阵列天线布置的制作方法
本公开的各种方面一般地涉及阵列天线布置。
背景技术：
传统天线阵列是用于发送和/或接收无线电波的一组单独的天线，它们以使得各自的电流处于指定的幅度和相位关系的方式被连接在一起。不同相位的相互作用以牺牲其他方向的方式增强了一个期望方向上的信号。这允许阵列用作单个天线，这与从各个元件获得的方向特性相比，通常具有改善的方向特性。可转向天线阵列可以被物理地固定，但是对这些电流之间的关系具有电子控制，从而允许调整天线的方向性，其被称为相控阵天线。
因此，相控阵是如下天线阵列，其中如果阵列在期望方向上被加强并且在不期望的方向上被抑制，则馈送天线的相应信号的相对相位以有效辐射方向图的方式被设置。在毫米波通信中，通过使用高增益天线来补偿高路径损耗是非常重要和必要的。相控阵天线预计将成为5g毫米波通信的良好候选者，以实现低成本和可转向性。
技术实现要素：
本公开的一方面涉及一种天线阵列布置，包括：多个天线阵列，每个天线阵列包括多个天线元件；其中多个天线阵列中的至少两个天线阵列沿水平维度或垂直维度中的至少一个交错；并且其中多个天线阵列中的至少两个不同的天线阵列的多个天线元件在水平维度或垂直维度上的投影的相邻元件具有来自天线阵列布置的发送信号的波长的大约一半的距离。
本公开的另一方面涉及一种天线阵列布置，包括：多个天线阵列，每个天线阵列包括多个天线元件；其中，多个天线阵列中的至少两个天线阵列沿水平维度或垂直维度中的至少一个交错；并且其中，多个天线阵列中的第一天线阵列的多个天线元件在水平维度或垂直维度上的投影的元件与多个天线阵列中的第二天线阵列的多个天线元件在水平维度或垂直维度上的投影的另一元件之间的距离是来自天线阵列布置的发送信号的波长的大约一半。
本公开的又一方面涉及一种天线阵列布置，包括：多个天线阵列，每个天线阵列包括多个天线元件；其中，多个天线阵列中的至少两个天线阵列沿水平维度或垂直维度中的至少一个交错；并且其中，多个天线阵列中的至少两个不同天线阵列的多个天线元件在水平维度或垂直维度上的投影的所有相邻元件具有来自天线阵列布置的发送信号的波长的大约一半的距离。
附图说明
在附图中，相同的参考标记通常贯穿不同的视图来指相同的部分。附图不一定按比例绘制，而是通常重点说明本发明的原理。在下面的描述中，参考以下附图描述本发明的各种实施例，其中：
图1示出了示例性相控阵天线。
图2示出了本公开的方面中的示例性通信网络。
图3示出了本公开的方面中的示例性天线模块。
图4示出了本公开的方面中的示例性模块化天线阵列。
图5示出了本公开的方面中的如图4所示的示例性模块化天线的天线方向图的方位角切片(cut)。
图6示出了本公开的方面中的如图4所示的示例性模块化天线的天线方向图的仰角切片。
图7示出了本公开的方面中的大型天线阵列的示例性设计。
图8示出了本公开的方面中的如图7所示的大型天线的天线方向图的方位角切片。
图9示出了本公开的方面中的如图7所示的大型天线的天线方向图的仰角切片。
图10示出了本公开的方面中的模块化天线阵列布置的示例性设计。
图11示出了本公开的方面中的模块化天线阵列布置的天线元件在垂直域上的投影。
图12示出了本公开的方面中的模块化天线阵列布置的天线元件在水平域上的投影。
图13示出了本公开的方面中的如图12所示的示例性模块化天线阵列布置的天线方向图的方位角切片。
图14示出了如图12所示的示例性模块化天线阵列布置的天线方向图的仰角切片。
图15示出了本公开的方面中的模块化天线阵列布置的另一示例性设计。
图16示出了本公开的方面中的如图15所示的示例性模块化天线阵列布置的天线方向图的方位角切片。
图17示出了本公开的方面中的模块化天线阵列布置的另一示例性设计。
图18示出了本公开的方面中的如图17所示的示例性模块化天线阵列布置的天线方向图的方位角切片。
图19示出了如图17所示的示例性模块化天线阵列布置的天线方向图的仰角切片。
图20示出了包括模块化天线阵列的发送器架构的框图。
具体实施方式
下面的详细描述涉及附图，附图通过说明的方式示出了其中本发明可以被实施的具体细节和实施例。
词语“示例性”在本文中被用来表示“作为示例、实例、或说明”。本文中被描述为“示例性”的任意实施例或设计不一定被解释为相比于其他实施例或设计是优选的或有优势的。
说明书和权利要求书中的词语“复数个”和“多个”(如果有的话)被用来明确地指大于一的数量。相应地，明确引用前述提及对象的数量的词语的任意短语(例如，“复数个[对象]”、“多个[对象]”)旨在明确地指不止一个所述对象。说明书和权利要求书中的术语“群”、“组”、“集合”、“系列”、“序列”、“分组”、“选集”等等(如果有的话)被用来指大于或等于一(即，一个或多个)的数量。相应地，本文中所使用的与对象的数量相关的短语“一群[对象]”、“一组[对象]”、“一集合[对象]”、“一系列[对象]”、“一序列[对象]”、“一分组[对象]”、“一选集[对象]”、“[对象]群”、“[对象]组”、“[对象]集合”、“[对象]系列”、“[对象]序列”、“[对象]分组”、“[对象]选集”等等旨在指一个或多个所述对象。应当理解的是，除非直接用明确陈述的复数数量(例如，“两个[对象]”、“三个[对象]”、“十个或更多个[对象]”、“至少四个[对象]”等等)或明确使用词语“复数个”“多个”、或类似短语，否则对于对象的数量的提及旨在指一个或多个所述对象。
如本文所使用的，“电路”可以被理解为任意类型的逻辑实现实体，其可以是专用电路或执行存储在存储器中的软件的处理器、固件、或它们的任意组合。此外，“电路”可以是硬连线逻辑电路或诸如可编程处理器(例如，微处理器(例如复杂指令集计算机(cisc)处理器或精简指令集计算机(risc)处理器))之类的可编程逻辑电路。“电路”还可以是执行软件(例如，任意类型的计算机程序，例如使用诸如java之类的虚拟机代码的计算机程序)的处理器。下面详细描述的相应功能的任意其他类型的实现方式也可以被理解为“电路”。还可以理解的是，任意两个(或更多个)所描述的电路可以被组合为一个电路。
本文使用的“处理电路”(或等同的“处理电子电路”)被理解为指对(一个或多个)信号执行(一个或多个)操作的任意电路，例如对电信号或光信号执行处理的任意电路。因此，处理电路可以指改变电信号或光信号的特征或属性的任意模拟或数字电路，电信号或光信号可以包括模拟和/或数字数据。因此，处理电路可以指模拟电路(明确地称为“模拟处理(电子)电路”)、数字电路(明确地称为“数字处理(电子)电路”)、逻辑电路、处理器、微处理器、中央处理单元(cpu)、图形处理单元(gpu)、数字信号处理器(dsp)、现场可编程门阵列(fpga)、集成电路、专用集成电路(asic)等、或它们的任意组合。相应地，处理电路可以指作为硬件或作为软件(例如在硬件(例如，处理器或微处理器)上执行的软件)对电信号或光信号执行处理的电路。如本文中所使用的，“数字处理(电子)电路”可以指对信号(例如，电信号或光信号)执行处理的使用数字逻辑实现的电路，该电路可以包括(一个或多个)逻辑电路、(一个或多个)处理器、(一个或多个)标量处理器、(一个或多个)向量处理器、(一个或多个)微处理器、(一个或多个)控制器、(一个或多个)微控制器、(一个或多个)中央处理单元(cpu)、(一个或多个)图形处理单元(gpu)、(一个或多个)数字信号处理器(dsp)、(一个或多个)现场可编程门阵列(fpga)、(一个或多个)集成电路、(一个或多个)专用集成电路(asic)、或它们的任意组合。此外，应当理解的是，单个处理电路可以被等同地分为两个分离的处理电路，并且相反两个分离的处理电路可以被组合为单个等同处理电路。
如本文所使用的，“存储器”可以被理解为在其中数据或信息可以被存储以用于获取的电子组件。因此，对本文中所包括的“存储器”的提及可以被理解为指的是易失性存储器或非易失性存储器，包括随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、闪存、固态存储设备、磁带、硬盘驱动器、光驱动器等等、或它们的任意组合。此外，应当理解的是，术语“存储器”在本文中也包括寄存器、移位寄存器、处理器寄存器、数据缓存器等等。应当理解的是，被称为“存储器”或“一存储器”的单个组件可以由不止一个的不同类型的存储器组成并且可以指包括一个或多个类型的存储器的集合组件。很容易理解的是，任意单个存储器“组件”可以被分为或被分开为多个实质等同的存储器组件，反之亦然。此外，应当理解的是，虽然“存储器”可以(例如在附图中)被描述为与一个或多个其他组件分离，但是应理解的是，存储器可以被集成在另一组件内，例如在共用集成芯片上。
如本文所使用的，在电信上下文中，“小区”可以被理解为是由基站服务的扇区。相应地，小区可以是对应于基站的特定扇区的一组地理上同地协作的天线。因此，基站可以服务一个或多个“小区”(或扇区)，其中每个小区由不同的通信信道表征。“小区间切换”可以被理解为从第一“小区”到第二“小区”的切换，其中第一“小区”与第二“小区”不同。“小区间切换”可以被表征为“基站间切换”或“基站内切换”。“基站间切换”可以被理解为从第一“小区”到第二“小区”的切换，其中第一“小区”在第一基站处被提供，第二“小区”在第二(另一)基站处被提供。“基站内切换”可以理解为从第一“小区”到第二“小区”的切换，其中第一“小区”在与第二“小区”相同的基站处被提供。“服务小区”可以被理解为移动终端根据相关联的移动通信网络标准的移动通信协议而当前连接到的“小区”。此外，术语“小区”可以被用来指宏小区、微小区、微微小区、毫微微小区中的任意一个。
关于移动通信网络的接入点所使用的术语“基站”可以被理解为是宏基站、微基站、节点b、演进型节点b(enodeb、enb)、家庭enodeb、远程无线电头端(rrh)、中继站等等。
应当注意的是，随后的描述讨论了在3gpp(第三代合作伙伴计划)规范(尤其是长期演进(lte)、高级长期演进(lte-a)、和/或5g)下对移动通信设备的使用。应当理解的是，这样的示例性场景在本质上是说明性的，并且相应地可以被类似地应用于其他通信技术和标准，例如wlan(无线局域网)、wifi、umts(通用移动通信系统)、gsm(全球移动通信系统)、蓝牙、cdma(码分多址)、宽带cdma(w-cdma)等等。因此，本文所提供的示例被理解为可适用于各种其他移动通信技术(现有的和还未形成的)，特别是在这样的移动通信技术共享与关于下面的示例所公开的方面类似的特征的情况下。
本文所使用的术语“网络”(例如，关于诸如移动通信网络之类的通信网络)旨在包括网络的接入组件(例如，无线电接入网(ran)组件)和网络的核心组件(例如，核心网组件)二者。
图1示出了具有在x-y平面上等间距隔开的5×5天线元件的示例性平面天线阵列100。天线阵列的辐射方向图的点可以通过它距原点r的距离、它的方位角
图2示出了本公开的方面中的通信网络200。应当理解的是，通信网络200本质上是示例性的，由此可以为了说明的目的被简化。通信网络200可以根据5g、lte(长期演进)、wlan(无线局域网)、wifi、umts(通用移动通信系统)、gsm(全球移动通信系统)、蓝牙、cdma(码分多址)、宽带cdma(w-cdma)等等中的任一个或任意组合的网络架构被配置。
通信网络200可以包括具有相应覆盖区域(或小区)210的至少一个基站220。基站220可以是具有毫米波(mmwave)通信能力的基站。基站220可以将具有如虚线箭头所示的波束方向的波束240引导朝向移动设备230，以使用高增益相控阵天线来补偿毫米波的路径损耗。
因为用来馈送相控阵天线的天线元件的射频馈线在高频率处的高损耗，所以需要限制馈线的长度，否则馈线损耗可能高于可以从天线波束成形获得的增益。因此，使用单个射频集成芯片(rfic)设计大型阵列可能是次优的。然而，可以采用基于模块化天线阵列(maa)的多个rfic来实现与单个阵列的天线波束成形相同的天线增益。此外，maa以相当低的成本提供配置灵活性。
maa是灵活的架构，其中以预定义的方式组装多个天线模块以实现期望的天线方向图和天线增益。与其中多个rfic和天线被安装在单个印刷电路板(pcb)上的单个大型阵列相比，maa更灵活地使用多个无线电模块。每个无线电模块可以包括多个天线元件和单个rfic。不同的天线几何形状可以被用于maa，以实现目标旁瓣抑制和期望的波束宽度。
图3示出了示例性单个无线电模块300，包括组装在印刷电路板301上的第一排天线元件302和第二排天线元件303。示例性无线电模块300具有形成平面天线阵列的总共20个天线元件。平面天线阵列包括用于波束成形的天线元件305。它还可以包括不用于波束成形的、边缘处的全向元件304(阴影)。这些元件304可以是虚设元件(dummyelement)。天线元件可以沿水平维度和垂直维度被等间距隔开。相邻天线元件之间的距离可以是将要从天线阵列发送的信号的波长的大约一半，以防止所产生的天线方向图的栅瓣。单个无线电模块还可以包括rfic。
图4示出了包括多个无线电模块411-418的示例性maa400，每个无线电模块包括用于波束转向的天线元件402和边缘处的虚设天线元件403。
maa的几何形状的设计至关重要。不小心的设计可能会在天线方向图中引入栅瓣，这可能对附近的对等体造成强烈的干扰。相等天线间距可以防止栅瓣，其中所述间距是将要从maa被发送的无线电信号的波长的大约一半。
然而，由于rfic芯片尺寸和单个无线电模块的尺寸，可能无法在二维域(即，方位角和仰角)上获得相等间隔，如针对图4所示出的maa可以观察的那样，其中无线电模块的较低排天线元件与前一较低无线电模块的较高排之间存在间隙。当maa的所有天线元件被投影到垂直域(即，y轴)上时，这些间隙也将在垂直投影上出现。垂直投影可以被认为是沿着垂直维度的虚拟线性天线阵列，其具有非等间距天线元件间隔，其中间隙远大于将要从maa被发送的信号的波长的一半。这可能产生天线方向图的仰角切片(cut)中的栅瓣，如图6所示，其中可以在-30°和30°处观察到与主瓣601相比差异小于5db的两个栅瓣602、603。
现在参考回到图4，maa的水平投影可以被认为是沿着水平维度的虚拟线性天线阵列。沿着水平维度的虚拟线性天线具有等间距天线元件间隔，并且没有任何间隙。因此，预期maa的天线方向图的方位角切片中没有栅瓣，如图5所示，其中在主瓣501周围没有出现栅瓣。
以类似的方式，如果图4中示出的maa的无线电模块在水平方向上并排布置，则预期栅瓣在天线方向图的方位角切片中出现。
图7示出了示例性大型线性阵列700，包括安装在单个pcb上的多个天线元件701。8个rfic被安装在pcb背面。虽然图8中示出的天线方向图的方位角切片和图9中示出的天线方向图的仰角切片都不具有任何栅瓣，但是大型线性阵列700可能需要完全重新设计，这使得其与图4中示出的maa相比花费昂贵，其中图4中示出的maa可以使用现成的无线电模块。与单个pcb设计一样，不能使用现有的无线电模块，这可能会增加公司的成本和设计复杂性，并且可能延迟产品发货计划。
因此，需要提供一种大型天线阵列，允许采用现有的无线电模块来形成与传统maa相比具有减少的栅瓣的模块化天线阵列。
图10示出了示例性天线阵列布置1000(即，maa)，其包括多个天线阵列1011-1018。每个天线阵列可以被安装在单个pcb上，并且可以由单独的rfic控制。可以观察到，多个天线阵列中的至少两个天线阵列中沿着水平维度(即，x轴)或垂直维度(即，y轴)中的至少一个交错。例如，天线阵列1011和1012沿着水平维度交错。天线阵列布置的天线元件在水平维度或垂直维度上的投影的相邻元件可以具有如下距离，该距离是将要从天线阵列布置被发送的无线电信号的波长的大约一半，稍后将参考图11和图12进行更详细地解释。距离可以小于或等于将要从天线阵列布置被发送的无线电信号的波长的一半。距离可以小于将要从天线阵列被发送的无线电信号的波长的125％。
在这个示例中，天线阵列被布置成两个集合1001和1002。集合1001包括天线阵列1011-1014，并且集合1002包括天线阵列1015-1018。如所示出的，两个集合可以被沿着垂直维度具有偏移地平行地布置。
在该布置中，天线阵列的集合内的所有天线阵列沿着水平维度交错。例如，第一集合1001的天线阵列1011、1012、1013和1014沿着水平维度交错。第二集合1002的天线阵列1015、1016、1017和1018也沿着水平维度交错。
注意，在天线阵列的集合内，天线阵列的较低天线元件排与沿垂直维度的相邻天线阵列的较高天线元件排之间存在间隙，并且该间隙大于天线阵列内的较高天线元件排与较低天线元件排之间的距离。因为天线阵列内的相邻天线元件之间的距离可以被设计成将要被发送的信号的波长的大约一半，所以间隙可能远大于波长的一半。例如，天线阵列1011的较低天线元件排与天线阵列1012的较高天线元件排之间存在间隙1003。在第一集合1001内，间隙还出现在相邻天线阵列1012与1013之间(即，间隙1004)以及相邻的天线阵列1013与1014之间(即，间隙1005)。
如果仅将第一天线阵列集合1001投影到垂直维度上，则在垂直投影上也将出现间隙。垂直投影可以被认为是具有多个非等间距的天线元件的虚拟线性阵列。因此，如果仅使用第一天线阵列集合1001来发送信号，则预期在天线方向图的仰角切片中可能出现栅瓣。
可以通过布置第二天线阵列集合1002来消除在垂直投影中出现的间隙。垂直投影在图11中示出。垂直投影包括多个投影元件。每个投影元件内的数字表示投影到每个投影元件上的天线阵列布置的天线元件的数量。针对图10中示出的示例性布置，数量是8。因此，8个天线元件被投影到每个投影元件上。可以观察到，相邻的投影元件可以是等间距的。然而，需要注意的是，投影元件不需要是完全等间距的，只要相邻的投影元件之间的距离是将要被发送的信号的波长的大约一半。此外，两个相邻的投影元件之间的距离可以和天线阵列内的较高天线元件排与较低天线元件排之间的距离相同。
到垂直维度上的投影可以被认为是线性天线阵列。因为该阵列的天线元件是等间距的并且可以具有是将被发送的信号的波长的大约一半的距离，所以可以预期天线方向图的仰角切片中不会出现栅瓣。在该示例中，仰角切片方向图与规则均匀的16元件天线阵列相同。图14示出了如图10所示的天线阵列布置的天线方向图的仰角切片，其未示出任何栅瓣。
现在参考回到图10，如果仅将第一天线阵列集合1001投影到水平维度上，则所产生的水平投影将不具有间隙，因为单个天线阵列沿着水平维度具有偏移，以使得天线元件沿垂直维度对齐。因此，预期栅瓣不会在天线方向图的方向角切片中出现。
图12示出了如图10所示的天线阵列布置在水平维度上的投影。水平投影包括多个投影元件。如图所示，投影元件可以是等间距的。值得注意的是，投影元件不需要是完全等间距的，只要相邻的投影元件之间的距离是将要被发送的信号的波长的大约一半。此外，由于所选择的布置，两个相邻的投影元件之间的距离可以与天线阵列内相邻的天线元件之间的距离相同。
水平维度上的投影可以被认为是线性天线阵列。因为该阵列的天线元件是等间距的并且可以具有为将要被发送的信号的波长的大约一半的距离，所以可以预期天线方向图的方向角切片中不会出现栅瓣。图13示出了如图10所示的天线阵列布置的天线方向图的方向角切片，其没有示出任何栅瓣。
每个投影元件内的数字表示投影到每个投影元件上的天线阵列布置的天线元件的数量。可以观察到，天线阵列布置在水平维度上的投影包括第一端部分、第二端部分、和中间部分，第一端部分包括投影元件1201，第二端部分包括投影元件1207，中间部分包括投影元件1203、1204和1205。投影到中间部分的每个元件上的天线元件的数量(在该示例中是6和8)大于投影到第一端部分和第二端部分的每个元件上的天线元件的数量(在该示例中是2)。
所投影的天线元件的数量的分布是幅度锥度理论(amplitudetaperingtheory)的应用。因为中间部分中的数量高于端部分中的数量，所以天线阵列布置的能量集中在它的中心。因此，可以实现对旁瓣的进一步抑制。值得注意的是，幅度锥度理论可以通过对天线阵列布置的适当设计被应用在任一维度上。它也可以被同时应用于两个维度。
天线阵列布置在水平维度上的投影可以是对称的并且以它的中间部分为中心。天线阵列布置在水平维度上的投影的中心元件(例如，图12中的中心元件1204)可以具有一些所投影的天线元件，其数量等于天线阵列布置在垂直维度上的投影的每个元件上的所投影的天线元件的数量，在该示例中是8。
或者，天线阵列布置在水平维度上的投影的每个元件可以包括相等数量的所投影的天线元件。天线阵列布置在垂直维度上的投影可以是对称的并且以它的中间部分为中心。天线阵列布置在垂直维度上的投影的中心元件具有一些所投影的天线元件，其数量等于天线阵列布置在水平维度上的投影的每个元件上的所投影的天线元件的数量。
或者，天线阵列布置在垂直维度以及水平维度上的投影可以是对称的并且以它的中间部分为中心。以这种方式，幅度锥度理论可以被应用于两个维度。
再次参考图12，可以观察到，天线阵列布置在水平维度上的投影包括朝向它的第一端部分1201及它的第二端部分1207的数量逐渐减少的所投影的天线元件。在这个示例中，所投影的天线元件的数量从8减少到2。
返回参考图10，为了适当地应用幅度理论，可以观察到，交错的两个天线阵列集合1001和1002被彼此平行地布置，并且沿着垂直维度具有偏移。此外，第一天线阵列集合1001中的天线阵列的天线元件(例如，由叉形记号表示的天线阵列1011和1012的天线元件)与第二天线阵列集合1002中的天线阵列的天线元件(例如，由叉形记号表示的天线阵列1017和1018的天线元件)沿着垂直维度对齐。在该示例中，由叉形记号表示的所投影的天线元件被投影到图12的投影元件1204上。
如图10所示的天线阵列布置可以是模块化天线阵列。因此，其可以包括多个射频集成电路。天线阵列1011-1018中的每个天线阵列可以由单独的射频集成电路(未示出)来控制。
天线阵列1011-1018中的每个天线阵列可以被安装在单独的印刷电路板上。
天线阵列1011-1018中的每个天线阵列可以包括虚设天线元件，即，由于制造而产生的天线元件、或不用于波束成形的天线元件。
如图10所示的天线阵列布置当与如图6所示的16×8均匀阵列相比时，在天线方向图的方位角切片方面具有大约7db的更好的旁瓣抑制，并且在仰角切片方面具有相同的天线方向图，针对方位角切片参见图7与图13，针对仰角切片参见图8与图14。
如图6所示的均匀天线阵列和如图10所示的天线阵列布置具有相同的天线增益，因为天线增益取决于元件的数量和rfic的数量，而独立于几何形状。
此外，如图6所示的均匀天线阵列和如图10所示的天线阵列布置具有相同的转向范围。
因此，与如图4所示的模块化阵列天线相比，本公开的天线阵列布置可以实现更好的方向性，而不牺牲增益和转向范围。
图15示出了示例性天线阵列布置1500(即，maa)，其包括多个天线阵列1511-1518。每个天线阵列可以被安装在单个pcb上，并且可以由单独的rfic控制。可以观察到，多个天线阵列中的至少两个天线阵列沿着水平维度(即，x轴)或垂直维度(即，y轴)中的至少一个交错。例如，天线阵列1511和1512沿着水平维度交错。
在这个示例中，天线阵列被布置成两个集合1501和1502。集合1501包括天线阵列1511-1514，并且集合1502包括天线阵列1515-1518。如所示出的，这两个集合可以被平行地布置并且沿着垂直维度具有偏移。
在该布置中，天线阵列的集合内的所有天线阵列沿着水平维度交错。例如，第一集合1501的天线阵列1511、1512、1513和1514沿着水平维度交错。第二集合1502的天线阵列1515、1516、1517和1518也沿着水平维度交错。
图15中的布置类似于图10所示布置。然而，在集合内，两个天线阵列沿着水平维度具有两个天线元件而不是四个天线元件的偏移，例如，天线阵列1511和1512具有两个天线元件的偏移，如指向左手侧的箭头所指示的。这产生更宽的波束，其代价是在如图16所示的方位角切片上具有较少的旁瓣抑制。与图10所示的布置的旁瓣相比，该旁瓣加重大约7db，参见图16与图13。因此，设计方法是灵活的。
图17示出了示例性天线阵列布置1700(即，maa)，其包括多个天线阵列1711-1718。每个天线阵列可以被安装在单个pcb上，并且可以由单独的rfic控制。可以观察到，多个天线阵列中的至少两个沿着水平维度(即，x轴)或垂直维度(即，y轴)中的至少一个交错。
在这个示例中，天线阵列还被布置成四个集合1701、1702、1703和1704。集合1701包括天线阵列1711-1712，集合1702包括天线阵列1713-1714，集合1703包括天线阵列1715-1716，并且集合1704包括天线阵列1717-1718。如所示出的，四个集合可以被平行地布置并且沿着垂直维度具有偏移。
在这种布置中，天线阵列集合内的两个天线阵列沿着水平维度交错。例如，第一集合1701的天线阵列1711和1712沿着水平维度交错。布置在水平维度上的投影包括，投影到水平维度的投影元件上的天线元件的最大数量为四，而投影到垂直维度的投影元件上的天线元件的最大数量为十六。
图18示出了仰角切片，并且图19示出了方位角切片。显然，图19与图14相比具有更低的旁瓣。
图20示出了本公开的方面中的示例性通信设备2000(例如，在基站处的)。应当理解的是，通信设备2000本质上是示例性的，由此可以为了说明的目的被简化。
通信设备2000包括编码器2001，该编码器2001生成多个数字基带信号2002.1-2002.n，其中参考中的点之后的索引指示信号将在其上被发送的模块化天线阵列的天线模块。
通信设备2000还包括rfid芯片2003.1-2003.n和天线阵列2006.1-2006.n。每个rfid芯片2003.1-2003.n分别包括数模转换器(dac)2004.1-2004.n中的相应dac和混频器2005.1-2005.n中的相应混频器。每个天线阵列2006.1-2006.n分别包括多个移相器2007.1-2007.n和多个天线元件2008.1-2008.n。
数模转换器2004.1-2004.n将数字基带信号2002.1-2002.n转换为模拟基带信号。模拟域包括多个rf链。第一rf链包括第一天线模块的混频器2005.1、多个移相器2007.1和天线阵列2008.1。第nrf链包括第n天线模块的混频器2005.n、多个移相器2007.n和天线阵列2008.n。
关于第一rf链，混频器2005.1将模拟基带信号转换为模拟射频(rf)信号。多个移相器2007.1中的每个移相器移位rf信号的相位，并且将经移位的rf信号馈送到天线阵列2006.1的多个天线元件2008.1中的相应天线元件。第n链以相应的方式运行。
天线模块生成具有波束方向、主瓣和可能的旁瓣的整个波束2009。信号可以通过无线电信道2010在波束的方向上被发送。
本公开提出的设计方法的概念可以应用于任何现有的无线电模块。不需要像单个pcb阵列设计那样昂贵且耗时的pcb重做。此外，所提出的maa设计是灵活的，以针对不同使用情况改变几何形状，而单个pcb设计没有这种灵活性。
可以通过现有的无线电模块的布置来实现固有的幅度锥度，其中无线电模块沿着垂直维度或水平维度中的至少一个交错和移位。垂直投影或水平投影的投影元件包括适当地选择的数量的所投影的天线元件。
对现有无线电模块的布置可以被设计为抑制栅瓣和可能的旁瓣，以便实现可能具有低旁瓣的天线阵列布置的高方向性整体方向图。
应当理解，本文详细阐述的方法的实现在本质上是示范性的，并且因此被理解为能够在相应设备中被实现。同样，应当理解，本文详细阐述的设备的实现被理解为能够被实现为相应的方法。因此可以理解，与本文详细阐述的方法相对应的设备可以包括被配置为执行相关方法的每个方面的一个或多个组件。
虽然已经参考具体实施例具体地示出和描述了本发明，但是本领域技术人员应当理解，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种修改。因此，本发明的范围由所附权利要求书指明，并且旨在包括权利要求的等同物的含义和范围内的所有变化。
示例1包括一种天线阵列布置，包括：多个天线阵列，每个天线阵列包括多个天线元件；其中多个天线阵列中的至少两个天线阵列沿水平维度或垂直维度中的至少一个交错；并且其中多个天线阵列中的至少两个不同的天线阵列的多个天线元件在水平维度或垂直维度上的投影的相邻元件具有来自天线阵列布置的发送信号的波长的大约一半的距离。
示例2包括示例1的天线阵列布置，其中，距离小于或等于来自天线阵列布置的发送信号的波长的大约一半。
示例3包括示例1的天线阵列布置，其中，距离小于来自天线阵列的发送信号的波长的大约125％。
示例4包括示例1至3中任一个的天线阵列布置，其中，每个天线阵列的相邻天线元件被等间距隔开；并且其中天线阵列布置在水平维度或垂直维度上的投影的相邻元件被等间距隔开。
示例5包括示例1至4中任一个的天线阵列布置，其中，天线阵列布置在水平维度或垂直维度上的投影的每个元件包括相等数量的所投影的天线元件。
示例6包括示例1至5中任一个的天线阵列布置，其中，天线阵列布置在水平维度或垂直维度上的投影包括第一端部分、第二端部分以及中间部分，并且其中投影到中间部分的每个元件上的天线元件的数量大于投影到第一端部分和第二端部分的每个元件上的天线元件的数量。
示例7包括示例6的天线阵列布置，其中，天线阵列布置在水平维度或垂直维度上的投影是对称的并且以它的中间部分为中心以实现幅度锥度。
示例8包括示例6的天线阵列布置，其中，天线阵列布置在水平维度上的投影是对称的并且以它的中间部分为中心，并且其中天线阵列布置在垂直维度上的投影是对称的并且以它的中间部分为中心。
示例9包括示例6至8中任一个的天线阵列布置，其中，天线阵列布置在垂直维度上的投影的每个元件包括相等数量的所投影的天线元件；并且其中天线阵列布置在水平维度上的投影是对称的并且以它的中间部分为中心，其中天线阵列布置在水平维度上的投影的中心元件具有的所投影的天线元件的数量等于天线阵列布置在垂直维度上的投影的每个元件上的所投影的天线元件的数量。
示例10包括示例9的天线阵列布置，其中，天线阵列布置在水平维度上的投影包括朝向它的第一端部分和它的第二端部分数量逐渐减少的所投影的天线元件。
示例11包括示例6至8中任一个的天线阵列布置，其中，天线阵列布置在水平维度上的投影的每个元件包括相等数量的所投影的天线元件；并且其中天线阵列布置在垂直维度上的投影是对称的并且以它的中间部分为中心，其中天线阵列布置在垂直维度上的投影的中心元件具有的所投影的天线元件的数量等于天线阵列布置在水平维度上的投影的每个元件上的所投影的天线元件的数量。
示例12包括示例11的天线阵列布置，其中，天线阵列布置在垂直维度上的投影包括朝向它的第一端部分和它的第二端部分数量逐渐减少的所投影的天线元件。
示例13包括示例1至12中任一个的天线阵列布置，还包括：多个交错的天线阵列集合；其中，多个交错的天线阵列集合中的每个天线阵列集合的相邻天线阵列沿着水平维度或垂直维度具有偏移；并且其中，多个交错的天线阵列集合中的每个天线阵列集合的天线元件沿着水平维度和垂直维度中的另一者对齐。
示例14包括示例13的天线阵列布置，其中，多个交错的天线阵列集合中的所有天线阵列集合被彼此平行地布置，并且沿着水平维度和垂直维度中的一者具有偏移。
示例15包括示例14的天线阵列布置，其中，多个交错的天线阵列集合中的第一天线阵列集合的天线阵列的天线元件与多个交错的天线阵列集合中的第二天线阵列集合的天线阵列的天线元件沿着水平维度和垂直维度中的一者对齐。
示例16包括示例13至15中任一个的天线阵列布置，其中，每个天线阵列包括沿着水平维度的8个天线元件和沿垂直维度的2个天线元件。
示例17包括示例13至16中任一个的天线阵列布置，还包括：正好两个交错的天线阵列集合。
示例18包括示例13至17中任一个的天线阵列布置，其中，多个交错的天线阵列集合中的每个天线阵列集合的相邻天线阵列沿着水平维度具有正好四个天线元件的偏移。
示例19包括示例13至18中任一个的天线阵列布置，其中，多个交错的天线阵列集合中的所有天线阵列集合被彼此平行地布置，并且沿垂直维度具有正好两个天线元件的偏移。
示例20包括示例19的天线阵列布置，其中，多个交错的天线阵列集合中的第一天线阵列集合的天线阵列的天线元件与多个交错的天线阵列集合中的第二天线阵列集合的天线阵列的天线元件沿着垂直维度对齐。
示例21包括示例1至20中任一个的天线阵列布置，其中，多个天线阵列的多个天线元件在水平维度或垂直维度上的投影的所有相邻元件具有来自天线阵列布置的发送信号的波长的大约一半的距离。
示例22包括示例1至21中任一个的天线阵列布置，其中，多个天线阵列中的每个天线阵列被安装在印刷电路板上。
示例23包括示例1至22中任一个的天线阵列布置，还包括：多个射频集成电路；其中多个天线阵列中的每个天线阵列由多个射频集成电路中的单独的射频集成电路控制。
示例24包括示例1至23中任一个的天线阵列布置，还包括：多个天线阵列模块；其中多个天线阵列中的每一个被布置为处于多个天线阵列模块中的单独的天线阵列模块。
示例25包括示例24的天线阵列布置，其中，多个模块中的至少一些天线阵列模块是相同的。
示例26包括一种天线阵列布置，包括：多个天线阵列，每个天线阵列包括多个天线元件；其中多个天线阵列中的至少两个天线阵列沿水平维度或垂直维度中的至少一个交错；并且其中多个天线阵列中的第一天线阵列的多个天线元件在水平维度或垂直维度上的投影的元件与多个天线阵列中的第二天线阵列的多个天线元件在水平维度或垂直维度上的投影的另一元件之间的距离是来自天线阵列布置的发送信号的波长的大约一半。
示例27包括一种天线阵列布置，包括：多个天线阵列，每个天线阵列包括多个天线元件；其中多个天线阵列中的至少两个天线阵列沿水平维度或垂直维度中的至少一个交错；并且其中多个天线阵列中的至少两个不同天线阵列的多个天线元件在水平维度或垂直维度上的投影的所有相邻元件具有来自天线阵列布置的发送信号的波长的大约一半的距离。
示例28包括一种具有天线阵列布置的装置，该天线阵列布置包括：多个天线阵列，每个天线阵列包括多个天线元件；其中多个天线阵列中的至少两个天线阵列沿水平维度或垂直维度中的至少一个交错；并且其中多个天线阵列的多个天线元件在水平维度或垂直维度上的投影的所有相邻元件具有来自天线阵列布置的发送信号的波长的大约一半的距离。
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