CN103872458B - 一种天线辐射波束的发射方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种天线辐射波束的发射方法及装置，针对不同的频段，分别通过在一个维度上（水平面或垂直面）采用调整馈电线长度的方式实现天线阵列中各振子输入信号的幅度和相位的调整，在另一个维度上（垂直面或水平面）采用多阵列波束数字合成的方式实现天线阵列中各振子输入信号的幅度和相位的调整，从而使得经上述两个维度调整后的由各振子输出的信号合成的天线辐射波束方向可以按预设方向进行调整，以满足不同制式覆盖性能所对应的水平方向角的角度值和下倾角的角度值的需求，最终有效解决了满足多种制式共站需求的问题。

Description

一种天线辐射波束的发射方法及装置

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种天线辐射波束的发射方法及装置

背景技术

随着目前移动通信网的发展，众多运营商均面临用同一基站天线系统支持发射多个网络制式的问题，简称多制式共站问题。目前解决多制式（多频段）共站问题的主要手段有：使用超宽频天线子系统发射天线辐射波束或使用并排（或并列）天线子系统发射天线辐射波束。

具体的，对于超宽频天线子系统而言，该子系统使用一套天线振子可支持较宽的频段，满足不同频段需要。如超宽频智能天线，它能同时支持1880~1920MHz、2010~2025MHz、2500~2690MHz三种频段，其内部结构示意图如图1所示，上述三个频段共用一套振子，该套振子包含指定数量的极化振子对，每对极化振子对包含一个-45°极化振子和一个+45°极化振子。该子系统的优势在于：由于该子系统只有一套振子，它在支持较多的频段的同时，体积、重量与单频天线子系统无较大差别。但由于该子系统采用一套振子支持多个频段，在多制式共站时仅能设定一组天线的工程参数（包括水平方向角的角度值、下倾角的角度值等）。由于不同制式（不同频段）的网络覆盖性能存在一定的差异，因此在多制式共站时，多制式共用的一套工程参数仅能保证某一个制式（频段）的网络覆盖性能达到最优，而其他制式（频段）的网络覆盖性能很难到达最优的效果，从而不能有效的解决多制式共站的问题。举例来说，当TD-LTE系统与TD-SCDMA系统共站时，由于两种制式本身存在的差异以及使用频段的不同，必然导致两种制式具有不同的网络覆盖性能。在这样的场景下采用超宽频天线子系统时，天线的工程参数仅能保证一种制式的网络如TD-LTE系统的网络覆盖性能达到最优，但无法同时满足使得TD-SCDMA系统的网络覆盖性能达到最优，从而在这个两个系统共站时，TD-SCDMA系统难以达到较优的网络覆盖性能。

对于并排（或并列）天线子系统而言，该天线子系统是针对不同的频段采用不同的振子，即将多套振子并排或并列的安置于同一个天线子系统内，如图2a和图2b所示。其中，图2a为A系统（例如LTE系统）振子组合单元与B系统（GSM系统）振子组合单元并排安置与同一天线子系统内；如图2b为A系统（例如LTE系统）振子组合单元与B系统（GSM系统）振子组合单元并列安置与同一天线子系统内。由于该天线子系统采用不同的振子支持不同的制式，因此在多制式共站时，可以根据不同的制式性能需求，设置不同的下倾角的角度值，从而满足多制式的网络覆盖性能。但由于该天线子系统将不同系统的振子置于同一套天线子系统内，必然导致天线的体积、重量的极大增加，从而为工程施工带来难度。

综上所述，如何有效的满足多制式共站需求成为迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种天线辐射波束的发射方法及装置，用以解决现有技术中存在的无法有效地满足多制式共站需求的问题。

本发明实施例采用以下技术方案：

一种天线辐射波束的发射方法，包括：

基站天线系统针对自身所支持的每个网络制式，执行：

确定该网络制式下用于表征网络覆盖性能的第一角度值和第二角度值，其中，所述第一角度值为天线的水平方向角的角度值，所述第二角度值为天线的下倾角的角度值；或所述第一角度值为天线的下倾角的角度值，所述第二角度值为天线的水平方向角的角度值；

根据确定的第一角度值执行调整天线阵列中各振子的馈电线长度的操作，并根据确定的第二角度值执行生成调整后的各待输入信号的操作；

将生成的各待输入信号输入相应的振子，以及发送由各振子输出的信号合成的天线辐射波束；由任意振子输出的信号是该振子基于输入自身的待输入信号而生成的；

其中，根据确定的第二角度值执行生成调整后的各待输入信号的操作，具体包括：

根据确定的第二角度值，分别确定各振子的相位步进矢量；

根据预设的相位步进矢量与权值矢量的映射关系、确定出的各相位步进矢量和获得的各振子激励信号，分别确定各振子的权值矢量；

根据各振子的权值矢量，分别调整待输入各振子的各输入信号的相位和幅度，生成调整后的各待输入信号。

一种天线辐射波束的发射装置，包括：

角度确定单元，用于针对基站天线系统所支持的每个网络制式，确定该网络制式下用于表征网络覆盖性能的第一角度值和第二角度值，其中，所述第一角度值为天线的水平方向角的角度值，所述第二角度值为天线的下倾角的角度值；或所述第一角度值为天线的下倾角的角度值，所述第二角度值为天线的水平方向角的角度值；

馈电线调整单元，用于根据角度确定单元确定的第一角度值执行调整天线阵列中各振子的馈电线长度的操作；

步进矢量确定单元，用于根据所述角度确定单元确定的第二角度值，分别确定所述各振子的相位步进矢量；

权值矢量确定单元，用于根据预设的相位步进矢量与权值矢量的映射关系、步进矢量确定单元确定出的各相位步进矢量和获得的各振子激励信号，分别确定各振子的权值矢量；

调整单元，用于根据权值矢量确定单元确定的各振子的权值矢量，分别调整待输入各振子的各输入信号的相位和幅度，生成调整后的各待输入信号；

发送单元，用于将调整单元生成的各待输入信号输入相应的振子，以及发送由各振子输出的信号合成的天线辐射波束，由任意振子输出的信号是该振子基于输入自身的待输入信号而生成的。

本发明实施例的有益效果如下：

本发明实施例提供一种天线辐射波束的发射方法及装置，针对不同的频段，分别通过在一个维度上（水平面或垂直面）采用调整馈电线长度的方式实现天线阵列中各振子输入信号的幅度和相位的调整，在另一个维度上（垂直面或水平面）采用多阵列波束数字合成的方式实现天线阵列中各振子输入信号的幅度和相位的调整，从而使得经上述两个维度调整后的由各振子输出的信号合成的天线辐射波束方向可以按预设方向进行调整，以满足不同制式覆盖性能所对应的水平方向角的角度值和下倾角的角度值的需求，最终有效解决了满足多种制式共站需求的问题。

附图说明

图1为背景技术提供的超宽频智能天线子系统的结构示意图；

图2a为背景技术提供的并排天线子系统的结构示意图；

图2b为背景技术提供的并列天线子系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种天线辐射波束的发射方法的方法流程图；

图4为本发明实施例提供的根据确定的第二角度值生成调整后的各待输入信号的方法流程图；

图5为本发明实施例提供的半波对称阵子的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的由4个振子组成的水平方向阵的示意图；

图7为本发明实施例提供的水平方向角为0度时水平方向阵的水平面65度广播方向图；

图8为本发明实施例提供的水平方向角为5度时水平方向阵的水平面65度广播方向图；

图9为本发明实施例提供的水平方向角为10度时水平方向阵的水平面65度广播方向图；

图10为本发明实施例提供的水平方向角为20度时水平方向阵的水平面65度广播方向图。

具体实施方式

为解决现有技术中存在的无法有效地满足多制式共站需求的问题，本发明实施例提供了一种天线辐射波束的发射方法及装置，针对基站天线系统自身所支持的每个网络制式，分别通过在一个维度上（水平面或垂直面）采用调整馈电线长度的方式实现天线阵列中各振子输入信号的幅度和相位的调整，在另一个维度上（垂直面或水平面）采用多阵列波束数字合成的方式实现天线阵列中各振子输入信号的幅度和相位的调整，从而使得经上述两个维度调整后的由各振子输出的信号合成的天线辐射波束方向可以按预设方向进行调整，以满足不同制式覆盖性能所对应的水平方向角的角度值和下倾角的角度值的需求，最终有效解决了满足多种制式共站需求的问题。

以下结合说明书附图对本发明的实施例进行说明，应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。并且在不冲突的情况下，本说明中的实施例及实施列中的特征可以互相结合。

实施例1

基于上述基本思想，本发明实施例提供的一种天线辐射波束的发射方法流程图如图3所示，基站天线系统针对自身所支持的每个网络制式具体可以执行以下步骤：

步骤11、确定该网络制式下用于表征网络覆盖性能的第一角度值和第二角度值。

其中，该第一角度值为天线的水平方向角的角度值，该第二角度值为天线的下倾角的角度值；或该第一角度值为天线的下倾角的角度值，该第二角度值为天线的水平方向角的角度值；

步骤12、根据确定的第一角度值执行调整天线阵列中各振子的馈电线长度的操作，并根据确定的第二角度值执行生成调整后的各待输入信号的操作。

其中，根据确定的第一角度值执行调整天线阵列中各振子的馈电线长度的操作，具体可以表现为根据确定的第一角度值来分别移动连接各振子的馈电线的滑块，该些馈电线的滑块主要用于控制与相应振子相连的馈电线的长度。实际上，调整各振子的馈电线长度就是利用物理方案来改变各振子的待输入信号的相位和幅度。

根据确定的第二角度值执行生成调整后的各待输入信号的操作，具体包括以下子步骤，如图4所示：

步骤121、根据确定的第二角度值，分别确定各振子的相位步进矢量；

步骤122、根据预设的相位步进矢量与权值矢量的映射关系、确定出的各相位步进矢量和获得的各振子激励信号，分别确定各振子的权值矢量；

步骤123、根据各振子的权值矢量，分别调整待输入各振子的各输入信号的相位和幅度，生成调整后的各待输入信号。

步骤13、将生成的各待输入信号输入相应的振子，以及发送由各振子输出的信号合成的天线辐射波束，其中，由任意振子输出的信号是该振子基于输入自身的待输入信号而生成的。

可选的，当第二角度值为水平方向角的角度值时，步骤121可以具体包括：针对每个振子，根据该振子在天线阵列中所处振子列的列编号、指定无线电波的波长、水平方向角的角度值以及不同振子列之间的间距值，确定该振子的水平相位步进矢量。其中，指定无线电波的波长可以根据公式[1]来确定：

λ＝Cf[1]

C为光速，C＝3*10⁸m/s，f为该网络制式所对应频段的中心频点的频率值，假设该网络制式所对应频段为1880MHz~1920MHz，那么该频段的中心频点的频率值为1900MHz，则根据公式[1]可确定指定无线电波的波长为0.15789m。

步骤122可以具体包括：根据预设的水平相位步进矢量与水平权值矢量的映射关系、确定出的各水平相位步进矢量和获得的各振子水平激励信号，分别确定各振子的水平权值矢量。

具体的，各振子的水平权值矢量可以通过公式[2]来实现：

${w^{\′}}_{n,\mathrm{DT}}=\mathrm{conj}\left(\exp \left(j\frac{\mathrm{\π}}{180}{{\mathrm{\Φ}}^{\′}}_n\right)\right){w^{\′}}_{n,\mathrm{fix}}---\left[2\right]$

其中，w＇_n，DT表示第n个振子的水平权值矢量，Ф′_n表示第n个振子的水平相位步进矢量，w′_n,fix表示第n个振子水平激励信号，conj表示求复数的共轭函数，exp表示以自然对数e为底的指数函数，j表示虚数单位。

可选的，当第二角度值为下倾角的角度值时，步骤121可以具体包括：针对每个振子，根据该振子在天线阵列中所处振子行的行编号、指定无线电波的波长、下倾角的角度值以及该振子所在振子行与与该振子相同的振子所在振子行的间距值，确定该振子的垂直相位步进矢量。其中，指定无线电波的波长的确定公式如公式[1]所示，这里不再赘述。

步骤122可以具体包括：根据预设的垂直相位步进矢量与垂直权值矢量的映射关系、确定出的各垂直相位步进矢量和获得的各振子垂直激励信号，分别确定各振子的垂直权值矢量。

具体的，各振子的垂直权值矢量可以通过公式[3]来实现：

$w_{n,\mathrm{DT}}=\mathrm{conj}\left(\exp \left(j\frac{\mathrm{\π}}{180}{\mathrm{\Φ}}_n\right)\right)w_{n,\mathrm{fix}}---\left[3\right]$

其中，w_n，DT表示第n个振子的垂直权值矢量，Ф_n表示第n个振子的垂直相位步进矢量，w_n,fix表示第n个振子垂直激励信号，conj表示求复数的共轭函数，exp表示以自然对数e为底的指数函数，j表示虚数单位。

另外，需要说明的是，对应于本发明实施例提供的这种天线辐射波束的发射方法的天线阵列包含沿水平方向排列的至少4列振子和沿垂直方向排列的至少4行振子。

综上所述，本发明实施例提供一种天线辐射波束的发射方法，针对基站天线系统自身所支持的每个网络制式，分别通过在一个维度上（水平面或垂直面）采用调整馈电线长度的方式实现天线阵列中各振子输入信号的幅度和相位的调整，在另一个维度上（垂直面或水平面）采用多阵列波束数字合成的方式实现天线阵列中各振子输入信号的幅度和相位的调整，从而使得经上述两个维度调整后的由各振子输出的信号合成的天线辐射波束方向可以按预设方向进行调整，以满足不同制式覆盖性能所对应的水平方向角的角度值和下倾角的角度值的需求，最终有效解决了满足多种制式共站需求的问题。

实施例2

针对本发明实施例提供的一种天线辐射波束的发射方法，下面以具体实例详细说明。

根据天线基本原理，构成天线系统的基本单位为半波对称振子，如图5所示，将双导线张开180度，分别与原导线垂直，当总长度等于半个波长时，形成半波对称振子，此时，半波对称振子对应的上下两线段上的电流可以转为同相，由此二者在空间不同位置上产生的辐射波不再是相互抵消，而是完全叠加或者部分叠加，将各个半波对称振子产生的辐射波进行组合叠加就产生了天线的辐射波束。因此，如果改变天线系统中某些半波对称振子辐射波的相位和/或幅度，就可以获得预想的天线辐射波束。

基于上述原理，为了满足基站天线系统所支持的每个网络制式对天线辐射波束第一角度值（水平方向角的角度值或下倾角的角度值）和第二角度值（下倾角的角度值或水平方向角的角度值）的不同要求，需要分两个维度分别调整天线阵列各振子输入信号的相位和幅度。本发明实施例假设：在水平面上，通过采用多阵列波束数字合成的方式来实现对天线阵列中各振子输入信号的幅度和相位的调整，从而实现对对天线辐射波束水平方向角的电调；在垂直面上，通过采用调整馈电线长度的方式来实现对天线阵列中各振子输入信号的幅度和相位的调整，从而实现对天线辐射波束下倾角的电调。

具体的，进一步假设本发明实施例提供的基站天线系统的天线阵列包含沿水平方向排列的4列振子和沿垂直方向排列的4行振子。其中，沿水平方向排列的4列振子构成了一个水平方向阵，如图6所示。则在水平面上，通过采用多阵列波束数字合成的方式来实现对天线阵列中各振子输入信号的幅度和相位的调整，从而实现对天线辐射波束水平方向角的电调的实施方案如下：

假设要将辐射波束的水平方向角调整τ'，指定的无线电波长为λ，那么水平方向阵中的每个振子的水平相位步进矢量可以通过公式[4]来确定：

${{\mathrm{\Φ}}^{\′}}_n=\frac{360}{\mathrm{\λ}}(n-1)d^{\′}\sin \left(\frac{\mathrm{\π}}{180}{\mathrm{\τ}}^{\′}\right)---\left[4\right]$

其中，Ф'_N为第n个振子的水平相位步进矢量，d'为相邻两个相同振子之间的振子间距。

根据公式[4]，图6所示的水平方向阵中各振子的水平相位步进矢量可以用公式[5]表示：

${\mathrm{\Φ}}^{\′}=\·\left[\begin{array}{c}{{\mathrm{\Φ}}^{\′}}_1\\ {{\mathrm{\Φ}}^{\′}}_2\\ .\\ .\\ .\\ {{\mathrm{\Φ}}^{\′}}_4\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}0\\ \frac{360}{\mathrm{\λ}}{d}^{\′}\sin \left(\frac{\mathrm{\π}}{180}{\mathrm{\τ}}^{\′}\right)\\ .\\ .\\ .\\ \frac{360}{\mathrm{\λ}}(4-1)d^{\′}\sin \left(\frac{\mathrm{\π}}{180}{\mathrm{\τ}}^{\′}\right)\end{array}\right]---\left[5\right]$

其中，Φ'为一个列向量，用于表征图6所示的4个振子中各振子的水平相位步进矢量；Ф′₁对应水平方向阵中第1个振子的水平相位步进矢量；Ф'₂对应水平方向阵中第2个振子的水平相位步进矢量；依次类推，Ф'₄对应水平方向阵中第4个振子的水平相位步进矢量。

基于公式[5]确定的水平方向阵中各振子的水平相位步进矢量Φ'，可以通过公式[6]确定各振子的水平权值矢量为：

${w^{\′}}_{\mathrm{DT}}=\left[\begin{array}{c}{w^{\′}}_{1,\mathrm{DT}}\\ {w^{\′}}_{2,\mathrm{DT}}\\ .\\ .\\ .\\ {w^{\′}}_{4,\mathrm{DT}}\end{array}\right]=\mathrm{conj}\left(\exp \left(j\frac{\mathrm{\π}}{180}{\mathrm{\Φ}}^{\′}\right)\right)\·{w^{\′}}_{\mathrm{fix}}---\left[6\right]$

其中，w'_DT为一个列向量，用于表征图6所示的4个振子中各振子的水平权值矢量；w′_1,DT对应水平方向阵中第一个振子的水平权值矢量，它可以表征第1个振子所期望的水平输入信号；w'_2,DT对应水平方向阵中第二个振子的水平权值矢量，它可以表征第2个振子所期望的水平输入信号；依此类推，w'_4，DT对应水平方向阵中第4个振子的水平权值矢量，它可以表征第4个振子所期望的水平输入信号。w'_fix为在水平方向角为0度时由水平方向阵中各振子的权值矢量组成一个列向量。w'_fix可以通过计算公式[7]的优化解获得：

其中，为用户方向与天线轴线的夹角，为角度为时期望的65度广播波束（即水平面辐射波束）的功率，为角度为时65度广播波束的功率，它可以通过公式[8]获得：

其中，水平方向阵中第n个阵子的对于来自角度为的信号的阵列响应；为用户方向与天线轴线的夹角为时的频率；w′_n为第n个阵子的水平激励信号；N'为水平方向阵中振子的个数。在本发明实施例中，如图6所示N'＝4。

举例来说，假设无线电波的频率为2GHz，图6所示的水平方向阵中振子间距d'为0.075m，通过遗传算法计算公式[7]获得的一组优化解如公式[9]所示：

${w^{\′}}_{\mathrm{fix}}=\left[\begin{array}{c}{w^{\′}}_{1,\mathrm{fix}}\\ {w^{\′}}_{2,\mathrm{fix}}\\ .\\ .\\ .\\ {w^{\′}}_{4,\mathrm{fix}}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}-0.7514-0.0032i\\ 1.0000\\ 1.0000\\ 0.4393+0.0007i\end{array}\right]---\left[9\right]$

则根据公式[9]对应的w'_fix、公式[5]确定的Φ'以及公式[6]，就能够确定出水平方向阵中各振子的水平权值矢量w'_DT，即确定水平方向阵中各振子水平输入信号的相位和幅度，从而使得经各振子输出的信号能够合成预定方向的水平面辐射波束。

进一步的，依据确定出的w'_DT，任意水平方向角τ'所对应的65度广播波束的功率方向图可以由公式[10表示：

具体的，根据图6所示的水平方向阵和上述水平面辐射波束调整方案，分别实现水平方向角为0度、5度、10度、20度所对应的水平方向阵的水平面65度广播波束功率方向图的仿真如下所示。

当水平方向角τ'为0度时，图6所示的水平方向阵中各振子的水平相位步进值如表1所示，其中水平相位步进值的单位为度。

振子序号	步进相位
		1	0
2	0
		3	0
4	0

表1

此时，根据公式[10]确定的0度水平方向角所对应的水平方向阵的水平面65度广播方向图如图7所示，在该方向图中辐射波束的水平方向角为0度。

当水平方向角τ'为5度时，图6所示的水平方向阵中各振子的水平相位步进值如表2所示，其中水平相位步进值的单位为度。

振子序号	步进相位
		1	0
2	15.6880
		3	31.3761
4	47.0641

表2

此时，根据公式[10]确定的5度水平方向角所对应的水平方向阵的水平面65度广播方向图如图8所示，在该方向图中辐射波束的水平方向角大约为5度。相比于图7所示的方向图，图8中的方向图整体向右偏移了大约5度。

当水平方向角τ'为10度时，图6所示的水平方向阵中各振子的水平相位步进值如表3所示，其中水平相位步进值的单位为度。

振子序号	步进相位
		1	0
2	31.2567
		3	62.5133
4	93.7700

表3

此时，根据公式[10]确定的10度水平方向角所对应的水平方向阵的水平面65度广播方向图如图9所示，在该方向图中辐射波束的水平方向角大约为10度。相比于图7所示的方向图，图9中的方向图整体向右偏移了大约10度。

当水平方向角τ'为20度时，图6所示的水平方向阵中各振子的水平相位步进值如表4所示，其中水平相位步进值的单位为度。

振子序号	步进相位
		1	0
2	61.5636
		3	123.1273
4	184.6909

表4

此时，根据公式[10]确定的20度水平方向角所对应的水平方向阵的水平面65度广播方向图如图10所示，在该方向图中辐射波束的水平方向角大约为20度。相比于图7所示的方向图，图10中的方向图整体向右偏移了大约20度。

另外，需要说明的是，对于水平面辐射波束的电调，还需要考虑半功率波束宽度，±60度电平下降等因素的影响。

在垂直面上，通过移动连接各振子的馈电线上的滑块来改变各振子的馈电线长度，调整各振子的馈电网络，实现对天线阵列中各振子输入信号的幅度和相位的调整，从而完成对天线辐射波束下倾角的电调。需要说明的是，由于采用调整馈电线长度的方式来实现对天线辐射波束下倾角的电调已是现有技术中比较成熟的一种技术，因此本发明实施例中对该技术不再赘述。

综上所述，本发明实施例提供一种天线辐射波束的发射方法，针对基站天线系统自身所支持的每个网络制式，分别通过在垂直面采用调整馈电线长度的方式实现天线阵列中各振子输入信号的幅度和相位的调整，在水平面采用多阵列波束数字合成的方式实现天线阵列中各振子输入信号的幅度和相位的调整，从而使得经上述两个维度调整后的由各振子输出的信号合成的天线辐射波束方向可以按预设方向进行调整，以满足不同制式覆盖性能所对应的水平方向角的角度值和下倾角的角度值的需求，最终有效解决了满足多种制式共站需求的问题。

对应于本发明实施例提供的一种天线辐射波束的发射方法，本发明实施例还提供了一种天线辐射波束的发射装置，该装置可以包括以下单元：

角度确定单元，用于针对基站天线系统所支持的每个网络制式，确定该网络制式下用于表征网络覆盖性能的第一角度值和第二角度值，其中，所述第一角度值为天线的水平方向角的角度值，所述第二角度值为天线的下倾角的角度值；或所述第一角度值为天线的下倾角的角度值，所述第二角度值为天线的水平方向角的角度值；

馈电线调整单元，用于根据角度确定单元确定的第一角度值执行调整天线阵列中各振子的馈电线长度的操作；

步进矢量确定单元，用于根据所述角度确定单元确定的第二角度值，分别确定所述各振子的相位步进矢量；

权值矢量确定单元，用于根据预设的相位步进矢量与权值矢量的映射关系、步进矢量确定单元确定出的各相位步进矢量和获得的各振子激励信号，分别确定所述各振子的权值矢量；

调整单元，用于根据权值矢量确定单元确定的各振子的权值矢量，分别调整待输入各振子的各输入信号的相位和幅度，生成调整后的各待输入信号；

发送单元，用于将调整单元生成的各待输入信号输入相应的振子，以及发送由各振子输出的信号合成的天线辐射波束，由任意振子输出的信号是该振子基于输入自身的待输入信号而生成的。

当第二角度值为水平方向角的角度值，相位步进矢量为水平相位步进矢量时，步进矢量确定单元具体用于：针对每个振子，根据该振子在天线阵列中所处振子列的列编号、指定无线电波的波长、水平方向角的角度值以及不同振子列之间的间距值，确定该振子的水平相位步进矢量。

当第二角度值为下倾角的角度值，相位步进矢量为垂直相位步进矢量时，步进矢量确定单元具体用于：针对每个振子，根据该振子在所述天线阵列中所处振子行的行编号、指定无线电波的波长、下倾角的角度值以及该振子所在振子行与与该振子相同的振子所在振子行的间距值，确定该振子的垂直相位步进矢量。

在上述天线辐射波束的发射装置中，通常用下倾角的角度值来表征第一角度值，用水平方向角的角度值来表征第二角度值。且天线阵列包含沿水平方向排列的至少4列振子和沿垂直方向排列的至少4行振子。

综上所述，本发明实施例提供一种天线辐射波束的发射装置，针对基站天线系统自身所支持的每个网络制式，分别通过在一个维度上（水平面或垂直面）采用调整馈电线长度的方式实现天线阵列中各振子输入信号的幅度和相位的调整，在另一个维度上（垂直面或水平面）采用多阵列波束数字合成的方式实现天线阵列中各振子输入信号的幅度和相位的调整，从而使得经上述两个维度调整后的由各振子输出的信号合成的天线辐射波束方向可以按预设方向进行调整，以满足不同制式覆盖性能所对应的水平方向角的角度值和下倾角的角度值的需求，最终有效解决了满足多种制式共站需求的问题。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种天线辐射波束的发射方法，其特征在于，包括：

基站天线系统针对自身所支持的每个网络制式，分别执行：

确定该网络制式下用于表征网络覆盖性能的第一角度值和第二角度值，其中，所述第一角度值为天线的水平方向角的角度值，所述第二角度值为天线的下倾角的角度值；或所述第一角度值为天线的下倾角的角度值，所述第二角度值为天线的水平方向角的角度值；

根据确定的第一角度值执行调整天线阵列中各振子的馈电线长度的操作，并根据确定的第二角度值执行生成调整后的各待输入信号的操作；

将生成的各待输入信号输入相应的振子，以及发送由各振子输出的信号合成的天线辐射波束；由任意振子输出的信号是该振子基于输入自身的待输入信号而生成的；

其中，根据确定的第二角度值执行生成调整后的各待输入信号的操作，具体包括：

根据确定的第二角度值，分别确定所述各振子的相位步进矢量；其中，当所述第二角度值为水平方向角的角度值，所述相位步进矢量为水平相位步进矢量时，针对每个振子，根据该振子在所述天线阵列中所处振子列的列编号、指定无线电波的波长、所述水平方向角的角度值以及不同振子列之间的间距值，确定该振子的水平相位步进矢量；

根据预设的相位步进矢量与权值矢量的映射关系、确定出的各相位步进矢量和获得的各振子激励信号，分别确定所述各振子的权值矢量；

根据各振子的权值矢量，分别调整待输入各振子的各输入信号的相位和幅度，生成调整后的各待输入信号。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

当所述第二角度值为下倾角的角度值，所述相位步进矢量为垂直相位步进矢量时；则

根据确定的第二角度值，分别确定天线阵列中各振子的相位步进矢量，具体包括：

针对每个振子，根据该振子在所述天线阵列中所处振子行的行编号、指定无线电波的波长、所述下倾角的角度值以及该振子所在振子行与与该振子相同的振子所在振子行的间距值，确定该振子的垂直相位步进矢量。

3.如权利要求1～2任一所述的方法，其特征在于，还包括：

所述天线阵列包含沿水平方向排列的至少4列振子，沿垂直方向排列的至少4行振子。

4.一种天线辐射波束的发射装置，其特征在于，包括：

角度确定单元，用于针对基站天线系统所支持的每个网络制式，确定该网络制式下用于表征网络覆盖性能的第一角度值和第二角度值，其中，所述第一角度值为天线的水平方向角的角度值，所述第二角度值为天线的下倾角的角度值；或所述第一角度值为天线的下倾角的角度值，所述第二角度值为天线的水平方向角的角度值；

馈电线调整单元，用于根据所述角度确定单元确定的第一角度值执行调整天线阵列中各振子的馈电线长度的操作；

步进矢量确定单元，用于根据所述角度确定单元确定的第二角度值，分别确定所述各振子的相位步进矢量；其中，当所述第二角度值为水平方向角的角度值，所述相位步进矢量为水平相位步进矢量时，则步进矢量确定单元具体用于：针对每个振子，根据该振子在所述天线阵列中所处振子列的列编号、指定无线电波的波长、所述水平方向角的角度值以及不同振子列之间的间距值，确定该振子的水平相位步进矢量；

权值矢量确定单元，用于根据预设的相位步进矢量与权值矢量的映射关系、所述步进矢量确定单元确定出的各相位步进矢量和获得的各振子激励信号，分别确定所述各振子的权值矢量；

调整单元，用于根据所述权值矢量确定单元确定的各振子的权值矢量，分别调整待输入各振子的各输入信号的相位和幅度，生成调整后的各待输入信号；

发送单元，用于将所述调整单元生成的各待输入信号输入相应的振子，以及发送由各振子输出的信号合成的天线辐射波束，由任意振子输出的信号是该振子基于输入自身的待输入信号而生成的。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，当所述第二角度值为下倾角的角度值，所述相位步进矢量为垂直相位步进矢量时；

步进矢量确定单元还用于：

针对每个振子，根据该振子在所述天线阵列中所处振子行的行编号、指定无线电波的波长、所述下倾角的角度值以及该振子所在振子行与与该振子相同的振子所在振子行的间距值，确定该振子的垂直相位步进矢量。

6.如权利要求4～5任一所述的装置，其特征在于，还包括：

所述天线阵列包含沿水平方向排列的至少4列振子，沿垂直方向排列的至少4行振子。