专利名称：用于处理无线电通信系统中的至少两个频带或无线电标准的宽带天线和无线电基站系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及处理无线电通信系统中的至少两个频带或无线电标准。具体地，本发 明涉及被配置为执行所述处理无线电通信系统中的至少两个频带或无线电标准的宽带天 线、以及包括被配置为执行所述处理无线电通信系统中的至少两个频带或无线电标准的宽 带天线的相应无线电基站系统。
背景技术：
移动无线电基站天线代表无线电通信系统中的无线电频率(RF)接入点，以实现 经由空中接口到移动电话的连接。虽然一般在无线电通信系统中不同的频带被局部可用的 无线无线电标准使用，但是期望的是移动基站天线被优化到相关频带或无线电标准以提供 良好的RF属性。而且，通过信号的移相而实现的、天线射束的最优垂直电倾斜取决于相应 天线进行无线电传输所用的实际频带和无线电标准。对于具有许多不同频带和/或无线电 标准的移动无线电基站位置，所需的天线量当前是很高的，并且由于位置规划、法律或商业 约束而往往不大可能把所有天线安装到一个天线位置。随着新无线电标准的引入和新频带 的释放，这种情形甚至将变得更糟。为了减少所需的天线数量，最近引入了宽带天线。它们支持大带宽并因此在一个 天线内覆盖不同的频带或无线电标准。然而，已知的宽带天线仅提供用于为整个天线调整 一个共同垂直倾斜的装置，这具有不能确保频带无线电标准优化的倾斜的负面效应。如果 需要不同的倾斜，则需要专用于每个标准的单独天线。因此，仍然存在对改进的移动无线电基站天线的需要。
发明内容本发明的目标是提供用于处理无线电通信系统中的至少两个频带或无线电标准 的、克服上面提及的问题的所改进的宽带天线和无线电基站系统。这个目标是通过包括根据权利要求1和3的特征的宽带天线、以及包括根据权利 要求6的特征的无线电基站而实现的。用对应的从属权利要求来提供本发明的进一步实施例。本发明的目标是由被配置用于处理无线电通信系统中的至少两个频带的宽带天 线实现的，该宽带天线包括至少一列。该列包括至少一个天线元件；被配置用于移相第一 频带的第一移相器和被配置用于移相第二频带的第二移相器；被配置用于复用移相的第一 和第二频带的双工器，包括第一输入、第二输入和一个输出。第一移相器耦合到第一输入， 第二移相器耦合到第二输入，并且天线元件耦合到该输出。根据本发明的实施例，天线元件是偏振天线元件，且每个频带包括第一偏振方向 和第二偏振方向。而且，所述第一移相器是被配置用于移相第一频带的第一偏振方向和第 二偏振方向的双重移相器，而所述第二移相器是被配置用于移相第二频带的第一偏振方向和第二偏振方向的双重移相器。双工器是双重双工器，包括两个单双工器，每个单双工器包 括第一输入、第二输入和一个输出。第一移相器耦合到第一输入，第二移相器耦合到第二输 入，并且天线元件耦合到该输出。本发明的目标也是由被配置用于处理无线电通信系统中的至少两个无线电标准 的宽带天线实现的，该宽带天线包括至少一列。该列包括至少一个天线元件；被配置用于 移相第一无线电标准的第一移相器和被配置用于移相第二无线电标准的第二移相器；被配 置用于复用移相的第一和第二无线电标准的双工器，包括第一输入、第二输入和一个输出。 第一移相器耦合到第一输入，第二移相器耦合到第二输入，并且天线元件耦合到该输出。根据本发明的实施例，天线元件是偏振天线元件，且每个无线电标准包括第一偏 振方向和第二偏振方向。而且，所述第一移相器是被配置用于移相第一无线电标准的第一 偏振方向和第二偏振方向的双重移相器，而所述第二移相器是被配置用于移相第二无线电 标准的第一偏振方向和第二偏振方向的双重移相器。双工器是双重双工器，包括两个单双 工器，每个单双工器包括第一输入、第二输入和一个输出。第一移相器耦合到第一输入，第 二移相器耦合到第二输入，并且天线元件耦合到该输出。根据本发明的实施例，双工器是印刷电路板双工器。根据本发明的进一步实施例，该宽带天线还包括印刷线路板，所述印刷线路板包 括所述印刷电路板双工器。根据本发明的进一步实施例，该宽带天线还包括外壳，所述外壳包括天线元件、第 一和第二移相器、以及双工器。本发明的目标也是由包括根据发明的宽带天线的无线电基站系统实现的。
通过结合附图阅读发明的优选实施例的以下描述，将更清楚地理解本发明，其 中图1示出根据本发明的一些实施例的宽带天线；图2示出根据本发明的一些实施例的宽带天线；以及图3示出根据本发明的一些实施例的无线电基站系统。
具体实施方式
图1示出根据本发明的一些实施例的宽带天线。宽带天线10被配置用于处理无线电通信系统中的两个频带12、13。然而，相同的 原理也可以被应用于三个或更多的频带或无线电标准。图1所示的宽带天线10包括一列 101。该列101包括天线元件1011。虽然出于简化的原因，图1所示的示例天线仅具有一列 和一个天线元件，但是本领域的技术人员应当明白本发明也对不止一列和包含在每列中的 不止一个天线元件起作用。宽带天线10包括外壳11。外壳11包括天线元件1011、第一和第二移相器1012、 1013、以及双工器1014。宽带天线10还包括被配置用于移相第一频带12的第一移相器1012和被配置用 于移相第二频带13的第二移相器1013。[0024]而且，宽带天线10包括被配置用于复用移相的第一和第二频带的双工器1014。双 工器1014包括第一输入10141、第二输入10142和一个输出10143，其中第一移相器1012 耦合到第一输入10141，第二移相器1013耦合到第二输入10142，并且天线元件1011耦合 到该输出10143。图2示出根据本发明的一些实施例的宽带天线10。具体而言，图2示出关于支持 两个频带的、包括四列101、102、103、104的宽带天线10的解决方案的示例实施例。在所示 的实施例中，第一频带12是在2. 6GHz上的TD-LTE频带，而第二频带13是在1. 9-2. OGHz 上的TD-SCDMA频带。然而，频带和/或无线电标准的任何组合是可能的，例如-GSM作为无线电标准，并且两个频带，一个频带以第一较低角度倾斜而第二频带 以第二较高角度倾斜，用于覆盖不同的小区区域；-GSM作为第一无线电标准，LTE作为第二无线电标准，但是相同的无线电频带；或 者-GSM作为第一无线电标准，LTE作为第二无线电标准，并且两个频带，一个频带以 第一较低角度倾斜而第二频带以第二较高角度倾斜，用于覆盖不同的小区区域。如上所述，本发明不局限于四列宽带天线，而且也可应用于一列和多列宽带天线。如在图2所示的示例的情况下那样，典型地每列101、102、103、104传输两个偏振 方向，并因此使用正交偏振天线元件1011或辐射器。用于频带无关的垂直倾斜的主要元件是移相器1012、1013和在移相器1012、1013 与天线元件1011之间的双工器1014。移相器1012、1013要么例如由电动机(具体地是步 进电动机)机电控制要么完全电子控制。移相器1012、1013是RF馈线网络的一部分，该RF 馈线网络端接在天线10的天线连接器的一侧和在双工器1014/天线元件1011的另一侧。 对于每列101、102、103、104和频带12、13的每个偏振方向，需要一个移相器1012、1013。在 图2中，出于简化原因，仅示出第一移相器1012和第二移相器1013。然而，本领域的技术 人员显而易见对于图2所描绘的情形，由于频带12、13的两个偏振方向，两个第一移相器 1012和两个第二移相器1013是必需的。在一些情况下，相同的相移可以用于两个偏振方 向，并且在这种情况下仅需要一个第一移相器和一个第二移相器。出于简化原因，在图2中省略了双工器输入10141、10142和输出10143。对于每列101、102、103、104和天线元件1011/天线元件群1011(该群内的所有 天线元件用关于振幅和相位的相同RF信号进行馈送)的每个偏振方向，需要一个双工器 1014。根据本发明的一些实施例，一个电动机控制一个频带12、13的移相器1012、1013。根据本发明的进一步实施例，一个电动机控制一个频带12、13的一个偏振方向的 移相器1012、1013并因此实现每频带的偏振无关的倾斜。根据本发明的一些实施例，双工器1014被实施为天线印刷线路板(PWB)上的印刷 电路，以便不需要外部双工器和将优化天线的体积和/或重量。图3示出包括根据本发明的宽带天线10的无线电基站系统30。本发明提出了允许至少两个频带或无线电标准的频带无关的倾斜调整并因此实 现在天线杆/塔杆处更紧凑的位置规划和更少箱盒。具体而言，如果宽带天线支持两个不同频带上的两个不同无线电标准，则本发明允许倾斜第一无线电标准A以得到更大覆盖，并且倾斜第二无线电标准B以用于容量优化。 虽然上面示出和描述了本发明的实施例和应用，但是本领域的技术人员应当明 白，在不偏离此处描述的发明概念的情况下(除了上面提及的之外)更多的修改是可能的。 因此，发明除了受限于所附权利要求的精神以外不受限制。因此，旨在前面的详细描述应当 被视为说明性的而非限制性的。缩写列表[0042]GSM全球移动通信系统[0043]LTE长期演进[0044]PffB印刷线路板[0045]RF无线电频率[0046]TD-LTE时分LTE[0047]TD-SCDMA时分同步码分多tl[0048]参考标记列表[0049]10宽带天线[0050]11外壳[0051]12第一频带[0052]13第二频带[0053]101，102[0054]103，104列[0055]1011天线元件[0056]1012第一移相器[0057]1013第二移相器[0058]1014双工器[0059]10141双工器输入[0060]10142双工器输入[0061]10143双工器输出[0062]30无线电基站系统
权利要求1.宽带天线(10)，被配置用于处理无线电通信系统中的至少两个频带(12，13)，该宽 带天线(10)包括至少一列(101，102，103，104)，该列(101，102，103，104)包括-至少一个天线元件(1011)；-被配置用于移相第一频带(12)的第一移相器(1012)和被配置用于移相第二频带 (13)的第二移相器(1013)；-被配置用于复用移相的第一和第二频带的双工器(1014)，包括第一输入(10141)、第 二输入(10142)和一个输出(10143)，其中第一移相器(1012)耦合到第一输入(10141)，第 二移相器(1013)耦合到第二输入(10142)，并且天线元件(1011)耦合到该输出(10143)。
2.根据权利要求1的宽带天线(10)，其中天线元件(1011)是偏振天线元件，且其中每 个频带(12，1 包括第一偏振方向和第二偏振方向，且其中-所述第一移相器(101 是被配置用于移相第一频带(1 的第一偏振方向和第二偏 振方向的双重移相器；-所述第二移相器(101 是被配置用于移相第二频带(1 的第一偏振方向和第二偏 振方向的双重移相器；且其中所述双工器(1014)是双重双工器，包括两个单双工器，每个单双工器包括第一 输入(10141)、第二输入(10142)和一个输出(10143)，其中第一移相器(1012)耦合到第一 输入(10141)，第二移相器(1013)耦合到第二输入(10142)，并且天线元件(1011)耦合到 该输出(10143)。
3.宽带天线(10)，被配置用于处理无线电通信系统中的至少两个无线电标准(12， 13)，该宽带天线(10)包括至少一列(101，102，103，104)，该列(101，102，103，104)包括-至少一个天线元件(1011)；-被配置用于移相第一无线电标准(12)的第一移相器(1012)和被配置用于移相第二 无线电标准(13)的第二移相器(1013)；-被配置用于复用移相的第一和第二无线电标准的双工器(1014)，包括第一输入 (10141)、第二输入(10142)和一个输出(10143)，其中第一移相器(1012)耦合到第一输入 (10141)，第二移相器(1013)耦合到第二输入(10142)，并且天线元件(1011)耦合到该输 出(10143)。
4.根据权利要求3的宽带天线(10)，其中天线元件(1011)是偏振天线元件，且其中每 个无线电标准(12，1 包括第一偏振方向和第二偏振方向，且其中-所述第一移相器(101 是被配置用于移相第一无线电标准(1 的第一偏振方向和 第二偏振方向的双重移相器；-所述第二移相器(101 是被配置用于移相第二无线电标准(1 的第一偏振方向和 第二偏振方向的双重移相器；且其中所述双工器(1014)是双重双工器，包括两个单双工器，每个单双工器包括第一 输入(10141)、第二输入(10142)和一个输出(10143)，其中第一移相器(1012)耦合到第一 输入(10141)，第二移相器(1013)耦合到第二输入(10142)，并且天线元件(1011)耦合到 该输出(10143)。
5.根据权利要求1到4中的任何一个的宽带天线(10)，其中所述双工器(1014)是印 刷电路板双工器。
6.根据权利要求1到4中的任何一个的宽带天线(10)，该宽带天线(10)还包括印刷 线路板，所述印刷线路板包括所述印刷电路板双工器。
7.根据权利要求1到4中的任何一个的宽带天线(10)，该宽带天线(10)还包括外壳 (11)，所述外壳(11)包括天线元件(1011)、第一和第二移相器(1012，1013)、以及双工器 (1014)。
8.无线电基站系统(30)，包括根据权利要求1到7中任一项的宽带天线(10)。
专利摘要用于处理无线电通信系统中的至少两个频带或无线电标准的宽带天线和无线电基站系统。本实用新型涉及被配置用于处理无线电通信系统中的至少两个频带或无线电标准的宽带天线，该宽带天线包括至少一列，该列包括至少一个天线元件；被配置用于移相第一频带或无线电标准的第一移相器和被配置用于移相第二频带或无线电标准的第二移相器；被配置用于复用移相的第一和第二频带或无线电标准的双工器，包括两个输入和一个输出，其中第一移相器和第二移相器耦合到这两个输入，并且天线元件耦合到该输出。本实用新型还涉及包括根据本实用新型的宽带天线的无线电基站系统。
文档编号H01Q5/00GK201898207SQ201020283170
公开日2011年7月13日 申请日期2010年8月4日 优先权日2010年8月4日
发明者A·豪布里希, E·古哈, H·海因茨, M·戈尔德贝格, R·K·绍科嫩, R·霍夫曼 申请人:诺基亚西门子通信公司