CN110140256B - 一种天线及网络设备 - Google Patents

一种天线及网络设备 Download PDF

Info

Publication number
CN110140256B
CN110140256B CN201680091936.7A CN201680091936A CN110140256B CN 110140256 B CN110140256 B CN 110140256B CN 201680091936 A CN201680091936 A CN 201680091936A CN 110140256 B CN110140256 B CN 110140256B
Authority
CN
China
Prior art keywords
fixed
line
output end
lines
input
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
CN201680091936.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110140256A (zh
Inventor
王乃彪
肖伟宏
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
Priority to CN202011558797.9A priority Critical patent/CN112821073B/zh
Publication of CN110140256A publication Critical patent/CN110140256A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110140256B publication Critical patent/CN110140256B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/246—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for base stations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/10—Auxiliary devices for switching or interrupting
    • H01P1/12—Auxiliary devices for switching or interrupting by mechanical chopper
    • H01P1/127—Strip line switches
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/24—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the orientation by switching energy from one active radiating element to another, e.g. for beam switching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/0006—Particular feeding systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q25/00—Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns
    • H01Q25/002—Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns providing at least two patterns of different beamwidth; Variable beamwidth antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/24—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the orientation by switching energy from one active radiating element to another, e.g. for beam switching
    • H01Q3/247—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the orientation by switching energy from one active radiating element to another, e.g. for beam switching by switching different parts of a primary active element
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/30—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array
    • H01Q3/34—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means
    • H01Q3/36—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means with variable phase-shifters
    • H01Q3/38—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means with variable phase-shifters the phase-shifters being digital
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00—Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/24—Cell structures
    • H04W16/28—Cell structures using beam steering

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

一种阵列天线及网络设备，阵列天线包括n个辐射单元、功分器或移相器、切换开关；功分器或移相器包括n个输出端和m个输入端；切换开关包括m个第一端口，K个第二端口和开关元件；m个第一端口分别与m个输入端连接；K个第二端口用于耦接输入信号；开关元件用于切换m个第一端口和K个第二端口之间的连接关系，使得输入信号选择性的输出到至少一个第一端口。本申请中，通过切换开关来控制输出到n个辐射单元的信号的导通或断开，设置处于工作状态的辐射单元数目，从而实现灵活改变天线辐射方向图的波束宽度，且由于设置辐射单元处于工作状态或者不工作状态的切换开关结构简单，引入的插损较小，因此天线的增益较高。

Description

一种天线及网络设备
技术领域
本申请涉及天线技术领域，尤其涉及一种阵列天线及网络设备。
背景技术
随着移动通信技术的发展，用户对高速数据传输提出了越来越高的要求，同时用户需求类型也日益多样化，现代移动通信需要满足多样化场景下的高速无线接入要求。移动通信设备的更新换代速度正逐步加快，而城区可用站点资源的获取却越来越难，因此能够满足多种架设站点的具有多样化场景工作能力的基站天线成为基站天线未来的发展方向之一。具有多样化场景工作能力的基站天线也为移动通信运营商的站点共用提供了更有效的解决手段，符合现网设备平滑升级和绿色节能要求。
具有多样化场景工作能力的基站天线，要求天线能够根据应用场景的不同提供满足应用场景要求的工作状态，而基站天线也有小型化的要求，因此，为了在适当的天线尺寸要求下实现多种应用场景的指标要求，多样化应用场景基站天线必须在阵列设计上进行创新。
现有技术中通过移动天线的反射板侧边的位置，来调整反射板侧边至辐射单元的距离，从而改变辐射单元的周围环境，使得辐射单元、反射板底面及反射板侧边上的电流分布发生变化，以实现改变天线辐射方向图的波束宽度。然而，由于调整反射板侧边对电流分布的影响较小，因此，波束宽度的变化范围较小。
发明内容
本申请提供一种阵列天线，用以灵活改变天线辐射方向图的波束宽度。
本申请实施例提供一种阵列天线，包括：
n个辐射单元；
功分器或移相器，包括n个输出端和m个输入端，所述n个输出端分别与所述n个辐射单元连接，所述m个输入端中的任一输入端连接所述n个输出端中的至少一个输出端；
切换开关，包括m个第一端口，K个第二端口和开关元件；所述m个第一端口分别与所述m个输入端连接；所述K个第二端口，用于耦接输入信号；所述开关元件，用于切换所述m个第一端口和所述K个第二端口之间的连接关系，使得所述输入信号选择性的输出到至少一个所述第一端口；
所述n、m为大于1的整数，所述K为大于等于1的整数。
如此，通过切换开关来控制输出到所述n个辐射单元的信号的导通或断开，设置处于工作状态的所述辐射单元数目，从而实现灵活改变天线辐射方向图的波束宽度，且由于设置辐射单元处于工作状态或者不工作状态的切换开关结构简单，引入的插损较小，因此天线的增益较高。
可选地，所述开关元件包括p个固定带线和q个移动带线；
所述p个固定带线中的m个固定带线的一端作为所述m个第一端口，所述q个移动带线选择性与所述p个固定带线连接，m≤p。
如此，通过在切换开关中设置多个固定带线和移动带线，从而可以灵活地改变移动带线的位置，实现移动带线和固定带线之间的多种选择性连接，进而灵活地控制处于工作状态的所述辐射单元数目。
可选地，所述p个固定带线中的K个固定带线的一端作为所述K个第二端口，K≤p。
可选地，所述p个固定带线包括第一至第四固定带线，其中，第一固定带线、第二固定带线和第四固定带线分别与所述第一至第三输入端连接，第三固定带线的一端作为所述第二端口；所述q个移动带线包括第一至第三移动带线；
所述q个移动带线选择性与所述p个固定带线连接，具体为：
第一移动带线与第一固定带线、第三固定带线连接；或者，
第二移动带线与第一固定带线、第二固定带线连接，且第三移动带线与第三固定带线、第四固定带线连接。
可选地，所述n个输出端包括第一至第六输出端，所述m个输入端包括第一至第三输入端；其中，
第一输入端与第一输出端连接；
第二输入端与第二输出端、第三输出端、第四输出端、第五输出端、第六输出端连接；
第三输入端与第二输出端、第三输出端、第四输出端、第五输出端、第六输出端连接。
可选地，所述p个固定带线包括第一至第五固定带线，其中，第一至第四固定带线分别与所述第一至四输入端连接，第五固定带线的一端作为所述第二端口；所述q个移动带线包括第一至第五移动带线；
所述q个移动带线选择性与所述p个固定带线连接，具体为：
第三移动带线与第一固定带线、第五固定带线连接；或者，
第二移动带线与第一固定带线、第二固定带线连接，且第五移动带线与第三固定带线、第五固定带线连接；或者，
第一移动带线与第一固定带线、第二固定带线连接，且第四移动带线与第三固定带线、第四固定带线、第五固定带线连接。
可选地，所述n个输出端包括第一至第六输出端，所述m个输入端包括第一至第四输入端；其中，
第一输入端与第一输出端连接；
第二输入端与第二输出端和第三输出端连接；
第三输入端与第二输出端和第三输出端连接；
第四输入端与第四输出端、第五输出端和第六输出端连接。
可选地，所述开关元件还包括拉杆，所述拉杆与所述q个移动带线中的至少一个移动带线连接。
如此，通过设置拉杆提供了一种具体的改变移动带线位置的方式，且通过设置拉杆能够更加方便地通过手动或电动方式对移动带线进行控制。
可选地，所述q个移动带线选择性与所述p个固定带线电连接或电容耦合连接。
可选地，所述p个固定带线和所述q个移动带线均为金属带线或印刷电路板PCB的铜箔带线。
可选地，所述n个辐射单元按照水平方向依次排列，或者按照垂直方向依次排列。
本申请还提供一种网络设备，包括上述任一项权利要求中所述的阵列天线。
根据上述内容，本申请中的阵列天线包括n个辐射单元；功分器或移相器，包括n个输出端和m个输入端，所述n个输出端分别与所述n个辐射单元连接，所述m个输入端中的任一输入端连接所述n个输出端中的至少一个输出端；切换开关，包括m个第一端口，K个第二端口和开关元件；所述m个第一端口分别与所述m个输入端连接；所述K个第二端口，用于耦接输入信号；所述开关元件，用于切换所述m个第一端口和所述K个第二端口之间的连接关系，使得所述输入信号选择性的输出到至少一个所述第一端口；基于上述结构，通过切换开关来控制输出到所述n个辐射单元的信号的导通或断开，设置处于工作状态的所述辐射单元数目，从而实现灵活改变天线辐射方向图的波束宽度，且由于设置辐射单元处于工作状态或者不工作状态的切换开关结构简单，引入的插损较小，因此天线的增益较高。
附图说明
图1a为本申请实施例一提供的一种阵列天线示意图；
图1b为本申请实施例一提供的一种阵列天线具体结构示意图；
图2a为本申请实施例二中通过切换开关控制一个辐射单元工作示意图；
图2b为本申请实施例二中通过切换开关控制两个辐射单元工作示意图；
图2c为本申请实施例二提供的一种阵列天线具体结构示意图；
图2d为本申请实施例二中固定带线和移动带线示意图；
图2e为本申请实施例二中通过切换开关控制一个辐射单元工作示意图；
图2f为本申请实施例二中通过切换开关控制六个辐射单元工作示意图；
图3a为本申请实施例三中通过切换开关控制一个辐射单元工作示意图；
图3b为本申请实施例三中通过切换开关控制两个辐射单元工作示意图；
图4a为本申请实施例四中通过切换开关控制一个辐射单元工作示意图；
图4b为本申请实施例四中通过切换开关控制两个辐射单元工作示意图；
图4c为本申请实施例四中通过切换开关控制三个辐射单元工作示意图；
图4d为本申请实施例四提供的一种阵列天线的具体结构示意图；
图4e为本申请实施例四中固定带线和移动带线示意图；
图4f为本申请实施例四中通过切换开关控制一个辐射单元工作示意图；
图4g为本申请实施例四中通过切换开关控制三个辐射单元工作示意图；
图4h为本申请实施例四中通过切换开关控制六个辐射单元工作示意图；
图5a为本申请实施例五中通过切换开关控制一个辐射单元工作示意图；
图5b为本申请实施例五中通过切换开关控制两个辐射单元工作示意图；
图5c为本申请实施例五中通过切换开关控制三个辐射单元工作示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本申请实施例做详细描述。
本申请提供一种能够灵活改变天线辐射方向图的波束宽度的阵列天线。
实施例一
图1a为本申请实施例一提供的一种阵列天线示意图。如图1a所示，所述阵列天线包括：
n个辐射单元，如辐射单元1011、辐射单元1012、辐射单元1013、……、辐射单元101-n；
馈电网络，所述馈电网络包括切换开关1021，所述切换开关1021与所述n个辐射单元连接。
基于上述结构，可以通过切换开关1021来控制所述馈电网络输出到所述n个辐射单元的信号的导通或断开，来设置处于工作状态的所述辐射单元数目，即设置不同的工作模式，从而实现灵活改变天线辐射方向图的波束宽度。其中，n个辐射单元可以为单极化辐射单元，也可以是双极化辐射单元，辐射单元的每个极化方向所对应的巴伦都有相应的馈电网络为其提供信号激励。
需要说明的是，n为正整数，n的具体取值可由本领域技术人员根据实际情况来设置，为实现灵活改变天线辐射方向图的波束宽度，n的取值可大于等于2。
图1b为本申请实施例一提供的一种阵列天线具体结构示意图。如图1b所示，所述阵列天线包括：
n个辐射单元，如辐射单元1011、辐射单元1012、辐射单元1013、……、辐射单元101-n；
馈电网络，所述馈电网络包括切换开关1021、功分器或移相器1022，所述功分器或移相器1022包括n个输出端(分别为N1、N2、N3、……、Nn)和m个输入端(分别为M1、M2、……、Mm)，所述m个输入端中的任一输入端连接所述n个输出端中的至少一个输出端；所述n个辐射单元分别与所述n个输出端连接。需要说明的是，本申请中输入端与输出端之间的连接是指流进输入端的信号可以到达输出端，具体来说，流进输入端的信号可以在功分器或移相器中经过处理后到达输出端，或者，也可以不经过处理直接到达输出端，具体不做限定。
进一步地，所述切换开关1021包括m个第一端口，K个第二端口和开关元件；所述m个第一端口分别与所述m个输入端连接；所述K个第二端口，用于耦接所述输入信号；所述开关元件，用于切换所述m个第一端口和所述K个第二端口之间的连接关系，使得所述输入信号选择性的输出到至少一个所述第一端口。
所述开关元件包括p个固定带线(分别为P1、P2、……、Pp-1、Pp)和q个移动带线(分别为Q1、Q2、Q3、……、Qq)，所述p个固定带线中的m个固定带线的一端作为所述m个第一端口，分别所述m个输入端连接，所述q个移动带线选择性与所述p个固定带线连接。其中，所述p个固定带线中包括K个信号输入线，用于进行信号输入，K个固定带线的一端作为所述K个第二端口。信号输入线的具体个数可由本领域技术人员根据经验和实际情况设置，例如，可以设置为1个，也可以设置为多个。本申请中可以把一个或者多个固定带线设置成为信号输入线。
需要说明的是，上述q个移动带线选择性与所述p个固定带线连接具体是指所述q个移动带线可以根据需要导通的辐射单元，通过改变至少一个移动带线的位置来与不同的固定带线进行连接。
基于上述结构，可以通过开关元件中q个移动带线与p个固定带线的选择性连接来控制所述馈电网络输出到所述n个辐射单元的信号的导通或断开，设置处于工作状态的所述辐射单元数目，从而实现灵活改变天线辐射方向图的波束宽度；具体来说，若n个辐射单元按照水平方向依次排列，则上述结构可以灵活改变天线的水平面波束宽度，若n个辐射单元按照垂直方向依次排列，则上述结构可以灵活改变天线的垂直面波束宽度，若n个辐射单元按照其它角度方向依次排列，则上述结构可以灵活改变天线的其它角度方向的波束宽度。
进一步地，若馈电网络中包括移相器，则通过改变移相器的相位，可以改变天线波束的指向。移相器可以通过改变信号通道的介电常数的方式来改变相位，也可以通过改变信号通道的物理长度的方式来改变相位，或者也可以采用其他实现方式。
本申请中，开关元件还可以包括拉杆，拉杆可与q个移动带线中的至少一个移动带线连接，从而可通过拉杆来改变拉杆连接的移动带线的位置，实现移动带线与固定带线选择性连接。具体来说，拉杆可采用电动方式来控制，例如，通过马达控制拉杆，或者也可以采用手动方式来控制。
需要说明的是，上述所描述的拉杆和移动带线的连接关系仅为一种示例性说明，本申请中也可以设置每个移动带线连接一个拉杆，或者其它连接方式，只要能够实现控制q个移动带线与p个固定带线选择性连接即可，具体不做限定。
本申请中，q个移动带线和p个固定带线可以为厚度比较小的金属带线，或者印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)的铜箔带线，具体不做限定。q个移动带线选择性与p个固定带线连接的方式可以有多种，例如电连接或电容耦合连接。
本发明实施例中，通过切换开关设置的工作模式可以为两种或两种以上，下文中仅以通过切换开关设置两种工作模式(实施例二和实施例三)和三种工作模式(实施例四和实施例五)为例进行说明。
实施例二：
阵列天线中包括2个辐射单元(分别为辐射单元1011、辐射单元1012)，一个馈电网络，馈电网络中包括一个切换开关1021，通过切换开关设置的两种工作模式如图2a和图2b所示。
图2a为实施例二中通过切换开关控制一个辐射单元工作示意图。如图2a所示，将切换开关切换至位置1时，通过馈电网络输出到辐射单元1011的信号被导通，而输出到辐射单元1012的信号被断开，此种情况下，辐射单元1011处于工作状态，而辐射单元1012处于不工作状态。
图2b为实施例二中通过切换开关控制两个辐射单元工作示意图。如图2b所示，将切换开关切换至位置2时，通过馈电网络输出到辐射单元1011和辐射单元1012的信号被导通，此种情况下，辐射单元1011和辐射单元1012均处于工作状态。
由上述内容可知，通过改变切换开关，控制馈电网络输出到所述辐射单元的信号的导通或断开，可实现处于工作状态的辐射单元的数目，从而改变天线的波束宽度。
图2c为本申请实施例二提供的一种阵列天线具体结构示意图。如图2c所示，所述阵列天线包括：
6个辐射单元，如辐射单元1011、辐射单元1012、辐射单元1013、辐射单元1014、辐射单元1015、辐射单元1016；
馈电网络，所述馈电网络包括切换开关1021、功分器1022，所述功分器1022包括6个输出端(分别为N1、N2、N3、N4、N5、N6)和3个输入端(分别为M1、M2、M3)，所述6个辐射单元分别与所述6个输出端一一连接。其中，M1与N1连接，M2与N2、N3、N4、N5和N6连接，M3与N2、N3、N4、N5和N6连接。
进一步地，所述切换开关1021包括4个固定带线(分别为11、12、13、14，如图2d所示)和q个移动带线(分别为21、22、23，如图2d所示)，所述4个固定带线中的3个固定带线分别与所述3个输入端连接，即11连接M1、12连接M2、14连接M4，且固定带线13为信号输入线。
基于上述结构，可通过改变移动带线的位置来改变移动带线连接的固定带线，进而控制馈电网络输出到6个辐射单元的信号的导通或断开，设置处于工作状态的辐射单元数目，即设置不同的工作模式，如图2e和图2f所示，从而实现灵活改变天线辐射方向图的波束宽度。
图2e为实施例二中通过切换开关控制一个辐射单元工作示意图。如图2e所示，移动带线21分别与固定带线11、固定带线13之间采用直接电连接或者电容耦合连接的方式进行信号连接，此种情况下，只有辐射单元1011与馈电网络处于信号导通状态，因此辐射单元1011处于工作状态。此时，由于处于工作状态的辐射单元数目最少，天线方向图的波束宽度最宽，天线适合于高层建筑物的覆盖场景。
图2f为实施例二中通过切换开关控制六个辐射单元工作示意图。如图2f所示，移动带线22分别与固定带线11、固定带线12之间采用直接电连接或者电容耦合连接的方式进行信号连接，移动带线23分别与固定带线13、固定带线14之间采用直接电连接或者电容耦合连接的方式进行信号连接，此种情况下，辐射单元1011、辐射单元1012、辐射单元1013、辐射单元1014、辐射单元1015、辐射单元1016都与馈电网络处于信号导通状态，因此辐射单元1011、辐射单元1012、辐射单元1013、辐射单元1014、辐射单元1015、辐射单元1016都处于工作状态。此时，由于处于工作状态的辐射单元数目最多，天线方向图的波束宽度最窄，天线适合于街道宏覆盖场景。
实施例三
阵列天线中包括2个辐射单元(分别为辐射单元1011、辐射单元1012)，一个馈电网络，馈电网络中包括一个切换开关1021和一个移相器1022，通过切换开关设置的两种工作模式如图3a和图3b所示，通过改变移相器的相位，可以改变天线波束的指向。移相器可以通过改变信号通道的介电常数的方式来改变相位，也可以通过改变信号通道的物理长度的方式来改变相位，或者也可以采用其他实现方式。
图3a为实施例三中通过切换开关控制一个辐射单元工作示意图。如图3a所示，将切换开关切换至位置1时，通过馈电网络输出到辐射单元1011的信号被导通，而输出到辐射单元1012的信号被断开，此种情况下，辐射单元1011处于工作状态，而辐射单元1012处于不工作状态。
图3b为实施例三中通过切换开关控制两个辐射单元工作示意图。如图3b所示，将切换开关切换至位置2时，通过馈电网络输出到辐射单元1011和辐射单元1012的信号被导通，此种情况下，辐射单元1011和辐射单元1012均处于工作状态。
由上述内容可知，通过改变切换开关，控制馈电网络输出到所述辐射单元的信号的导通或断开，可实现处于工作状态的辐射单元的数目，从而改变天线的波束宽度。
关于实施例三中的阵列天线的具体结构示意图可参照上述实施例二中的图2c，只需将功分器改为移相器即可，此处不再赘述。
实施例四
阵列天线中包括3个辐射单元(分别为辐射单元1011、辐射单元1012、辐射单元1013)，一个馈电网络，馈电网络中包括一个切换开关1021，通过切换开关设置的三种工作模式如图4a-图4c所示。
图4a为实施例四中通过切换开关控制一个辐射单元工作示意图。如图4a所示，将切换开关切换至位置1时，通过馈电网络输出到辐射单元1011的信号被导通，而输出到辐射单元1012和辐射单元1013的信号被断开，此种情况下，辐射单元1011处于工作状态，而辐射单元1012和辐射单元1013处于不工作状态。
图4b为实施例四中通过切换开关控制两个辐射单元工作示意图。如图4b所示，将切换开关切换至位置2时，通过馈电网络输出到辐射单元1011和辐射单元1012的信号被导通，而输出到辐射单元1013的信号被断开，此种情况下，辐射单元1011和辐射单元1012处于工作状态，而辐射单元1013处于不工作状态。
图4c为实施例四中通过切换开关控制三个辐射单元工作示意图。如图4c所示，将切换开关切换至位置3时，通过馈电网络输出到辐射单元1011、辐射单元1012和辐射单元1013的信号均被导通，此种情况下，辐射单元1011、辐射单元1012和辐射单元1013均处于工作状态。
由上述内容可知，通过改变切换开关，控制馈电网络输出到所述辐射单元的信号的导通或断开，可实现处于工作状态的辐射单元的数目，从而改变天线的波束宽度。
图4d为本申请实施例四提供的一种阵列天线的具体结构示意图。如图4d所示，所述阵列天线包括：
6个辐射单元，如辐射单元1011、辐射单元1012、辐射单元1013、辐射单元1014、辐射单元1015、辐射单元1016；
馈电网络，所述馈电网络包括切换开关1021、功分器1022，所述功分器1022包括6个输出端(分别为N1、N2、N3、N4、N5、N6)和4个输入端(分别为M1、M2、M3、M4)，所述6个辐射单元分别与所述6个输出端一一连接。其中，M1与N1连接，M2与N2和N3连接，M3与N2和N3连接，M4与N4、N5和N6连接。
进一步地，所述切换开关1021包括5个固定带线(分别为11、12、13、14、15，如图4e所示)和q个移动带线(分别为21、22、23、24、25，如图4e所示)，所述5个固定带线中的4个固定带线分别与所述4个输入端连接，即11连接M1、12连接M2、13连接M3、14连接M4。
基于上述结构，可通过改变移动带线的位置来改变移动带线连接的固定带线，进而控制馈电网络输出到6个辐射单元的信号的导通或断开，设置处于工作状态的辐射单元数目，从而实现灵活改变天线辐射方向图的波束宽度。
图4f-图4h为通过切换开关控制辐射单元的不同工作状态示意图。
图4f为实施例三中通过切换开关控制一个辐射单元工作示意图。如图4f所示，移动带线23分别与固定带线11、固定带线15之间连接采用直接电连接或者电容耦合连接的方式进行信号连接，此种情况下，只有辐射单元1011与馈电网络处于信号导通状态，因此辐射单元1011处于工作状态。此时，由于处于工作状态的辐射单元数目最少，天线方向图的波束宽度最宽，天线适合于高层建筑物的覆盖场景。
图4g为实施例四中通过切换开关控制三个辐射单元工作示意图。如图4g所示，移动带线22分别与固定带线11、固定带线12之间采用直接电连接或者电容耦合连接的方式进行信号连接，移动带线25分别与固定带线13、固定带线15之间采用直接电连接或者电容耦合连接的方式进行信号连接，此种情况下，只有辐射单元1011、辐射单元1012、辐射单元1013与馈电网络处于信号导通状态，因此辐射单元1011、辐射单元1012、辐射单元1013处于工作状态。此时，由于处于工作状态的辐射单元数目中等，天线方向图的波束宽度中等，天线适合于中低层建筑物的覆盖场景。
图4h为实施例四中通过切换开关控制六个辐射单元工作示意图。如图4h所示，移动带线21分别与固定带线11、固定带线12之间采用直接电连接或者电容耦合连接的方式进行信号连接，移动带线24分别与固定带线13、固定带线14、固定带线15之间采用直接电连接或者电容耦合连接的方式进行信号连接，此种情况下，辐射单元1011、辐射单元1012、辐射单元1013、辐射单元1014、辐射单元1015、辐射单元1016都与馈电网络处于信号导通状态，因此，辐射单元1011、辐射单元1012、辐射单元1013、辐射单元1014、辐射单元1015、辐射单元1016都处于工作状态。此时，由于处于工作状态的辐射单元数目最多，天线方向图的波束宽度最窄，天线适合于街道宏覆盖场景。
实施例五
阵列天线中包括3个辐射单元(分别为辐射单元1011、辐射单元1012、辐射单元1013)，一个馈电网络，馈电网络中包括一个切换开关1021和一个移相器1022，通过切换开关设置的两种工作模式如图5a和图5b所示，通过改变移相器的相位，可以改变天线波束的指向。移相器可以通过改变信号通道的介电常数的方式来改变相位，也可以通过改变信号通道的物理长度的方式来改变相位，或者也可以采用其他实现方式。
图5a为实施例五中通过切换开关控制一个辐射单元工作示意图。如图5a所示，将切换开关切换至位置1时，通过馈电网络输出到辐射单元1011的信号被导通，而输出到辐射单元1012和辐射单元1013的信号被断开，此种情况下，辐射单元1011处于工作状态，而辐射单元1012和辐射单元1013处于不工作状态。
图5b为实施例五中通过切换开关控制两个辐射单元工作示意图。如图5b所示，将切换开关切换至位置2时，通过馈电网络输出到辐射单元1011和辐射单元1012的信号被导通，而输出到辐射单元1013的信号被断开，此种情况下，辐射单元1011和辐射单元1012处于工作状态，而辐射单元1013处于不工作状态。
图5c为实施例五中通过切换开关控制三个辐射单元工作示意图。如图5c所示，将切换开关切换至位置3时，通过馈电网络输出到辐射单元1011、辐射单元1012和辐射单元1013的信号均被导通，此种情况下，辐射单元1011、辐射单元1012和辐射单元1013均处于工作状态。
由上述内容可知，通过改变切换开关，控制馈电网络输出到所述辐射单元的信号的导通或断开，可实现处于工作状态的辐射单元的数目，从而改变天线的波束宽度。
关于实施例三中的阵列天线的具体结构示意图可参照上述实施例二中的图4d，只需将功分器改为移相器即可，此处不再赘述。
本申请还提供一种网络设备，包括上述实施例中所描述的阵列天线。
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申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种天线，应用于移动通信网络设备中，其特征在于，包括：
n个辐射单元，所述n个辐射单元按照水平方向依次排列，或者按照垂直方向依次排列；
功分器或移相器，包括n个输出端和m个输入端，所述n个输出端分别与所述n个辐射单元连接，所述m个输入端中的任一输入端连接所述n个输出端中的至少一个输出端；
切换开关，包括m个第一端口，K个第二端口和开关元件；所述m个第一端口分别与所述m个输入端连接；所述K个第二端口，用于耦接输入信号；所述开关元件，用于切换所述m个第一端口和所述K个第二端口之间的连接关系，使得所述输入信号选择性的输出到至少一个所述第一端口；所述开关元件包括p个固定带线和q个移动带线；所述p个固定带线中的m个固定带线的一端作为所述m个第一端口，通过电动方式来控制所述q个移动带线选择性与所述p个固定带线连接，m≤p，所述p个固定带线中的K个固定带线的一端作为所述K个第二端口，K≤p；
所述n、m为大于1的整数，所述K为大于等于1的整数。
2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述p个固定带线包括第一至第四固定带线，其中，所述第一固定带线、所述第二固定带线和所述第四固定带线分别与第一输入端、第二输入端和第三输入端连接，所述第三固定带线的一端作为所述第二端口；所述q个移动带线包括第一至第三移动带线；
所述q个移动带线选择性与所述p个固定带线连接，具体为：
所述第一移动带线与所述第一固定带线、所述第三固定带线连接；或者，
所述第二移动带线与所述第一固定带线、所述第二固定带线连接，且所述第三移动带线与所述第三固定带线、所述第四固定带线连接。
3.根据权利要求2所述的天线，其特征在于，所述n个输出端包括第一至第六输出端，所述m个输入端包括第一至第三输入端；其中，
所述第一输入端与所述第一输出端连接；
所述第二输入端与所述第二输出端、第三输出端、第四输出端、第五输出端、第六输出端连接；
第三输入端与第二输出端、第三输出端、第四输出端、第五输出端、第六输出端连接。
4.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述p个固定带线包括第一至第五固定带线，其中，第一至第四固定带线分别与第一至第四输入端连接，第五固定带线的一端作为所述第二端口；所述q个移动带线包括第一至第五移动带线；
所述q个移动带线选择性与所述p个固定带线连接，具体为：
第三移动带线与第一固定带线、第五固定带线连接；或者，
第二移动带线与第一固定带线、第二固定带线连接，且第五移动带线与第三固定带线、第五固定带线连接；或者，
第一移动带线与第一固定带线、第二固定带线连接，且第四移动带线与第三固定带线、第四固定带线、第五固定带线连接。
5.根据权利要求4所述的天线，其特征在于，所述n个输出端包括第一至第六输出端，所述m个输入端包括第一至第四输入端；其中，
第一输入端与第一输出端连接；
第二输入端与第二输出端和第三输出端连接；
第三输入端与第二输出端和第三输出端连接；
第四输入端与第四输出端、第五输出端和第六输出端连接。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的天线，其特征在于，所述开关元件还包括拉杆，所述拉杆与所述q个移动带线中的至少一个移动带线连接。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的天线，其特征在于，所述q个移动带线选择性与所述p个固定带线电连接或电容耦合连接。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的天线，其特征在于，所述p个固定带线和所述q个移动带线均为金属带线或印刷电路板PCB的铜箔带线。
9.一种网络设备，其特征在于，包括权利要求1至8中任一项所述的天线。
CN201680091936.7A 2016-12-29 2016-12-29 一种天线及网络设备 Active CN110140256B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011558797.9A CN112821073B (zh) 2016-12-29 2016-12-29 一种天线及网络设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CN2016/113156 WO2018119928A1 (zh) 2016-12-29 2016-12-29 一种天线及网络设备

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011558797.9A Division CN112821073B (zh) 2016-12-29 2016-12-29 一种天线及网络设备

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110140256A CN110140256A (zh) 2019-08-16
CN110140256B true CN110140256B (zh) 2021-01-05

Family

ID=62707751

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680091936.7A Active CN110140256B (zh) 2016-12-29 2016-12-29 一种天线及网络设备
CN202011558797.9A Active CN112821073B (zh) 2016-12-29 2016-12-29 一种天线及网络设备

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011558797.9A Active CN112821073B (zh) 2016-12-29 2016-12-29 一种天线及网络设备

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10573958B2 (zh)
EP (2) EP4220860A3 (zh)
CN (2) CN110140256B (zh)
BR (1) BR112019013370B1 (zh)
WO (1) WO2018119928A1 (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109565110B (zh) * 2016-12-05 2021-01-05 华为技术有限公司 一种波束跟踪装置、方法及天线系统
CN110768026B (zh) * 2018-07-26 2021-03-05 上海华为技术有限公司 一种基站天线和基站设备
CN109346842B (zh) * 2018-08-27 2020-07-28 京信通信技术(广州)有限公司 波宽可调的天线
EP4022716A1 (en) * 2019-09-18 2022-07-06 Huawei Technologies Co., Ltd. Beam diversity by smart antenna with passive elements
CN113660003B (zh) * 2020-04-29 2022-07-29 华为技术有限公司 一种耦合/功分装置、rru和系统
CN111641049A (zh) * 2020-05-20 2020-09-08 广州程星通信科技有限公司 一种相控阵切换波束控制方法、系统、装置及存储介质
CN112397884B (zh) * 2020-10-22 2023-07-07 重庆品胜科技有限公司 一种平面天线
CN112564731B (zh) * 2020-12-03 2022-03-25 维沃移动通信有限公司 信号处理电路、方法和电子设备
CN113422180A (zh) * 2021-07-01 2021-09-21 江苏亨鑫科技有限公司 一种多模式移相装置及大规模阵列天线

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2609503A (en) * 1952-04-11 1952-09-02 Marvin P Middlemark Selective direction television and high-frequency antenna system
CH331382A (de) * 1954-02-08 1958-07-15 Standard Telephon & Radio Ag Hochfrequenzschalter in einer Bandleitung
CN101427336A (zh) * 2006-04-28 2009-05-06 松下电器产业株式会社 微机械开关、滤波电路、双工电路及通信设备
CN102142327A (zh) * 2010-01-04 2011-08-03 福鲁克公司 机电微波开关
CN102646874A (zh) * 2012-04-20 2012-08-22 电子科技大学 一种基于单刀多掷开关的四维天线阵

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB966549A (en) * 1961-01-17 1964-08-12 Servo Corp Of America Distributor for use in navigation systems
JP2557401B2 (ja) * 1987-07-31 1996-11-27 日本電気株式会社 平面アレイアンテナ
DE19636850A1 (de) * 1996-09-11 1998-03-12 Daimler Benz Aerospace Ag Phasengesteuerte Antenne
US5995062A (en) * 1998-02-19 1999-11-30 Harris Corporation Phased array antenna
JP2000049524A (ja) * 1998-07-31 2000-02-18 Nec Corp アレイアンテナ
JP3481481B2 (ja) * 1998-12-24 2003-12-22 日本電気株式会社 フェーズドアレイアンテナおよびその製造方法
CN1145239C (zh) * 2000-03-27 2004-04-07 信息产业部电信科学技术研究院 一种改进智能天线阵列覆盖范围的方法
FR2817661A1 (fr) * 2000-12-05 2002-06-07 Thomson Multimedia Sa Dispositif pour la reception et/ou l'emission de signaux multifaisceaux
US6388631B1 (en) * 2001-03-19 2002-05-14 Hrl Laboratories Llc Reconfigurable interleaved phased array antenna
US6750810B2 (en) * 2001-12-18 2004-06-15 Hitachi, Ltd. Monopulse radar system
US6965349B2 (en) * 2002-02-06 2005-11-15 Hrl Laboratories, Llc Phased array antenna
KR100653439B1 (ko) * 2002-12-28 2006-12-01 주식회사 케이엠더블유 안테나 방사빔의 고속 스위핑을 이용한 무선통신 방법 및장치
US20040157645A1 (en) * 2003-02-12 2004-08-12 Smith Adrian David System and method of operation an array antenna in a distributed wireless communication network
IL155221A0 (en) 2003-04-03 2003-11-23 Wavextend Ltd Phased array antenna for indoor application
US7321339B2 (en) * 2005-01-14 2008-01-22 Farrokh Mohamadi Phase shifters for beamforming applications
JP3944606B2 (ja) * 2005-01-31 2007-07-11 オプテックス株式会社 フェーズドアレーアンテナ装置
JP4531607B2 (ja) * 2005-03-30 2010-08-25 富士通株式会社 キャリブレーション装置
US7889129B2 (en) * 2005-06-09 2011-02-15 Macdonald, Dettwiler And Associates Ltd. Lightweight space-fed active phased array antenna system
CN102484523B (zh) * 2009-06-15 2015-02-18 Agc汽车美洲研发公司 用于优化rf信号的天线系统和方法
WO2011094750A1 (en) * 2010-02-01 2011-08-04 Georgia Tech Research Corporation Multi-antenna signaling scheme for low-powered or passive radio communications
CN102142888B (zh) * 2011-01-31 2014-04-02 华为技术有限公司 一种微波设备和微波传输方法
CN103004020B (zh) * 2011-07-26 2016-12-28 华为技术有限公司 天线系统和天线重构方法
CN102856667A (zh) * 2012-09-06 2013-01-02 上海瀚讯无线技术有限公司 一种多波束天线系统
CN203277596U (zh) * 2013-05-24 2013-11-06 华为技术有限公司 移相器
CN203813033U (zh) * 2013-12-23 2014-09-03 华为技术有限公司 一种多频阵列天线
CN104135300B (zh) * 2014-08-07 2017-04-12 上海无线电设备研究所 Ku波段多通道切换接收装置及切换接收方法
CN104243005B (zh) * 2014-09-03 2017-12-29 华为技术有限公司 天线功能扩展装置、设备和对天线进行功能扩展的方法
US10218068B1 (en) * 2015-10-29 2019-02-26 National Technology & Engineering Solutions Of Sandia, Llc In-situ active impedance characterization of scanned array antennas
WO2017145257A1 (ja) * 2016-02-23 2017-08-31 三菱電機株式会社 アレーアンテナ装置およびその校正方法
JP6352963B2 (ja) * 2016-03-09 2018-07-04 株式会社東芝 アンテナ装置及びアレイアンテナ装置
US9929886B2 (en) * 2016-06-06 2018-03-27 Intel Corporation Phased array antenna cell with adaptive quad polarization
CN106207461A (zh) * 2016-08-29 2016-12-07 苏州市吴通天线有限公司 一种5g毫米波共形多波束天线系统
CN106099367B (zh) * 2016-08-29 2019-05-14 Oppo广东移动通信有限公司 天线装置及移动终端

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2609503A (en) * 1952-04-11 1952-09-02 Marvin P Middlemark Selective direction television and high-frequency antenna system
CH331382A (de) * 1954-02-08 1958-07-15 Standard Telephon & Radio Ag Hochfrequenzschalter in einer Bandleitung
CN101427336A (zh) * 2006-04-28 2009-05-06 松下电器产业株式会社 微机械开关、滤波电路、双工电路及通信设备
CN102142327A (zh) * 2010-01-04 2011-08-03 福鲁克公司 机电微波开关
CN102646874A (zh) * 2012-04-20 2012-08-22 电子科技大学 一种基于单刀多掷开关的四维天线阵

Also Published As

Publication number Publication date
CN112821073B (zh) 2024-04-26
EP3553885A4 (en) 2019-11-27
EP3553885A1 (en) 2019-10-16
EP3553885B1 (en) 2023-03-01
CN110140256A (zh) 2019-08-16
BR112019013370A2 (pt) 2019-12-31
BR112019013370B1 (pt) 2022-11-22
CN112821073A (zh) 2021-05-18
EP4220860A2 (en) 2023-08-02
US10573958B2 (en) 2020-02-25
WO2018119928A1 (zh) 2018-07-05
EP4220860A3 (en) 2023-11-01
US20190319343A1 (en) 2019-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110140256B (zh) 一种天线及网络设备
CN104037500B (zh) 天线装置和用于设置天线装置的方法
CN109659706B (zh) 一种应用于5g移动终端的低成本波束扫描天线
EP2984708B1 (en) Improved antenna arrangement
US9419833B2 (en) Phase control method, array antenna, and system
CN206506025U (zh) 可重构的多输入多输出天线以及移动终端
CN109921157B (zh) 移相器及天线
US20190273324A1 (en) Leaky-wave antenna
CN105356014B (zh) 微带开关型移相器及应用其的移相模块
CN104681896A (zh) 一种多路一体化介质移相器
EP2951886A1 (en) Antenna arrangement of a wireless node
US20150365276A1 (en) Component structure of a wireless node
CN102255137B (zh) 可变频微带天线
CN115458905A (zh) 天线装置及电子设备
Ruiz-Cruz et al. Compact reconfigurable waveguide circular polarizer
CN209329114U (zh) 移相器及天线
CN113193313A (zh) 移相器及天线系统
CN109167185B (zh) 波束可切换的天线
CN215600517U (zh) 移相器及天线系统
CN109346842B (zh) 波宽可调的天线
CN109994804B (zh) 移相器及天线
CN107204520A (zh) 多频基站天线及其射频信号切换开关
CN102437419B (zh) 用于移动终端的立体宽带可重构天线系统
CN109509991A (zh) 一种转换天线、天线组件和基站
Sane et al. Full Duplex and Pattern reconfigurable system antenna design for 5G wireless communications systems using a quadrature 3 dB coupler

Legal Events

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