CN104145373B - 一种阵列天线、配置方法及通信系统 - Google Patents

一种阵列天线、配置方法及通信系统 Download PDF

Info

Publication number
CN104145373B
CN104145373B CN201280002246.1A CN201280002246A CN104145373B CN 104145373 B CN104145373 B CN 104145373B CN 201280002246 A CN201280002246 A CN 201280002246A CN 104145373 B CN104145373 B CN 104145373B
Authority
CN
China
Prior art keywords
antenna
plane
reflector
antenna body
collection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201280002246.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104145373A (zh
Inventor
吕瑞
蔡梦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huawei Technologies Co Ltd
Original Assignee
Huawei Technologies Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huawei Technologies Co Ltd filed Critical Huawei Technologies Co Ltd
Publication of CN104145373A publication Critical patent/CN104145373A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104145373B publication Critical patent/CN104145373B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/12Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical relative movement between primary active elements and secondary devices of antennas or antenna systems
    • H01Q3/16Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical relative movement between primary active elements and secondary devices of antennas or antenna systems for varying relative position of primary active element and a reflecting device
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/14Reflecting surfaces; Equivalent structures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/14Reflecting surfaces; Equivalent structures
    • H01Q15/18Reflecting surfaces; Equivalent structures comprising plurality of mutually inclined plane surfaces, e.g. corner reflector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/10Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces
    • H01Q19/106Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces using two or more intersecting plane surfaces, e.g. corner reflector antennas
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/10Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces
    • H01Q19/18Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces having two or more spaced reflecting surfaces
    • H01Q19/19Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces having two or more spaced reflecting surfaces comprising one main concave reflecting surface associated with an auxiliary reflecting surface
    • H01Q19/192Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces having two or more spaced reflecting surfaces comprising one main concave reflecting surface associated with an auxiliary reflecting surface with dual offset reflectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q25/00Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns
    • H01Q25/007Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns using two or more primary active elements in the focal region of a focusing device

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Aerials With Secondary Devices (AREA)

Abstract

本发明实施例提供一种阵列天线、配置方法及通信系统,涉及通信领域,能够实现阵列天线中波束的角度的任意调节。该阵列天线包括:天线本体,该天线本体为多波束天线、无栅瓣的单波束天线和有栅瓣的单波束天线中的任意一种,该天线本体以该天线本体为中心发射或接收波束集,该波束集包括至少一条波束;平面反射板,用于反射该天线本体发射或接收的该波束集;调节单元,该调节单元与该天线本体和该平面反射板中的至少一个连接,用于调节该平面反射板与该天线本体的波束集的相对位置,使该天线本体的波束集能够通过该平面反射板的反射后沿任意方向发射或接收。该阵列天线、配置方法及通信系统用于阵列天线的通信。

Description

一种阵列天线、配置方法及通信系统
技术领域
本发明涉及通信领域,尤其涉及一种阵列天线、配置方法及通信系统。
背景技术
阵列天线是由两个或两个以上的单个天线按照一定的空间排列组成的天线。阵列天线包括:多波束天线、无栅瓣的单波束天线和有栅瓣的单波束天线。其中,所述多波束天线是利用移相控制在阵列天线上人为产生多个期望波束指向的天线,所述有栅瓣的单波束天线的栅瓣为在阵列天线上产生可调单波束时,由于物理参数的限制在其他方向上生成镜像波束,该栅瓣会在非期望方向上泄露能量。
现有技术中,由于阵列天线的波束都是以天线为中心发射或接收的,因此阵列天线的波束发射的角度受到该阵列天线自身结构的限制,阵列天线中波束的角度无法任意调节。
发明内容
本发明的实施例提供一种阵列天线、配置方法及通信系统,能够实现阵列天线中波束的角度的任意调节。
为达到上述目的,本发明的实施例采用如下技术方案:
一方面,提供一种阵列天线,包括:
天线本体,所述天线本体为多波束天线、无栅瓣的单波束天线和有栅瓣的单波束天线中的任意一种,所述天线本体以所述天线本体为中心发射或接收波束集,所述波束集包括至少两条波束。
平面反射板,用于反射所述天线本体发射或接收的所述波束集。
调节单元,所述调节单元与所述天线本体和所述平面反射板中的至少一个连接,用于调节所述平面反射板与所述天线本体的波束集的相对位置,使所述天线本体的波束集能够通过所述平面反射板的反射后沿任意方向发射或接收;
所述调节单元用于调节所述平面反射板与所述天线本体的波束集的相对位置,使所述天线本体的波束集能够通过所述平面反射板的反射后平行发射或接收。
所述调节单元包括第一调节子单元,所述第一调节子单元与所述天线本体连接,所述第一调节子单元用于在所述平面反射板位置固定时,通过调节所述阵列天线本体的波束集的位置,使所述天线本体的波束集能够通过所述平面反射板的反射后平行发射或接收。
所述调节单元包括第二调节子单元,所述第二调节子单元与所述平面反射板连接,所述第二调节子单元用于在所述天线本体位置固定时,通过调节所述平面反射板的位置,使所述天线本体的波束集能够通过所述平面反射板的反射后平行发射或接收。
所述调节单元包括第三调节子单元,所述第三调节子单元与所述平面反射板及所述天线本体同时连接,所述第三调节单元用于在所述天线本体的波束集中波束数量或位置改变时,通过调节所述平面反射板的位置,使所述天线本体的波束集能够通过所述平面反射板的反射后平行发射或接收。
所述第二调节子单元为铰链、合页和电动马达中的任意一种。
当所述天线本体为所述多波束天线时,所述平面反射板的个数大于等于所述天线本体的波束个数。
当所述天线本体为所述有栅瓣的单波束天线时,所述平面反射板的个数大于等于所述天线本体中的所述栅瓣个数与所述单波束之和。
一方面,提供一种阵列天线配置方法,所述天线配置方法应用于多波束天线,包括:调节平面反射板与所述多波束天线的波束集的相对位置,使所述多波束天线的波束集能够通过所述平面反射板的反射后平行发射或接收;所述平面反射板的个数大于等于所述天线本体的波束个数。
一方面,提供另一种阵列天线配置方法,所述天线配置方法应用于有栅瓣的单波束天线,包括:调节平面反射板与所述有栅瓣的单波束天线的波束集的相对位置,使所述有栅瓣的单波束天线的波束集能够通过所述平面反射板的反射后平行发射或接收;所述平面反射板的个数大于等于所述天线本体的波束个数。
一方面,提供一种通信系统,包括:
至少一个阵列天线,所述阵列天线包括:天线本体、平面反射板及调节单元。所述天线本体为多波束天线、无栅瓣的单波束天线和有栅瓣的单波束天线中的任意一种,所述天线本体以所述天线本体为中心发射或接收波束集,所述波束集包括至少两条波束;所述平面反射板用于反射所述天线本体发射或接收的所述波束集;所述调节单元与所述天线本体和所述平面反射板中的至少一个连接,用于调节所述平面反射板与所述天线本体的波束集的相对位置,使所述天线本体的波束集能够通过所述平面反射板的反射后沿任意方向发射或接收;
所述调节单元用于调节所述平面反射板与所述天线本体的波束集的相对位置,使所述天线本体的波束集能够通过所述平面反射板的反射后平行发射或接收。
所述通信系统还包括:发送天线和接收天线,所述发送天线和接收天线均为所述阵列天线。
本发明实施例提供一种阵列天线、配置方法及通信系统,所述阵列天线包括:天线本体,该天线本体为多波束天线、无栅瓣的单波束天线和有栅瓣的单波束天线中的任意一种,该天线本体以该天线本体为中心发射或接收波束集,该波束集包括至少两条波束;平面反射板,用于反射该天线本体发射或接收的该波束集;调节单元,该调节单元与该天线本体和该平面反射板中的至少一个连接,用于调节该平面反射板与该天线本体的波束集的相对位置,使该天线本体的波束集能够通过该平面反射板的反射后沿任意方向发射或接收;所述调节单元,用于调节所述平面反射板与所述天线本体的波束集的相对位置,使所述天线本体的波束集能够通过所述平面反射板的反射后平行发射或接收。这样一来,通过调节单元调节所述平面反射板和所述天线本体的波束集的相对位置,使得阵列天线中的波束能够沿任意方向平行发射或接收,实现了阵列天线中波束的角度的任意调节。
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为本发明实施例提供的一种阵列天线结构示意图;
图2为本发明实施例提供的一种通信系统结构示意图;
图3为本发明实施例图2提供的阵列天线结构的部分示意图;
图4为本发明实施例提供的另一种阵列天线结构示意图;
图5为本发明实施例提供的另一种通信系统结构示意图;
图6为本发明实施例提供的再一种通信系统结构示意图。
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。
本发明实施例提供一种阵列天线10,如图1所示,包括:
天线本体101,所述天线本体101为多波束天线、无栅瓣的单波束天线和有栅瓣的单波束天线中的任意一种,所述天线本体101以所述天线本体101为中心发射或接收波束集,所述波束集包括至少一条波束。
平面反射板102,用于反射所述天线本体101发射或接收的所述波束集。所述平面反射板102可以为一个或多个。
调节单元103,所述调节单元103与所述天线本体101和所述平面反射板102中的至少一个连接,用于调节所述平面反射板102与所述天线本体101的波束集的相对位置,使所述天线本体101的波束集能够通过所述平面反射板102的反射后沿任意方向发射或接收。
这样一来,通过调节单元调节所述平面反射板和所述天线本体的波束集的相对位置,使得阵列天线中的波束能够沿任意方向发射或接收,实现了阵列天线中波束的角度的任意调节。
需要说明的是,本发明实施例对所述平面反射板的材质不做限制,在实际应用中,平面反射板上靠近所述天线本体一侧的反射面可以覆盖一层铝或铜等电磁损耗性能较小的材质,使得每个反射面平坦光滑,没有突起或凹坑。
特别的,所述调节单元用于调节所述平面反射板与所述天线本体的波束集的相对位置,使所述天线本体的波束集能够通过所述平面反射板的反射后平行发射或接收。
现有技术中,需要中继节点来进行两个多波束天线间的波束对接,以实现多波束天线的点对点通信,本发明实施例中,在天线本体为多波束天线时,通过调节单元调节所述平面反射板和所述天线本体的波束集的相对位置,使得阵列天线中多个不同指向的波束同时直接由发送端发送至同一接收端,实现了阵列天线的各个波束平行发射或接收,无需中继节点来进行两个多波束天线间的波束对接,因此能够实现多波束天线点对点的直接通信。在天线本体为有栅瓣的单波束天线时,通过调节单元调节所述平面反射板和所述天线本体的波束集的相对位置,使得阵列天线中多个不同指向的波束同时直接由发送端发送至同一接收端,实现了有栅瓣的单波束天线的各个栅瓣与可调单波束沿同一方向发送或接收,避免了能量在非期望方向上的泄露,从而减少栅瓣辐射带来的能量损失。
具体的,所述调节单元可以包括第一调节子单元,所述第一调节子单元与所述天线本体连接,所述第一调节子单元用于在所述平面反射板位置固定时,通过调节所述阵列天线本体的波束集的位置,使所述天线本体的波束集能够通过所述平面反射板的反射后平行发射或接收。特别的,在实际应用中,对所述波束集的位置的调节可以人工完成。
所述调节单元还可以包括第二调节子单元,所述第二调节子单元与所述平面反射板连接,所述第二调节子单元用于在所述天线本体位置固定时,通过调节所述平面反射板的位置,使所述天线本体的波束集能够通过所述平面反射板的反射后平行发射或接收。所述第二调节子单元为铰链、合页和电动马达中的任意一种,在实际应用中,该第二调节子单元为一个或多个,当第二调节子单元为铰链或合页时,可以在每个相邻的平面反射板之间设置铰链或合页来调节平面反射板的角度,从而调节所述平面反射板的位置,当第二调节子单元为电动马达时,所述电动马达可以分别和每个平面反射板连接,带动所述每个平面反射板的位置改变。
所述调节单元包括第三调节子单元,所述第三调节子单元与所述平面反射板及所述天线本体同时连接,所述第三调节子单元用于在所述天线本体的波束集中波束数量或位置改变时,通过调节所述平面反射板的位置,使所述天线本体的波束集能够通过所述平面反射板的反射后平行发射或接收。特别的,所述第三调节子单元可以对所述天线本体的波束集中波束数量或位置进行调节。
需要说明的是,当所述天线本体为多波束天线时,所述平面反射板的个数大于等于所述天线本体的波束个数;当所述天线本体为无栅瓣的单波束天线时,对平面反射板的数量没有要求;当所述天线本体为所述有栅瓣的单波束阵列天线时,所述平面反射板的个数大于等于所述天线本体中的所述栅瓣个数与所述单波束之和。
示例的,如图2所示,在一个通信系统中,存在发送天线20a和接收天线20b,所述发送天线20a和接收天线20b均为本发明实施例提供的阵列天线。所述发送天线20a包括:第一天线本体201a,所述第一天线本体201a是具有两个波束的天线,所述第一天线本体201a以所述第一天线本体201a为中心向外发射第一波束集2011a,所述第一波束集2011a包括两条波束;第一平面反射板202a,用于反射所述第一天线本体201a发射的第一波束集2011a;第一调节单元(图2未标示),所述第一调节单元与所述第一天线本体201a和所述第一平面反射板202a中的至少一个连接,用于调节所述第一平面反射板202a与所述第一天线本体201a的第一波束集2011a的相对位置,使所述第一天线本体201a的所述第一波束集2011a能够通过所述第一平面反射板202a的反射后平行发射。所述第一调节单元可以为第一调节子单元、第二调节子单元或第三调节子单元。通过调节第一平面反射板202a至如图2所示的位置,使得第一波束集2011a中的波束X和Y可以沿同一方向平行射出。所述第一平面反射板202a的个数可以大于等于第一天线本体201a的第一波束集2011a的个数,在本实施例中,第一平面反射板202a的个数等于第一天线本体201a的第一波束集2011a的个数。
所述接收天线20b包括:第二天线本体201b,所述第二天线本体201b接收两个波束,所述第二天线本体201b以所述第二天线本体201b为中心接收第二波束集2011b,所述第二波束集2011b包括两条波束;第二平面反射板202b,用于反射所述第二天线本体201b接收的第二波束集2011b;第二调节单元(图2未标示),所述第二调节单元与所述第二天线本体201b和所述第二平面反射板202b中的至少一个连接,用于调节所述第二平面反射板202b与所述第二天线本体201b的第二波束集2011b的相对位置,使所述第二天线本体201b的所述第二波束集2011b能够通过所述第二平面反射板202b的反射后平行发射。所述第二调节单元可以为第一调节子单元、第二调节子单元或第三调节子单元。通过调节第二平面反射板202b至如图2所示的位置,使得第二波束集2011b接收沿同一方向平行发送来的波束W和Z。所述第二平面反射板202b的个数可以大于等于第二天线本体201b的第二波束集2011b的个数,在本实施例中,所述第二平面反射板202b的个数等于第二天线本体201b的第二波束2011b的个数。特别的,在该通信系统中,波束X和波束W可以为同一束波束,波束Y和波束Z可以为同一束波束。
具体的,以波束X为例,当发送天线20a的波束X从第一天线本体201a射出,经过第一平面反射板202a反射沿图2所示h方向射向接收天线20b,接收天线20b的第二天线本体201b可以沿图2所示h方向接收该波束X,该波束X经第二平面反射板202b反射后以波束W的形式发送至第二天线本体201b,第二天线本体201b对该波束W进行相应的接收。
特别的,为了保证使天线本体的所有波束沿同一方向平行射出,或天线本体接收沿同一方向平行发送的所有波束,如图3所示,图3为图2中发送天线20a的部分示意图,所述第一平面反射板202a与所述第一波束2011a存在角度α满足0°<α<180°,所述波束X与第一天线本体201a的法线方向存在角度β满足2α+β=180°,使经第一平面反射板202a反射后的波束沿平行所述第一天线本体201a的法线方向射出。图2中的波束Y、波束W和波束Z与天线本体的角度关系可以参照图3中的解释,本发明对此不再赘述。
进一步的,图4中天线本体401为3波束的阵列天线,平面反射板402共4个,第三调节单元(图4未标示),所述第三调节单元与所述天线本体401和所述平面反射板402中的至少一个连接,用于调节所述平面反射板402与所述天线本体401的3个波束的相对位置,使所述天线本体401的所述3个波束能够通过所述平面反射板402的反射后平行发射。所述第三调节单元可以为第一调节子单元、第二调节子单元或第三调节子单元。该实施例中,所述平面反射板402分别为402a,402b,402c和402d,天线本体401发射波束O,波束P和波束Q,波束O经平面反射板402a反射,波束P经平面反射板402b反射,波束Q经平面反射板402c反射,经反射后的波束O,波束P和波束Q平行且沿同一方向射出,在该阵列天线40中平面反射板402d未使用,若天线本体401为4波束天线,则平面反射板402d可以相应的使用。需要说明的是,在实际应用中,阵列天线的波束个数和平面反射板的个数可以根据具体情况进行相应的调整,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内,本发明对此不再赘述。
现有技术中,由于多波束天线中不同指向的波束都是以天线为中心向外发射的,多个不同指向的波束无法实现平行发射或接收,而本发明实施例提供的阵列天线,通过调节单元对波束集和平面反射板相对位置的调节,可以使天线本体的所有波束沿同一方向平行射出,或天线本体接收沿同一方向平行发送的所有波束,这样一来,在图2所示的通信系统中,发送天线和接收天线的相应波束可以进行对准,建立直接的波束通道,因此可以实现多波束天线点对点的直接通信,同时实现LOS-MIMO(Line of Sight-Multiple InputMultiple Output,通信视距多入多出)的分集和复用,其中,LOS-MIMO的复用是指在MIMO的多个发送通道上使用相同频率发射不同内容的信号,可以提高频谱利用率,提升通信系统容量。LOS-MIMO的分集是指在MIMO的多个发送通道上发射相同内容的信号,分集既可以在相同的传输距离下提高链路可靠性,也可以在不降低可靠性的条件下增大链路传输距离。
特别的,当所述天线本体为多波束天线时,也可以实现点对多点的通信,如图5所示,平面反射板502的数量与波束集5011的个数没有限制关系,同一时刻可以有多个平面反射板502工作,示例的,所述阵列天线可以包括:天线本体501,所述天线本体501以所述天线本体501为中心发射3个波束;平面反射板502,用于反射所述天线本体501发射的3个波束;第一调节子单元(图5未标示),所述第一调节子单元与所述天线本体501连接,所述第一调节子单元用于在所述平面反射板502位置固定时,通过调节所述天线本体501的3个波束的位置,使所述天线本体501的3个波束能够通过所述平面反射板502的反射后平行发射。如图5所示,阵列天线501的3个波束经过平面反射板502的反射后,将该3个不同的波束发射至处于不同位置的天线m、天线n和天线w,实现了多波束点对多点的通信。特别的,该3个波束可以携带相同的信息至天线m、天线n和天线w,实现广播通信,也可各自携带不同的信息至天线m、天线n和天线w,实现点对多点的独立通信。需要说明的是,本发明实施例对所述天线m、天线n和天线w的天线类型不做限制,所述天线m、天线n和天线w可以为多波束天线、单波束天线或与发送天线相同类型的天线等,示例的,本发明实施例将所述天线m设置为多波束天线,将所述天线n设置为单波束天线,将所述天线w设置为与发送天线相同类型的天线即阵列天线501。
示例的,当所述天线本体为有栅瓣的单波束天线时,该阵列天线的配置方式可以参考图2,所述平面反射板的个数大于等于所述天线本体中的所述栅瓣个数与所述单波束之和,由于带有栅瓣的单波束天线中单波束的个数为1,因此所述平面反射板的个数大于等于所述天线本体中的所述栅瓣个数加1,需要说明的是,带有栅瓣的单波束天线中的单波束也称主波束。在本实施例中,调节单元为第二调节子单元(图2中未标示),所述第二调节子单元与所述平面反射板连接,所述第二调节子单元用于在所述天线本体位置固定时,通过调节所述平面反射板的位置,使所述天线本体的波束集能够通过所述平面反射板的反射后平行发射或接收。由于带有栅瓣的单波束天线中各波束携带的信号内容是相同的,因此可以实现LOS-MIMO点对点的分集传输。本实施例中带有栅瓣的单波束天线中各波束指的是栅瓣与单波束组成的多波束。该有栅瓣的单波束天线中平面反射板的调节可以采用相应的镜像天线作为参照系,如图2所示,第一天线201c和第二天线201d为第一天线本体201a以第一平面反射板202a为镜像面生成的镜像天线,第三天线201e和第四天线201f为第二天线本体201b以第二平面反射板202b生成的镜像天线,其中,镜像天线的个数可以与平面反射板的个数相等,所述镜像天线为虚拟天线。从图3可以看出,第一天线201c为第一天线本体201a以第一平面反射板202a中平面反射板l为镜像面生成的镜像天线,若第一天线201c存在实际的波束源,则该波束源反射的波束可以沿方向h直线传播,因此第一天线201c可以看作第一天线本体201a的等效波束源,在对平面反射板l位置进行调节时,将该第一天线201c作为平面反射板l位置的参照系,计算得出要调节的平面反射板与天线本体波束间的角度,可以使得调节过程更为简单,方便。同理,图2中其他平面反射板的调节也可以采用相应的镜像天线作为参照系,本发明对此不再赘述。
特别的,所述通信系统中的发送天线和接收天线可以为单波束天线,如图6所示,该通信系统中,存在发送天线60a和接收天线60b,所述发送天线60a和接收天线60b均为本发明实施例提供的阵列天线。所述发送天线60a包括:第三天线本体601a,所述第三天线本体601a是无栅瓣的单个波束的天线,所述第三天线本体601a以所述第三天线本体601a为中心向外发射第三波束6011a;第三平面反射板602a,用于反射所述第三天线本体601a发射的波束6011a;第一调节子单元(图6中未标示),所述第一调节子单元与所述第三平面反射板602a连接,所述第一调节子单元用于在所述第三天线本体601a位置固定时,通过调节所述第三平面反射板602a的位置,使所述第三天线本体601a的波束能够通过所述第三平面反射板602a的反射后平行发射。所述第一调节子单元调节第三波束6011a与第三平面反射板602a角度可以以相应的镜像天线为参照系。其中,发送天线60a中的第三平面反射板602a的个数不受限制,所述第一调节子单元对第三平面反射板602a的位置调节需要保证第三天线本体601a发射与第三平面反射板602a之间不受其他遮挡物的遮挡,同时,第三平面反射板602a对第三波束6011a角度的调节可以以相应的镜像天线601c为参照系。
所述接收天线60b包括:第四天线本体601b,所述第四天线本体601b是无栅瓣单个波束的天线,所述第四天线本体601b以所述第四天线本体601b为中心接收第四波束6011b;第四平面反射板602b,用于反射所述第四天线本体601b接收的波束6011b;第一调节子单元(图6中未标示),所述第一调节子单元与所述第四平面反射板602b连接,所述第一调节子单元用于在所述第四天线本体601b位置固定时,通过调节所述第四平面反射板602b的位置,使所述第四天线本体601b能够平行接收通过所述第四平面反射板602b反射后的第四波束6011b。所述第一调节子单元调节第四波束6011b与第四平面反射板602b角度可以以相应的镜像天线为参照系。
这样一来,通过调节单元调节所述平面反射板和所述天线本体的波束集的相对位置,使得阵列天线中的波束能够沿任意方向发射或接收,实现了阵列天线中波束的角度的任意调节。
实际应用中,根据产生的波束类型,所述阵列天线可以分为只产生有栅瓣的单波束的天线和既能产生单波束又能产生多波束的天线。上述两种类型的阵列天线具有不同的物理结构。通过上述阵列天线天线的配置方法,能够实现这两种类型的阵列天线的各个波束的平行发射或接收。
本发明实施例提供一种阵列天线配置方法,所述天线配置方法应用于多波束天线,包括:
调节平面反射板与所述多波束天线的波束集的相对位置,使所述多波束天线的波束集能够通过所述平面反射板的反射后平行发射或接收;所述平面反射板的个数大于等于所述天线本体的波束个数。
这样一来,通过调节平面反射板与所述多波束天线的波束集的相对位置,使所述多波束天线的波束集能够通过所述平面反射板的反射后平行发射或接收,实现了阵列天线的各个波束平行发射或接收。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,此处描述的方法中具体的阵列天线的配置过程及方法,可以参考前述阵列天线实施例中的对应过程,在此不再赘述。
本发明实施例提供另一种阵列天线配置方法,所述天线配置方法应用于有栅瓣的单波束天线包括:
调节平面反射板与所述有栅瓣的单波束天线的波束集的相对位置,使所述有栅瓣的单波束天线的波束集能够通过所述平面反射板的反射后平行发射或接收;所述平面反射板的个数大于等于所述天线本体的波束个数。
这样一来,调节平面反射板与所述有栅瓣的单波束天线的波束集的相对位置,使所述有栅瓣的单波束天线的波束集能够通过所述平面反射板的反射后平行发射或接收,实现了阵列天线的各个波束平行发射或接收。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,此处描述的方法中具体的阵列天线的配置过程及方法,可以参考前述阵列天线实施例中的对应过程,在此不再赘述。
本发明实施例提供一种通信系统,包括:至少一个阵列天线,所述阵列天线包括:天线本体、平面反射板及调节单元,所述天线本体为多波束天线、无栅瓣的单波束天线和有栅瓣的单波束天线中的任意一种,所述天线本体以所述天线本体为中心发射或接收波束集,所述波束集包括至少一条波束;所述平面反射板用于反射所述天线本体发射或接收的所述波束集;所述调节单元与所述天线本体和所述平面反射板中的至少一个连接,用于调节所述平面反射板与所述天线本体的波束集的相对位置,使所述天线本体的波束集能够通过所述平面反射板的反射后沿任意方向发射或接收。所述通信系统还包括:发送天线和接收天线,所述发送天线和接收天线可以均为所述阵列天线。
这样一来,由于该通信系统的阵列天线中的调节单元与所述天线本体和所述平面反射板中的至少一个连接,可以调节所述平面反射板与所述天线本体的波束集的相对位置,使得阵列天线中的波束能够沿任意方向发射或接收,实现了阵列天线中波束的角度的任意调节。
需要说明的是,所述通信系统可以包括:发送天线和接收天线。在该通信系统中,发送天线和接收天线的波束配置通常相同,即发送天线发送和接收天线接收的波束个数是相等的,但在实际应用中只需满足接收天线的波束数大于发送天线的波束数即可。特别的,当发送天线的天线主体为带有栅瓣的单波束阵列天线时,由于带有栅瓣的单波束阵列天线的波束配置为单波束加栅瓣,因此接收天线的波束数可以小于发送天线波束数。
需要说明的是,接收天线的种类可以和发送天线相同,也可以和发送天线不同,示例的,如图5所示的通信系统,所述通信系统包括发送天线和接收天线,所述通信系统的发送天线为多波束天线,所述多波束天线包括天线本体501、平面反射板502及第一调节子单元(图5未标示);所述第一调节子单元与所述天线本体501连接,所述第一调节子单元用于在所述平面反射板502位置固定时,通过调节所述天线本体501的3个波束的位置,使所述天线本体501的3个波束能够通过所述平面反射板502的反射后平行发射。所述第一调节子单元还可用于通过调节所述天线本体501的3个波束的位置,使所述天线本体501的3个波束经过平面反射板502的反射后发送到不同区域,使得处于不同位置的天线m、天线n和天线w能够分别接收到平面反射板反射后的3个波束。所述天线m、天线n和天线w可以为多波束天线、单波束天线或与发送天线相同类型的天线等,示例的,本发明实施例将所述天线m设置为多波束天线,将所述天线n设置为单波束天线,将所述天线w设置为与发送天线相同类型的天线即阵列天线501。
示例的,所述发送天线和接收天线均为所述阵列天线,如图2或图6所示,该通信系统中各个阵列天线的配置可以参考本发明实施例中图2或图6所对应的解释,在此不做详述。
本发明实施例提供一种阵列天线、配置方式及通信系统,该通信系统的阵列天线包括天线本体、平面反射板及调节单元。所述调节单元可以调节所述平面反射板和所述天线本体的波束集的相对位置,使得阵列天线中的波束能够沿任意方向发射或接收,实现了阵列天线中波束的角度的任意调节。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种阵列天线,其特征在于,包括:
天线本体,所述天线本体为多波束天线、无栅瓣的单波束天线和有栅瓣的单波束天线中的任意一种,所述天线本体以所述天线本体为中心发射或接收波束集,所述波束集包括至少两条波束;
平面反射板,用于反射所述天线本体发射或接收的所述波束集;
调节单元,所述调节单元与所述天线本体和所述平面反射板中的至少一个连接,用于调节所述平面反射板与所述天线本体的波束集的相对位置,使所述天线本体的波束集能够通过所述平面反射板的反射后平行发射或接收。
2.根据权利要求1所述的阵列天线,其特征在于,所述调节单元包括第一调节子单元,所述第一调节子单元与所述天线本体连接,所述第一调节子单元用于在所述平面反射板位置固定时,通过调节所述阵列天线本体的波束集的位置,使所述天线本体的波束集能够通过所述平面反射板的反射后平行发射或接收。
3.根据权利要求1所述的阵列天线,其特征在于,所述调节单元包括第二调节子单元,所述第二调节子单元与所述平面反射板连接,所述第二调节子单元用于在所述天线本体位置固定时,通过调节所述平面反射板的位置,使所述天线本体的波束集能够通过所述平面反射板的反射后平行发射或接收。
4.根据权利要求1所述的阵列天线,其特征在于,所述调节单元包括第三调节子单元,所述第三调节子单元与所述平面反射板及所述天线本体同时连接,所述第三调节单元用于在所述天线本体的波束集中波束数量或位置改变时,通过调节所述平面反射板的位置,使所述天线本体的波束集能够通过所述平面反射板的反射后平行发射或接收。
5.根据权利要求3所述的阵列天线,其特征在于,
所述第二调节子单元为铰链、合页和电动马达中的任意一种。
6.根据权利要求1至4任意一项权利要求所述的阵列天线,其特征在于,当所述天线本体为所述多波束天线时,
所述平面反射板的个数大于等于所述天线本体的波束个数。
7.根据权利要求1至4任意一项权利要求所述的阵列天线,其特征在于,当所述天线本体为所述有栅瓣的单波束天线时,
所述平面反射板的个数大于等于所述天线本体中的所述栅瓣个数与所述单波束之和。
8.一种阵列天线配置方法,其特征在于,所述天线配置方法应用于多波束天线,包括:
调节平面反射板与所述多波束天线的波束集的相对位置,使所述多波束天线的波束集能够通过所述平面反射板的反射后平行发射或接收;
所述平面反射板的个数大于等于所述天线本体的波束个数。
9.一种阵列天线配置方法,其特征在于,所述天线配置方法应用于有栅瓣的单波束天线,包括:
调节平面反射板与所述有栅瓣的单波束天线的波束集的相对位置,使所述有栅瓣的单波束天线的波束集能够通过所述平面反射板的反射后平行发射或接收;
所述平面反射板的个数大于等于所述天线本体的波束个数。
10.一种通信系统,其特征在于,包括:
至少一个阵列天线,所述阵列天线包括:天线本体、平面反射板及调节单元;
所述天线本体为多波束天线、无栅瓣的单波束天线和有栅瓣的单波束天线中的任意一种,所述天线本体以所述天线本体为中心发射或接收波束集,所述波束集包括至少两条波束;所述平面反射板用于反射所述天线本体发射或接收的所述波束集;所述调节单元与所述天线本体和所述平面反射板中的至少一个连接,用于调节所述平面反射板与所述天线本体的波束集的相对位置,使所述天线本体的波束集能够通过所述平面反射板的反射后平行发射或接收。
11.根据权利要求10所述的通信系统,其特征在于,所述通信系统还包括:发送天线和接收天线,所述发送天线和接收天线均为所述阵列天线。
CN201280002246.1A 2012-12-05 2012-12-05 一种阵列天线、配置方法及通信系统 Active CN104145373B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CN2012/085942 WO2014086002A1 (zh) 2012-12-05 2012-12-05 一种阵列天线、配置方法及通信系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104145373A CN104145373A (zh) 2014-11-12
CN104145373B true CN104145373B (zh) 2017-04-12

Family

ID=50882764

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280002246.1A Active CN104145373B (zh) 2012-12-05 2012-12-05 一种阵列天线、配置方法及通信系统

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9647333B2 (zh)
EP (1) EP2916388B1 (zh)
CN (1) CN104145373B (zh)
ES (1) ES2637181T3 (zh)
WO (1) WO2014086002A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10177434B1 (en) * 2016-12-23 2019-01-08 X Development Llc Parabolic reflector combined with phased array feed for long range communication
JP7067622B2 (ja) * 2018-08-02 2022-05-16 日本電気株式会社 制御装置、oam送信装置、制御方法、及び制御プログラム
CN113131224B (zh) * 2020-01-16 2022-08-19 华为技术有限公司 天线波束传播方向调节系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1283316A (zh) * 1997-10-24 2001-02-07 艾利森电话股份有限公司 用于通信系统的终端天线
EP1120856A1 (en) * 1999-06-07 2001-08-01 Universidad Politecnica De Madrid Printed circuit technology multilayer planar reflector and method for the design thereof
CN2733627Y (zh) * 2003-12-18 2005-10-12 凯瑟雷恩工厂两合公司 用于基站的移动式无线电天线装置
CN101136504A (zh) * 2007-09-28 2008-03-05 中国电子科技集团公司第五十四研究所 镜面扫描阵列天线的制造方法
US7839349B1 (en) * 2006-12-12 2010-11-23 Rockwell Collins, Inc. Tunable substrate phase scanned reflector antenna

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2969542A (en) * 1959-03-30 1961-01-24 Coleman Henri Paris Spiral antenna system with trough reflector
NL8800538A (nl) * 1988-03-03 1988-08-01 Hollandse Signaalapparaten Bv Antennesysteem met variabele bundelbreedte en bundelorientatie.
US6031502A (en) * 1996-11-27 2000-02-29 Hughes Electronics Corporation On-orbit reconfigurability of a shaped reflector with feed/reflector defocusing and reflector gimballing
FR2806214B1 (fr) * 2000-03-10 2003-08-01 Agence Spatiale Europeenne Antenne reflectrice comportant une pluralite de panneaux
JP3538184B2 (ja) * 2002-02-14 2004-06-14 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ Cdma通信システムにおける基地局のアンテナ装置およびアンテナ装置の使用方法
CA2453902A1 (en) * 2003-01-30 2004-07-30 Brian A. Harron Gimballed reflector mounting platform
US7006053B2 (en) * 2003-05-01 2006-02-28 Intermec Ip Corp. Adjustable reflector system for fixed dipole antenna
US7095383B2 (en) * 2003-05-01 2006-08-22 Intermec Ip Corp. Field configurable radiation antenna device
FR2874749B1 (fr) * 2004-08-31 2006-11-24 Cit Alcatel Antenne reseau reflecteur a zone de couverture de forme reconfigurable avec ou sans chargeur
US20090135076A1 (en) * 2007-11-28 2009-05-28 Senglee Foo Linear antenna array with azimuth beam augmentation by axial rotation
CN102480025B (zh) * 2011-07-26 2013-03-13 深圳光启高等理工研究院 一种前馈式雷达天线

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1283316A (zh) * 1997-10-24 2001-02-07 艾利森电话股份有限公司 用于通信系统的终端天线
EP1120856A1 (en) * 1999-06-07 2001-08-01 Universidad Politecnica De Madrid Printed circuit technology multilayer planar reflector and method for the design thereof
CN2733627Y (zh) * 2003-12-18 2005-10-12 凯瑟雷恩工厂两合公司 用于基站的移动式无线电天线装置
US7839349B1 (en) * 2006-12-12 2010-11-23 Rockwell Collins, Inc. Tunable substrate phase scanned reflector antenna
CN101136504A (zh) * 2007-09-28 2008-03-05 中国电子科技集团公司第五十四研究所 镜面扫描阵列天线的制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2916388A1 (en) 2015-09-09
US9647333B2 (en) 2017-05-09
WO2014086002A1 (zh) 2014-06-12
EP2916388B1 (en) 2017-07-26
US20150263422A1 (en) 2015-09-17
ES2637181T3 (es) 2017-10-11
CN104145373A (zh) 2014-11-12
EP2916388A4 (en) 2015-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1194442C (zh) 自适应阵列天线
CN104145373B (zh) 一种阵列天线、配置方法及通信系统
WO2016065644A1 (zh) 一种波束调整的方法、用户设备和基站
CN111245492A (zh) 基于接收功率排序的联合波束训练和智能反射面选择方法
CN101316130A (zh) 闭环模式下共用天线系统和方法
US6642883B2 (en) Multi-beam antenna with interference cancellation network
CN111901014B (zh) 一种电磁单元的调控方法、装置、设备和存储介质
CN108540199A (zh) 用于虚拟应答器的带内遥测
US20230353242A1 (en) Many-to-many laser communication networking device and method
CN109946748A (zh) 应用于柱面扫描安检成像体制的稀疏阵列天线设计方法
CN110650525B (zh) 一种多波束分配功率mac协议通信方法
CN1553725A (zh) 空间多波束馈电网络的实现装置
US6842571B2 (en) Optical interconnect system with layered lightpipe
CN111447012A (zh) 自组网编队飞机群激光全向通信光学系统及其通信方法
US10727606B2 (en) System and method for fine-tuning electromagnetic beams
EP1714401A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum betrieb von mimo-luftschnittstellen bei mobilkommunikationssystemen
CN114447597A (zh) 一种利用开关切换的多波束形成方法
CN114745058B (zh) 一种多元共形阵列的激光通信装置及通信方法
EP2884583A1 (en) Beam forming for industrial system
CN109474297A (zh) 一种全双工信能同传天线模式切换收发机及收发方法
DE69737334T2 (de) Nachrichtensatellit mit aktiver Redundanz
CN110112570B (zh) 一种实现波束的特定指向的方法及装置
CN109950703A (zh) 基站天线
CN103336530A (zh) 通讯装置
TWI711218B (zh) 天線結構及其運作方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant