CN102740509B - 一种有源天线及基站 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种有源天线，包括：辐射模块、馈电模块及射频拉远模块，所述辐射模块包括至少两个天线振子，所述馈电模块包括至少两个滤波移相单元、至少一个合路器及至少一个功分器，所述滤波移相单元的天线接口与对应的所述天线振子相连，所述滤波移相单元的输入端通过对应的所述合路器与所述射频拉远模块相连，所述滤波移相单元的输出端通过对应的所述功分器与所述射频拉远模块相连。本发明实施例还公开了一种基站。采用本发明，可使得整个有源天线的组成元件较少，架构简单，集成度高。

Description

一种有源天线及基站

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种有源天线及基站。

背景技术

天线是移动通信系统中的一个能量转换装置，移动台发射的电磁波信号通过天线转换成射频电信号，供基站处理；反向地，基站将射频电信号通过天线转换成电磁波信号在自由空间中进行传播，移动台可以随机接收，从而实现通信系统的双向通信。随着基站天线的发展，将有源部分集成到天线中已经成为一种新的趋势。

现有技术中的有源天线，在其架构中，每个辐射模块对应地设有独立的滤波器，数字移相器和功率放大器，因此架构复杂，零件较多，需要人工组装，产能较低，且每路信号需要一个功率放大器，成本高、实用价值低。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种有源天线及基站。可使得整个有源天线的组成元件较少，架构简单，集成度高。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种有源天线，包括：

辐射模块、馈电模块及射频拉远模块，

所述辐射模块包括至少两个天线振子，所述馈电模块包括至少两个滤波移相单元、至少一个合路器及至少一个功分器，所述滤波移相单元的天线接口与对应的所述天线振子相连，所述滤波移相单元的输入端通过对应的所述合路器与所述射频拉远模块相连，所述滤波移相单元的输出端通过对应的所述功分器与所述射频拉远模块相连。

优选地，所述射频拉远模块包括低噪声放大器及高功率放大器，所述滤波移相单元的输入端通过对应的所述合路器与所述低噪声放大器相连，所述滤波移相单元的输出端通过对应的所述功分器与所述高功率放大器相连。

优选地，所述滤波移相单元包括双工器、输入移相器及输出移相器，所述双工器的天线接口即所述滤波移相单元的天线接口，所述双工器的输入端通过所述输入移相器与所述合路器相连，所述双工器的输出端通过所述输出移相器与所述功分器相连。

优选地，所述双工器、输入移相器、输出移相器、合路器及功分器集成在同一块印刷电路板上。

优选地，所述输入移相器与所述合路器之间通过微带线连接，所述输出移相器与所述功分器之间通过微带线连接。

优选地，所述双工器为电介质表面贴装元件。

优选地，所述输入移相器及输出移相器均为数字控制移相器。

优选地，所述输入移相器及输出移相器均由微带电桥和数控电容集成芯片构成。

相应地，本发明实施例还提供了一种基站，包括无线基带控制模块及至少一个如上所述的有源天线。

优选地，所述无线基带控制模块与多个所述有源天线中的射频拉远模块通过光纤连接。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

整个有源天线仅由辐射模块、馈电模块及射频拉远模块组成，架构简单，集成度高；通过合路器将多路输入信号进行整合，通过功分器将输出信号分离后输出至多个天线振子，因此精简了有源天线的架构，提高了有源天线的集成度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明有源天线的第一实施例组成示意图；

图2是本发明有源天线的第二实施例组成示意图；

图3是本发明有源天线的第三实施例组成示意图；

图4是本发明实施例基站的组成示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1，为本发明有源天线的第一实施例组成示意图。所述有源天线包括：辐射模块10、馈电模块20及射频拉远模块30。

所述辐射模块10包括至少两个天线振子11，所述馈电模块20包括至少两个滤波移相单元21、至少一个合路器22及至少一个功分器23，所述滤波移相单元21的天线接口与对应的所述天线振子11相连，所述滤波移相单元21的输入端通过所述合路器22与所述射频拉远模块30相连，所述滤波移相单元21的输出端通过所述功分器23与所述射频拉远模块30相连。

具体地，在本实施例中，所述辐射模块10包括六个天线振子11，所述馈电模块20包括与所述天线振子11数量相同的六个滤波移相单元21、两个合路器22及一个功分器23。所述天线振子11与所述滤波移相单元21一一对应。当然，根据用户的需要，所述天线振子11也可以设为八个、十个或者其他数量，所述合路器22及功分器23的数量只需要进行相应的匹配即可。

其中，所述天线振子11用于接收外部的输入信号并输出至所述滤波移相单元21，所述滤波移相单元21用于对所述输入信号进行滤波、移相处理后输出至所述合路器22，所述合路器22用于将多个对应的所述滤波移相单元21处理后的输入信号进行整合并输出至所述射频拉远模块30；同时，所述射频拉远模块30用于发射输出信号至所述功分器23，所述功分器23用于将所述输出信号进行分离后输出至多个对应的所述滤波移相单元21，所述滤波移相单元21还用于对所述功分器23分离后的输出信号进行移相、滤波处理后输出至所述天线振子11，所述天线振子11还用于将所述滤波移相单元21处理后的输出信号向外部发射。

采用本实施例所述的有源天线，整个有源天线只包括所述辐射模块10、馈电模块20、射频拉远模块30三个模块，架构简单，集成度高。通过所述合路器22将多路输入信号进行整合，通过所述功分器23将输出信号分离后输出至多个所述天线振子11，因此可以同时给多个所述天线振子11提供能量，精简了所述有源天线的架构，提高了所述有源天线的集成度。

请参照图2，为本发明有源天线的第二实施例组成示意图。所述有源天线包括：辐射模块10、馈电模块20及射频拉远模块30。

其中，所述射频拉远模块30包括高功率放大器31及低噪声放大器32，所述滤波移相单元21的输入端通过对应的所述合路器22与所述低噪声放大器32相连，所述滤波移相单元21的输出端通过对应的所述功分器23与所述高功率放大器31相连。采用所述高功率放大器31替代了以往的常规放大器，这样无需在每条信号支路上设置放大器，使得所述有源天线的射频拉远模块30内部架构更加简单。

请参照图3，为本发明有源天线的第三实施例组成示意图。图3是对图2所示有源天线的具体描述，如图3所示，所述有源天线包括：辐射模块10、馈电模块20及射频拉远模块30。所述馈电模块20包括滤波移相单元21、合路器22及功分器23。

具体地，所述滤波移相单元21包括双工器211、输入移相器212及输出移相器213，所述双工器211的天线接口即所述滤波移相单元21的天线接口，所述双工器211的输入端通过所述输入移相器212与所述合路器22相连，所述双工器211的输出端通过所述输出移相器213与所述功分器23相连。

其中，所述双工器211用于对通过所述双工器211的信号进行滤波处理；所述输入移相器212及输出移相器213用于对通过各自的信号进行移相处理。

虽然图3示出了所述滤波移相单元21的一种具体组成，但是本发明并不限于此。本领域技术人员应当理解，本发明还可以包括其他任意合适的用于滤波及改变相位的器件组成。但是，如图3所示的滤波移相单元21不仅结构简单，而且适应能力强，因为每个所述滤波移相单元21内均具有所述输入移相器212及输出移相器213，因此可以同时对外部的输入信号及所述高功率放大器31发射的输出信号进行滤波及移相处理，即信号的发射和接收相对分离，使得各路信号的收发可以独立电调。且在常规有源天线中，用于滤波的器件一般直接与所述高功率放大器31相连，无缘互调的设计难度较大。在本实施例中，所述双工器211设置在整个有源天线的末端低功率位置，因此降低了其无缘互调的设计难度，如可采用介质滤波器等技术降低无缘互调的影响。所述双工器211位于所述输出移相器213的后端，这样可以显著地降低所述输出移相器213对无缘互调的要求。

更具体地，所述双工器211为电介质表面贴装元件。所述输入移相器212及输出移相器213均为数字控制移相器，且所述输入移相器212及输出移相器213均由微带电桥和数控电容集成芯片构成。所述输入移相器212与所述合路器22之间通过微带线连接，所述输出移相器213与所述功分器23之间通过微带线连接。这样利于采用表面贴装技术进行生产加工。所述双工器211、输入移相器212、输出移相器213、合路器22及功分器23集成在同一块印刷电路板上。因此使得所述馈电模块20的集成度较高，相对于以往的人工组装，本实施例所述的有源天线可以采用贴片加工的方式高效率、大批量地生产。

请参照图4，为本发明实施例基站的组成示意图。在本实施例中，所述基站包括：无线基带控制模块200及三个如上所述的有源天线100。

其中，所述射频拉远模块30集成于所述有源天线100内。所述有源天线100还包括辐射模块10和馈电模块20，所述无线基带控制模块200与三个所述有源天线100中的射频拉远模块30通过光纤连接。将所述射频拉远模块30集成于所述有源天线100内，且一个所述无线基带控制模块200可以控制多个所述有源天线100，这样很好地解决了运营商的选址问题，减少了馈线损耗，节约了资源，降低了运营成本。

通过上述实施例的描述，本发明具有以下优点：

整个有源天线仅由辐射模块、馈电模块及射频拉远模块组成，架构简单，集成度高；通过合路器将多路输入信号进行整合，通过功分器将输出信号分离后输出至多个天线振子，因此可以同时给多个天线振子提供能量，精简了有源天线的架构，提高了有源天线的集成度；将本属于基带的射频拉远模块集成于有源天线内，且一个无线基带控制模块可以控制多个有源天线，这样很好地解决了运营商的选址问题，减少了馈线损耗，节约了资源，降低了运营成本；采用高功率放大器替代了以往的常规放大器，这样无需在每条信号支路上设置放大器，使得有源天线的内部架构更加简单；用于滤波的双工器位于有源天线的末端低功率位置，可以显著降低其无缘互调的设计难度；且双工器位于输出移相器的后端，这样可以显著地降低输出移相器对无缘互调的要求；每个滤波移相单元内均具有输入移相器及输出移相器，因此信号的发射和接收相对分离，使得各路信号的收发可以独立电调；馈电模块内的元件集成在同一块印刷电路板上，利于高效率、大批量地贴片生产。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-OnlyMemory，ROM）或随机存储记忆体（RandomAccessMemory，RAM）等。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种有源天线，其特征在于，包括：

辐射模块、馈电模块及射频拉远模块，

所述辐射模块包括至少两个天线振子，所述馈电模块包括至少两个滤波移相单元、至少一个合路器及至少一个功分器，所述滤波移相单元的天线接口与对应的所述天线振子相连，所述滤波移相单元的输入端通过对应的所述合路器与所述射频拉远模块相连，所述滤波移相单元的输出端通过对应的所述功分器与所述射频拉远模块相连；

所述滤波移相单元包括双工器、输入移相器及输出移相器，所述双工器的天线接口即所述滤波移相单元的天线接口，所述双工器的输入端通过所述输入移相器与所述合路器相连，所述双工器的输出端通过所述输出移相器与所述功分器相连；

所述射频拉远模块包括低噪声放大器及高功率放大器，所述滤波移相单元的输入端通过对应的所述合路器与所述低噪声放大器相连，所述滤波移相单元的输出端通过对应的所述功分器与所述高功率放大器相连。

2.如权利要求1所述的有源天线，其特征在于，所述双工器、输入移相器、输出移相器、合路器及功分器集成在同一块印刷电路板上。

3.如权利要求2所述的有源天线，其特征在于，所述输入移相器与所述合路器之间通过微带线连接，所述输出移相器与所述功分器之间通过微带线连接。

4.如权利要求2所述的有源天线，其特征在于，所述双工器为电介质表面贴装元件。

5.如权利要求1所述的有源天线，其特征在于，所述输入移相器及输出移相器均为数字控制移相器。

6.如权利要求5所述的有源天线，其特征在于，所述输入移相器及输出移相器均由微带电桥和数控电容集成芯片构成。

7.一种基站，包括无线基带控制模块，其特征在于，所述基站还包括至少一个如权利要求1-6任一项所述的有源天线。

8.如权利要求7所述的基站，其特征在于，所述无线基带控制模块与多个所述有源天线中的射频拉远模块通过光纤连接。