CN112864603A - 一种能够辐射双波束和第三波束的天线 - Google Patents

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CN112864603A CN202110276750.1A CN202110276750A CN112864603A CN 112864603 A CN112864603 A CN 112864603A CN 202110276750 A CN202110276750 A CN 202110276750A CN 112864603 A CN112864603 A CN 112864603A
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Abstract

本公开内容涉及一种天线，所述天线包括：至少用于形成双波束的振子阵列，所述振子阵列包括至少三个振子；以及馈电网络，馈电网络具有第一、第二以及第三信号输入端，所述馈电网络还包括第一双工器，所述第一双工器包括第一输入端、第二输入端以及输出端；其中，所述第一双工器通过所述输出端与所述至少三个振子中的至少一个振子电连接并且所述第一双工器被构造为对与双波束信号相关联的信号以及与与所述双波束信号工作在不同频段的第三波束信号相关联的信号进行处理得到包括与所述双波束信号相关联的第一信号分量和与所述第三波束信号相关联的第二信号分量的组合信号，以使得与所述第一双工器电连接的所述至少一个振子将所述组合信号辐射出去。

Description

一种能够辐射双波束和第三波束的天线
技术领域
本公开内容涉及通信领域，更为具体地涉及一种能够辐射双波束和诸如65°波束的第三波束的天线。
背景技术
移动通信技术在持续地飞速发展，移动通信网络也在持续地升级换代。基站天线作为移动通信网络的关键设备，其性能指标和实用功能也在持续地改进提高。多频混合网络基站天线使得单个天线罩内的多个振子阵列可以工作于多个频段并同时支持多种制式的网络，从而减少了网络中的天线总数，降低了建站成本，缓解了天线站址资源矛盾。
对于既能辐射双波束又能辐射65°波束的混合型天线，其双波束部分和65°部分分别具有相应的振子阵列，这将使得振子阵列的体积较大而且成本较高。
发明内容
有鉴于对于背景技术中所存在的问题的深刻理解，本公开内容的发明人在本案中提出一种新的天线，即通过使用新颖的包括双工器的馈电网络，利用此新颖的馈电网络可在不额外增加振子的情况下辐射出一个或多个65°波束。该方式可以减少一列或多列天线振子，进而大大缩小天线尺寸，与此同时，能够降低天线振子带来的成本。
具体而言，本公开内容的第一方面提出了一种天线，所述天线包括：
至少用于形成双波束的振子阵列，所述振子阵列包括至少三个振子；以及
馈电网络，所述馈电网络具有第一信号输入端、第二信号输入端和第三信号输入端，所述第一信号输入端、第二信号输入端和第三信号输入端分别被构造用于输入用于形成第一波束的第一波束信号、用于形成第二波束的第二波束信号以及用于形成第三波束的第三波束信号，其中，所述馈电网络包括第一双工器，所述第一双工器包括第一输入端、第二输入端和输出端；
其中，所述第一双工器通过所述输出端与所述至少三个振子中的至少一个振子电连接并且所述第一双工器被构造为对与包括所述第一波束信号和/或所述第二波束信号的双波束信号相关联的信号以及与与所述双波束信号工作在不同频段的所述第三波束信号相关联的信号进行处理得到包括与所述双波束信号相关联的第一信号分量和与所述第三波束信号相关联的第二信号分量的组合信号，以使得与所述第一双工器电连接的所述至少一个振子将所述组合信号辐射出去。
借助于上述的第一双工器，包括与所述双波束信号相关联的第一信号分量和与所述第三波束信号相关联的第二信号分量的组合信号能够通过例如同一个振子辐射出去，从而实现了振子的复用，即该振子既能够辐射出双波束信号也能够辐射出诸如65°波束的第三波束信号，从而减少了振子的数量，降低了振子所带来的成本。在此，本领域的技术人员应当了解，所述至少三个振子既能够排列成一排，也能够形成其他排列方式，例如具有多排的振子。
在依据本公开内容的一个实施例之中，所述第三波束信号为用于形成65°波束的信号。在此，第三波束信号举例来说例如是用于形成65°波束的信号，然而本领域的技术人员应当了解，此处的用于形成65°波束的信号仅仅是示例性的而非限制性的，其他例如用于形成55°至75°波束的信号都是可能的，只要其与所述双波束信号工作在不同频段即可。由此能够使得该天线能够同时辐射出第一波束、第二波束以及第三波束。
可选地，在依据本公开内容的一个实施例之中，所述天线包括电桥。优选地，在依据本公开内容的一个实施例之中，所述第一双工器被设置在所述电桥和所述至少一个振子之间。在此，电桥仅仅是实现双波束天线的一种可能的实现形式，其他能够实现双波束天线的其他电路形式也包括在本申请的权利要求书的相应的权利要求的保护范围之内。
在依据本公开内容的一个实施例之中，所述第一双工器的所述第一输入端与所述电桥相连接，所述第一双工器的所述第二输入端的输入为所述第三波束信号，所述电桥的输入为所述第一波束信号和所述第二波束信号。
优选地，能够将第三波束信号通过复用多个振子来辐射，此时，在依据本公开内容的一个实施例之中，所述天线还包括功分器，所述功分器的输入为所述第三波束信号，所述功分器的输出端与所述第一双工器的第一输入端相连接。更为优选地，在依据本公开内容的一个实施例之中，所述第一双工器被设置在所述电桥和所述至少一个振子之间，所述第一双工器的第二输入端与所述电桥相连接，所述电桥的输入为所述第一波束信号和所述第二波束信号。
可选地，在依据本公开内容的一个实施例之中，所述第一双工器的所述第二输入端的输入为第一波束信号。
附加地，在依据本公开内容的一个实施例之中，所述天线还包括第二双工器，所述第二双工器包括第一输入端、第二输入端以及输出端，所述第二双工器的第二输入端的输入为第二波束信号并且所述第二双工器的第一输入端的输入为所述功分器的输出。进一步附加地，所述电桥被设置在所述至少一个振子和所述第一双工器、所述第二双工器之间，所述电桥的输入为所述第一双工器、所述第二双工器的输出。
可选地或者替代地，在依据本公开内容的一个实施例之中，所述天线还包括：第一振子组，所述第一振子组包括设置成一排的至少三个第一振子；第二振子组，所述第二振子组包括设置成一排的至少三个第二振子，其中，其中，所述馈电网络包括第一馈电网络和第二馈电网络，所述第一馈电网络包括第一功分器以及将所述第一功分器与所述第一振子组中的每个第一振子电连接的第一电缆组，并且所述第一功分器和/或所述第一电缆组被配置用于调节用于形成第一波束的信号在每个第一振子中的相位；并且所述第二馈电网络包括第二功分器以及将所述第二功分器与所述第二振子组中的每个第二振子电连接的第二电缆组，并且所述第二功分器和/或所述第二电缆组被配置用于调节用于形成第二波束的信号在每个第二振子中的相位，其中，所述第一馈电网络和所述第二馈电网络相互独立。
在依据本公开内容的一个实施例之中，所述振子阵列还包括：第三振子组，所述第三振子组包括设置成一排的至少三个第三振子，其中，第一振子的数量和第三振子的数量相同并且所述至少三个第三振子中的每个第三振子与对应的第一振子在垂直于所述第一振子组的排列方向的方向上错开；以及第四振子组，所述第四振子组包括设置成一排的至少三个第四振子，其中，第二振子的数量和第四振子的数量相同并且所述至少三个第四振子中的每个第四振子与对应的第二振子在垂直于所述第二振子组的排列方向的方向上错开。
在依据本公开内容的一个实施例之中，所述馈电网络还包括：第三馈电网络，所述第三馈电网络包括第三功分器以及将所述第三功分器与所述第三振子组中的每个第三振子电连接的第三电缆组，并且所述第三功分器和/或所述第三电缆组被配置用于调节用于形成第一波束的信号在每个第三振子中的相位；以及第四馈电网络，所述第四馈电网络包括第四功分器以及将所述第四功分器与所述第四振子组中的每个第四振子电连接的第四电缆组，并且所述第四功分器和/或所述第四电缆组被配置用于调节用于形成第二波束的信号在每个第四振子中的相位，其中，所述第三馈电网络和所述第四馈电网络相互独立。
在依据本公开内容的一个实施例之中，所述第一振子组中相邻的两个第一振子的相位差为第一角度并且所述第二振子组中相邻的两个第二振子的相位差为第二角度。在此，本领域的技术人员应当理解，此处的第一角度和第二角度既可以相等也可以不相等。
在依据本公开内容的一个实施例之中，所述第一电缆组中每根电缆的长度以及所述第一功分器的结构和所述第一角度相关联；并且所述第二电缆组中每根电缆的长度以及所述第二功分器的结构和所述第二角度相关联。
在依据本公开内容的一个实施例之中，所述第一振子组中相邻的两个第一振子的相位差为第一角度并且所述第二振子组中相邻的两个第二振子的相位差为第二角度，所述第三振子组中相邻的两个第三振子的相位差为第三角度并且所述第四振子组中相邻的两个第四振子的相位差为第四角度。优选地，在依据本公开内容的一个实施例之中，所述第一角度与所述第三角度相等，所述第二角度与所述第四角度相等。更为优选地，在依据本公开内容的一个实施例之中，所述第一角度、所述第二角度、所述第三角度以及所述第四角度均相等。
综上所述，借助于上述的第一双工器，包括与所述双波束信号相关联的第一信号分量和与所述第三波束信号相关联的第二信号分量的组合信号能够通过例如同一个振子辐射出去，从而实现了振子的复用，即该振子既能够辐射出双波束也能够辐射出诸如65°波束的第三波束，从而减少了振子的数量，降低了振子所带来的成本。
附图说明
参考附图示出并阐明实施例。这些附图用于阐明基本原理，从而仅仅示出了对于理解基本原理必要的方面。这些附图不是按比例的。在附图中，相同的附图标记表示相似的特征。
图1示出了现有技术中利用巴特勒矩阵原理所实现的用于辐射双波束和65°波束的天线100的原理图；
图2示出了依据本公开内容的一个实施例的用于辐射双波束和第三波束的天线200的原理图；
图3示出了依据本公开内容的一个实施例的用于辐射双波束和第三波束的天线300的原理图；
图4示出了依据本公开内容的一个实施例的用于辐射双波束和第三波束的天线400的原理图；
图5示出了依据本公开内容的一个实施例的用于辐射双波束和第三波束的天线500的原理图；
图6示出了依据本公开内容的一个实施例的用于辐射双波束和第三波束的天线600的原理图；以及
图7示出了依据本公开内容的一个实施例的用于辐射双波束和第三波束的天线700的原理图。
本公开内容的其它特征、特点、优点和益处通过以下结合附图的详细描述将变得更加显而易见。
具体实施方式
在以下优选的实施例的具体描述中，将参考构成本公开内容一部分的所附的附图。所附的附图通过示例的方式示出了能够实现本公开内容的特定的实施例。示例的实施例并不旨在穷尽根据本公开内容的所有实施例。可以理解，在不偏离本公开内容的范围的前提下，可以利用其他实施例，也可以进行结构性或者逻辑性的修改。因此，以下的具体描述并非限制性的，且本公开内容的范围由所附的权利要求所限定。
如图1所示，传统的利用巴特勒(Butler)矩阵原理所实现的双波束天线利用3dB电桥110来实现双波束，具体而言，传统的双波束天线的馈电网络包括3dB电桥110，3dB电桥110的两个输入端分别输入的是用于形成波束1和波束2的信号，经过3dB电桥110的处理，在输出端处形成相应的电信号，并将相应的电信号输出至振子122、124和126，振子122、124和126辐射出波束1和波束2。而需要辐射出另一个第三波束时则需要额外的振子(例如振子128)，在图1所示出的示例之中，振子128用于辐射出诸如65°波束的第三波束。由于需要辐射诸如65°波束的第三波束，在现有技术之中便会需要额外的振子128，由此带来了成本的增加以及产品尺寸的增大。
有鉴于对于现有技术中所存在的问题的深刻理解，本公开内容的发明人在本案中提出一种新的天线，即该天线通过使用新颖的包含双工器的馈电网络，利用此新颖的馈电网络可在不额外增加振子的情况下辐射出一个或多个第三波束(诸如65°波束)。该方式可以减少一列或多列天线振子，进而大大缩小天线尺寸，与此同时，能够降低天线振子带来的成本。
具体而言，本公开内容的第一方面提出了一种天线200。图2示出了依据本公开内容的一个实施例的用于辐射双波束和第三波束(诸如65°波束)的天线200的原理图。从图2之中可以看出，所述天线200包括用于形成双波束的振子阵列和与所述振子阵列电连接的馈电网络，用于形成双波束的振子阵列包括至少三个振子222、224和226，并且所述馈电网络具有第一信号输入端(即图2中的波束1所在位置)和第二信号输入端(即图2中的波束2所在位置)。此外，该馈电网络还包括一个双工器230，所述双工器230包括第一输入端231、第二输入端233以及输出端(图中双工器230和振子226所连接的一端)，所述双工器的第二输入端233即为此馈电网络的第三信号输入端(即图2中的65°波束所在位置)，所述双工器230通过所述输出端与所述至少三个振子222、224和226中的至少一个振子(例如图2中所示出的振子226)电连接并且所述双工器230被构造为对与双波束信号(即图2之中所示出的用于形成波束1和波束2的信号经过电桥210处理之后的信号)相关联的信号以及与与所述双波束信号工作在不同频段的第三波束信号(即图2之中所示出的用于形成65°波束的信号)相关联的信号进行处理得到包括与所述双波束信号相关联的第一信号分量和与所述第三波束信号相关联的第二信号分量的组合信号，所述组合信号通过双工器的输出端输出至与所述双工器230电连接的所述至少一个振子(例如图2中所示出的振子226)，所述至少一个振子(例如图2中所示出的振子226)既能够辐射出双波束也能够辐射出诸如65°波束的第三波束，从而减少了振子的数量，降低了振子所带来的成本。借助于上述双工器230，包括与所述双波束信号(即图2之中所示出的用于形成波束1和波束2的信号)相关联的第一信号分量和与所述第三波束信号(即图2之中所示出的用于形成65°波束的信号)相关联的第二信号分量的组合信号能够通过例如同一个振子辐射出去，从而实现了振子的复用，在此，本领域的技术人员应当了解，所述至少三个振子既能够排列成一排，也能够形成其他排列方式，例如具有多排的振子。
在依据本公开内容的一个实施例之中，例如在图2所示出的示例之中，所述第三波束信号为用于形成65°波束的信号。在此，第三波束信号举例来说例如是用于形成65°波束的信号，然而本领域的技术人员应当了解，此处的用于形成65°波束的信号仅仅是示例性的而非限制性的，其他例如用于形成55°-75°波束的信号都是可能的，只要其与所述双波束信号(用于形成双波束的信号)工作在不同频段即可。在依据本公开内容的一个实施例之中，所述双波束信号包括第一波束信号(即图2之中所示出的用于形成波束1的信号)和第二波束信号(即图2之中所示出的用于形成波束2的信号)。由此能够使得该天线能够同时辐射出第一波束、第二波束以及第三波束。
可选地，在依据本公开内容的一个实施例之中，所述天线的馈电网络包括电桥210。优选地，在依据本公开内容的一个实施例之中，所述双工器230被设置在所述电桥210和所述至少一个振子226之间。在此，电桥210仅仅是实现双波束的一种可能的实现形式，其他能够实现双波束的其他电路形式也包括在本申请的权利要求书的相应的权利要求的保护范围之内。在此，本领域的技术人员应当了解，电桥210既能够是例如巴特勒电桥，也能够是其他类型的能够用于双波束天线的其他电桥。
优选地，能够将用于形成第三波束的信号通过复用多个振子来辐射，此时，在依据本公开内容的一个实施例之中，所述天线的馈电网络还包括功分器340。图3示出了依据本公开内容的一个实施例的用于辐射双波束和第三波束的天线300的原理图。从图3之中可以看出，所述天线300包括用于形成双波束的振子阵列和与所述振子阵列电连接的馈电网络，所述用于形成双波束的振子阵列包括至少三个振子322、324和326，并且所述馈电网络具有第一信号输入端(即图3中的波束1所在位置)和第二信号输入端(即图3中的波束2所在位置)以及第三信号输入端(例如图3之中的65°波束所在的位置)。此外，该馈电网络还包括三个双工器332、334和336，所述三个双工器332、334和336分别包括第一输入端、第二输入端以及输出端(图中双工器和对应的振子所连接的一端)，所述三个双工器332、334和336分别通过所述输出端与所述至少三个振子322、324和326中的对应的一个振子(例如图3中所示出的振子322、324和326)电连接并且所述三个双工器332、334和336分别被构造为对与双波束信号(即图3之中所示出的用于形成波束1和波束2的信号)相关联的信号以及与与所述双波束信号工作在不同频段的第三波束信号(即图3之中所示出的用于形成65°波束的信号)相关联的信号进行处理得到包括与所述双波束信号相关联的第一信号分量和与所述第三波束信号相关联的第二信号分量的组合信号，所述组合信号通过三个双工器332、334和336的输出端分别输出至与所述三个双工器332、334和336电连接的对应的一个振子(例如图3中所示出的振子322、324和326)，所述三个振子(例如图3中所示出的振子322、324和326)既能够辐射出双波束也能够辐射出诸如65°波束的第三波束，从而减少了振子的数量，降低了振子所带来的成本。借助于上述三个双工器332、334和336，包括与所述双波束信号(即图3中所示出的用于形成波束1和波束2的信号)相关联的第一信号分量和与所述第三波束信号(即图3中所示出的用于形成65°波束的信号)相关联的第二信号分量的组合信号能够通过例如同一个振子辐射出去，从而实现了振子的复用。在此，本领域的技术人员应当了解，所述至少三个振子既能够排列成一排，也能够形成其他排列方式，例如具有多排的振子。而与图2不同的是，图3之中的馈电网络还包括功分器340，所述功分器340的输入端即为馈电网络的第三信号输入端，其输入的为所述第三波束信号(即图3中的用于形成65°波束的信号)，所述功分器340的输出端与所述三个双工器332、334和336的第一输入端(图3中所示出的各个双工器的右边的输入端)相连接。更为优选地，在依据本公开内容的一个实施例之中，所述三个双工器332、334和336被设置在所述电桥310和所述三个振子322、324和326之间。
可选地，在另一种变型的实施例之中，双工器也可以不连接在电桥和振子之间，而是连接在电桥的前级。图4示出了依据本公开内容的一个实施例的用于辐射双波束和第三波束的天线400的原理图。从图4之中可以看出，所述天线400包括用于形成双波束的振子阵列和与所述振子阵列电连接的馈电网络，所述用于形成双波束的振子阵列包括至少三个振子422、424和426，并且所述馈电网络具有第一信号输入端(例如图4之中的波束1所在的位置)和第二信号输入端(即图4中的波束2所在的位置)以及第三信号输入端(例如图4之中的65°波束所在的位置)。此外，该馈电网络还包括两个双工器432和434，所述两个双工器432和434分别包括第一输入端、第二输入端以及输出端(图中双工器和对应的电桥410的输入端连接的一端)，所述两个双工器432和434分别通过所述输出端与所述电桥410的对应的一个输入端电连接，并且所述双工器432被构造为对用于形成波束1的信号以及与第三波束信号(即图4之中所示出的用于形成65°波束的信号)相关联的信号进行处理得到包括与所述用于形成波束1的信号相关联的第一信号分量和与所述第三波束信号相关联的第二信号分量的第一组合信号，所述双工器434被构造为对用于形成波束2的信号以及与第三波束信号(即图4之中所示出的用于形成65°波束的信号)相关联的信号进行处理得到包括与所述用于形成波束2的信号相关联的第三信号分量和与所述第三波束信号相关联的第四信号分量的第二组合信号，第一组合信号分量与第二组合信号分量分别通过电桥410的两个输入端输入，经过电桥的处理，在输出端处形成相应的电信号，并将相应的电信号输出至与所述电桥410电连接的振子(例如图4中所示出的振子422、424和426)，所述三个振子(例如图4中所示出的振子422、424和426)既能够辐射出双波束也能够辐射出诸如65°波束的第三波束，从而减少了振子的数量，降低了振子所带来的成本。借助于上述包括两个双工器432和434、电桥410及功分器440的馈电网络，所述双波束信号(即图4之中所示出的用于形成波束1和波束2的信号)和所述第三波束信号(即图4之中所示出的用于形成65°波束的信号)能够通过例如同一个振子辐射出去，从而实现了振子的复用。在此，本领域的技术人员应当了解，所述至少三个振子既能够排列成一排，也能够形成其他排列方式，例如具有多排的振子。而与图2不同的是，图4之中的天线400还包括功分器440，所述功分器440的输入端输入的为所述第三波束信号(即图4之中的用于形成65°波束的信号)，所述功分器440的输出端与所述两个双工器432和434的第一输入端(图4中所示出的各个双工器的右边的输入端)相连接。更为优选地，在依据本公开内容的一个实施例之中，所述两个双工器432和434被设置在所述电桥410和所述功分器440之间。此外，在图4所示出的示例之中，所述两个双工器432和434的所述第二输入端(图4中所示出的各个双工器的左边的输入端，亦即馈电网络的第一信号输入端和第二信号输入端)输入的分别为用于形成波束1的信号和用于形成波束2的信号，并且所述两个双工器的输出端与所述电桥410的两个输入端分别连接。
可选地或者替代地，如前所述，双波束不仅仅能够通过巴特勒矩阵原理来实现，也能够例如通过振子之间的相位差的方式来实现，例如图5示出了依据本公开内容的一个实施例的包括用于辐射双波束和第三波束的天线500的示意图。从图5之中可以看出，所述振子阵列包括第一振子组，所述第一振子组包括设置成一排的至少三个第一振子521、522和523；此外，该振子阵列还包括第二振子组，所述第二振子组包括设置成一排的至少三个第二振子524、525和526，所述第一振子组和所述第二振子组中的振子相互独立。此外，该天线500还包括相互独立的第一馈电网络和第二馈电网络，左侧的第一馈电网络包括第一功分器541和双工器530、以及将所述第一功分器541与所述第一振子组中的每个第一振子521、522和523或者双工器530电连接的第一电缆组，该第一功分器541的内部结构和/或上述第一电缆组中每根电缆的长度被配置用于调节用于形成第一波束的信号在每个第一振子中的相位；而右侧的第二馈电网络包括第二功分器542以及将所述第二功分器541与所述第二振子组中的每个第二振子524、525和526电连接的第二电缆组，并且该第二功分器542的内部结构和/或上述第二电缆组中每根电缆的长度被配置用于调节用于形成第二波束的信号在每个第二振子中的相位。从图中可以看出，基本上每个电缆组包括三根电缆，当然本领域的技术人员应当了解，其他数量的电缆也是可能的。
其中，至少三个第一振子521、522和523中相邻的两个振子的相位差为第一角度并且至少三个第二振子524、525和526中相邻的两个振子的相位差为第二角度。在依据本公开内容的一个实施例之中，第一电缆组中每根电缆的长度和/或第一功分器541的内部结构和所述第一角度ΔP相关联；并且第二电缆组中每根电缆的长度和/或第二功分器542的内部结构也和所述第二角度ΔP相关联。其中，振子521、522和523的相位例如分别为-2ΔP、-1ΔP以及0ΔP，振子524、525和526的相位例如分别为0度、-ΔP以及-2ΔP。在依据本公开内容的一个实施例之中，所述第一角度或所述第二角度在0度至150度的范围之中。更为优选地，在依据本公开内容的一个实施例之中，所述第一角度或所述第二角度为90度。图6和图7所示出的实施例中的双波束的实现原理与图5一样。
与上述图2原理一样，为了辐射诸如65°波束的第三波束，该天线500的左侧的第一馈电网络包括一个双工器530，该双工器530包括第一输入端、第二输入端以及输出端(图5中所示出的双工器530和振子523所连接的一端)，所述双工器530通过所述输出端与所述至少三个振子521、522和523中的至少一个振子(例如图5中所示出的振子523)电连接并且所述双工器530被构造为对与图5之中所示出的用于形成波束1相关联的信号以及与与所述双波束信号工作在不同频段的第三波束信号(即图5之中所示出的用于形成65°波束的信号)相关联的信号进行处理得到包括与所述双波束信号中的用于形成波束1的信号相关联的第一信号分量和与所述第三波束信号相关联的第二信号分量的组合信号，以使得与所述双工器530电连接的所述至少一个振子(例如图5中所示出的振子523)既能够辐射出双波束中的波束1也能够辐射出诸如65°波束的第三波束，而右侧的振子(例如振子524、525和526)则能够辐射出双波束中的波束2，从而减少了振子的数量，降低了振子所带来的成本。借助于上述的双工器530，包括与所述双波束信号(即图5之中所示出的用于形成波束1的信号)相关联的第一信号分量和与所述第三波束信号(即图5之中所示出的用于形成65°波束的信号)相关联的第二信号分量的组合信号能够通过例如同一个振子辐射出去，从而实现了振子的复用，即该振子523既能够辐射出双波束中的波束1也能够辐射出诸如65°波束的第三波束，而右侧的振子(例如振子524、525和526)则能够辐射出双波束中的波束2，从而减少了振子的数量，降低了振子所带来的成本。在此，本领域的技术人员应当了解，所述至少三个振子既能够排列成一排，也能够形成其他排列方式，例如具有多排的振子。
与图3的原理一样，为了使得多个振子都能够被复用，同样能够使用多个双工器。图6示出了依据本公开内容的一个实施例的用于辐射双波束和第三波束的天线600的示意图。从图6之中可以看出，所述天线600包括用于形成双波束的振子阵列，所述振子阵列包括六个振子621、622、623、624、625和626，并且所述天线的馈电网络具有第一信号输入端(即图6中的波束1所在位置)和第二信号输入端(即图6中的波束2所在位置)以及第三和第四信号输入端(即图6中65°波束所在的两个位置)。
其中，至少三个第一振子621、622和623中的相邻的两个振子的相位差为第一角度并且至少三个第二振子624、625和626中的相邻的两个振子的相位差为第二角度。在依据本公开内容的一个实施例之中，所述馈电网络所包括的功分器641和所述第一振子组中的每个第一振子621、622和623之间的电缆的长度和/或功分器641的内部结构和所述第一角度ΔP相关联；并且所述馈电网络所包括的功分器643和所述第二振子组中的每个第二振子624、625和626之间的电缆的长度和/或功分器643的内部结构也和所述第二角度ΔP相关联。其中，振子621、622和623的相位例如分别为-2ΔP、-1ΔP以及0ΔP，振子624、625和626的相位例如分别为0度、-ΔP以及-2ΔP。在依据本公开内容的一个实施例之中，所述第一角度或所述第二角度在0度至150度的范围之中。更为优选地，在依据本公开内容的一个实施例之中，所述第一角度或所述第二角度为90度。
此外，该天线600还包括六个双工器631、632、633、634、635和636，所述六个双工器631、632、633、634、635和636分别包括第一输入端、第二输入端以及输出端(图6中双工器和对应的振子621、622、623、624、625和626所连接的一端)，所述六个双工器631、632、633、634、635和636分别通过所述输出端与所述六个振子621、622、623、624、625和626中的对应的一个振子电连接，并且所述六个双工器631、632、633、634、635和636中左侧的三个双工器631、632和633被构造为对与双波束信号中的用于形成波束1的信号相关联的信号以及与与所述双波束信号工作在不同频段的第三波束信号(即图6之中所示出的用于形成65°波束的信号)相关联的信号进行处理得到包括与所述双波束信号中的用于形成波束1的信号相关联的第一信号分量和与所述第三波束信号相关联的第二信号分量的第一组合信号，以使得与所述六个双工器631、632、633、634、635和636中左侧的三个双工器631、632和633电连接的对应的一个振子(例如图6中所示出的六个振子621、622、623、624、625和626中左侧的三个振子621、622和623)将所述第一组合信号辐射出去。同理，所述六个双工器631、632、633、634、635和636中右侧的三个双工器634、635和636被构造为对与双波束信号中的用于形成波束2的信号相关联的信号以及与与所述双波束信号工作在不同频段的第三波束信号(即图6之中所示出的用于形成65°波束的信号)相关联的信号进行处理得到包括与所述双波束信号中的用于形成波束2的信号相关联的第三信号分量和与所述第三波束信号相关联的第四信号分量的第二组合信号，以使得与所述六个双工器631、632、633、634、635和636中右侧的三个双工器634、635和636电连接的对应的一个振子(例如图6中所示出的六个振子621、622、623、624、625和626中右侧的三个振子624、625和626)将该第二组合信号辐射出去。
借助于上述的六个双工器631、632、633、634、635和636，包括与所述双波束信号(即图6之中所示出的用于形成波束1或波束2的信号)相关联的信号分量和与所述第三波束信号(即图6之中所示出的用于形成65°波束的信号)相关联的信号分量的组合信号能够通过例如同一个振子辐射出去，从而实现了振子的复用，即这六个振子621、622、623、624、625和626既能够辐射出双波束，也能够辐射出诸如65°波束的第三波束，从而减少了振子的数量，降低了振子所带来的成本。在此，本领域的技术人员应当了解，所述至少三个振子既能够排列成一排，也能够形成其他排列方式，例如具有多排的振子。而与图5不同的是，图6之中的天线的馈电网络包括两个功分器642和644，所述两个功分器642和644的输入为所述第三波束信号(即图6之中的用于形成65°波束的信号)，所述两个功分器642和644的输出端与所述六个双工器631、632、633、634、635和636的第一输入端(图6中所示出的各个双工器的右边的输入端)相连接。更为优选地，在依据本公开内容的一个实施例之中，所述六个双工器631、632、633、634、635和636被设置在功分器641、642、643和644和所述六个振子621、622、623、624、625和626之间。
与图4的原理相同地，为了使得多个振子都能够被复用，同样能够使用两个双工器。图7示出了依据本公开内容的一个实施例的用于辐射双波束和诸如65°的第三波束的天线700的示意图。从图7之中可以看出，所述天线700包括用于形成双波束的振子阵列，所述振子阵列包括六个振子721、722、723、724、725、和726。
其中，至少三个第一振子721、722和723中相邻的两个振子的相位差为第一角度并且至少三个第二振子724、725和726中相邻的两个振子的相位差为第二角度。在依据本公开内容的一个实施例之中，所述功分器741和所述第一振子组中的每个第一振子721、722和723之间的电缆的长度和/或功分器741的内部结构和所述第一角度ΔP相关联；并且所述功分器742和所述第二振子组中的每个第二振子724、725和726之间的电缆的长度和/或功分器742的内部结构和所述第二角度ΔP相关联。其中，振子721、722和723的相位例如分别为-2ΔP、-1ΔP以及0ΔP，振子724、725和726的相位例如分别为0度、-ΔP以及-2ΔP。在依据本公开内容的一个实施例之中，所述第一角度或所述第二角度在0度至150度的范围之中。更为优选地，在依据本公开内容的一个实施例之中，所述第一角度或所述第二角度为90度。
此外，该天线700的馈电网络还包括两个双工器731和732，所述两个双工器731和732分别包括第一输入端、第二输入端以及输出端(图中双工器和对应的功分器741和功分器742的输入端连接的一端)，所述两个双工器731和732分别通过所述输出端与所述功分器741和功分器742的对应的输入端电连接并且所述两个双工器731和732被构造为对双波束信号(即图7之中所示出的用于形成波束1或波束2的信号)以及与所述双波束信号工作在不同频段的第三波束信号(即图7之中所示出的用于形成65°波束的信号)相关联的信号进行处理得到包括与所述双波束信号中的用于形成波束1或波束2的信号相关联的信号分量和与所述第三波束信号相关联的信号分量的组合信号，以使得与所述两个双工器731和732电连接的振子(例如图7中所示出的六个振子721、722、723、724、725、和726)将所述组合信号辐射出去。借助于上述的两个双工器731和732，包括与所述双波束信号(即图7之中所示出的用于形成波束1或波束2的信号)相关联的信号分量和与所述第三波束信号(即图7之中所示出的用于形成65°波束的信号)相关联的信号分量的组合信号能够通过例如同一个振子辐射出去，从而实现了振子的复用，即这六个振子721、722、723、724、725、和726既能够辐射出双波束也能够辐射出诸如65°波束的第三波束，从而减少了振子的数量，降低了振子所带来的成本。在此，本领域的技术人员应当了解，所述至少三个振子既能够排列成一排，也能够形成其他排列方式，例如具有多排的振子。图7之中的天线700还包括功分器750，所述功分器750的输入为所述用于形成第三波束的信号(即图7之中的用于形成65°波束的信号)，所述功分器750的输出端与所述两个双工器731和732的第一输入端(图7中所示出的各个双工器的右边的输入端)相连接。更为优选地，在依据本公开内容的一个实施例之中，所述两个双工器731和732被分别设置在所述功分器741、功分器742和所述功分器750之间。此外，在图7所示出的示例之中，所述两个双工器731和732的所述第二输入端(图7中所示出的各个双工器731和732的左边的输入端)的输入分别为用于形成波束1的信号和用于形成波束2的信号。
可选地，图5至图7所示出的天线还能够包括：第三振子组，所述第三振子组包括设置成一排的至少三个第三振子，其中，第一振子的数量和第三振子的数量相同并且所述至少三个第三振子中的每个第三振子与对应的第一振子在垂直于所述第一振子组的排列方向的方向上错开；以及第四振子组，所述第四振子组包括设置成一排的至少三个第四振子，其中，第二振子的数量和第四振子的数量相同并且所述至少三个第四振子中的每个第四振子与对应的第二振子在垂直于所述第二振子组的排列方向的方向上错开。在依据本公开内容的一个实施例之中，所述天线的馈电网络还包括第三馈电网络与第四馈电网络，第三馈电网络包括第三功分器以及将所述第三功分器与所述第三振子组中的每个第三振子电连接的第三电缆组，其中所述第三功分器的内部结构和/或上述第三电缆组中每根电缆的长度被配置用于调节用于形成第一波束的信号在每个第三振子中的相位；此外，第四馈电网络还包括第四功分器以及将所述第四功分器与所述第四振子组中的每个第四振子电连接的第四电缆组，其中所述第四功分器的内部结构和/或上述第四电缆组中每根电缆的长度被配置用于调节用于形成第二波束的信号在每个第四振子中的相位，其中，第三馈电网络与第四馈电网络相互独立。在依据本公开内容的一个实施例之中，所述第三振子组中相邻的两个第三振子的相位差为第三角度并且所述第四振子组中相邻的两个第四振子的相位差为第四角度。在依据本公开内容的一个实施例之中，第三电缆组中每根电缆的长度和/或所述第三功分器的内部结构和所述第三角度相关联；并且第四电缆组中每根电缆的长度和/或所述第四功分器的内部结构和所述第四角度相关联。优选地，在依据本公开内容的一个实施例之中，所述第一角度与所述第三角度相等，所述第二角度与所述第四角度相等。更为优选地，在依据本公开内容的一个实施例之中，所述第一角度、所述第二角度、所述第三角度以及所述第四角度均相等。
综上所述，借助于上述的第一双工器，包括与所述双波束信号相关联的第一信号分量和与所述第三波束信号相关联的第二信号分量的组合信号能够通过例如同一个振子辐射出去，从而实现了振子的复用，即该振子既能够辐射出双波束也能够辐射出诸如65°波束的第三波束，从而减少了振子的数量，降低了振子所带来的成本。
尽管已经描述了本公开内容的不同示例性的实施例，但对于本领域技术人员而言显而易见的是，能够进行不同的改变和修改，其能够在并未背离本公开内容的精神和范畴的情况下实现本公开内容的优点中的一个或一些优点。对于那些在本领域技术中相当熟练的技术人员来说，执行相同功能的其他部件可以适当地被替换。应当了解，在此参考特定的附图解释的特征可以与其他附图的特征组合，即使是在那些没有明确提及此的情况中。此外，可以或者在所有使用恰当的处理器指令的软件实现方式中或者在利用硬件逻辑和软件逻辑组合来获得同样结果的混合实现方式中实现本公开内容的方法。这样的对根据本公开内容的方案的修改旨在被所附权利要求所覆盖。

Claims (17)

1.一种天线，其特征在于，所述天线包括：
至少用于形成双波束的振子阵列，所述振子阵列包括至少三个振子；以及
馈电网络，所述馈电网络具有第一信号输入端、第二信号输入端和第三信号输入端，所述第一信号输入端、第二信号输入端和第三信号输入端分别被构造用于输入用于形成第一波束的第一波束信号、用于形成第二波束的第二波束信号以及用于形成第三波束的第三波束信号，其中，所述馈电网络包括第一双工器，所述第一双工器包括第一输入端、第二输入端和输出端；
其中，所述第一双工器通过所述输出端与所述至少三个振子中的至少一个振子电连接并且所述第一双工器被构造为对与包括所述第一波束信号和/或所述第二波束信号的双波束信号相关联的信号以及与与所述双波束信号工作在不同频段的所述第三波束信号相关联的信号进行处理得到包括与所述双波束信号相关联的第一信号分量和与所述第三波束信号相关联的第二信号分量的组合信号，以使得与所述第一双工器电连接的所述至少一个振子将所述组合信号辐射出去。
2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第三波束信号为用于形成65°波束的信号。
3.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述天线的馈电网络还包括电桥。
4.根据权利要求3所述的天线，其特征在于，所述第一双工器被设置在所述电桥和所述至少一个振子之间。
5.根据权利要求4所述的天线，其特征在于，所述第一双工器的所述第一输入端与所述电桥相连接，所述第一双工器的所述第二输入端的输入为所述第三波束信号，所述电桥的输入为所述第一波束信号和所述第二波束信号。
6.根据权利要求3所述的天线，其特征在于，所述天线还包括功分器，所述功分器的输入为所述第三波束信号，所述功分器的输出端与所述第一双工器的第一输入端相连接。
7.根据权利要求6所述的天线，其特征在于，所述第一双工器被设置在所述电桥和所述至少一个振子之间，所述第一双工器的第二输入端与所述电桥相连接，所述电桥的输入为所述第一波束信号和所述第二波束信号。
8.根据权利要求6所述的天线，其特征在于，所述第一双工器的所述第二输入端的输入为第一波束信号。
9.根据权利要求8所述的天线，其特征在于，所述天线还包括第二双工器，所述第二双工器包括第一输入端、第二输入端以及输出端，所述第二双工器的第二输入端的输入为第二波束信号并且所述第二双工器的第一输入端的输入为所述功分器的输出。
10.根据权利要求9所述的天线，其特征在于，所述电桥被设置在所述至少一个振子和所述第一双工器、所述第二双工器之间，所述电桥的输入为所述第一双工器、所述第二双工器的输出。
11.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述振子阵列包括：
第一振子组，所述第一振子组包括设置成一排的至少三个第一振子；
第二振子组，所述第二振子组包括设置成一排的至少三个第二振子，其中，所述第一振子组和所述第二振子组中的振子相互独立；
其中，所述馈电网络包括第一馈电网络和第二馈电网络，所述第一馈电网络包括第一功分器以及将所述第一功分器与所述第一振子组中的每个第一振子电连接的第一电缆组，并且所述第一功分器和/或所述第一电缆组被配置用于调节用于形成第一波束的信号在每个第一振子中的相位；并且所述第二馈电网络包括第二功分器以及将所述第二功分器与所述第二振子组中的每个第二振子电连接的第二电缆组，并且所述第二功分器和/或所述第二电缆组被配置用于调节用于形成第二波束的信号在每个第二振子中的相位，其中，所述第一馈电网络和所述第二馈电网络相互独立。
12.根据权利要求11所述的天线，其特征在于，所述振子阵列还包括：
第三振子组，所述第三振子组包括设置成一排的至少三个第三振子，其中，第一振子的数量和第三振子的数量相同并且所述至少三个第三振子中的每个第三振子与对应的第一振子在垂直于所述第一振子组的排列方向的方向上错开；以及
第四振子组，所述第四振子组包括设置成一排的至少三个第四振子，其中，第二振子的数量和第四振子的数量相同并且所述至少三个第四振子中的每个第四振子与对应的第二振子在垂直于所述第二振子组的排列方向的方向上错开。
13.根据权利要求12所述的天线，其特征在于，所述馈电网络还包括：
第三馈电网络，所述第三馈电网络包括第三功分器以及将所述第三功分器与所述第三振子组中的每个第三振子电连接的第三电缆组，并且所述第三功分器和/或所述第三电缆组被配置用于调节用于形成第一波束的信号在每个第三振子中的相位；以及
第四馈电网络，所述第四馈电网络包括第四功分器以及将所述第四功分器与所述第四振子组中的每个第四振子电连接的第四电缆组，并且所述第四功分器和/或所述第四电缆组被配置用于调节用于形成第二波束的信号在每个第四振子中的相位，其中，所述第三馈电网络和所述第四馈电网络相互独立。
14.根据权利要求11所述的天线，其特征在于，所述第一振子组中相邻的两个第一振子的相位差为第一角度并且所述第二振子组中相邻的两个第二振子的相位差为第二角度。
15.根据权利要求14所述的天线，其特征在于，所述第一电缆组中每根电缆的长度以及所述第一功分器的结构和所述第一角度相关联；并且所述第二电缆组中每根电缆的长度以及所述第二功分器的结构和所述第二角度相关联。
16.根据权利要求13所述的天线，其特征在于，所述第一振子组中相邻的两个第一振子的相位差为第一角度并且所述第二振子组中相邻的两个第二振子的相位差为第二角度，所述第三振子组中相邻的两个第三振子的相位差为第三角度并且所述第四振子组中相邻的两个第四振子的相位差为第四角度，所述第一角度和所述第三角度相等，所述第二角度和所述第四角度相等。
17.根据权利要求16所述的天线，其特征在于，所述第一角度、所述第二角度、所述第三角度以及所述第四角度均相等。
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