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Verwandte Anmeldungen
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Keine.
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Gebiet der Erfindung
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Die Offenbarung bezieht sich auf ein aktives Antennengruppen system.
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Technischer Hintergrund
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Eine Antennengruppe umfasst eine Vielzahl von Antennenelementen. Die Antennenelemente sind typischerweise Strahlungselement oder Gruppen von Strahlungselementen. Ein Beispiel einer Antennengruppe ist eine Anordnung von Sätzen von Strahlungselementen oder Strahlungselementgruppen mit individuellen von den Strahlungselementen, vertikal angeordnet aufeinander und horizontal Seite an Seite angeordnet, so dass eine zweidimensionale Feldanordnung resultiert. Ein Beispiel einer solchen zweidimensionalen Antennengruppe weist vier vertikale Spalten auf, horizontal nebeneinander angeordnet. Jede der vertikalen Spalten enthält z. B., sechs bis zehn eine Strahlungselemente oder Strahlungselementgruppen, welche übereinander versetzt sind Diese Antennengruppen werden verwendet in mobilen Telefonkommunikationen, z. B. in den Frequenzbereichen 800MHz bis 1000 MHz und 1700 MHz bis 2700 MHz.
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Die Antennenelemente können entweder einfach-polarisiert oder dual-polarisiert sein. Die Verwendung von zweifach-polarisierten Antennenelementen ermöglicht der Antennengruppe, auch ein Telekommunikationssignal zu senden und übertragen mit einer Polarisationsausrichtung von +45[Grad] oder –45[Grad] in Bezug auf die horizontale Richtung oder die vertikale Richtung.
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Die Antennengruppe kann ein Telekommunikationssignal empfangen aus einer Vielzahl von Richtungen. Zur selben Zeit ist es auch möglich, die Strahlrichtung der gesendeten Telekommunikationssignale von der Antennengruppe zu ändern durch geeignete Einstellung des Phasenwinkels und/oder der Amplitude des Telekommunikationssignals, welches den individuellen Antennenelementen zugeführt wird, d.h. es ist möglich, eine selektive Strahlformung des gesendeten Telekommunikationssignals zu auszuführen.
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Die Verwendung von Phasenschiebern in Zuführnetzwerken für ein Verändern der Strahlrichtung ist ebenfalls bekannt im Stand der Technik. Ein solches Strahlformungsnetzwerk kann umfassen, z. B. eine Butler-Matrix, welche vier Eingänge und vier Ausgänge aufweist. Das Strahlformungsnetzwerk erzeugt ein verschiedene, aber fixierte Phasenbeziehung zwischen den Strahlungselementen in der Antennengruppe gemäß dem Eingang wie gewählt. Ein solche Antennenbauweise unter Verwendung eine Butler-Matrix ist bekannt im Stand der Technik in
US-Patent Nr. 6,351,243 .
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Elektrisches Kippen der horizontalen Feldmusters kann auch unternommen werden durch die Verwendung von Phasenschiebern zwischen den Spalten. Die Verwendung von Phasenschiebern ermöglicht auch, das vertikal ausgestrahlte Feldmuster anzuheben oder zu senken (Herunterkippen).
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Die Spalten der Antennengruppe können derart betrieben werden, dass die individuellen Spalten unabhängig betrieben werden. Dies ermöglicht, dass die verschiedenen Spalten unabhängig betrieben werden voneinander, z. B. in einem Sendemodus oder einem Empfangsmodus. Obendrein können die verschiedenen Spalten verwendet werden für MIMO-Betrieb durch Bereitstellung von räumlich getrennten MIMO-Kanälen oder für Mehrbetreiberzwecke, d.h. verschieden Mobilkommunikationsbetreiber können eine Antennengruppe teilen durch Verwendung verschiedener Spalten.
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Die individuellen Strahlungselemente oder Strahlungselementgruppen sind angeordnet in der Spalte, um eine Antennengruppe herzustellen mit einem Strahlungsfeldmuster, dessen Halbleistungsstrahlbreite (HPBW, half power beam width) der Hauptkeule in der horizontalen Richtung zwischen etwa 50 [Grad] und 100 [Grad] ist. Insbesondere in Standard-Mehrsäulen-Ausgestaltungen sind nur vergleichsweise große Halbleistungsstrahlbreiten möglich (80° to 100°) wegen der physikalischen Umgebung des Strahlers.
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Anwendungsfälle für Antennengruppenbereiche sind bekannt, in welchen die Halbleistungsstrahlbreite einer Mehrsäulen-Antennengruppe in der Größenordnung von 60[Grad] bis 65 [Grad] pro Spalte sein muss. Ansätze sind schon verfolgt worden, um die Strahlungselemente oder Strahlungselementgruppen in den individuellen anzuordnen Spalten bei verschiedenen horizontalen Positionen in denselben (logischen) Spalten. Die Anordnung beeinflusst die Halbleistungsstrahlbreite des horizontalen Strahlmusters der betreffenden Spalte der Antennengruppe. Horizontale Halbleistungsstrahlbreiten von zwischen 60[Grad] und 70[Grad] können erreicht werden durch diese Anordnung.
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Die gemeinschaftliche Patentveröffentlichung
US 6,943,732 (Göttl, Rumold) offenbart ein Beispiel einer Antennengruppe mit zumindest zwei vertikalen Spalten, in welcher die Halbleistungsstrahlbreite einer individuellen Spalte sogar gesenkt wird zu Werten zwischen etwa 60 [Grad] und 70 [Grad] ist. US ‘732 lehrt ebenfalls eine Antennengruppe mit zwei Spalten, vertikal angeordnet und aufweisend zwei Gruppen von Strahlungselementen, welche gemeinsam angeordnet sind in einer vertikalen Richtung. In zumindest einer der Spalten werden zwei oder mehr der Strahlungselemente werden vertikal oder horizontal versetzt von anderen von den Strahlungselementen angeordnet. US ‘732 lehrt die Querverbindung von einigen der Strahlungselemente in einer der zwei Spalten mit anderen Strahlungselementen in der anderen der zwei Spalten.
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Überblick der Erfindung
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Die vorliegenden Offenbarung lehrt ein aktives Antennengruppensystem gemäß Anspruch 1.
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Beschreibung der Figuren
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1 zeigt ein Antennensystem gemäß der vorliegenden Offenbarung.
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2 zeigt ein Antennensystem gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung.
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3 zeigt ein Antennensystem gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung.
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4 zeigt ein Antennensystem gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung.
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5A und 5B zeigen zwei Beispiele eines Betriebs eines Antennensystems der vorliegenden Offenbarung, und 5C zeigt Strahlungskeulen und verbundene Zellenabdeckungen, wie bereitgestellt mit einem Antennensystems der vorliegenden Offenbarung.
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5D und 5E zeigen Beispiele eines Betriebs eines Antennensystems der vorliegenden Offenbarung.
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6 zeigt ein Beispiel eines Phasenschiebers, welcher verwendet werden kann in einem Antennensystem der vorliegenden Offenbarung.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Die Erfindung wird nun beschrieben werden auf der Basis der Zeichnungen. Er wird gewürdigt werden, dass die Ausführungsformen und Aspekte der Erfindung, wie hier beschrieben, nur Beispiele sind und nicht den Schutzumfang des Anspruchs in irgendeiner Weise beschränken. Die Erfindung ist definiert durch die Ansprüche und deren Bezüge. Es wird verstanden werden, dass Merkmale eines Aspekts oder einer Ausführungsform der Erfindung kombiniert werden können mit einem Merkmal eines verschiedenen Aspekts und/oder von Ausführungsformen der Erfindung.
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1 zeigt ein Antennensystem 1 mit einem aktiven Antennengruppensystem 10 gemäß einem Aspekt der Offenbarung.
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Das Antennensystem 10 umfasst eine erste Spalte 12 und eine zweite Spalte 14 von Antennenelementen 30.
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Die Antennenelemente 30 der 1 umfassen gemeinsam erste Strahlungselemente 33-1, 33-2, ... 33-8, angeordnet in der ersten Spalte 12, und zweite Strahlungselemente 34-1, 34-2, ... 34-8, angeordnet in der zweiten Spalte 14. Die ersten Strahlungselemente 33-1, 33-2, ... 33-8 sind übereinander angeordnet mit vertikalen Intervallen eines Abstandes d1 voneinander, und die zweiten Strahlungselemente 34-1, 34-2, ... 34-8 sind angeordnet eines über dem anderen mit vertikalen Intervallen eines Abstandes d2 voneinander. Die Abstände d1 und d2 sind im Allgemeinen dieselben, wenn beide Spalten entworfen sind für Betrieb in denselben Frequenzbändern.
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Es liegen acht Antennenelemente 30 vor, angeordnet in der ersten Spalte 12, und weitere acht Antennenelemente, angeordnet in der zweiten Spalte 14 in dem Beispiel aus 1. Dies beschränkt nicht die Erfindung. Es sind zumindest drei Antennenelemente 30, angeordnet in der ersten Spalte 12 oder der zweiten Spalte 14, und im Allgemeinen zwischen vier und achtzehn Antennenelemente 30 in jeder aus der ersten Spalte 12 oder der zweiten Spalte 14, und.
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Die ersten Strahlungselemente 33-1, 33-2, ... 33-8 und die zweiten Strahlungselemente 34-1, 34-2, ... 34-8 sind jedes ausgeformt aus zwei Dipolstrahlungselementen. Die ersten Strahlungselemente 33-1, 33-2, ..., 33-8 umfassen erste Dipolstrahlungselemente 33-11, 33-21 mit einer ersten Polarisation P1 und zweite Dipolstrahlungselemente 33-12, 33-22, ..., 33-82 mit einer zweiten Polarisation P2. Die zweiten Strahlungselemente 34-1, 34-2, ... 34-8 der zweiten Spalte 14 umfassen dritte Dipolstrahlungselemente 34-11, 34-21, ..., 34-81 mit einer dritten Polarisation P3 und vierte Dipolstrahlungselemente 34-12, 34-22, ..., 34-82 mit einer vierten Polarisation P4.
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Die erste Polarisation P1 und zweite Polarisation P2 sind orthogonale Polarisationen, vorzugsweise bei +45° und –45°. Die dritte Polarisation P3 und vierte Polarisation P4 sind orthogonale Polarisationen, vorzugsweise bei +45° und –45°. Die erste Polarisation P1 und dritte Polarisation P3 sind vorzugsweise identische
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Die ersten Dipolstrahlungselemente 33-11, 33-21, ..., 33-81, welche dieselbe erste Polarisation P1 aufweisen, sind verbunden durch ein erstes Zuführnetzwerk 91 zur Erzeugung einer ersten Antennenuntergruppe 12-1. Die zweiten Dipolstrahlungselemente 33-12, 33-22, ..., 33-82, welche dieselbe erste Polarisation P2 aufweisen, sind verbunden durch ein zweites Zuführnetzwerk 92 zur Erzeugung einer zweiten Antennenuntergruppe 12-2. Die dritten Dipolstrahlungselemente 34-11, 34-21, ..., 34-81, welche dieselbe erste Polarisation P1 aufweisen, sind verbunden durch ein drittes Zuführnetzwerk 93 zur Erzeugung einer dritten Antennenuntergruppe 14-12, und die vierten Dipolstrahlungselemente 34-11, 34-21, ..., 34-81, welche dieselbe vierte Polarisation P4 aufweisen, sind verbunden durch ein viertes Zuführnetzwerk 94 zur Erzeugung einer vierten Antennenuntergruppe 14-2.
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Auf diese Weise formt das Antennensystem 10 eine zwei-spaltige dual-polarisierte Antennengruppe mit vier unabhängigen Antennenuntergruppe 12-1, 12-2, 14-1, 14-2. Vier entsprechende getrennte Antennenuntergruppe 13-1, 13-2, 13-3, 13-4 sind bereitgestellt zur Kopplung Antennenuntergruppe 12-1, 12-2, 14-1, 14-2 mit einer oder mehreren Funkeinheiten, wie weiter unter beschrieben werden wird in der Offenbarung. Die Antennenuntergruppen 12-1, 12-2, 14-1, 14-2 können unabhängig betrieben werden.
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Eine Fernfunkeinheit (RRH – remote radio head) 40 verbunden ist über eine Schnittstelle 60 mit der ersten Spalte 12 und der zweiten Spalte 14 der Antennenelemente 30. Die-Fernfunkeinheit 40 weist einen ersten Kanal 51 und einen zweiten Kanal 52 auf. Der erste Kanal umfasst einen ersten Übertragungsteilkanal 51T und eine ersten Empfangsteilkanal 51R. Der zweite Kanal umfasst einen zweiten Übertragungsteilkanal 52T und eine zweiten Empfangsteilkanal 52R. In einem Aspekt der Erfindung sind der erste Übertragungsteilkanal 51T, erste Empfangsteilkanal 51R, zweite Übertragungsteilkanal 52T und zweite Empfangsteilkanal 52R für verschiedene Sendefrequenzbänder und Empfangsfrequenzbänder implementiert, welche intern getrennt sind in der Fernfunkeinheit (RRH) 40.
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Der erste Kanal 51 und zweite Kanal 52 können betrieben werden in demselben Frequenzband, um MIMO-Fähigkeiten bereitzustellen.
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Der erste Kanal 51 der Fernfunkeinheit (RRH) 40 ist gekoppelt mit einem ersten Duplexfilter 81.
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Duplexfilter weisen im Allgemeinen drei verschiedene Anschlüsse auf und sind ausgestaltet zur Spaltung eines Kommunikationssignals (gemeinsamer Anschluss) in einen Sendesignalabschnitt (Tx-Anschluss) und in einen Empfangssignalabschnitt (Rx-Anschluss). Duplexer arbeiten auch als Kombinierer, d.h. die Duplexer weisen die Fähigkeit auf, ein Sendesignal und ein Empfangssignal zu kombinieren zu einem Kommunikationssignal.
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Der gemeinsame Anschluss des Duplexfilters 81 ist gekoppelt mit dem ersten Kanal 51 der Fernfunkeinheit (RRH) und einer des spaltenden/kombinierenden Anschlüsse (Tx-Anschluss oder Rx-Anschluss) des Duplexfilters 81 ist gekoppelt mit entweder dem ersten Antennenuntergruppenanschluss 13-1 und dem zweiten Antennenuntergruppenanschluss 13-2. Der andere des spaltenden/kombinierenden Anschlusses (Rx-Anschluss oder Tx-Anschluss) des Duplexfilters 81 ist weiter gekoppelt mit entweder einem des dritten Antennenuntergruppenanschlusses 13-3 und des vierten Antennenuntergruppenanschlusses 13-4.
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In dem Beispiel aus 1 ist der Duplexfilter 81 gekoppelt mit dem ersten Antennenuntergruppenanschluss 13-1 der ersten Spalte 12-1, aufweisend die erste Polarisation P1, durch Verwendung des Tx-Anschlusses des Duplexfilters 81, und der Duplexfilter 81 ist gekoppelt mit dem vierten Antennenuntergruppenanschluss 13-4 der ersten Spalte 12-1, aufweisend die vierte Polarisation P4, durch Verwendung des Rx-Anschlusses des Duplexfilters 81.
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Der zweite Kanal 52 ist verbunden mit einem zweiten Duplexfilter 82. Der gemeinsame Anschluss des Duplexfilters 82 ist gekoppelt mit dem zweiten Kanal 52 der Fernfunkeinheit (RRH). Einer des spaltenden/kombinierenden Anschlüsse (Tx-Anschluss oder Rx-Anschluss) des Duplexfilters 82 ist gekoppelt mit entweder einem des dritten Antennenuntergruppenanschlusses 13-3 und des vierten Antennenuntergruppenanschlusses 13-4 der zweiten Spalte 14. Der andere des spaltenden/kombinierenden Anschlusses (Rx-Anschluss oder Tx-Anschluss) des Duplexfilters 83 ist weiter gekoppelt mit entweder einem des dritten Antennenuntergruppenanschlusses 13-3 und des vierten Antennenuntergruppenanschlusses 13-4.
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In dem Beispiel aus 1 der zweite Duplexfilters 82 ist gekoppelt mit dem ersten Antennenuntergruppenanschluss 13-1 der ersten Spalte 12-1, aufweisend die erste Polarisation P1, durch Verwendung des Rx-Anschlusses des Duplexfilters 82, und ist gekoppelt mit dem vierten Antennenuntergruppenanschluss 13-4 der zweiten Spalte 14-2, aufweisend die vierte Polarisation P4, durch Verwendung des Tx-Anschlusses des Duplexfilters 82.
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In dem Beispiel aus 1 sind die Duplexfilter 81, 82 gekoppelt mit der Fernfunkeinheit (RRH) 40. Alternativ die Duplexfilter 81, 82 können integriert werden innerhalb der Fernfunkeinheit (RRH) 40.
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Der erste Kanal 51 und zweite Kanal 52 der Fernfunkeinheit (RRH) 40 stellen Kommunikationssignale bereit an der gekoppelten ersten Antennenuntergruppe 12-1 und vierten Antennenuntergruppe 14-2.
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In einem Aspekt der Erfindung, Die erste Spalte 12 des Antennengruppensystems 10 kann verwendet werden zur Weiterleitung von Empfangssignalen (Rx–Signalen), und die zweite Spalte 14 des Antennengruppensystems 10 kann verwendet werden zur Weiterleitung von Sendesignalen (Tx–Signalen) für ein Frequenzband und umgekehrt. In dem Beispiel aus 1 wird die erste Spalte 12 verwendet zur Weiterleitung des ersten Sendeteilkanals 51T und des zweiten Empfangsteilkanals 52R, und die zweite Spalte 14 wird verwendet zur Weiterleitung des zweite Sendeteilkanals 52T und des ersten Empfangsteilkanals 51R.
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Durch Ausführung dieser Trennung der ersten Spalte 12 und der zweiten Spalte 14 wird die Isolation zwischen den Rx-Signalen und den Tx-Signalen eines Fernfunkeinheitskanals (RRH-Kanals) verbessert um zumindest 20dB oder sogar 30dB, wenn verschiedene Polarisationen werden verwendet für die Antennenuntergruppe, welche die Tx-Signale weiterleitet, und die Antennenuntergruppe, welche die Rx-Signale weiterleitet. Aufgrund der verbesserten Isolation zwischen den Rx-Signalen und den Tx-Signalen eines Fernfunkeinheitskanals (RRH-Kanals), die Erfordernisse des Antennensystems 10 hinsichtlich passiver Intermodulationsprodukte kann reduziert sein. Passivintermodulation (PIM) ist eine Form von Verzerrung, welche Passivintermodulationsprodukte erzeugt durch die Intermodulation von zumindest zwei Sendeträgern eines Telekommunikationssignals in einem bestimmten Frequenzband. Wenn diese Passivintermodulationsprodukte in das Empfangsfrequenzband des betreffendes Kanals mit einem bestimmten Signalpegel fallen, wird der Empfänger verzerrt sein Ein Schaltkreisentwerfer wird daher versuchen, die Passivintermodulationsprodukte zu reduzieren durch Vermeidung von Quellen von PIM (Nichtlinearitäten) oder durch Verbesserung der Isolation zwischen dem Empfangsfrequenzband und dem Sendefrequenzband. Ein anderer Vorteil der verbesserten Isolation zwischen den Rx-Signalen und den Tx-Signalen ist, dass die Duplexfilter 81, 82 verbunden mit dem Fernfunkeinheit (RRH) 40 entworfen werden können mit weniger Komplexität, weil eine geringfügigere Isolation von dem Rx- und Tx-Pfad nötig ist.
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In dem Beispiel aus 1 sind die zweite Antennenuntergruppe 12-2 mit dem zweiten Anschluss 13-2 und die dritte Antennenuntergruppe 14-1 mit dem dritten Anschluss 13-3 nicht gekoppelt mit der Fernfunkeinheit (RRH) 40. Diese zwei unverwendeten zweite Antennenuntergruppe 12-2 und dritte Antennenuntergruppe 14-1 können gekoppelt sein an einer zusätzlichen Fernfunkeinheit (RRH) (nicht gezeigt in 1) eines zweiten Netzwerkbetreibers zur Bereitstellung von Site-Sharing der Antenne, wie beschrieben unter Verweis auf 3.
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Ein horizontaler Abstand d zwischen einem ersten Strahlungselement 33-1 in der ersten Spalte 12 und einem zweiten Strahlungselemente 34-1 in der zweiten Spalte 14 ist in einem Aspekt zwischen 0,3 und 1,5-mal die Betriebswellenlänge der Telekommunikationssignale.
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Das erste Zuführnetzwerk 91, das zweite Zuführnetzwerk 92, das dritte Zuführnetzwerk 93 und das vierte Zuführnetzwerk 94 der ersten Antennenuntergruppe 12-1, der zweiten Antennenuntergruppe 12-2, der dritten Antennenuntergruppe 14-1 und der vierten Antennenuntergruppe 14-2 schließen jedes einen Phasenschieber 71, 72, 73, 74 ein zur Bereitstellung eines unabhängigen Abwärtskippens für jede Antennenstrahlungskeule der entsprechenden ersten Antennenuntergruppe 12-1, zweiten Antennenuntergruppe 12-2, dritten Antennenuntergruppe 14-1 und vierten Antennenuntergruppe 14-2.
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Die Phasenschiebern 71, 72, 73, 74 in den Figuren werden aus Zweckmäßigkeit schematisch gezeigt. Jeder Strahler oder zumindest eine kleine Untergruppe von Strahlern der Antennenelemente verbunden sind mit einem getrennten Ausgang des Phasenschiebers. Dies ist einem Fachmann wohlbekannt im Stand der Technik wie gezeigt in 6, welche den Phasenschieber 72 zeigt, welcher acht Ausgänge aufweist, wobei jeder Ausgang mit einem entsprechenden von dem zweiten Dipolstrahlungselement 33-12, 33-22 ..., 33-82 der zweiten Antennenuntergruppe 12-2 verbunden ist.
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Als ein nicht-beschränkendes Beispiel, wie gezeigt auf 5A, können die Strahlungskeulen, ausgeformt von der ersten Antennenuntergruppe 12-1 und zweiten Antennenuntergruppe 12-2 durch Verwendung von Strahlungselementen 33-1, 33-2 ..., 33-8 in der ersten Spalte 12, unabhängig eingestellt werden von anderen Strahlen, ausgeformt von der dritten Antennenuntergruppe 14-1 und vierten Antennenuntergruppe 14-2, in den Kippbereichen 0–12°, 0–14°, 2–12°, 2–14°, 2–16°, 2–18° oder ähnlichen. Die Strahlungskeulen der dritten Antennenuntergruppe 14-2 und der vierten Antennenuntergruppe 14-2 können eingestellt werden in den Kippbereichen 6–18°, 6–20°, 2–18° oder ähnlichen. Der Fachmann wird verstehen, dass das erste Zuführnetzwerk 91, das zweite Zuführnetzwerk 92, das dritte Zuführnetzwerk 93 und das vierte Zuführnetzwerk 94, gekoppelt mit der entsprechenden ersten Antennenuntergruppe 12-1, zweiten Antennenuntergruppe 12-2, dritten Antennenuntergruppe 14-1 und vierten Antennenuntergruppe 14-2, verschiedene Kippbereiche bereitstellen können durch Einstellen über den entsprechenden Phasenschieber der Phase der verschiedenen Zuführsignale der entsprechenden Strahlungselemente.
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5C zeigt zwei gekippte Strahlungskeulen des Antennensystems 10 als ein Beispiel einer Ausführungsform der Erfindung und einen Abdeckbereich einer Basisstationsstelle unter Verwendung von drei Antennensystemen 10 zur Bedienung dreier verschiedener Kommunikationszellen A, B und C. Die Kapazität der Kommunikationszellen A, B und C wird verdoppelt bei Verwendung des oben erwähnten Antennensystems 10 pro Kommunikationszelle. Wie gezeigt im Falle der Kommunikationszellen A, ermöglichen zwei erzeugte Strahlungskeulen eine Spaltung der Kommunikationszelle (sogenannte vertikale Sektorspaltung) in zwei verschiedene Abdeckbereiche durch Verwendung verschiedener Kippwinkel. Die Kapazität wird dadurch verbessert, z. B. verdoppelt. Die Trennung von Tx-Band und Rx-Band pro Fernfunkeinheitskanal (RRH-Kanal) ist zuträglich für MIMO-Zwecke in der betreffenden Kommunikationszelle.
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Dies kann sein der Fall, wenn, im Falle eines nicht-beschränkendes Beispiel, die ersten Strahlungselemente 33-1, 33-2, ... 33-8 in der ersten Spalte 12 derart betrieben werden, dass das Strahlungsbündel einen ersten Kippbereich von 4° +/– 4° und die zweiten Strahlungselemente 34-1, 34-2, ... 34-8 in der zweiten Spalte 14 betrieben werden in einem zweiten Kippbereich von 14° +/– 4°. Die Kippbereiche können überlappen oder können nicht überlappen.
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Das Antennensystem 10, wie gezeigt in 1, unterliegt der Annahme, dass all von den ersten Strahlungselementen 33-1, 33-2, ..., 33-8 in der ersten Spalte 12 verbunden sind mit einem Zuführnetzwerk und alle von den zweiten Strahlungselemente 34-1, 34-2, ... 34-8 in der zweiten Spalte 14 mit einem anderen Zuführnetzwerk sich verbinden. Es wäre auch möglich, einige der ersten Strahlungselemente 33-1, 33-2, ..., 33-8 mit einem ersten von den Zuführnetzwerken und andere von den ersten Strahlungselemente 34-1, 34-2, ..., 34-8 mit einem zweiten von den Zuführnetzwerken "quer zu verbinden”. Dies wird gezeigt in den 5D und 5E, in welchen die Querverbindung schematisch gezeigt ist. In 5D ist ein mittleres von den ersten Strahlungselemente 33-4 verbunden mit dem zweiten von den Zuführnetzwerken, wohingegen alle anderen Strahlungselemente 33-1 bis 33-3 und 33-5 bis 33-8 mit dem ersten von den Zuführnetzwerken verbunden sind. Das entsprechende zweite Strahlungselement 34-4 in der zweiten Spalte 14 ist verbunden mit dem ersten von den Zuführnetzwerken, wohingegen alle übrigen von den Strahlungselementen in der zweiten Spalte 14 verbunden sind mit dem zweiten von den Zuführnetzwerken.
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Ähnlich in 5E sind beide von den obersten Strahlungselementen 33-1 in der ersten Spalte 12 und 34-1 in der zweiten Spalte 14 mit demselben der Zuführnetzwerke verbunden. Beide von den untersten Strahlungselementen 33-8 in der ersten Spalte 12 und 34-8 in der zweiten Spalte 14 mit demselben der Zuführnetzwerke verbunden (und verschieden von den obersten Strahlungselementen 33-1 und 34-1).
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Die Querverbindung von einigen der Strahlungselemente 33-x und 34-x (x = 1 bis 8 in diesem Beispiel) kann ermöglichen, dass die Halbleistungsstrahlbreite der Strahlungskeule signifikant reduziert wird.
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2 zeigt einen weiteren Aspekt des Antennensystems 210. Das Antennensystem 210 der 2 unterscheidet sich vom Antennensystem 10 der 1 darin, dass das Antennensystem 210 eine Fernfunkeinheit 240 umfasst mit einem ersten Kanal 251, einem zweiten Kanal 252, einem dritten Kanal 253 und einem vierten Kanal 254, gekoppelt mit den Antennenuntergruppen 12-1, 12-2, 14-1, 14-2. Die Elemente, welche identisch sind in 1 und 2, weisen dieselben Bezugszeichen auf.
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Eine Fernfunkeinheit (RRH – remote radio head) 240 ist über eine Schnittstelle 260 mit der ersten Spalte 12 und der zweiten Spalte 14 des Antennensystems 210 verbunden. Der erste Kanal 251 ist gekoppelt über einen ersten Duplexfilter 281 mit dem ersten Antennenuntergruppenanschluss 13-1 und dem vierten Antennenuntergruppenanschluss 13-4. Der zweite Kanal 252 ist gekoppelt über einen zweiten Duplexfilter 282 mit dem zweiten Antennenuntergruppenanschluss 13-2 und dem dritten Antennenuntergruppenanschluss 13-3. Der dritte Kanal 253 ist gekoppelt über einen dritten Duplexfilter 253 mit dem zweiten Antennenuntergruppenanschluss 13-2 und dem dritten Antennenuntergruppenanschluss 13-3. Der vierte Kanal 254 ist gekoppelt über einen vierten Duplexfilter 284 mit dem ersten Antennenuntergruppenanschluss 13-1 der ersten Spalte 12 und dem vierten Antennenuntergruppenanschluss 13-4 der zweiten Spalte 14.
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Der erste Kanal umfasst erste Übertragungs- und Empfangsteilkanäle 251R und 251T. Der erste Kanal 252 umfasst zweite Übertragungs- und Empfangsteilkanäle 252R und 252T. Der dritte Kanal 253 umfasst dritte Sende- und Empfangsteilkanäle 253R, 253T. Der vierte Kanal 254 umfasst vierte Übertragungs- und Empfangsteilkanäle 254R und 254T. Der Übertragungsteilkanäle 251T, 252T, 253T, 254T und Empfangsteilkanäle 251R, 252R, 253R, 254R sind implementiert durch Verwendung verschiedener Frequenzbänder, welche getrennt sind durch die externen Duplexfilter 281, 282, 283 oder intern in der Fernfunkeinheit (RRH) 240 (nicht gezeigt).
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In dem Beispiel aus 2 wird die erste Antennenuntergruppe 12-1 verwendet zur Weiterleitung des ersten Sendeteilkanals 251T und des vierten Empfangsteilkanals 254R. Die zweite Antennenuntergruppe 12-2 wird verwendet zur Weiterleitung des zweiten Sendeteilkanals 252T und des dritten Empfangsteilkanals 253R. Die dritte Antennenuntergruppe 14-1 wird verwendet zur Weiterleitung des dritten Sendeteilkanals 253T und des zweiten Empfangsteilkanals 252R. Die vierte Antennenuntergruppe 14-2 wird verwendet zur Weiterleitung des ersten Empfangsteilkanals 251R und des vierten Empfangsteilkanals 254T.
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Zwei von dem ersten Kanal 251, dem zweiten Kanal 252, dem dritten Kanal 253 und dem vierten Kanal 254 können an einem ersten Frequenzband betrieben werden, während die anderen zwei von dem ersten Kanal 251, dem zweiten Kanal 252, dem dritten Kanal 253 und dem vierten Kanal 254 an einem zweiten Frequenzband betrieben werden können. Dieser Betrieb stellt eine Dual-Band-Antenne bereit und hält weiter die MIMO-Fähigkeiten aufrecht für jedes von den ersten und zweiten Frequenzbändern.
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In den Beispielen aus 1 und 2, die Duplexfilter 81, 82, 281, 282, 283, 284 sind bereitgestellt, welche unabhängig von der Fernfunkeinheit (RRH) 40, 240 sind. Alternativ die Duplexfilter 81, 82, 281, 282, 283, 284 könnten auch implementiert werden in der Fernfunkeinheit (RRH).
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3 zeigt ein weiteres Antennengruppensystem 310. Das Antennensystem 310 der 3 unterscheidet sich vom Antennensystem 10 der 1 darin, dass das Antennensystem 310 eine zweite Fernfunkeinheit 42 umfasst mit einem dritten Kanal 53 und einem vierten Kanal 54. Die Elemente, welche identisch sind in 1 und 3, weisen dieselben Bezugszeichen auf.
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Wie in 3 zu sehen, ist die zweite Fernfunkeinheit (RRH) 42 verbunden über eine Schnittstelle 260 mit der ersten Spalte 12 und der zweiten Spalte 14 des Antennensystems 310. Der dritte Kanal 53 umfasst einen dritten Übertragungsteilkanal 53T und einen dritten Empfangsteilkanal 53R. Der vierte Kanal 54R umfasst einen vierten Übertragungsteilkanal 54T und eine ersten Empfangsteilkanal 54R.
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Der dritte Kanal 53 ist gekoppelt über einen dritten Duplexfilter 83 mit dem zweiten Antennenuntergruppenanschluss 13-2 und dem dritten Antennenuntergruppenanschluss 13-3. Der vierte Kanal 254 ist gekoppelt über einen vierten Duplexfilter 84 mit dem zweiten Antennenuntergruppenanschluss 13-2 der ersten Spalte 12 und dem dritten Antennenuntergruppenanschluss 13-3 der zweiten Spalte 14.
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Die zweite Antennenuntergruppe 12-2 wird verwendet zur Weiterleitung des dritten Sendeteilkanals 53T und des vierten Empfangsteilkanals 54R. Die dritte Antennenuntergruppe 14-1 wird verwendet zur Weiterleitung des dritten Empfangsteilkanals 53R und des vierten Empfangsteilkanals 54T.
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Die zweite Fernfunkeinheit 42 kann bei einem verschiedenen Frequenzbereich betrieben werden als die erste Fernfunkeinheit 40. Die erste Fernfunkeinheit 40 und die zweite Fernfunkeinheit 42 können verbunden sein mit verschiedenen Telekommunikationsbetreibernetzwerken. Dies ermöglicht, dass das Antennensystem 310 der 3 gemeinhin verwendet werden kann durch verschiedene der Telekommunikationsbetreiber. Alternativ könnte derselbe Telekommunikationsbetreiber die erste Fernfunkeinheit 40 und die zweite Fernfunkeinheit 42 verwenden zum Speisen des Antennensystems 310 mit Telekommunikationssignalen verschiedener Protokolle.
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4 zeigt ein weiteres Antennengruppensystem 410. Das Antennensystem 410 der 4 unterscheidet sich vom Antennensystem 310 der 3 darin, dass das Antennensystem 410 einen ersten Diplexer 95 und einen zweiten Diplexer 96 umfasst. Die Elemente, welche identisch sind in 3 und 4, weisen dieselben Bezugszeichen auf.
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In dem weiteren Aspekt der Offenbarung, wie gezeigt auf 4, der erste Sendeteilkanals 51T und der zweite Empfangsteilkanals 52R der ersten Fernfunkeinheit 40 sowie der dritte Sendeteilkanals 53T und der vierte Empfangsteilkanals 54R der zweiten Funkeinheit 42 sind gekoppelt mit einem ersten Diplexer 95. Der erste Empfangsteilkanal 51R, der zweite Sendeteilkanals 52T der ersten Funkeinheit 40 sowie der dritte Empfangsteilkanal 53R und der vierte Empfangsteilkanals 54T der zweiten Funkeinheit 42 sind gekoppelt mit einem zweiten Diplexer 96.
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Der Ausgang des ersten Diplexers 95 speist die erste Antennenuntergruppe 12-1, und der Ausgang des zweiten Diplexers 96 speist die vierte Antennenuntergruppe 14-2 der zweiten Spalte 14. Diese Anordnung stellt ein Dual-Band-Antennensystem 410 bereit, weil die Fernfunkeinheiten (RRHs) in verschiedenen Frequenzbändern betrieben werden.
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Der Fachmann wird verstehen, dass die Beispiele das Antennensystems in 1–4 verwendet werden können für MIMO-Anwendungen oder zur Bereitstellung einer vertikalen Sektorspaltung, wie gezeigt auf 5A–5C. Eine vertikale Sektorspaltung erzeugt zwei vertikale unabhängige Strahlungskeulen für einen Sektor eines Netzwerkbetreibers. Durch Verwendung der Technik der vertikalen Sektorspaltung kann die Kapazität des Sektors, welcher bedient wird durch den Netzwerkbetreiber, verbessert werden, und insbesondere verdoppelt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 12
- erste Spalte
- 12-1
- erste Antennenuntergruppe
- 12-2
- zweite Antennenuntergruppe
- 14
- zweite Spalte
- 14-1
- dritte Antennenuntergruppe
- 14-2
- vierte Antennenuntergruppe
- 13-1 bis -4
- Antennenuntergruppenanschluss
- 30
- Antennenelement
- 33-1 bis -8
- erste Strahlungselemente
- 33-11 bis -81
- erstes Dipolstrahlungselement
- 33-12 bis -82
- zweites Dipolstrahlungselement
- 34-1 bis -8
- zweite Strahlungselemente
- 34-11 to -81
- drittes Dipolstrahlungselement
- 34-12 bis -82
- viertes Dipolstrahlungselement
- 40
- Fernfunkeinheit
- 51/251
- erster Kanal
- 51T/R 251T/R
- Sende/Empfangsteilkanal
- 52/252
- zweiter Kanal
- 52T/R, 252T/R
- Sende/Empfangsteilkanal
- 53/253
- dritter Kanal
- 53T/R, 253T/R
- Sende/Empfangsteilkanal
- 54/254
- vierter Kanal
- 54T/R, 254T/R
- Sende/Empfangsteilkanal
- 71, 72, 73, 74
- Phasenschieber
- 91
- erstes Zuführnetzwerk
- 92
- zweites Zuführnetzwerk
- 93
- drittes Zuführnetzwerk
- 94
- viertes Zuführnetzwerk
- 95
- erster Diplexer
- 96
- zweiter Diplexer
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 6351243 [0006]
- US 6943732 [0011]
