CN104539329B - 一种天线及有源天线系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种天线及有源天线系统，用于降低天线设备的复杂度及功耗，减少生产成本。该天线包括：天线阵列、多通道前端、接收多波束网络、发射多波束网络；天线阵列包括w个天线振子，其中，w为大于或者等于2的自然数；发射多波束网络，用于对j路发射信号波束进行波束成形处理，得到m路发射信号，其中，j为自然数；多通道前端，用于将w个天线振子接收到的w路第一射频信号转换为n路接收信号；以及，将发射多波束网络的m路发射信号转换为w路第二射频信号，其中，n和m均为小于或者等于w的自然数；接收多波束网络，用于对多通道前端生成的所述n路接收信号进行波束成形处理，得到k路接收信号波束，其中，k为自然数。

Description

一种天线及有源天线系统
技术领域
本发明涉及移动通信领域，特别涉及一种天线及有源天线系统。
背景技术
随着社会生活对无线带宽的需求越来越大，需要不断提升无线网络的性能。使用有源天线系统，不仅可以得到高增益波束和高用户复用率，而且可以在多个通道上提供分集增益，由此获得一个高性能的无线网络。有源天线系统逐渐在民用技术上得到应用。
有源天线系统使用大规模的天线阵列，形成多个天线波束，因此也被称为有源多天线系统。有源多天线系统，其关键技术就是天线阵的波束赋形，多通道相干信号通过数字域信号处理，控制其在天线阵各阵元信号的幅度、相位，在空间干涉迭加所形成的定向波束；这种波束可以是用户级、小区级。在传统的技术架构中，一组TRX(Transmitter/Receiver，收发信机)驱动一个或多个天线单元，构成一个有源天线模块，多个模块组成阵列，即构成有源天线阵列。这就是所谓“一驱一”架构，见图1所示，在发送链路上，第1路发信号通过TRX(1)到1#振子；在接收链路上，第1路收信号从1#振子经过TRX(1)到达收通道处理，可以看出第1路发信号和第1路收信号经过了对称的路径，因此，其在天线中收发信号通道完全对称。
上述“一驱一”方案中的天线阵列构成的天线设备结构复杂且功耗大，生产成本高。
发明内容
本发明提供了一种天线及有源天线系统，用于降低天线设备的复杂度及功耗，减少生产成本。
本发明第一方面提供了一种天线，包括：天线阵列、多通道前端、接收多波束网络、发射多波束网络；
所述天线阵列包括w个天线振子，所述天线振子用于发射或接收射频信号，其中，w为大于或者等于2的自然数；
所述发射多波束网络，用于对j路发射信号波束进行波束成形处理，得到m路发射信号，其中，j为自然数；
所述多通道前端，用于将所述w个天线振子接收到的w路第一射频信号转换为n路接收信号；以及，将所述发射多波束网络的m路发射信号转换为w路第二射频信号，其中，n和m均为小于或者等于w的自然数；
所述接收多波束网络，用于对所述多通道前端生成的所述n路接收信号进行波束成形处理，得到k路接收信号波束，其中，k为自然数。
结合本发明的第一方面，在本发明第一方面的第一种实现方式中，所述发射或接收射频信号使用同一个天线振子，所述多通道前端包括：
滤波处理模块，用于对所述w路第一射频信号中的一路第一射频信号或所述w路第二射频信号中的一路第二射频信号进行滤波处理；
接收通道馈电网络，用于形成接收通道，并对接收方向上的所述w路第一射频信号进行第一映射处理，得到所述n路接收信号；
发射通道馈电网络，用于形成发射通道，并对发射方向上的所述m路发射信号进行第二映射处理，得到所述w路第二射频信号。
结合本发明的第一方面的第一种实现方式，在本发明第一方面的第二种实现方式中，所述多通道前端还包括：
开关矩阵，用于分时切换接收方向的所述w路第一射频信号和发射方向的所述w路第二射频信号。
结合本发明的第一方面，在本发明第一方面的第三种实现方式中，所述发射或接收射频信号分别使用不同的天线振子，所述多通道前端包括w个前端通道；
所述前端通道包括滤波处理模块，用于对所述w路第一射频信号中的一路第一射频信号或所述w路第二射频信号中的一路第二射频信号进行滤波处理。
结合本发明的第一方面、或第一方面的第一种实现方式、或第一方面的第二种实现方式、或第一方面的第三种实现方式，在本发明第一方面的第四种实现方式中，所述接收多波束网络具体用于对所述多通道前端生成的所述n路接收信号进行波束成形处理，得到与所述n路接收信号对应的所述k路接收信号波束，其中，k等于n。
结合本发明的第一方面、或第一方面的第一种实现方式、或第一方面的第二种实现方式、或第一方面的第三种实现方式，在本发明第一方面的第五种实现方式中，所述接收多波束网络包括：
射频幅相控制模块，用于对所述多通道前端生成的所述n路接收信号进行幅度调节和相位调节；
波束合并模块，用于将所述幅度调节和相位调节后的所述n路接收信号合并为所述k路接收信号波束，其中k大于等于1。
结合本发明的第一方面、或第一方面的第一种实现方式、或第一方面的第二种实现方式、或第一方面的第三种实现方式，在本发明第一方面的第六种实现方式中，所述接收多波束网络包括：
功分模块，用于将所述多通道前端生成的所述n路接收信号中的每一路分离为k路接收信号；
波束成形模块，用于分别从每一路分离后的所述k路接收信号中选取一路进行合并，得到所述k路接收信号波束。
结合本发明的第一方面、或第一方面的第一种实现方式、或第一方面的第二种实现方式、或第一方面的第三种实现方式，在本发明第一方面的第七种实现方式中，所述发射多波束网络包括：
电桥电路，用于对所述j路发射信号波束进行合路；
移相电路，用于对合路后的j路发射信号波束进行相位调整，得到所述m路发射信号。
结合本发明的第一方面、或第一方面的第一种实现方式、或第一方面的第二种实现方式、或第一方面的第三种实现方式，在本发明第一方面的第八种实现方式中，所述天线还包括：
低噪音放大电路，用于放大所述n路接收信号中的一路接收信号。
本发明第二方面提供了一种有源天线系统，包括上述任一种天线、收发信机单元、收发通道处理单元；
所述收发信机单元，用于将所述接收多波束网络生成的所述k路接收信号波束处理为对应的k路数字信号，输出给所述收发通道处理单元；以及，将所述收发通道处理单元输出的j路数字信号处理为对应的所述j路发射信号波束；
所述收发通道处理单元，用于对所述收发信机单元生成的所述k路数字信号进行解码处理；以及，对信号源发送的信号进行编码处理，得到所述j路数字信号，并输出给所述收发信机单元。
结合本发明的第二方面，在本发明第二方面的第一种实现方式中，所述收发信机单元包括与所述k路接收信号波束对应的k个收信机模块、与所述j路数字信号对应的j个发信机模块；
所述收信机模块，用于将所述接收多波束网络生成的一路接收信号波束处理为对应的一路数字信号；
所述发信机模块，用于将所述收发通道处理单元输出的一路数字信号处理为对应的一路发射信号波束。
结合本发明的第二方面的第一种实现方式，在本发明第二方面的第二种实现方式中，所述收发通道处理单元包括收通道处理模块、发通道处理模块；
所述收通道处理模块，用于对所述k个收信机模块生成的k路数字信号进行解码处理；
所述发通道处理模块，用于对所述信号源发送的信号进行编码处理，得到j路数字信号，并分别输出给对应的所述j个发信机模块。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：在接收方向上，所述多通道前端将所述w个天线振子接收到的w路第一射频信号转换为n路接收信号；所述接收多波束网络对所述多通道前端生成的所述n路接收信号进行波束成形处理，得到k路接收信号波束；在发射方向上，所述发射多波束网络对j路发射信号波束进行波束成形处理，得到m路发射信号；所述多通道前端将所述发射多波束网络的所述m路发射信号转换为所述w路第二射频信号。因此，通过将接收信号与发射信号分离所形成的上述非对称的天线阵列结构，降低了天线设备的复杂度及功耗，减少了生产成本。
附图说明
图1为现有技术中有源天线系统的一个结构示意图；
图2为本发明实施例所提供的天线的结构示意图；
图3为本发明实施例所提供的天线的详细结构示意图；
图4为本发明实施例所提供的多通道前端的一个结构示意图；
图5为本发明实施例所提供的多通道前端的另一结构示意图；
图6为本发明实施例所提供的多通道前端的另一结构示意图；
图7为本发明实施例所提供的前端通道的一个结构示意图；
图8为本发明实施例所提供的接收多波束网络的一个结构示意图；
图9为本发明实施例所提供的接收多波束网络的另一结构示意图；
图10为本发明实施例所提供的接收多波束网络的另一结构示意图；
图11为本发明实施例所提供的发射多波束网络的一个结构示意图；
图12为本发明实施例所提供的有源天线系统的结构示意图；
图13为本发明实施例所提供的有源天线系统的详细结构示意图。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
请参阅图2，为本发明实施例所提供的天线的结构示意图。该天线包括：
天线阵列21、多通道前端22、接收多波束网络23、发射多波束网络24；
上述天线阵列21包括w个天线振子，上述天线振子用于发射或接收射频信号，其中，w为大于或者等于2的自然数；
上述发射多波束网络24，用于对j路发射信号波束进行波束成形处理，得到上述m路发射信号，其中，j为自然数；
上述多通道前端22，用于将上述w个天线振子接收到的w路第一射频信号转换为n路接收信号；以及，将上述发射多波束网络的m路发射信号转换为上述w路第二射频信号，其中，n和m均为小于或者等于w的自然数；
上述接收多波束网络23，用于对上述多通道前端22生成的上述n路接收信号进行波束成形处理，得到k路接收信号波束，其中，k为自然数。
本发明实施例中，在接收方向上，上述多通道前端22将上述w个天线振子接收到的w路第一射频信号转换为n路接收信号；上述接收多波束网络23对上述多通道前端22生成的上述n路接收信号进行波束成形处理，得到k路接收信号波束；在发射方向上，上述发射多波束网络24对j路发射信号波束进行波束成形处理，得到m路发射信号；上述多通道前端22将上述发射多波束网络24的上述m路发射信号转换为上述w路第二射频信号。因此，通过将接收信号与发射信号分离所形成的上述非对称的天线阵列结构，降低了天线设备的复杂度及功耗，减少了生产成本。
请参阅图3，为本发明实施例所提供的天线的详细结构示意图。该天线阵列21包括至少两个天线振子211。该天线振子211用于发射和接收射频信号，该天线振子211的结构可参见现有技术，设置方式可以平行排列在上述天线上，此处不作具体描述。该天线阵列21在接收射频信号时，将接收到的w路第一射频信号通过上述多通道前端22转换为n路接收信号(图3中为x(1)～x(n))；在发射射频信号时，通过上述多通道前端22将上述发射多波束网络24的m路发射信号(图3中为y(1)～y(m))转换为w路第二射频信号，然后通过w个天线振子211发射上述w路第二射频信号；其中，w为大于或者等于2的自然数，n和m均为小于或者等于w的自然数，每一个天线振子211可以是单个天线振子211，也可以是一组天线振子211，每一个天线振子211接收或发射一路射频信号；图3中仅处理了天线振子211的一个极化，以提供正交的信号，在接收方向合并极化的信号，以提升接收信噪比；另一个极化的处理是一样的，具体处理方式可参见现有技术，此处不再赘述。
该多通道前端22将收通道和发通道的信号分离，在收通道(即接收方向)上，w个天线振子211接收到的w路第一射频信号经过上述多通道前端22映射(或合并)为n路接收信号，上述n路接收信号经过LNA(Low Noise Amplifier，低噪音放大器)放大，送入上述接收多波束网络23；由于每个(或每组)天线振子211只能接收或发射一路射频信号，所以w个(或w组)天线振子只能接收或发射w路射频信号，因此，在发通道(即发射方向)上，从上述发射多波束网络24中输出的m路发射信号经过上述多通道前端22映射(或合并)为w路第二射频信号，以使w个天线振子接收该w路第二射频信号，并分别向外发射该w路第二射频信号。
其中，该多通道前端22的具体结构可参见如下：
一、收发共用天线振子方式
收发共用天线振子即发射或接收射频信号使用同一个天线振子，具体为某个或某组天线振子211既用于接收射频信号也用于发射射频信号，参阅图4，可选的，该多通道前端22包括：
滤波处理模块221，用于对上述w路第一射频信号中的一路第一射频信号或上述w路第二射频信号中的一路第二射频信号进行滤波处理；
接收通道馈电网络222，用于形成接收通道，并对接收方向上的上述w路第一射频信号进行第一映射处理，得到上述n路接收信号；
发射通道馈电网络223，用于形成发射通道，并对发射方向上的上述m路发射信号进行第二映射处理，得到上述w路第二射频信号。
其中，该滤波处理模块221的具体结构可参见现有技术中滤波器的结构，此处不作描述，该滤波处理模块221用于对上述w路第一射频信号中的一路第一射频信号或上述w路第二射频信号中的一路第二射频信号进行滤波处理，具体包括：滤除干扰，或对发射的频谱进行带外干扰抑制以及低插入损耗，或对收发频率之间的干扰进行隔离，将有用信号尽可能无衰减的通过，对无用信号尽可能大的衰减。
参阅图5和图6，可选的，该多通道前端22还包括：
开关矩阵224，用于分时切换接收方向的上述w路第一射频信号和发射方向的上述w路第二射频信号。
该开关矩阵224用于分时切换接收方向的上述w路第一射频信号和发射方向的上述w路第二射频信号，在接收方向上的上述w路第一射频信号和发射方向上的上述w路第二射频信号共用一个(或一组)天线振子时，进行收发通道的切换；该开关矩阵224具体可以通过射频开关或环形器实现，其中图5为射频开关实现方式，图6为环形器实现方式，本实施例中仅列举了其中两种实现方式，对于开关矩阵224的选择此处不作限制。
二、收发不共用天线振子方式
收发不共用天线振子即发射或接收射频信号分别使用不同的天线振子，具体为某个或某组天线振子211只用于接收射频信号或只用于发射射频信号，参阅图7，可选的，该多通道前端22包括w个前端通道225；图7中分别示出了发射方向即y(m)方向上和接收方向即x(n)方向上的前端通道225的结构图；
其中，上述w个前端通道呈阵列分布，每个前端通道包括一个滤波处理模块2251，用于对上述射频信号进行滤波处理；
其中，该滤波处理模块2251的具体结构可参见现有技术中滤波器的结构，此处不作描述，该滤波处理模块2251用于对上述射频信号进行滤波处理，将有用信号尽可能无衰减的通过，对无用信号尽可能大的衰减。
以上对该天线中的多通道前端22的实现方式进行了详细描述，下面针对该天线中的接收多波束网络23作具体说明。
续请参阅图3，上述接收多波束网络23可参考如下实现方式：
一、直通方式
结合图3和图8所示，可选的，在直通方式下，上述接收多波束网络23具体用于对上述多通道前端22生成的n路接收信号(x(1)～x(n))进行波束成形处理，得到与上述n路接收信号对应的上述k路接收信号波束{(Beam(1)，R)～(Beam(k)，R)}，其中，k等于n。此时，接收波束成形的处理工作将交给后端的收发通道处理单元26进行。
二、混合方式
结合图3和图9所示，可选的，在混合方式下，上述接收多波束网络23包括：
射频幅相控制模块231，用于对上述多通道前端22生成的上述n路接收信号进行幅度调节和相位调节；
波束合并模块232，用于将上述幅度调节和相位调节后的上述n路接收信号合并为上述k路接收信号波束，其中k大于等于1。
需要说明的是，在混合方式下，通过射频幅相控制模块231中的RF(RadioFrequency，射频)幅相控制器调节接收信号的幅度和相位，然后通过波束合并模块232合并成接收信号波束，送给后端的收发通道处理单元26进行处理。图9中列举的实现方式中，上述射频幅相控制模块231对上述多通道前端22生成的上述n路接收信号进行幅度调节和相位调节；上述波束合并模块232将上述幅度调节和相位调节后的上述n路接收信号合并为1路接收信号波束；其中，n路接收信号是n个(或n组)天线振子接收到的信号，图9中仅列举了将上述n路接收信号(x(1)～x(n))合并为1路接收信号波束，接收信号波束的数量可以是单个(一路)或者多路，此处并不作限制。
三、无源方式
结合图3和图10所示，可选的，在无源方式下，上述接收多波束网络23包括：
功分模块233，用于将上述多通道前端22生成的上述n路接收信号中的每一路分离为k路接收信号；
波束成形模块234，用于分别从每一路分离后的上述k路接收信号中选取一路进行合并，得到上述k路接收信号波束。
需要说明的是，在无源方式下，通过上述功分模块233将上述多通道前端22生成的上述n路接收信号中的每一路分离为k路接收信号；上述波束成形模块234分别从每一路分离后的上述k路接收信号中选取一路进行合并，得到上述k路接收信号波束。图10中列举的实现方式中，上述n个功分模块233(图10所示功分模块1～功分模块n)将上述多通道前端22生成的上述n路接收信号(x(1)～x(n))中的每一路分离为k路接收信号(1～k)；上述k个波束成形模块234(图10所示为波束成形模块1～波束成形模块k)分别从每一路分离后的上述k路接收信号中选取一路进行合并，可以是将每一路分离后的第1至第k路接收信号对应的合并为k路接收信号波束{图10所示(Beam(1)，R)～(Beam(k)，R)}，也可混合合并，其中k为自然数，可以是一路也可以是多路。
结合图3和图11所示，上述发射多波束网络24包括：
电桥电路241，用于对上述j路发射信号波束进行合路；
移相电路242，用于对合路后的j路发射信号波束进行相位调整，得到上述m路发射信号。
需要说明的是，电桥电路241(图11中电桥1～电桥y)分别对上述j路发射信号波束{(Beam(1)，T)～(Beam(k)，T)}进行合路，移相电路242(图11中移相器1～移相器x)根据波束成形控制信号对合路后的j路发射信号波束进行相位调整，得到对应的m路发射信号(图11中y(1)～y(m))；图11中x与y的数量可根据系统需求进行设定，此处不作限制。
以上对该天线的具体结构进行了详细说明，下面结合上述天线对由该天线构成的有源天线系统进行说明。
图12为本发明实施例提供的有源天线系统的结构示意图，图13为本发明实施例提供的有源天线系统的详细结构示意图；现结合上述附图对该有源天线系统进行说明。
本发明实施例提供了一种有源天线系统，包括以上实施例中的天线以及收发信机单元25、收发通道处理单元26；
上述收发信机单元25，用于将上述接收多波束网络23生成的上述k路接收信号波束处理为对应的k路数字信号，输出给上述收发通道处理单元23；以及，将上述收发通道处理单元26输出的j路数字信号处理为对应的上述j路发射信号波束；
上述收发通道处理单元26，用于对上述收发信机单元25生成的上述k路数字信号进行解码处理；以及，对信号源发送的信号进行编码处理，得到上述j路数字信号，并输出给上述收发信机单元25。
本发明实施例中，在接收方向上，上述多通道前端22将上述w个天线振子接收到的w路第一射频信号转换为n路接收信号；上述接收多波束网络23对上述多通道前端22生成的上述n路接收信号进行波束成形处理，得到k路接收信号波束；上述收发信机单元25将上述接收多波束网络23生成的上述k路接收信号波束处理为对应的k路数字信号，输出给上述收发通道处理单元26；上述收发通道处理单元26对上述收发信机单元25生成的上述k路数字信号进行解码处理；在发射方向上，上述收发通道处理单元26对信号源发送的信号进行编码处理，得到上述j路数字信号，并输出给上述收发信机单元25；上述收发信机单元25将上述收发通道处理单元26输出的j路数字信号处理为对应的上述j路发射信号波束；上述发射多波束网络24对j路发射信号波束进行波束成形处理，得到m路发射信号；上述多通道前端22将上述发射多波束网络24的上述m路发射信号转换为上述w路第二射频信号。因此，通过将接收信号与发射信号分离所形成的上述非对称的天线阵列结构，降低了天线设备的复杂度及功耗，减少了生产成本。
进一步的，本发明实施例中，上述收发信机单元25包括与上述k路接收信号波束对应的k个收信机模块251、与上述j路数字信号对应的j个发信机模块252；
上述收信机模块251，用于将上述接收多波束网络23生成的一路接收信号波束处理为对应的一路数字信号；
上述发信机模块252，用于将上述收发通道处理单元26输出的一路数字信号处理为对应的一路发射信号波束。
需要说明的是，图13中示出了k个收信机模块251(RX(1)～RX(k))分别对k路接收信号波束{(Beam(1)，R)～(Beam(k)，R)}进行处理得到对应的k路数字信号；其处理过程主要包括对接收信号波束的放大，滤波，变频，模拟-数字变换，数字中频处理等，具体可参见现有技术，此处不再赘述。图13中还示出了j个发信机模块252(TX(1)～TX(j))分别对收发通道处理单元26输出的j路数字信号进行处理，得到对应的j路发射信号波束{(Beam(1)，T)～(Beam(k)，T)}；其处理过程主要包括对数字信号进行数字-模拟变换，变频，滤波等，具体此处不作详细描述。
续请参阅图13，上述收发通道处理单元26包括收通道处理模块261、发通道处理模块262；
上述收通道处理模块261，用于对上述k个收信机模块251生成的k路数字信号进行解码处理；
上述发通道处理模块262，用于对上述信号源发送的信号进行编码处理，得到j路数字信号，并分别输出给对应的上述j个发信机模块252。
需要说明的是，上述收通道处理模块261对上述k个收信机模块251生成的k路数字信号进行解码处理；其处理过程包括数字基带处理，具体为解调、译码等，以得到符合系统要求的信号。上述发通道处理模块262对上述信号源发送的信号进行编码处理，得到j路数字信号，并分别输出给对应的上述j个发信机模块252；其中，该信号源为基站，基站发送的信号通过发通道处理模块进行编码处理后，将编码后得到的数字信号输出给对应的发信机模块252。
本发明实施例提供的有源天线系统的接收射频信号和发射射频信号过程如下：
在接收射频信号时，上述天线中的w个天线振子211将接收到的w路第一射频信号通过上述多通道前端22转换为n路接收信号，上述接收多波束网络23对上述多通道前端22生成的上述n路接收信号进行波束成形处理，得到k路接收信号波束；上述收发信机单元25将上述接收多波束网络23生成的上述k路接收信号波束处理为对应的k路数字信号，输出给上述收发通道处理单元26；上述收发通道处理单元26对上述收发信机单元25生成的上述k路数字信号进行解码处理，最后将解码后的上述k路数字信号传输给BBU(Base Band Unit，基带单元)；
在发射射频信号时，上述收发通道处理单元26对信号源发送的信号进行编码处理，得到上述j路数字信号，并输出给上述收发信机单元25；上述收发信机单元25将上述收发通道处理单元26输出的j路数字信号处理为对应的上述j路发射信号波束；上述发射多波束网络24对上述收发信机单元25生成的j路发射信号波束进行波束成形处理，得到m路发射信号；上述多通道前端22将上述发射多波束网络24的上述m路发射信号转换为上述w路第二射频信号，最后由w个天线振子分别将上述w路第二射频信号发射出去。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种天线，其特征在于，包括：天线阵列、多通道前端、接收多波束网络、发射多波束网络；
所述天线阵列包括w个天线振子，所述天线振子用于发射或接收射频信号，其中，w为大于或者等于2的自然数；
所述发射多波束网络，用于对j路发射信号波束进行波束成形处理，得到m路发射信号，其中，j为自然数；
所述多通道前端，用于将所述w个天线振子接收到的w路第一射频信号转换为n路接收信号；以及，将所述发射多波束网络的m路发射信号转换为w路第二射频信号，其中，n和m均为小于或者等于w的自然数；
所述接收多波束网络，用于对所述多通道前端生成的所述n路接收信号进行波束成形处理，得到k路接收信号波束，其中，k为自然数；
其中，所述发射或接收射频信号分别使用不同的天线振子，所述多通道前端包括w个前端通道；
所述前端通道包括滤波处理模块，用于对所述w路第一射频信号中的一路第一射频信号或所述w路第二射频信号中的一路第二射频信号进行滤波处理；
或者，所述发射或接收射频信号使用同一个天线振子，所述多通道前端包括：
滤波处理模块，用于对所述w路第一射频信号中的一路第一射频信号或所述w路第二射频信号中的一路第二射频信号进行滤波处理；
接收通道馈电网络，用于形成接收通道，并对接收方向上的所述w路第一射频信号进行第一映射处理，得到所述n路接收信号；
发射通道馈电网络，用于形成发射通道，并对发射方向上的所述m路发射信号进行第二映射处理，得到所述w路第二射频信号；
开关矩阵，用于分时切换接收方向的所述w路第一射频信号和发射方向的所述w路第二射频信号。
2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述接收多波束网络具体用于对所述多通道前端生成的所述n路接收信号进行波束成形处理，得到与所述n路接收信号对应的所述k路接收信号波束，其中，k等于n。
3.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述接收多波束网络包括：
射频幅相控制模块，用于对所述多通道前端生成的所述n路接收信号进行幅度调节和相位调节；
波束合并模块，用于将所述幅度调节和相位调节后的所述n路接收信号合并为所述k路接收信号波束，其中k大于等于1。
4.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述接收多波束网络包括：
功分模块，用于将所述多通道前端生成的所述n路接收信号中的每一路分离为k路接收信号；
波束成形模块，用于分别从每一路分离后的所述k路接收信号中选取一路进行合并，得到所述k路接收信号波束。
5.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述发射多波束网络包括：
电桥电路，用于对所述j路发射信号波束进行合路；
移相电路，用于对合路后的j路发射信号波束进行相位调整，得到所述m路发射信号。
6.权利要求1所述的天线，其特征在于，所述天线还包括：
低噪音放大电路，用于放大所述n路接收信号中的一路接收信号。
7.一种有源天线系统，其特征在于，包括如权利要求1至6中任一项所述的天线、收发信机单元、收发通道处理单元；
所述收发信机单元，用于将所述接收多波束网络生成的所述k路接收信号波束处理为对应的k路数字信号，输出给所述收发通道处理单元；以及，将所述收发通道处理单元输出的j路数字信号处理为对应的所述j路发射信号波束；
所述收发通道处理单元，用于对所述收发信机单元生成的所述k路数字信号进行解码处理；以及，对信号源发送的信号进行编码处理，得到所述j路数字信号，并输出给所述收发信机单元。
8.根据权利要求7所述的有源天线系统，其特征在于，所述收发信机单元包括与所述k路接收信号波束对应的k个收信机模块、与所述j路数字信号对应的j个发信机模块；
所述收信机模块，用于将所述接收多波束网络生成的一路接收信号波束处理为对应的一路数字信号；
所述发信机模块，用于将所述收发通道处理单元输出的一路数字信号处理为对应的一路发射信号波束。
9.根据权利要求8所述的有源天线系统，其特征在于，所述收发通道处理单元包括收通道处理模块、发通道处理模块；
所述收通道处理模块，用于对所述k个收信机模块生成的k路数字信号进行解码处理；
所述发通道处理模块，用于对所述信号源发送的信号进行编码处理，得到j路数字信号，并分别输出给对应的所述j个发信机模块。
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