CN1141853C - 在蜂窝通信系统中提供冗余无线电覆盖的方法和设备 - Google Patents

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CN1141853C CNB951974106A CN95197410A CN1141853C CN 1141853 C CN1141853 C CN 1141853C CN B951974106 A CNB951974106 A CN B951974106A CN 95197410 A CN95197410 A CN 95197410A CN 1141853 C CN1141853 C CN 1141853C
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Abstract

本发明揭示了用划扇区天线装置在蜂窝区提供冗余覆盖的设备和方法。天线馈电网络将多个天线元连至一组通信收发机，当一个收发机出现故障时，网络中的组合器阵列对天线波束进行组合。开关网络将组合波束提供给工作的收发机。划扇区天线装置还可以包括具有多个可切换天线元A1-A3的天线阵。这些天线元向多个扇区辐射一组可变宽度波束。当一收发机不工作时，天线控制网络切换一个相关天线元的结构，调节一选定的可变宽度波束的波束宽度。另一种方法中，主天线阵的各天线在单个扇区内辐射波束，而冗余天线阵的各天线元拥有一对相邻的扇区。当一收发机不工作时，将用于与故障扇区相邻的扇区的收发机连至冗余天线阵内拥有该故障扇区及其相邻扇区的天线元。

Description

在蜂窝通信系统中提供冗余无线电覆盖的方法和设备
技术领域
本发明涉及蜂窝通信系统，特别涉及采用划扇区天线阵在蜂窝通信系统中提供冗余覆盖的一种新的和改进的方法和设备。
背景技术
在蜂窝通信系统中，将围绕基站的蜂窝区划分成“扇区”可以改善基站和用户装置之间的通信。参见图1，该图示出区内有多个用户装置12和一个基站14的一个第一例示蜂窝区10。如图1所表示的那样，将蜂窝区10划分成六个扇区S1-S6。基站14可以包括一组有六个固定波束的天线(未示出)，用于分别改善与在扇区S1-S6内的用户装置的通信。
在基站14内，一般将分开的通信收发两用机连至每付固定波束天线。每套通信收发两用机担负着在基站14和一个特定的扇区内的用户装置12之间交换的信息信号的处理。各通信收发两用机一般包括，例如，信号放大器、上/下变频器以及基带信号处理设备。
因为每套通信收发两用机用于一个特定的扇区，一套收发两用机的故障将导致中断对有关扇区内的用户装置12的服务。因此，为了避免服务中断，一般的做法是在每个区站内提供冗余的通信硬件。例如，在一给定的通信收发两用机内的高功率放大器(HPA)发生故障时，在更换不工作的HPA时，可将一备用HPA切换入收发两用机。
遗憾的是，在每个区站中配备备用的通信硬件将增加系统的成本和复杂性。此外，因为识别特定的硬件部件造成某一通信收发两用机不工作需要高级的监视设备，时常必需提供至少一套完全冗余的收发两用机装置。
因此本发明的一个目的是提供一种不依赖备用通信硬件，在蜂窝通信系统内提供冗余扇区覆盖的方法和设备。
发明内容
本发明提供一种系统和方法，用于在一个蜂窝基站中采用划扇区天线阵在围绕的蜂窝区中提供冗余覆盖。本发明可以在这样的蜂窝通信系统中实现，在该系统中，采用一个区站对在具有多个扇区的第一蜂窝区内的用户收、发信息信号。区站包括一组通信收发两用机，每套收发两用机通过划扇区天线装置与相应的蜂窝区扇区中的用户进行通信。
依照本发明的一个方面，提供了一种在蜂窝用户通信系统中的划扇区天线装置，在所述蜂窝用户通信系统中，使用一个区站来与具有多个扇区的第一蜂窝区内的用户交换信息信号，所述区站包括多套通信收发两用机，用这些收发两用机通过所述划扇区天线装置来与所述多个扇区的相应扇区中的所述用户通信，所述划扇区天线装置包括：一个天线阵，它具有多个天线元，用于在所述多个扇区内辐射相应的多个天线波束；和一个天线馈电网络，用于将所述天线元连至所述通信收发两用机中选出的一些收发两用机，所述天线馈电网络包括一个组合器阵和一个开关网络，所述组合器阵用于在所述通信收发两用机中的一套不工作时，将所述天线波束中选出的一些波束加以组合，所述开关网络用于将得到的经过组合的波束提供给所述通信收发两用机中的一套工作的收发两用机。
依照本发明的另一方面，提供了一种在蜂窝用户通信系统中的划扇区天线装置，在所述蜂窝用户通信系统中，使用一个区站来与具有多个扇区的第一蜂窝区内的用户交换信息信号，所述区站包括多套通信收发两用机，用这些收发两用机通过所述划扇区天线装置来与所述多个扇区的相应扇区中的所述用户通信。所述划扇区天线装置包括：第一天线阵，用于辐射第一组天线波束，其中，每个所述天线波束在一个所述扇区内辐射，由一套所述通信收发两用机对每个所述天线波束进行处理；第二天线阵，用于辐射第二组天线波束，其中，在所述第二组中的每个天线波束在由至少两个所述扇区构成的扇区组中辐射，并且由一套所述通信收发两用机进行处理；以及一个开关网络，用于有选择地将所述通信收发两用机连至所述第一和第二天线阵。
依照本发明的再一方面，提供了一种在蜂窝用户通信系统中的划扇区天线装置，其特征在于，在所述蜂窝用户通信系统中，使用一个区站来与具有多个扇区的第一蜂窝区内的用户交换信息信号，所述区站包括多套通信收发两用机，用这些收发两用机通过所述划扇区天线装置来与所述多个扇区的相应扇区中的所述用户通信。所述划扇区天线装置包括：一个包括多个可切换天线元的天线阵，用于在所述多个扇区内辐射一组可变宽度的天线波束，将每个所述可切换天线元连至一套所述通信收发两用机；以及一个天线控制网络，用于当一套所述通信收发两用机不工作时通过切换与一个相关的所述可切换天线元的结构来调节一个选出的所述可变宽度天线波束的波束宽度。
依照本发明的又一方面，提供了一种在蜂窝用户通信系统中的划扇区天线装置，在所述蜂窝用户通信系统中使用一个区站来与具有多个扇区的第一蜂窝区内的用户交换信息信号，所述区站包括多套通信收发两用机，用这些收发两用机通过所述划扇区天线装置来与所述多个扇区的相应扇区中的所述用户通信。所述划扇区天线装置包括：一个包括多个可切换天线元的天线阵，用于在所述多个扇区内辐射一组可变宽度的天线波束，每个所述可切换天线元包括一组可切换地连至一套所述通信收发两用机的辐射元；一个开关阵列，用于将所述辐射元可切换地连至所述通信收发两用机；一个天线控制网络，用于当一套所述通信收发两用机不工作时通过改变一些选出的所述开关的状态来调节一个选出的所述可变宽度天线波束的波束宽度。
依照本发明的另一方面，提供了一种在蜂窝用户通信系统中用于提供扇区冗余覆盖的方法，在所述蜂窝用户通信系统中，使用一个区站来与具有多个扇区的第一蜂窝区内的用户交换信息信号，所述区站包括多套通信收发两用机，用这些收发两用机通过一划扇区天线装置来与所述多个扇区的相应扇区中的所述用户通信。所述包括下述步骤：使用相应的多个天线元，在所述多个扇区内辐射多个天线波束；将所述天线元连至一些选出的所述通信收发两用机，并且当一套所述通信收发两用机出现故障时，将一些选出的所述天线波束加以组合；将得到的经组合的波束提供给一套工作的所述通信收发两用机。
依照本发明的又一方面，提供了一种在蜂窝用户通信系统中用于提供扇区冗余覆盖的方法，在所述蜂窝用户通信系统中，使用一个区站来与具有多个扇区的第一蜂窝区内的用户交换信息信号，所述区站包括多套通信收发两用机，用这些收发两用机通过划扇区天线装置来与所述多个扇区的相应扇区中的所述用户通信。所述方法包括下述步骤：使用相应的多个可切换天线元在所述多个扇区内辐射一组可变宽度天线波束，其中，将选出的一些所述可切换天线元连至相应的一些所述通信收发两用机；当一套所述通信收发两用机不工作时，通过切换一个相关的所述可切换天线元的结构来调节选出的一个所述可变宽度天线波束的波束宽度。
这样，本发明不中断对用户的服务，就能修理或掉换不工作的收发两用机，从而考虑了实现“无断层”的系统工作。
附图说明
从下面结合附图的详细描述和权利要求中，本发明的其他的目的和特点将变得更清楚，其中：
图1示出一个蜂窝通信系统的一个例示的6扇区的蜂窝区，在该蜂窝区中配置着多个用户装置和一个基站。
图2给出了例示的划分成扇区的蜂窝区的图形表示，在该蜂窝区中，包括一个基站，该基站根据本发明提供冗余扇区覆盖。
图3示出用于提供冗余扇区化的例示的基站发射机网络的结构的方框图。
图4描述了开关矩阵的一种较佳的实施方式，该开关矩阵包括分别耦合至基站天线元的单刀三掷开关的阵列。
图5A给出了提供冗余扇区覆盖的双阵基站天线结构的概念图。
图5B图示出包括在图5A的双阵天线中的主天线阵和冗余天线阵的蜂窝区覆盖。
图6示出了一个3扇区的蜂窝区，在其中，设置每个可切换的天线元以三个蜂窝区扇区之一为中心，提供标称值为120度的波束。
图7A和7B分别示出一个可切换无源反射器天线元简化表示的水平方位图和垂直正视图。
图8给出一个可切换无源反射器天线的水平方位图，其中包括一个偶极子天线和一组三个无源反射器。
图9A示出一个可动楔形反射器天线简化表示的水平方位图，该天线包括一付偶极子天线和一块铰接的反射器板。
图9B示出，在进行故障模式运行时，图9A的可动楔形天线的构造方式。
具体实施方式
1.引言
现在参看图2，该图示出一个例示的划分成扇区的蜂窝区20，该蜂窝区包括在由许多这样的蜂窝区(未示出)构成的一个蜂窝通信系统中。基站22包括在此蜂窝区内，用它的天线帮助与三个蜂窝区扇区S1-S3内的用户通信。在一个实施范例中，将基站天线作为具有一组三个固定波束天线元24、26、28划扇区天线装置来实现。固定波束天线元24、26、28进行工作，以在扇区S1-S3内射出一组120度的波束，不难理解可以使用数目更多的天线元，以在蜂窝区20内增加扇区。
在蜂窝区20内，基站22与用户的通信可以用本领域中的技术人员熟知的许多种多址通信方案中的任何一种方案来实现。使用码分多址(CDMA)调制技术是便于在容纳了大量用户的系统中进行通信的数种方法之一。其他的多址通信系统技术，诸如时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)以及诸如幅度压扩单边带的AM调制方案都是本领域中已知的。然而，对于多址通信系统，CDMA的扩展频谱调制技术比起这些调制技术来有显著的优点。在1990年2月13日颁发的、转让给本发明的受让人的、名为“使用卫星或地球中继站的扩展频谱多址通信系统”的美国专利No.4,901,307中，揭示了CDMA技术在多址通信系统中的应用。此处援引，体现该揭示。
如’307专利所揭示的CDMA技术打算对移动卫星通信链路的两个方向使用相干调制和解调。因此，所揭示的是对于卫星至移动装置链路和基站至移动装置链路使用一个导频载波信号作为相干相位基准。然而，在地面蜂窝网环境中，造成信道相位混乱的多径衰落的严重程度以及从移动装置发送导频载波信号所需的功率妨碍移动装置至基站链路使用相干解调技术。在1990年6月25日颁发的、转让给本发明的受让人的、名为“在CDMA蜂窝电话系统中产生信号波形的系统和方法”的美国专利No.5,102,459中，通过使用非相干调制和解调技术，提供了一种克服移动装置至基站链路中多径不利作用的手段。此处援引，体现该揭示。
具有发明性的冗余扇区化技术特别可以在采用上述任何多址和调制技术的蜂窝通信系统中找到应用。如下文所述，本发明的一个方面针对一种提供冗余或“备用”天线覆盖的方法和设备，旨在避免在基站22内的硬件故障造成一个或多个蜂窝区扇区S1-S3的服务中断。
简短地说，在正常工作中，每个基站包括一套专为各个蜂窝区扇区中的用户服务的分立通信组件或收发两用机。各通信组件标称连接分立天线元，每个天线元指向不同的蜂窝区扇区。在一个较佳实施例中，提供一个开关矩阵，用于将一个或多个天线元有选择地连至选出的通信组件。当某个基站通信组件出故障时，开关矩阵可以将与有故障的组件标称连接的天线元连至与一个相邻扇区相关的工作着的通信组件。这样，使用该工作着的通信组件来向每个相邻的扇区提供服务，直至更换有故障的通信组件前。
2.较佳实施例的详细描述
现在参见图3，该图示出按照本发明一个方面的例示的基站发射机网络的结构的方框图表示，该结构用来提供冗余扇区化。可以看出，基站发射机网络包括第一、第二和第三基带发射机42、44和46，用于对要经与第一(S1)、第二(S2)和第三(S3)蜂窝区扇区相关的业务信道发送的基带信息信号进行处理。在发射机42、44和46内，对信息信号作带通滤波，移至RF载波频率，并提供至发射放大器58、60和62。由放大器58、60和62产生的放大信号包含要经RF载波分别提供至蜂窝区扇区的信息信号。将每个放大器58、60和62的输出分别连至天线驱动器66、68和70。如图3所指出的那样，将天线驱动器66、68和70连至开关矩阵。
开关矩阵74在与每个蜂窝区扇区相关的天线元和天线驱动器66、68和70之间提供了可切换的连接。每个天线驱动器66、68和70可以提供额外的信号放大，还可以提供与连至它的天线元的信号隔离。在正常工作时，如此设置开关矩阵74，从而将天线驱动器66连至天线元24，将天线驱动器68连至天线元26，并将天线驱动器70连至天线元28。而天线元24、26和28分别在蜂窝区扇区S1至S3内辐射天线波束。
如图3所指出的那样，将双工器78插在每个天线驱动器66、68和70与开关矩阵74之间。当区站工作于发送模式时，每个双工器78将一个天线驱动器连至开关矩阵。当工作于接收模式时，双工器78将开关矩阵74分别连至一组与扇区S1、S2和S3相关的接收网络(未示出)。每个发射机/接收机对构成了一套通信收发两用机，用于与一个蜂窝区扇区内的用户进行双工通信。下面，将用于扇区#1、#2和#3的通信收发两用机分别用标号79、80和81来标记。
现在参见图4，在一个较佳的开关矩阵74的实现方式中，将单刀三掷开关82、84和86的阵列分别连至天线元24。26和28。开关矩阵74还包括一组三端口组合器元件92、94和96，以及单刀双掷开关102、104和106的阵列。将每个三掷开关82、84和86标称上置于中间掷的位置90a-c，而将双掷开关102、104标称上置于左边的位置110a-b，将双掷开关106标称上置于右边的位置116c。当每套收发两用机工作时使用这样的设置，从而使每台收发两用机和天线元24、26和28中的一个一对一地耦合。
当通信收发两用机79-81中的一套出现硬件故障时，通过将标称连接有故障的通信收发两用机天线元改接至另一台通信收发两用机，开关矩阵有效地将有故障的收发两用机旁路。例如，假设硬件故障使得通信收发两用机79不工作。这个故障可以发生在收发两用机的发射机、收发两用机的接收机中，或者发生在收发两用机的用于信号发射和接收的电路元件或器件中。在此例中，将开关82设置于位置114a，开关86置于118c，而开关106置于110c。在这种“故障模式”工作中，将开关84和104的设置保持在上述标称位置处。如图3所指出的那样，开关82、86和106的这种状态变化引起来自天线元24和28的信号要在组合器94中组合并转接到通信收发两用机81。这样，在收发两用机79中检测出的硬件故障被纠正前，或者收发两用机79本身被替换前，可以一直将收发两用机旁路79。在此期间，与位于蜂窝区扇区S1和S3内的用户的通信由通信收发两用机81来处理，只将该收发两用机标称上分派给扇区S3。表I示出在进行故障模式工作时，矩阵74内的每个开关设置的位置。当正常工作时，矩阵74内的开关也进行设置，使得收发两用机79-81分别与扇区S1、S2和S3中的用户通信。
                                       表I
  故障收发两用机                                 开关位置其中X＝自由选取
                                开关#
  82   84   86   102   104   106
收发两用机79   114a   90b   118c   X   110b   110c
收发两用机80   118a   114b   90c   116a   X   116c
收发两用机81   90a   118b   114c   110a   116b   X
虽然已在天线接收模式的情况中描述了开关矩阵的工作，熟悉本领域的人将能理解，采用一种基本上相似的结构，也能按发射模式进行相反的工作。例如，在进行发射模式工作时，将提供组合器进行信号分开而不是信号组合。
参见图5A，该图给出了用于提供冗余扇区覆盖的双阵天线结构的概念图。图5A的双阵结构包括三个120度天线S1n、S2n、S3n的主阵以及三个240度天线S1f、S2f和S3f的冗余阵或副阵。使天线S1n、S2n、S3n分别指向扇区S1、S2和S3，而使每付天线S1f、S2f和S3f指向扇区S1-S3中的两个扇区(图5B)。提供了一个由开关120、12和124组成的开关矩阵，用于当别的收发两用机出现故障时将通信收发两用机79-81中的工作的收发两用机可切换地连至在副阵中选出的天线。在正常工作时，通过将开关120、122和124分别置于位置1A、2A和3A而将每个收发两用机79-81分别连至一付主天线S1n、S2n、S3n。因此，在正常工作时，在每个扇区S1-S3中的用户分别由一台通信收发两用机79-81提供服务。
作为故障模式工作的一个例子，考虑这样一种情形，其中，在收发两用机79内检测出错状态或故障。在这种情况下，将开关122置于位置2B，这就使得在故障模式工作时，有一个240度的天线波束向扇区S1和S2内发射。结果，在扇区S1和S2内的用户都由扇区#2的通信收发两用机80提供服务。与此类似，当扇区#3的通信收发两用机81出现故障时，将开关120置于位置1B，这就导致用扇区#1的收发两用机79处理扇区S1和S3中的用户。在扇区#2的收发两用机80不工作时，以类似的方式将开关124置于位置3B。
图5B示意地示出了主天线阵和冗余天线阵的蜂窝区覆盖情况。可以具体看出，主天线元S1n、S2n、S3n分别指向S1-S3。关于冗余天线阵，冗余天线元S3f拥有扇区S1和S3，冗余天线元S2f指向扇区S2和S1，而冗余天线元S1f覆盖扇区S1和S3。
在由图5A和5B所例示的双天线阵方法中，当一套通信收发两用机79-81出现故障时，将另一套收发两用机79-81从与一个120度天线元的连接切换至与分开的冗余天线阵的一个240度天线元的连接。然而，在某些应用中，可能要求得到相同的冗余形式而不使用副天线阵或冗余天线阵。因此，在本发明的另一个实施例中，采用了单个天线阵来获得所要的覆盖冗余度，该天线阵由可调波束宽度的天线元构成。可以采用许多种具体的方法来实现可调波束宽度的天线元，下面将讨论其中的两种。
在每个下述的单天线阵实施例中，当必需提供备用的扇区覆盖时，调节由每个可切换天线元发射的波束的宽度和方向。例如，图6画出一种三扇区蜂窝区，其中，对于每个可切换的天线元A1-A3进行标称设置，以提供中心在扇区S1-S3中之一内的120度波束。当连至可切换天线元A3的一套通信收发两用机出现故障时，旋转由可切换天线元A1发射的波束，从而使波束的中心位于扇区S1和S3的边界上，并且加宽至240度。参见图6，天线元A1标称上发射方位角宽度为B1(即，120度)、中心沿D1方向的波束。进行切换时，可切换天线元A1发射方位角宽度为B1’(即，240度)、沿方向D1’的波束。于是将扇区S1收发两用机(在正常和故障模式工作时，它都保持只连至可切换天线元A1)用于与两个扇区S1和S3中的用户通信。扇区S2中的用户继续由连至可切换天线元A2的扇区S2通信收发两用机服务。
在由图6概略地表示的各种单天线阵方法中，当工作于正常和故障两种模式时，每台通信收发两用机连至一个并且只连至一个可切换天线元。由于不需要通信收发两用机和基站天线元之间的开关矩阵，这有利地简化了基站的结构。
参见图7A和7B，它们分别示出可切换无源反射器天线元200的简化表示的水平方位角图和垂直正视图。可切换天线元200包括一个偶极子辐射器204和一个可切换无源反射器206。偶极子辐射器204和可切换无源反射器206分别可用薄的圆柱面导电体来实现。偶极子辐射器204通常由用标号208表示的信号源来驱动。如果将可切换无源辐射器206的电长度选得比偶极子辐射器的电长度长约5％，则导致辐射器206辐射出图7A的定向辐射波束R。
如图7B所指出的那样，无源反射器206包括上和下导体段212和214，这两个导体段用反射器开关210可切换地连接。当反射器开关210接通时，可切换无源反射器206在偶极子天线204的辐射存在的情形下谐振，由此形成定向辐射波束R。当开关210断开时，反射器206停止谐振，因而没有反射元的功能。按照本发明，可以将数个可切换无源反射器布置在一个偶极子天线附近，以允许在正常和故障模式工作时辐射不同宽度和方向的定向辐射波束。在三扇区蜂窝区的特定情形(图6)中，三个可切换基站天线元(A1-A3)中的每一个可以用图8所示的结构来实现。
现在参见图8，该图示出可切换无源反射器天线250的方位角图，该天线包括一个偶极子天线254和一组三个无源反射器256-258。无源反射器256-257基本上与无源反射器206(图7A-B)相同，因而每一个包括一对通过开关(未示出)连接的导体段。第三个反射器258由单个导电体组成(即，不切换的反射器)，该导电体的长度比偶极子天线254的长度长大约5％。如图8所指出的那样，无源反射器256和258与偶极子天线254的标称间隔为λ/2，而无源反射器257与偶极子天线相隔λ/4，这里λ表示所发辐射波的波长。
当无线元A1-A3在正常和故障模式下工作时，通过适当切换无源反射器256-257，天线250能够交替地提供具有需要产生的宽度和方向的波束。即，设置无源反射器元250，当正常模式工作时，它沿第一方向(例如，图6中的方向D1)提供120度方位角的波束，而当故障模式工时，它沿另一个角方向(方向D1’)提供240度方位角的第二波束。当工作于正常模式时时，通过接通在每个无源反射器256-257内的开关，从而产生宽度为120度的波束，而当工作于故障模式时，通过断开在其中的开关而阻止反射器256-257的谐振，从而产生宽度为240度的波束。
参见图9A，该图示出一个可动楔形反射器天线300。反射器天线300包括一个偶极子天线304和一块铰接的反射器板306，两者相距约λ/2。反射器板306包括一对导电的反射器板308和310，用一个铰链元件312将它们连接起来。当将反射器板306的导电板308和310设置为图9A的平面形结构时，天线300沿方向D1辐射120度的波束。
在一个较佳实施例中，为了当工作于故障模式时铰接的反射器板可以相对于偶极子天线移动，将铰接的反射器板装在一个X-Y平台(未示出)上。如图9B所表示的那样，这一移动导致在故障模式工作时由天线300辐射的波束沿D1’方向。当在故障模式工作时，通过调节反射器板308和310之间的角度至大约90度，使波束宽度设置在240度。反射器板308和310的这种角度调节可以用本领域技术人员所熟悉的机械装置来实现。
上面提供的对于较佳实施例的描述可以使本领域的技术人员作出或使用本发明。对于本领域的技术人员来说，各种变更将是很显然的，不需要创造能力即可将这里所确定的一般原理用于其他的实施例。例如，本发明的原理同样可用于这样的蜂窝通信系统，在该系统中包括了不同于这里所描述的扇区化的蜂窝区。这样，不打算将本发明局限于这里所示的实施例，而要让本发明符合与这里所揭示的原理和新的特征相一致的最广的范围。

Claims (20)

1.一种在蜂窝用户通信系统中的划扇区天线装置，在所述蜂窝用户通信系统中，使用一个区站来与具有多个扇区的第一蜂窝区内的用户交换信息信号，所述区站包括多套通信收发两用机，用这些收发两用机通过所述划扇区天线装置来与所述多个扇区的相应扇区中的所述用户通信，所述划扇区天线装置包括：
一个天线阵，它具有多个天线元，用于在所述多个扇区内辐射相应的多个天线波束；
其特征在于，所述划扇区天线装置还包括：
一个天线馈电网络，用于将所述天线元连至所述通信收发两用机中选出的一些收发两用机，所述天线馈电网络包括一个组合器阵和一个开关网络，所述组合器阵用于在所述通信收发两用机中的一套不工作时，将所述天线波束中选出的一些波束加以组合，所述开关网络用于将得到的经过组合的波束提供给所述通信收发两用机中的一套工作的收发两用机。
2.如权利要求1所述的划扇区天线装置，其特征在于，所述组合器阵包括多个组合器元件，每个所述组合器元件与所述天线元中相邻的天线元相连。
3.如权利要求2所述的划扇区天线装置，其特征在于，所述开关网络包括第一开关组和第二开关组，所述第一开关组用于连接所述天线元至所述组合器元件，而所述第二开关组用于将所述天线元和所述组合器元件连至所述通信收发两用机。
4.如权利要求3所述的划扇区天线装置，其特征在于，如此设置所述第一开关组，使得当第一套所述通信收发两用机的工作出现故障时，将与所述多个天线元中的第一和第二个天线元相关的一些所述天线波束对组合起来，标称设置所述第一和第二开关组，使所述第一通信收发两用机连至所述多个天线元中的第一个天线元。
5.一种在蜂窝用户通信系统中的划扇区天线装置，在所述蜂窝用户通信系统中，使用一个区站来与具有多个扇区的第一蜂窝区内的用户交换信息信号，所述区站包括多套通信收发两用机，用这些收发两用机通过所述划扇区天线装置来与所述多个扇区的相应扇区中的所述用户通信，所述划扇区天线装置包括：
第一天线阵，用于辐射第一组天线波束，其中，每个所述天线波束在一个所述扇区内辐射，由一套所述通信收发两用机对每个所述天线波束进行处理；
其特征在于，所述划扇区天线装置还包括：
第二天线阵，用于辐射第二组天线波束，其中，在所述第二组中的每个天线波束在由至少两个所述扇区构成的扇区组中辐射，并且由一套所述通信收发两用机进行处理；以及
一个开关网络，用于有选择地将所述通信收发两用机连至所述第一和第二天线阵。
6.如权利要求5所述的划扇区天线装置，其特征在于，所述第一天线阵包括多个主天线元，用于以第一方位角波束宽度辐射所述第一组的所述天线波束，而所述第二天线阵包括相同的多个冗余天线元，用于以约为所述第一方位角波束宽度两倍的第二方位角波束宽度辐射所述第二组的所述天线波束。
7.如权利要求6所述的划扇区天线装置，其特征在于，所述开关网络包括一个开关阵列，布置每个所述开关以有选择地将一套所述通信收发两用机连至所述主天线元和副天线元中的相应的天线元。
8.一种在蜂窝用户通信系统中的划扇区天线装置，其特征在于，在所述蜂窝用户通信系统中，使用一个区站来与具有多个扇区的第一蜂窝区内的用户交换信息信号，所述区站包括多套通信收发两用机，用这些收发两用机通过所述划扇区天线装置来与所述多个扇区的相应扇区中的所述用户通信，其特征在于，所述划扇区天线装置包括：
一个包括多个可切换天线元的天线阵，用于在所述多个扇区内辐射一组可变宽度的天线波束，将每个所述可切换天线元连至一套所述通信收发两用机；以及
一个天线控制网络，用于当一套所述通信收发两用机不工作时通过切换与一个相关的所述可切换天线元的结构来调节一个选出的所述可变宽度天线波束的波束宽度。
9.如权利要求8所述的划扇区天线装置，其特征在于，每个所述可切换天线元包括一付靠近第一选择谐振无源反射器的偶极子天线。
10.如权利要求9所述的划扇区天线装置，其特征在于，所述第一选择谐振无源反射器包括：
第一和第二导体段，以及
第一开关，用于可切换地连接所述第一和第二导体段，为了提供第一波束宽度，所述天线控制网络将所述第一开关置于接通状态，而为了提供第二波束宽度，将所述第一开关置于断开状态。
11.如权利要求9所述的划扇区天线装置，其特征在于，每个所述可切换天线元包括布置在所述偶极子天线附近的第二选择谐振无源反射器和一个整体的无源反射器。
12.如权利要求9所述的划扇区天线装置，其特征在于，每个所述第二选择谐振无源反射器包括：
第三和第四导体段；以及
第二开关，用于可切换地连接所述第三和第四导体段，所述天线控制网络进行操作，使每个所述可切换天线元的所述第一和第二开关同步断开和接通。
13.如权利要求9所述的划扇区天线装置，其特征在于，在所述可切换天线元的第一可切换天线元内，所述第一选择谐振无源反射器的电长度比包括在所述第一可切换天线元内的偶极子天线的电长度稍长。
14.如权利要求8所述的划扇区天线装置，其特征在于，每个所述可切换天线元包括靠近一个楔形铰接反射器的一付偶极子天线。
15.如权利要求14所述的划扇区天线装置，其特征在于，所述铰接反射器包括连至共用铰链元件的第一和第二楔板，所述天线控制网络包括用于调节所述第一和第二楔板的位置的装置。
16.一种在蜂窝用户通信系统中的划扇区天线装置，在所述蜂窝用户通信系统中使用一个区站来与具有多个扇区的第一蜂窝区内的用户交换信息信号，所述区站包括多套通信收发两用机，用这些收发两用机通过所述划扇区天线装置来与所述多个扇区的相应扇区中的所述用户通信，其特征在于，所述划扇区天线装置包括：
一个包括多个可切换天线元的天线阵，用于在所述多个扇区内辐射一组可变宽度的天线波束，每个所述可切换天线元包括一组可切换地连至一套所述通信收发两用机的辐射元；
一个开关阵列，用于将所述辐射元可切换地连至所述通信收发两用机；
一个天线控制网络，用于当一套所述通信收发两用机不工作时通过改变一些选出的所述开关的状态来调节一个选出的所述可变宽度天线波束的波束宽度。
17.如权利要求16所述的划扇区天线装置，其特征在于，每个所述可切换天线元包括一组至少四个的辐射元，其中，将所述开关阵列内的每个所述开关标称上设置于接通位置。
18.如权利要求17所述的划扇区天线装置，其特征在于，所述天线控制网络包括用于在一个选出的所述可切换天线元内，断开连至所述辐射元的两个所述开关的装置。
19.一种在蜂窝用户通信系统中用于提供扇区冗余覆盖的方法，在所述蜂窝用户通信系统中，使用一个区站来与具有多个扇区的第一蜂窝区内的用户交换信息信号，所述区站包括多套通信收发两用机，用这些收发两用机通过一划扇区天线装置来与所述多个扇区的相应扇区中的所述用户通信，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
使用相应的多个天线元，在所述多个扇区内辐射多个天线波束；
将所述天线元连至一些选出的所述通信收发两用机，并且当一套所述通信收发两用机出现故障时，将一些选出的所述天线波束加以组合；
将得到的经组合的波束提供给一套工作的所述通信收发两用机。
20.一种在蜂窝用户通信系统中用于提供扇区冗余覆盖的方法，在所述蜂窝用户通信系统中，使用一个区站来与具有多个扇区的第一蜂窝区内的用户交换信息信号，所述区站包括多套通信收发两用机，用这些收发两用机通过划扇区天线装置来与所述多个扇区的相应扇区中的所述用户通信，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
使用相应的多个可切换天线元在所述多个扇区内辐射一组可变宽度天线波束，其中，将选出的一些所述可切换天线元连至相应的一些所述通信收发两用机；
当一套所述通信收发两用机不工作时，通过切换一个相关的所述可切换天线元的结构来调节选出的一个所述可变宽度天线波束的波束宽度。
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