WO2011076133A1 - 天线振子复用的方法、装置和天线组件 - Google Patents

天线振子复用的方法、装置和天线组件 Download PDF

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吴剑锋
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Definitions

  • the antenna element multiplexing device further includes a receiving channel 105 and a power amplifier 106.
  • the receiving channel 105 is connected to the duplexer 103 for receiving by the duplexer 103.
  • the incoming signal; the power amplifier 106 is coupled to the duplexer 103 for power amplification of the signal to the duplexer 103.
  • the antenna element multiplexing apparatus provided by the embodiment of the present invention can be applied to a scene of an active antenna system ASS and a passive antenna multiplexed antenna element.
  • the usual ASS includes an antenna element, an receiving part, and a transmitting part.
  • a feedback section can be included.
  • the receiving RF portion is as shown in FIG. 3, and may include: a low noise amplifier (LNA), a radio frequency filter (RF fil ter), and a mixer (Mixer); the intermediate frequency portion may include: an intermediate frequency amplifier (IF ampl if ier ) , IF fil ter and analog to digital converter (ADC).
  • the ADC is connected to the digital part.
  • the feedback section can include: a power coupler (Cop), a mixer (Mixer), and an ADC.
  • the combiner 202 is configured to receive a signal sent by the filter 102 in each antenna element multiplexing device, and combine the received signals and send the signal to the receiving/transmitting channel 104; and/or The signal of the filter 102 sent to the antenna element multiplexing device of each channel is received, and the received signal is branched and sent to the filter 102 in the antenna element multiplexing device of each channel.
  • the suppression band of the filter includes a band pass band of the duplexer; the first band is located a non-suppressed frequency band of the filter; the second frequency band is located in a bandpass band of the duplexer. It can be understood that there is no intersection between the first frequency band and the second frequency band.
  • the useful signal of AAS will not be shunted to the band rejection filter by the antenna element, resulting in the power in the traditional sense.
  • Loss ie, the power loss caused by direct shunt, usually 3dB
  • the useful signal of the passive antenna passing through the band-stop filter the frequency band of the useful signal does not intersect with the frequency band of the useful signal of AAS, due to AAS
  • the duplexer suppresses the frequency band of the useful signal of the passive antenna, so the useful signal for the passive antenna is not split to the duplexer by the antenna oscillator, and there is no power loss in the conventional sense (ie, direct shunting)
  • the resulting power loss is usually 3dB).
  • the filter requirement in the embodiment of the present invention may not be high, as long as the AAS itself has a degree of suppression of more than 20 dB, the filter may be implemented by using an integrated device, or a microstrip circuit may be used on the antenna element. achieve.
  • the filter can be a band-stop filter or a bandpass or low-pass for other bands, as long as the signal in the useful band of the AAS is adequately suppressed.
  • the device or module in the embodiment of the present invention may change according to the technical evolution or the application scenario, but this does not affect the implementation of the embodiment of the present invention, and should also fall within the scope of the present invention.
  • the device or module in the embodiment of the present invention is divided according to functions, and may be physically combined or divided.

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Description

天线振子复用的方法、 装置和天线组件 本申请要求了 2009年 12月 23 日提交的， 申请号为 200910189237.8, 发 明名称为 "天线振子复用的方法、 装置和天线组件" 的中国专利申请的优先 权， 其全部内容通过引用结合在本申请中。 技术领域
本发明涉及通信技术， 特别涉及天线振子复用的方法、 装置和天线组件。 背景技术 随着无线通信的发展， 有源天线系统（AAS, Active Antenna System )将 越来越多的被用于通讯系统。 AAS的主要特点是天线振子直接与一个收发信 机相连， 这样每个振子只能给一个收发信机使用。 在 n路的 AAS的射频前端 中， 包括 Ant element (天线单元， 也称为天线振子）， 天线振子与双工器 DUP ( DUPlexer )相连， DUP分别与接收通道和功率放大器相连。 通常的天线， 包括有多路天线振子， 以实现信号的发射或接收增益。 在本发明的研究过程中， 发明人发现， AAS釆用传统的合路技术（即直 接合路的方式） 与无源天线复用天线振子会造成较大的功率损耗。 发明内容
有鉴于此， 本发明实施例提供了天线振子复用的方法、 装置和天线组件， 以降低天线振子复用的功率损耗。
本发明一方面提供了一种天线振子复用装置， 包括天线振子、 滤波器和 双工器，
所述天线振子分别与滤波器和双工器相连， 所述滤波器的抑制频段包括 所述双工器的带通频段，
所述天线振子， 用于接收发往所述滤波器或所述双工器的信号， 和 /或， 用于发射从所述滤波器或所述双工器发送来的信号；
所述滤波器， 用于对所述天线振子和所述双工器发送过来的信号和 /或发 往所述天线振子和所述双工器的信号进行过滤， 使第一频段的信号通过； 所述双工器， 用于对所述天线振子和所述滤波器发送过来的信号和 /或发 往所述天线振子和所述滤波器的信号进行过滤， 使第二频段的信号通过； 所述第一频段位于所述滤波器的非抑制频段； 所述第二频段位于所述双 工器带通频段。
本发明另一方面还提供了一种天线组件， 包括至少一路本发明实施例描 述的任意一种天线振子复用装置。
本发明另一方面还提供了一种基站， 包括本发明实施例描述的任意一种 天线组件。
本发明另一方面还提供了一种天线振子复用的方法， 包括
通过天线振子接收发往滤波器或双工器的信号和 /或发射从滤波器或双工 器发送来的信号；
通过滤波器对天线振子和双工器发送过来的信号和 /或发往天线振子和双 工器的信号进行过滤， 使第一频段的信号通过；
通过双工器对天线振子和滤波器发送过来的信号和 /或发往天线振子和滤 波器的信号进行过滤， 使第二频段的信号通过；
所述滤波器的抑制频段包括所述双工器的带通频段； 所述第一频段位于 所述滤波器的非抑制频段； 所述第二频段位于所述双工器的带通频段。 釆用本发明实施例的天线振子复用的方法、 装置、 天线组件和基站， 可 以降低复用天线振子所造成的功率损耗。 附图说明 图 1是本发明实施例提供的一种天线振子复用装置的结构示意图； 图 2是本发明另一实施例提供的一种天线振子复用装置的结构示意图； 图 3是本发明实施例中通常的 ASS的结构示意图；
图 4是本发明实施例中包括 n路 ASS的射频前端的结构示意简图； 图 5是本发明实施例提供的一种天线组件的结构示意图；
图 6是本发明一个具体的实例中的 AAS有用信号频段和 AAS的双工器的频 率响应特性的示意图；
图 7是本发明一个具体的实例中的 AAS有用信号频段和带阻滤波器的频率 响应特性的示意图。 具体实施方式 本发明实施例提供了天线振子复用的方法、 装置和天线组件， 该方法、 装置和天线组件可以应用到各种无线网络， 包括 GSM ( Global System for Mobile communications,全球移动通信系统 ). WCDMA( Wideband Code Division Multiple Access , 宽带码分多址)、 TD-SCDMA ( Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access , 时分同步码分多址） 和 LTE ( Long Term Evolution, 长期演进）等各种移动网络中， 还可以应用到其他需要天线振子 复用的场景， 如雷达系统、 固定无线接入系统。
本发明实施例提供了一种天线振子复用装置， 如图 1所示， 包括天线振子 101、 滤波器 102和双工器 103,
其中， 天线振子 101分别与滤波器 102和双工器 103相连， 滤波器 102的抑 制频段为双工器 103的带通频段，
天线振子 101, 用于接收发往滤波器 102或双工器 103的信号， 和 /或， 用 于发射从滤波器 102或双工器 103发送来的信号；
滤波器 102, 用于对天线振子 101和双工器 103发送过来的信号和 /或发往 天线振子 101和双工器 103的信号进行过滤， 使第一频段的信号通过；
双工器 103, 用于对天线振子 101和滤波器 102发送过来的信号和 /或发往 天线振子 101和滤波器 102的信号进行过滤， 使第二频段的信号通过；
第一频段位于滤波器 102的非抑制频段； 第二频段位于双工器 103的带通 频段。 可以理解的是， 所述第一频段和所述第二频段没有交集。
釆用本发明实施例提供的天线振子复用装置， 可以复用天线振子， 且可 以降低天线振子复用所造成的功率损耗， 充分利用天线振子， 从而降低天线 组件的成本。
在本发明的另一个实施例中， 该天线振子复用装置中的滤波器 102可以为 带阻滤波器， 该带阻滤波器的抑制频段包括双工器的带通频段。
本发明实施例中的双工器的带通频段是指双工器可通过的频段。 双工器 可以由带通滤波器、 低通滤波器、 高通滤波器、 带阻滤波器等滤波器中的一 种或两种以上的组合来实现， 其实现方式在本发明实施例中也可以为其他方 式， 可以不予限定。
釆用本发明实施例中的天线振子复用装置， 可以使无源天线和有源天线 复用天线振子， 且可以降低天线振子复用所造成的功率损耗， 降低天线组件 的成本。
在本发明的另一个实施例中， 如图 2所示， 该天线振子复用装置还包括接 收通道 105和功率放大器 106 , 接收通道 105和双工器 103相连， 用于接收双工 器 103发送来的信号；功率放大器 106和双工器 103相连，用于将发往双工器 103 的信号进行功率放大。
应当理解的是， 接收通道 105处于接收部分； 功率放大器 106处于发射部 分。 在有源天线系统 ASS中， 还可以包括反馈部分， 对从功率放大器发往双工 器的信号中分出的信号进行处理， 获得校正信号， 以对接收部分进行信号对 消处理， 或对发射部分进行数字预失真处理。
在本发明的另一个实施例中， 如图 2所示， 该天线振子复用装置还包括收 /发通道 104 , 收 /发通道 104和滤波器 102相连， 用于接收滤波器 102发送来的 信号和 /或接收发往滤波器 102的信号并发送给滤波器 102。
本发明实施例提供的天线振子复用装置可以应用于有源天线系统 ASS和 无源天线复用天线振子的场景中， 通常的 ASS包括天线振子 （Ant e lement ), 接收部分和发射部分， 还可以包括反馈部分。
接收部分可以包括接收射频部分、 中频部分和数字部分。
其中， 接收射频部分如图 3所示， 可以包括： 低噪声放大器（LNA )、 射频 滤波器（RF f i l ter )和混频器（Mixer ); 中频部分可以包括： 中频放大器（IF ampl if ier ), 中频滤波器 （IF f i l ter )和模数转换器 （ ADC )。 ADC与数字部 分相连。
LNA用于将天线振子接收的信号放大， 但是其本身的噪声很小； 射频滤波 器用于允许特定的射频信号通过， 可以将带外的干扰信号抑制到足够小； 混 频器用于将射频信号调制到合适的中频上； 中频放大器用于将混频器的输出 信号进行放大， 放大后的信号经过中频滤波器滤波后再送到 ADC , 进行模数转 换， 再送到数字部分进行处理。
发射部分如图 3所示， 可以包括： 功率放大器（PA )、 射频混频器（Mixer ) 和数模转换器（DAC ); DAC将数字部分送过来的基带信号转换为模拟信号， 混 频器将该模拟信号转换为射频信号， 然后送给 PA进行放大， 再通过双工器后 送给天线振子。
反馈部分可以包括： 功率耦合器（Cop )、 混频器 （Mixer )和 ADC。
图 3中， L0为本振信号。
如图 4所示， 为包括 n路（n为正整数， 且 η>1 ) 的 ASS的射频前端的结构示 意简图。
本发明实施例还提供一种天线组件， 包括至少一路本发明实施例中所描 述的任意一种天线振子复用装置。
若该天线组件包括多于一路的本发明实施例中所描述的任意一种天线振 子复用装置， 在本实施例中以基于如图 2所示的天线振子复用装置为例， 如图 5所示， 该天线组件还包括合路器 202 , 其中， 合路器 202—端与每一路的天线 振子复用装置中的滤波器 102相连， 合路器 202另一端与收 /发通道 104相连， 合路器 202用于接收每一路的天线振子复用装置中的滤波器 102发送来的信 号， 并将所接收的信号进行合路后发送给收 /发通道 104 ; 和 /或， 用于接收发 往每一路的天线振子复用装置中的滤波器 102的信号， 并将所接收的信号进行 分路后发给每一路的天线振子复用装置中的滤波器 102。
其中收 /发通道 104可以为远端无线单元 RRU ( Remote Rad i o Uni t )0 本发明实施例提供的天线组件， 可以应用于多频段基站中。
本发明实施例还提供了一种天线振子复用的方法， 包括：
通过天线振子接收发往滤波器或双工器的信号， 和 /或， 发射从滤波器或 双工器发送来的信号；
通过滤波器对天线振子和双工器发送过来的信号和 /或发往天线振子和 双工器的信号进行过滤， 使第一频段的信号通过；
通过双工器对天线振子和滤波器发送过来的信号和 /或发往天线振子和 滤波器的信号进行过滤， 使第二频段的信号通过；
所述滤波器的抑制频段包括所述双工器的带通频段； 所述第一频段位于 所述滤波器的非抑制频段； 所述第二频段位于所述双工器带通频段。 可以理 解的是， 所述第一频段和所述第二频段没有交集。
在本发明实施例提供的天线振子复用的方法中， 滤波器可以为带阻滤波 器， 且该带阻滤波器的抑制频段包括双工器的带通频段。
本发明实施例还提供了一种天线振子复用的方法， 包括：
通过天线振子接收发往滤波器或双工器的信号， 和 /或， 发射从滤波器或 双工器发送来的信号；
通过滤波器对天线振子和双工器发送过来的信号和 /或发往天线振子和 双工器的信号进行过滤， 使第一频段的信号通过；
通过双工器对天线振子和滤波器发送过来的信号和 /或发往天线振子和 滤波器的信号进行过滤， 使第二频段的信号通过；
所述滤波器的抑制频段包括所述双工器的带通频段； 所述第一频段位于 所述滤波器的非抑制频段； 所述第二频段位于所述双工器带通频段；
所述天线振子、 滤波器、 双工器的数目相同， 均多于一路；
通过合路器接收每路滤波器通过的第一频段的信号， 进行合路后发送， 和 /或， 通过合路器接收发往每路滤波器的第一频段的信号， 进行分路后发送 给每路滤波器。
本发明实施例还提供一种基站， 包括本发明实施例提供的任意一种天线 组件。
本发明实施例提供的天线振子复用的方法、 装置和天线组件， 可以复用 天线振子， 且可以降低天线振子复用所造成的功率损耗， 充分利用天线振子， 从而降低天线组件的成本。
下面以一个具体的实例进行说明：
如图 6所示， 假设 AAS的发射有用信号频段 Ftx中心频率为 f l , 带宽为 BW, AAS的接收有用信号频段 Frx中心频率为 f 2 , 带宽为 BW, 这两个频段分别对应 着 AAS的双工器的发射滤波器和接收滤波器的中心频率与带宽。
在本实例中， 滤波器釆用带阻滤波器， 该带阻滤波器的滤波器的频率响 应特性与 AAS双工器的频率响应特性相反， 即带阻滤波器对 AAS的上下行的有 用频段具有较强的抑制， 对需要通过天线振子发射和 /或接收的频段没有抑制 作用， 如图 7所示。
在本实例中， 由于双工器与带阻滤波器的频率响应特性相反， 对于 AAS的 有用信号， AAS的有用信号不会因为天线振子分路给带阻滤波器， 而造成传统 意义上的功率损失（即直接分路所造成的功率损失， 通常为 3dB ); 而对于通 过带阻滤波器的无源天线的有用信号， 该有用信号的频段与 AAS的有用信号的 频段没有交集， 由于 AAS的双工器对无源天线的有用信号的频段有抑制作用， 所以对于无源天线的有用信号， 也不会因天线振子分路给双工器， 没有传统 意义上的功率损失（即直接分路所造成的功率损失， 通常为 3dB )。
应当理解的是， 本发明实施例中的滤波器要求可以不高， 只要对 AAS本身 频段有 20dB以上抑制度即可， 该滤波器可以使用集成器件实现， 也可以在天 线振子上使用微带电路实现。 滤波器可以为带阻滤波器， 也可以为其他频段 带通或者低通的形式， 只需对 AAS的有用频段的信号有足够的抑制即可。
釆用本发明实施例提供的天线振子复用装置、 天线组件和方法， 可以复 用天线振子， 充分利用天线振子， 从而降低天线组件的成本。
本领域普通技术人员可以理解： 实现上述方法实施例的全部或部分步骤 可以通过程序指令相关的硬件来完成， 前述程序可以存储于一计算机可读取 存储介质中， 该程序在执行时， 执行包括上述方法实施例的步骤； 而前述的 存储介质包括： R0M、 RAM, 磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域普通技术人员可以理解： 本发明实施例中的装置或模块的名称可 以随技术演进或应用场景的不同而改变， 但这并不影响本发明实施例的实现， 也应落在本发明的范围内； 本发明实施例中的装置或模块是依据功能进行的 划分， 在物理上可以进行合并或分割。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例， 显然， 本领域的技术人员可 以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。 这样， 倘若 本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内， 则 本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

权 利 要 求
1、 一种天线振子复用装置， 其特征在于， 包括天线振子、 滤波器和双 工器，
所述天线振子分别与滤波器和双工器相连， 所述滤波器的抑制频段包括 所述双工器的带通频段，
所述天线振子， 用于接收发往所述滤波器或所述双工器的信号， 和 /或, 用于发射从所述滤波器或所述双工器发送来的信号；
所述滤波器，用于对所述天线振子和所述双工器发送过来的信号和 /或发 往所述天线振子和所述双工器的信号进行过滤， 使第一频段的信号通过； 所述双工器，用于对所述天线振子和所述滤波器发送过来的信号和 /或发 往所述天线振子和所述滤波器的信号进行过滤， 使第二频段的信号通过； 所述第一频段位于所述滤波器的非抑制频段； 所述第二频段位于所述双 工器带通频段。
2、 如权利要求 1 所述的天线振子复用装置， 其特征在于， 所述滤波器 为带阻滤波器， 所述带阻滤波器的抑制频段包括所述双工器的带通频段。
3、 如权利要求 1或 2所述的天线振子复用装置， 其特征在于， 还包括 接收通道和功率放大器， 所述接收通道和所述双工器相连， 用于接收所述双 工器发送来的信号； 所述功率放大器和所述双工器相连， 用于将发往所述双 工器的信号进行功率放大。
4、 如权利要求 1至 3任意一项所述的天线振子复用装置， 其特征在于， 所述滤波器使用集成器件实现， 或者， 在所述天线振子上使用微带电路实现。
5、 如权利要求 1至 4任意一项所述的天线振子复用装置， 其特征在于， 还包括收 /发通道， 与所述滤波器相连， 用于接收所述滤波器发送的信号和 / 或接收发往所述滤波器的信号并发给所述滤波器。
6、 一种天线组件， 其特征在于， 包括至少一路如权利要求 1至 4任意 一项所述的天线振子复用装置。
7、 如权利要求 6所述的天线组件， 其特征在于， 若包括多于一路的如 权利要求 1至 4任意一项所述的天线振子复用装置， 所述天线组件还包括合 路器， 所述合路器一端与多于一路的天线振子复用装置中的滤波器相连， 所 述合路器用于接收多于一路的天线振子复用装置中的滤波器发送的信号并将 所接收的信号进行合路， 和 /或， 用于接收发往多于一路的天线振子复用装置 中的滤波器的信号并将所接收的信号进行分路后发送给多于一路的天线振子 复用装置中的滤波器。
8、 如权利要求 7所述的天线组件， 其特征在于， 还包括收 /发通道， 与 所述合路器相连， 用于接收所述合路器发送的合路后的信号， 和 /或， 接收发 往所述合路器的信号并发给所述合路器。
9、 一种基站， 其特征在于， 包括如权利要求 6至 8任意一项所述的天 线组件。
10、 一种天线振子复用的方法， 其特征在于， 包括
通过天线振子接收发往滤波器或双工器的信号和 /或发射从滤波器或双 工器发送来的信号；
通过滤波器对天线振子和双工器发送过来的信号和 /或发往天线振子和 双工器的信号进行过滤， 使第一频段的信号通过；
通过双工器对天线振子和滤波器发送过来的信号和 /或发往天线振子和 滤波器的信号进行过滤， 使第二频段的信号通过；
所述滤波器的抑制频段包括所述双工器的带通频段； 所述第一频段位于 所述滤波器的非抑制频段； 所述第二频段位于所述双工器的带通频段。
11、 如权利要求 10所述的天线振子复用的方法， 其特征在于， 所述滤 波器为带阻滤波器， 所述带阻滤波器的抑制频段包括所述双工器的带通频段。
12、 如权利要求 10至 11任意一项所述的天线振子复用的方法， 其特征 在于， 还包括 通过接收通道接收所述双工器发送来的信号， 或者， 通过功率放大器将 发往所述双工器的信号进行功率放大。
13、 如权利要求 10或 12所述的天线振子复用的方法， 其特征在于， 所 述天线振子、 滤波器和双工器的数目相同， 均多于一路；
通过合路器接收每路滤波器通过的第一频段的信号， 进行合路后发送， 和 /或， 通过合路器接收发往每路滤波器的第一频段的信号， 进行分路后发送 给每路滤波器。
14、 如权利要求 10至 12任意一项所述的天线振子复用的方法， 其特征 在于， 还包括
通过收 /发通道接收所述滤波器发送的信号和 /或接收发往所述滤波器的 信号并发给所述滤波器。
PCT/CN2010/080183 2009-12-23 2010-12-23 天线振子复用的方法、装置和天线组件 WO2011076133A1 (zh)

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