專利名稱：一種多入多出天線裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)通信技術(shù)，尤其涉及一種多入多出(Multiple Input andMultiple Output,簡(jiǎn)稱 ΜΙΜΟ)天線裝置。
背景技術(shù)：
目前移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)發(fā)展到了第三代移動(dòng)通信網(wǎng)(The third GenerationMobile Telecommunication,簡(jiǎn)稱3G), 3G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)在世界范圍內(nèi)大規(guī)模部署并商用。隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的不斷普及和推廣，國(guó)際通信標(biāo)準(zhǔn)組織正在制定移動(dòng)通信長(zhǎng)期演進(jìn)(Long Time Evolution,簡(jiǎn)稱LTE)及4G等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以滿足網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和服務(wù)能力地不斷發(fā)展。由于MIMO技術(shù)可以充分使用獨(dú)立空間傳播路徑來(lái)大大提升網(wǎng)絡(luò)服務(wù)速率和鏈路性能， 成為在LTE及未來(lái)4G技術(shù)中最關(guān)鍵的核心技術(shù)之一。目前2G及3G網(wǎng)絡(luò)大多數(shù)使用低頻段資源，例如全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GlobalSystem for Mobile communications,簡(jiǎn)稱 GSM)使用 900MHz 和碼分多址接入(CodeDivision Multiple Access,簡(jiǎn)稱CDMA)使用800MHz,而LTE和4G未來(lái)將很大可能使用2GHz以上頻段，這樣2G和3G網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)傳播將優(yōu)于LTE和4G系統(tǒng)。在目前基站站址很難增加的情況下，運(yùn)營(yíng)商一般會(huì)采用多系統(tǒng)共基站建設(shè)方案來(lái)部署LTE和4G網(wǎng)絡(luò)，這樣LTE和4G系統(tǒng)就需要通過MMO多天線技術(shù)來(lái)增強(qiáng)覆蓋以達(dá)到與2G/3G基站同覆蓋水平，這將使得LTE和4G系統(tǒng)的MMO天線數(shù)盡可能的增多來(lái)提升LTE和4G系統(tǒng)覆蓋水平。對(duì)于MMO技術(shù)應(yīng)用，需要在發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間存在多個(gè)不同的空間傳播路徑，多個(gè)發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間的空間信道相關(guān)性直接影響到MMO技術(shù)性能和使用效率。針對(duì)MIMO的使用條件，現(xiàn)有的MIMO多天線部署方案一般是采用多根天線之間拉開一定的水平距離，以利用水平隔離的方案來(lái)產(chǎn)生MMO的弱相關(guān)性信道，從而最終保證MMO技術(shù)的使用性能。但是，這種方案對(duì)于運(yùn)營(yíng)商部署網(wǎng)絡(luò)來(lái)說，會(huì)造成很大的難度。因?yàn)楝F(xiàn)在人們對(duì)于電磁輻射問題的高度關(guān)注，很多基站站址很難增加天線數(shù)量，同時(shí)很多基站天面很難有足夠的空間來(lái)保證多根天線的水平隔離距離，特別是當(dāng)MMO天線數(shù)要求達(dá)到4根及4根以上的場(chǎng)景。因此，需要設(shè)計(jì)不同的MMO天線實(shí)現(xiàn)方案來(lái)解決這個(gè)問題，以保證未來(lái)LTE和4G網(wǎng)絡(luò)的順利部署。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種多入多出天線裝置，僅占用較小的基站天面空間進(jìn)行部署。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種多入多出天線裝置，包括在垂直方向上隔離布置的至少兩個(gè)雙極化天線單元，至少兩個(gè)雙極化天線單元與地面法線之間的傾角均一致，所述雙極化天線單元包括多個(gè)垂直排列的天線陣子。進(jìn)一步的，所述至少兩個(gè)雙極化天線單元中相鄰雙極化天線單元的相鄰邊緣天線陣子的間距d>0.5A，λ為天線支持頻段中心頻點(diǎn)波長(zhǎng)。優(yōu)選的，所述間距d為O. 7 λ I λ。優(yōu)選的，所述雙極化天線單元的模式采用+45度和-45度極化方式。進(jìn)一步的，還包括將所述至少兩個(gè)雙極化天線單元統(tǒng)一封裝的天線外罩。
進(jìn)一步的，所述雙極化天線單元包括的天線陣子的數(shù)目由天線增益值確定，所述至少兩個(gè)雙極化天線單元構(gòu)成的多入多出天線裝置的總長(zhǎng)度由所述天線陣子的數(shù)目確定。可選的，所述雙極性天線單元為兩個(gè)，分別為在垂直方向上下隔離的上天線單元和下天線單元。進(jìn)一步的，所述上天線單元和下天線單元與不同頻段網(wǎng)絡(luò)天線單元并排封裝在同
一天線外罩中?；谏鲜黾夹g(shù)方案，本發(fā)明所采用的垂直隔離模式的MMO天線可以解決水平隔離模式下MMO天線存在的占用較多基站天面空間的問題，而也易于保證多個(gè)雙極化天線單元的傾角一致性，并且通過上下垂直隔離的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)MMO天線的空間信道弱相關(guān)性。


此處所說明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖I為本發(fā)明多入多出天線裝置的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明多入多出天線裝置的另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明多入多出天線裝置的又一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。如圖I所示，為本發(fā)明多入多出天線裝置的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。在本實(shí)施例中，采用了不同以往的垂直隔離布置的方式，即將至少兩個(gè)雙極化天線單元進(jìn)行如圖I所示的垂直排列，圖I中示出的是兩個(gè)雙極化天線單元組成的MIMO天線裝置的例子，在該例子中，在靠上方的雙極化天線單元被簡(jiǎn)稱為上天線單元10，靠下方的雙極化單元被簡(jiǎn)稱為下天線單元20，上天線單元10和下天線單元20均由多個(gè)垂直排列的天線陣子30組成，上天線單元10和下天線單元20在垂直方向上形成垂直隔離，由于每個(gè)天線陣子均包括兩個(gè)不同角度的極化方式，因此形成了 4根弱空間相關(guān)性的MIMO天線裝置，從而適合目前各種主流的MIMO天線設(shè)計(jì),例如4Χ2、4Χ4ΜΙΜ0天線設(shè)計(jì)方案等。為了實(shí)現(xiàn)較好的MIMO性能，還要保證至少兩個(gè)雙極化天線單元與地面法線之間的傾角均一致，從而提高至少兩個(gè)雙極化天線單元的重疊覆蓋區(qū)域。而每個(gè)雙極化天線單元的模式優(yōu)選采用+45度和-45度極化方式。這里的角度指的是天線的極化方向，也就是表示天線的信號(hào)波將會(huì)以正負(fù)45度極化方向發(fā)出，產(chǎn)生兩個(gè)相互正交的信號(hào)波，由于兩個(gè)信號(hào)波的極化方向的差別，就減弱了兩路信號(hào)的相關(guān)性，從而產(chǎn)生弱相關(guān)信道。本實(shí)施例采用了垂直隔離方式，只是在天線長(zhǎng)度上有所增加，而不會(huì)像現(xiàn)有的水平隔離模式的MMO天線對(duì)基站天面提出空間要求，也更容易保證至少兩個(gè)雙極化天線單元的傾角一致性。對(duì)于更多天線的8Χ2、8Χ4ΜΜ0天線等，只需將水平隔離和垂直隔離結(jié)合起來(lái)，在基站天面上水平隔離部署兩套垂直隔離的天線，而無(wú)須在水平上水平隔離部署4根天線，從而降低了在更多MIMO天線配置模式下對(duì)于基站天面空間的要求。在本發(fā)明實(shí)施例中，至少兩個(gè)雙極化天線單元中相鄰雙極化天線單元的相鄰邊緣天線陣子(如圖I所示的d)的間距d > O. 5 λ，λ為天線支持頻段中心頻點(diǎn)波長(zhǎng)。換句話說，這里的間距指的圖I實(shí)施例中的上天線單元10的最下面的天線陣子和下天線單元20的最上面的天線陣子之間的距離，這個(gè)間距應(yīng)至少O. 5倍的天線支持頻段中心頻點(diǎn)波長(zhǎng)。該間距優(yōu)選為O. 7 λ I λ，從而不僅能滿足弱空間相關(guān)性，而且也不至于因形成過長(zhǎng)的天線而導(dǎo)致難以部署的問題。如果間距過小，則無(wú)法達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的天線端口隔離度要求，而如果間距過大，則導(dǎo)致天線長(zhǎng)度過長(zhǎng)，影響部署。如圖2所示，為本發(fā)明多入多出天線裝置的另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。與上一實(shí)施例相比，本實(shí)施例將基于垂直隔離模式的至少兩個(gè)雙極化天線單元統(tǒng)一封裝到一個(gè)天線外罩中，即將上天線單元10和下天線單元20統(tǒng)一封裝到天線外罩40中，而上天線單元10和下天線單元20采用各自的饋電網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)MIMO天線的集成化，從外形上這種MIMO 天線裝置可看作一根天線，因此在架設(shè)安裝時(shí)可以只使用一根抱桿，而無(wú)需更多的抱桿建設(shè)，此外封裝到同一個(gè)天線外罩則更容易保持所有的雙極化天線單元具有相同的下傾角和方位角，各參數(shù)一致性更好，從而提高了 MMO性能?，F(xiàn)有的水平隔離天線的兩根天線需要分別固定在兩根抱桿上，很容易引入兩個(gè)抱桿之間的誤差，導(dǎo)致天線下傾角的不一致。而本實(shí)施例可以很好地克服這種現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。對(duì)于MMO天線裝置來(lái)說，雙極化天線單元包括的天線陣子的數(shù)目由天線增益值確定，至少兩個(gè)雙極化天線單元構(gòu)成的多入多出天線裝置的總長(zhǎng)度由天線陣子的數(shù)目確定。一般來(lái)說，15dBi天線由4 6個(gè)天線陣子組成，18dBi由8 12個(gè)天線陣子組成,每增加3dBi，就會(huì)增加一倍天線陣子數(shù)目，根據(jù)現(xiàn)在天線設(shè)計(jì)工藝，一般天線陣子間距可以取為O. 7 λ I λ，即O. 7 I倍的天線支持頻段中心頻點(diǎn)波長(zhǎng)。各個(gè)天線陣子的間距再加上天線外罩的邊框長(zhǎng)度以及雙極化天線單元之間的間距等，則可以計(jì)算出總的MMO天線裝置的總長(zhǎng)度。對(duì)于現(xiàn)有的2G/3G網(wǎng)絡(luò)來(lái)說，由于使用的頻點(diǎn)為低頻段，因此天線總長(zhǎng)度會(huì)更長(zhǎng)，而對(duì)于LTE和4G網(wǎng)絡(luò)來(lái)說，由于頻點(diǎn)升高，則會(huì)使得天線尺寸變小，就可以避免天線過長(zhǎng)的問題，也就是說，本發(fā)明將更加適合在使用2GHz以上頻點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用。如圖3所示，為本發(fā)明多入多出天線裝置的又一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。與之前各實(shí)施例相比，本實(shí)施例將上天線單元10和下天線單元20與不同頻段網(wǎng)絡(luò)天線單元(如圖3中的2G/3G天線單元50)并排封裝在同一天線外罩40中，從而形成集成化的天線裝置，天線外罩40的長(zhǎng)度可選取整體長(zhǎng)度較大的值，上天線單元10和下天線單元20構(gòu)成的垂直隔離布置結(jié)構(gòu)與2G/3G天線單元之間的水平間距只需保證兩個(gè)系統(tǒng)收發(fā)信號(hào)的獨(dú)立性即可。從外觀上看，這種集成化的天線裝置被看作一根天線，在布置安裝時(shí)更加方便。 另外，如果MIMO天線采用的是LTE/4G網(wǎng)絡(luò)等使用的較高頻點(diǎn)，每個(gè)天線單元的長(zhǎng)度均較短，因此采用上下隔離布置的方式形成的整體MIMO天線結(jié)構(gòu)與采用2G/3G網(wǎng)絡(luò)等使用的較低頻點(diǎn)的天線長(zhǎng)度不會(huì)有較大差距，從而有效的利用了天線長(zhǎng)度區(qū)別不大的特點(diǎn)，將兩者集成起來(lái)，而不會(huì)大幅增加這種共天線結(jié)構(gòu)的天線長(zhǎng)度。
最后應(yīng)當(dāng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制；盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修改或者對(duì)部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神，其均 應(yīng)涵蓋在本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種多入多出天線裝置，其特征在于，包括在垂直方向上下隔離布置的至少兩個(gè)雙極化天線單元，至少兩個(gè)雙極化天線單元與地面法線之間的傾角均一致，所述雙極化天線單元包括多個(gè)垂直排列的天線陣子。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多入多出天線裝置，其特征在于，所述至少兩個(gè)雙極化天線單元中相鄰雙極化天線單元的相鄰邊緣天線陣子的間距d > O. 5 λ，λ為天線支持頻段中心頻點(diǎn)波長(zhǎng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多入多出天線裝置，其特征在于，所述間距d為0.7λ 1λ。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多入多出天線裝置，其特征在于，所述雙極化天線單元的模式米用+45度和-45度極化方式。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多入多出天線裝置，其特征在于，還包括將所述至少兩個(gè)雙極化天線單元統(tǒng)一封裝的天線外罩。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多入多出天線裝置，其特征在于，所述雙極化天線單元包括的天線陣子的數(shù)目由天線增益值確定，所述至少兩個(gè)雙極化天線單元構(gòu)成的多入多出天線裝置的總長(zhǎng)度由所述天線陣子的數(shù)目確定。
7.根據(jù)權(quán)利要求I 6任一所述的多入多出天線裝置，其特征在于，所述雙極性天線單元為兩個(gè)，分別為在垂直方向上下隔離的上天線單元和下天線單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多入多出天線裝置，其特征在于，所述上天線單元和下天線單元與不同頻段網(wǎng)絡(luò)天線單元并排封裝在同一天線外罩中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多入多出天線裝置，包括在垂直方向上下隔離布置的至少兩個(gè)雙極化天線單元，至少兩個(gè)雙極化天線單元與地面法線之間的傾角均一致，所述雙極化天線單元包括多個(gè)垂直排列的天線陣子。本發(fā)明所采用的垂直隔離模式的MIMO天線可以解決水平隔離模式下MIMO天線存在的占用較多基站天面空間的問題，而也易于保證多個(gè)雙極化天線單元的傾角一致性，并且通過上下垂直隔離的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)MIMO天線的空間信道弱相關(guān)性。
文檔編號(hào)H01Q21/00GK102916259SQ201110221719
公開日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2011年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月4日
發(fā)明者謝偉良, 楊峰義 申請(qǐng)人:中國(guó)電信股份有限公司