WO2012116550A1 - 天线系统及无线通信系统 - Google Patents

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WO2012116550A1
WO2012116550A1 PCT/CN2011/081507 CN2011081507W WO2012116550A1 WO 2012116550 A1 WO2012116550 A1 WO 2012116550A1 CN 2011081507 W CN2011081507 W CN 2011081507W WO 2012116550 A1 WO2012116550 A1 WO 2012116550A1
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antenna
antenna elements
antenna system
power combiner
wireless communication
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周元
董明杰
容荣
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华为技术有限公司
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/061—Two dimensional planar arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/28—Combinations of substantially independent non-interacting antenna units or systems

Definitions

  • Antenna system and wireless communication system are antenna system and wireless communication system
  • Embodiments of the present invention relate to communication technologies, and in particular, to an antenna system and a wireless communication system. Background technique
  • the wireless communication system can suppress the multipath fading of the channel by adopting a multi-antenna technology, for example, a multi-input and multi-output (MIM) system.
  • a multi-antenna technology for example, a multi-input and multi-output (MIM) system.
  • MIM0 technology places multiple antennas at the transmitting end and the receiving end for transmitting and receiving, and uses multiple antennas to suppress channel fading.
  • the starting point of MIM0 technology is to combine multiple transmit antennas with multiple receive antennas to multiply the capacity and spectrum utilization of the communication system without increasing the system bandwidth, while improving the reliability of the channel and reducing the bit error rate.
  • the MIM0 technology can utilize the multipath component of propagation to a certain extent, that is, MIM0 can resist multipath fading, but for frequency selective deep fading, MIM0 technology cannot suppress it.
  • the wireless communication system using the MIM0 technology cannot suppress, and the quality of the received signal is degraded, resulting in a decrease in system performance.
  • Embodiments of the present invention provide an antenna system and a wireless communication system to improve system performance of a wireless communication system.
  • An embodiment of the present invention provides an antenna system, where the antenna system includes at least two paths, wherein each path includes at least two antenna elements, and the at least two antenna elements are in the same plane, and the at least two The back end of the antenna array is connected to a power combiner, and signals respectively received by the at least two antenna elements are combined by the power combiner.
  • the embodiment of the invention further provides a wireless communication system, which comprises the above antenna system.
  • the embodiment of the present invention includes at least two antenna elements through each path, and the back end of the at least two antenna elements is connected to the power combiner, due to different antenna elements.
  • the received signal is less likely to undergo frequency selective deep fading at the same time, so the quality of the received signal can be improved, thereby improving the system performance of the wireless communication system.
  • FIG. 1 is a schematic structural diagram of an antenna system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a radiation pattern of an antenna element in an antenna system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is another radiation pattern of an antenna element in an antenna system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a schematic diagram of another arrangement of an antenna array in an antenna system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a schematic diagram of still another arrangement of an antenna array in an antenna system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a schematic diagram of still another arrangement of an antenna array in an antenna system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a schematic diagram of connection between an antenna array and a power combiner in an antenna system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 9 is another schematic structural diagram of an antenna system according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a schematic diagram of connection of an antenna array and a power splitter in an antenna system according to an embodiment of the present invention. detailed description
  • the antenna system of this embodiment may include at least two paths, where each path may include at least two antenna elements 10, at least The rear ends of the two antenna elements 10 are connected to the power combiner 20 to The signals received by each of the fewer two antenna elements 10 are combined by the power combiner 20.
  • the probability of occurrence of deep fading can be reduced by at least two antenna elements 10, thereby improving the quality of the received signal.
  • at least two antenna elements 10 are linearly polarized antenna elements, and the radiation direction thereof may be a directional radiation direction, and the pattern may be as shown in FIG. 2, or may also be an omnidirectional radiation direction, and the pattern may be as shown in FIG. Shown.
  • the power combiner 20 can be a stand-alone component, or can be a functional circuit on a printed circuit board (Pr inted Circuit Board).
  • At least two antenna elements 10 of each path may be disposed on the same horizontal plane (as shown in FIGS. 4 and 5); at least two antenna elements 10 of different paths may be disposed on the same horizontal plane (as shown in the figure). 6)), at least two antenna elements 10 of different paths can also be set at different levels (as shown in FIG. 7).
  • At least two antenna elements 10 may be specifically connected to the power combiner 20 via a coaxial cable (as shown in FIG. 8) or a microstrip line.
  • the rear end of at least two antenna elements 10 in this embodiment may further be connected to the power splitter 30, and the signal input to the power splitter 30 is distributed to the at least two antennas through the power splitter 30.
  • the phase difference between the at least two antenna elements 10 can be used to enhance the directivity of the transmitted signal, thereby improving the quality of the transmitted signal.
  • the power splitter 30 can be a separate component or can be a functional circuit on the PCB.
  • At least two antenna elements 10 may be specifically connected to the power splitter 30 via a coaxial cable (as shown in FIG. 10) or a microstrip line.
  • the power splitter 30 and the power combiner 20 can be separately provided, and can also be integrally provided.
  • each path may further include a parasitic unit for optimizing the performance of the at least two antenna elements 10 by techniques such as reflection, steering, and the like.
  • At least two antenna elements are included in each path, and the back end of the at least two antenna elements is connected to the power combiner, and the possibility of frequency selective deep fading occurring at the same time due to signals received by different antenna elements is very high. Small, so it can improve the quality of the received signal, thereby improving the system performance of the wireless communication system.
  • the embodiment of the present invention may further provide a wireless communication system, including the foregoing embodiment of the present invention.
  • the antenna system provided.
  • the wireless communication system provided by the embodiment of the present invention may include but is not limited to multiple input and multiple output.
  • MIM0 Multi-Input Multiple-Output

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Description

天线系统及无线通信系统
技术领域
本发明实施例涉及通信技术， 尤其涉及一种天线系统及无线通信系 统。 背景技术
无线通信系统通过采用多天线技术， 例如： 多输入多输出 ( Mul t i p le-Input Mul t i l e-Output , 简称 MIM0 )技术， 可以抑制信道的 多径衰落。 以 MIM0技术为例， MIM0技术是在发射端和接收端分别放置多 个天线用于收发， 用多天线来抑制信道衰落。 MIM0技术出发点是将多发送 天线与多接收天线相结合， 在不增加系统带宽的情况下， 成倍提高通信系 统的容量和频谱利用率， 同时提高信道的可靠性， 降低误码率。 MIM0技术 在一定程度上可以利用传播中多径分量， 也就是说 MIM0可以抗多径衰落， 但是对于频率选择性深衰落， MIM0技术则无法进行抑制。
但是对于信道的频率选择性深衰落， 采用 MIM0技术的无线通信系统 则无法进行抑制， 使得接收到的信号质量降低， 从而导致了系统性能的下 降。
发明内容
本发明实施例提供一种天线系统及无线通信系统， 以提高无线通信系 统的系统性能。
本发明实施例提供了一种天线系统， 所述天线系统包括至少两个通 路， 其中， 每个通路包括至少两个天线阵子， 并且所述至少两个天线阵子 在同一平面， 所述至少两个天线阵子的后端连接功率合成器， 所述至少两 个天线阵子各自接收的信号通过所述功率合成器进行合并。
本发明实施例又提供了一种无线通信系统， 包含上述天线系统。
由上述技术方案可知， 本发明实施例通过每个通路包括至少两个天线 阵子， 且该至少两个天线阵子的后端连接功率合成器， 由于不同天线阵子 接收到的信号同时发生频率选择性深衰落的可能性很小， 所以能够提高接 收到的信号质量， 从而提高了无线通信系统的系统性能。 附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案， 下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍， 显而易见地， 下 面描述中的附图是本发明的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在 不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。
图 1为本发明实施例提供的天线系统的一结构示意图；
图 2为本发明实施例提供的天线系统中天线阵子的一辐射方向图； 图 3为本发明实施例提供的天线系统中天线阵子的另一辐射方向图； 图 4为本发明实施例提供的天线系统中天线阵子的一设置示意图； 图 5为本发明实施例提供的天线系统中天线阵子的另一设置示意图； 图 6为本发明实施例提供的天线系统中天线阵子的再一设置示意图； 图 7为本发明实施例提供的天线系统中天线阵子的又一设置示意图； 图 8为本发明实施例提供的天线系统中天线阵子与功率合成器的连接 示意图；
图 9为本发明实施例提供的天线系统的另一结构示意图；
图 10为本发明实施例提供的天线系统中天线阵子与功率分配器的连 接示意图。 具体实施方式
为使本发明实施例的目的、 技术方案和优点更加清楚， 下面将结合本 发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描 述， 显然， 所描述的实施例是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提 下所获得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。
图 1为本发明实施例提供的天线系统的一结构示意图， 如图 1所示， 本实施例的天线系统可以包括至少两个通路， 其中， 每个通路可以包括至 少两个天线阵子 10 , 至少两个天线阵子 10的后端连接功率合成器 20 , 至 少两个天线阵子 10各自接收的信号通过功率合成器 20进行合并。 在接收 信号的过程中， 可以通过至少两个天线阵子 10降低发生深衰落的概率， 从而提高了接收到的信号的质量。 其中， 至少两个天线阵子 10为线极化 天线阵子， 其辐射方向可以为定向辐射方向， 其方向图可以如图 2所示， 或者还可以为全向辐射方向， 其方向图可以如图 3所示。
其中， 功率合成器 20可以为独立的元器件， 或者还可以为印刷电路 板（Pr inted C i rcu i t Board, 简称 PCB ) 上的功能电路。
具体地， 每个通路的至少两个天线阵子 10可以设置在同一个水平面 上 （如图 4和图 5所示） ； 不同通路的至少两个天线阵子 10可以设置在 同一个水平面上 （如图 6所示） ， 不同通路的至少两个天线阵子 10也可 以设置在不同水平面上 （如图 7所示） 。
具体地， 至少两个天线阵子 10具体可以通过同轴电缆（如图 8所示） 或微带线连接功率合成器 20。
进一步地， 如图 9所示， 本实施例中的至少两个天线阵子 10的后端 还可以进一步连接功率分配器 30, 输入功率分配器 30的信号通过功率分 配器 30分配到至少两个天线阵子 10并发送。 在发射信号的过程中， 可以 通过至少两个天线阵子 10之间带来的相位差来增强发射的信号的方向性， 从而提高了发射的信号的质量。 其中， 功率分配器 30可以为独立的元器 件， 或者还可以为 PCB上的功能电路。
具体地，至少两个天线阵子 10具体可以通过同轴电缆（如图 10所示） 或微带线连接功率分配器 30。
本实施例中， 功率分配器 30与功率合成器 20可以单独设置， 还可以 一体化设置。
进一步地， 本实施例中， 每个通路还可以进一步包括寄生单元， 用于 通过反射、 引向等技术对至少两个天线阵子 10的性能进行优化。
本实施例中， 通过每个通路包括至少两个天线阵子， 且该至少两个天 线阵子的后端连接功率合成器， 由于不同天线阵子接收到的信号同时发生 频率选择性深衰落的可能性很小， 所以能够提高接收到的信号质量， 从而 提高了无线通信系统的系统性能。
本发明实施例还可以提供一种无线通信系统， 包含上述本发明实施例 提供的天线系统。
本发明实施例提供的无线通信系统可以包括但不限于多输入多输出
( Multiple-Input Multiple-Output, 简称 MIM0) 系统或波束成型
( Beamf orming ) 系统。
最后应说明的是： 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案， 而非对 其限制； 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明， 本领域的普通 技术人员应当理解： 其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修 改， 或者对其中部分技术特征进行等同替换； 而这些修改或者替换， 并不 使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

权 利 要 求 书
1、 一种天线系统， 所述天线系统包括至少两个通路， 其特征在于， 每个通路包括至少两个天线阵子， 并且所述至少两个天线阵子在同一平 面， 所述至少两个天线阵子的后端连接功率合成器， 所述至少两个天线阵 子各自接收的信号通过所述功率合成器进行合并。
2、 根据权利要求 1所述的天线系统， 其特征在于， 所述功率合成器 为独立的元器件或 PCB上的功能电路。
3、 根据权利要求 1所述的天线系统， 其特征在于， 所述至少两个天 线阵子通过同轴电缆或微带线连接所述功率合成器。
4、 根据权利要求 1所述的天线系统， 其特征在于， 所述至少两个天 线阵子的后端还连接功率分配器， 输入所述功率分配器的信号通过所述功 率分配器分配到所述至少两个天线阵子并发送。
5、 根据权利要求 4所述的天线系统， 其特征在于， 所述功率分配器 为独立的元器件或 PCB上的功能电路。
6、 根据权利要求 4所述的天线系统， 其特征在于， 所述至少两个天 线阵子通过同轴电缆或微带线连接所述功率分配器。
7、 根据权利要求 4所述的天线系统， 其特征在于， 所述功率分配器 与所述功率合成器单独设置或一体化设置。
8、 根据权利要求 1至 7任一权利要求所述的天线系统， 其特征在于， 所述至少两个天线阵子为线极化天线阵子。
9、 根据权利要求 1至 7任一权利要求所述的天线系统， 其特征在于， 所述至少两个天线阵子的辐射方向包括定向辐射方向或全向辐射方向。
10、 根据权利要求 1至 7任一权利要求所述的天线系统， 其特征在于， 所 述每个通路还包括寄生单元， 用于对所述至少两个天线阵子的性能进行优化。
1 1、 一种无线通信系统， 其特征在于， 包括权利要求 1至 10任一权 利要求所述的天线系统。
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