管上文已经描述了为经由天线前端分配器74所连接的每对发射元件设置一个接收信号放大器72，但是可以每个发射元件设置一个接收信号放大器。
尽管上文已经描述了每个接收信号放大器72包括一个LNA，但是可以进一步想到，每个接收信号放大器可以进一步包括一个或多个冗余的（redundant）LNA，以灵活地应对LNA的故障。在这种情况下，可以使用附加的开关来连接通向冗余的LNA的路径，并且MCM可以监测每个LNA的性能并提供切换控制信号给该附加的开关。
因此，本领域普通技术人员将理解到，可以在不偏离由所附权利要求及其等同设置所限定的本发明的精神和范围的情况下，可对本发明进行形式和细节上的各种变化。

Claims (21)

1.一种移动通信系统中的基站（BS）天线，包括：
接收信号放大器，其按至少一个辐射元件安装在对应于所述BS天线的所述至少一个辐射元件的位置，以便放大从所述至少一个辐射元件所接收的上行链路信号。
2. 如权利要求1所述的BS天线，其中，所述接收信号放大器根据切换控制信号发送传输下行链路信号给所述至少一个辐射元件，并且所述接收信号放大器包括：
第一开关，其用于根据所述切换控制信号切换至发送或接收路径；
连接于所述至少一个辐射元件的第二开关，其用于根据所述切换控制信号切换至所述发送或接收路径；
带通滤波器，其用于接收来自所述第二开关的信号并在接收期间使预定频带内的信号通过；以及
低噪声放大器，其用于低噪声地放大从所述带通滤波器接收的信号并将所放大的信号输出给所述第一开关。
3. 如权利要求1所述的BS天线，其中，所述接收信号放大器根据切换控制信号发送传输下行链路信号给所述至少一个辐射元件，并且所述接收信号放大器包括：
第一开关，其用于根据所述切换控制信号切换至发送或接收路径；
连接于所述至少一个辐射元件的带通滤波器，其用于使预定的发送和接收频带内的信号通过；
连接于所述带通滤波器的第二开关，其用于根据所述切换控制信号切换至所述发送或接收路径；以及
低噪声放大器，其用于在接收期间低噪声地放大从所述第二开关接收的信号并将所放大的信号输出给所述第一开关。
4. 如权利要求1所述的BS天线，其中，所述接收信号放大器在频分双工（FDD）中发送传输下行链路信号给所述至少一个辐射元件，并且所述接收信号放大器包括：
用于将发送路径与接收路径分开的第一和第二双工器；以及
低噪声放大器，其被安装在所述第一和第二双工器之间的接收路径中，用于放大所接收的信号。
5. 如权利要求1所述的BS天线，其中，所述接收信号放大器在频分双工（FDD）中发送传输下行链路信号给所述至少一个辐射元件，并且所述接收信号放大器包括：
发送路径中的发送滤波器；
接收路径中的第一和第二接收滤波器；以及
安装在所述第一和第二接收滤波器之间的低噪声放大器，其用于放大所接收的信号。
6. 如权利要求2至5中任一项所述的BS天线，还包括与所述低噪声放大器并联的旁通开关，其用于形成在其中旁通所述低噪声放大器的旁通路径。
7.如权利要求2至5中任一项所述的BS天线，还包括：
与所述低噪声放大器并联的至少一个冗余的低噪声放大器；以及
用于形成在所述低噪声放大器与所述至少一个冗余的低噪声放大器之间的路径的开关。
8. 如权利要求2至5中任一项所述的BS天线，还包括：
信号分离器，其用于分离从基站收发信机（BTS）的组合中所接收的射频（RF）信号、用于天线控制的控制信号、以及运行电力；
分配/相位移动模块，其用于以1:N的分配比分配从所述信号分离器接收的RF信号、根据相位控制信号移动所分配的信号的相位、以及将相位移动的信号输出给所述接收信号放大器；
耦合器，其用于生成与从所述BTS所接收的组合信号或与RF路径中由所述信号分离器所分离的信号耦合的信号；
射频检测器，其用于从自所述耦合器所接收的已耦合的信号中检测射频信号；
转换器，其用于接收来自所述信号分离器的所分离的运行电力并将所述运行电力提供给所述接收信号放大器；以及
主控模块，其用于接收来自所述信号分离器的被分离的控制信号和运行电力、监测从所述RF检测器接收的RF信号的状态、以及根据所述RF信号的状态输出所述相位控制信号和所述切换控制信号。
9.如权利要求1至5中任一项所述的BS天线，还包括天线前端分配器，其用于在每两个或更多个辐射元件设置一个接收信号放大器的情况下，将接收信号放大器连接到被映射到所述接收信号放大器的辐射元件。
10.如权利要求1所述的BS天线，其中，所述接收信号放大器被安装在对应于其上安装有所述至少一个辐射元件的反射板的后表面上的所述至少一个辐射元件的位置处。
11. 如权利要求10所述的BS天线，还包括天线前端分配器，其用于在每两个或更多个辐射元件设置一个接收信号放大器的情况下，将接收信号放大器连接于辐射元件，所述辐射元件被映射到其上安装有所述接收信号放大器的反射板的表面上的所述接收信号放大器。
12.如权利要求11所述的BS天线，其中，所述天线前端分配器构造成具有传输线图案以便在其上形成分配器的印刷电路板（PCB）的形式，并且所述传输线图案的分支部分的端部被与所连接的辐射元件的连接器一致地设置。
13.如权利要求12所述的BS天线，其中，所述天线前端分配器附接在所述接收信号放大器的侧表面上，并且所述传输线图案的组合部分位于要连接于所述接收信号放大器的连接器的位置，所述传输线图案被附接到所述接收信号放大器。
14.如权利要求10所述的BS天线，其中，所述BS天线的外部由具有以上盖和下盖所覆盖的顶部和底部的射线罩形成，包括所述辐射元件、所述反射板、以及所述接收信号放大器的多个设备安装在所述射线罩内，并且用于控制所述BS天线的运行的主控模块组件被安装在所述上盖和下盖中的任何一个中。
15.如权利要求14所述的BS天线，其中，所述主控模块组件具有独立的外壳，以有助于对所述主控模块组件的修理和维护，并且所述上盖的顶部被设计成容易打开和关闭的盖的形式，使得所述主控模块组件能够容易地安装和拆卸。
16. 如权利要求15所述的BS天线，其中，所述主控模块组件直接地或者间接地固定于所述反射板，从而随同来自所述反射板的用于调节天线束的辐射方向的旋转而旋转。
17.如权利要求10所述的BS天线，其中，盒型容器可拆卸地附接在所述下盖的底表面上，并且所述主控模块组件被容纳在所述容器中。
18. 如权利要求14至17中任一项所述的BS天线，其中，用于发送来自所述主控模块组件以控制运行的控制信号的传输线的至少一部分通过基于PCB的传输线印刷板来提供，并且所述传输线印刷板直接地或者通过板引导面板附接在所述反射板的侧表面上。
19. 如权利要求18所述的BS天线，其中，通过在其端部具有多线连接器的多线电缆在所述传输线印刷板和所述主控模块组件之间进行最终的连接。
20. 如权利要求14至16中任一项所述的BS天线，其中，在所述下盖的底表面的一部分上形成预定形状的孔，并且在所述孔中可拆卸地安装转换器，以向所述接收信号放大器提供运行电力。
21. 一种移动通信系统中的BS天线，包括：
形成所述BS天线的外部的射线罩；
分别覆盖所述射线罩的顶部和底部的上盖和下盖；以及
用于控制所述BS天线的运行的主控模块组件；
其中，所述主控模块组件被可拆卸地安装在所述上盖和下盖的任何一个中。
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