专利名称：具有多波束可控天线系统的天线收发基站的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信系统中的一种无线收发基站；特别是，涉及无线通信系统中的具有多波束可控天线系统的一种无线收发基站，它可以依据扇区内的业务量变化，而改变水平/垂直角以及倾斜角。
背景技术：
从现在开始，无线通信不仅支持语音服务，还支持包含数据通信、视频传输服务等的高速多媒体服务。但是，无线通信所必需的无线资源是有限的。因此，人们一直在研究有效再利用无线资源的各种方法。
一般来说，无线通信系统包括一个移动交换中心(MSC)、基站控制器(BSC)、若干无线收发基站(BTS)以及若干移动台(MS)。
MSC控制若干BSC，每个BSC都控制若干BTS。
信号从位于BTS服务覆盖区内的MS，经过BTS以及BSC，传送到MSC。相反，来自MSC的信号经由BSC以及BTS，传送到MS。这里，BTS经过无线资源与MS进行通信，通过有线资源与BSC进行通信。
BSC在BTS和MSC之间进行连接，并执行一种信号处理，用于在BTS和MSC之间进行通信。
MSC执行用户的呼叫处理、呼叫建立/解除，并执行用于提供附加值服务的功能。
图1显示了传统的无线收发基站。
参见图1，传统的无线收发基站包括固定组合器101-1到101-3、固定分配器103-1到103-3、放大器105-11到105-34，组合器107-1到107-3以及双工器109-1到109-3。
BTS的服务区被分为多个扇区，指定给BTS的频段被重新指定给若干扇区。指定给每个扇区的频段是固定的，以便该频段仅能为该扇区所使用。
一般来说，将天线的波束方向图设置得宽于图2A所示的服务区。
参见图2B，每个扇区内的FA彼此相交叠，频率效率在交叠区域(由斜线所表示的)内大大降低了。
由于移动台总是在移动，服务区即一个小区或一个扇区内的用户分布总是变化的。但是，位于BTS内的天线系统的水平半功率波束宽度以及倾斜角是固定的，且不能改变。
因此，尽管某个扇区内的业务量暂时增多了，也不能改变频率指配，因此降低了频率资源的使用效率。
一般来说，天线都处于较高的位置，该位置远离BTS，天线通过射频(RF)电缆与BTS相连。在长RF电缆中，存在传输损耗。RF电缆越长，则传输损耗越大。
存在一种传统的机械下倾斜(down-tilting)天线系统，以及一种传统的电子下倾斜天线系统。机械下倾斜天线系统能将从天线系统内的一个天线辐射出的一条波束机械地向下倾斜。天线被安装在距地面有一个高度的天线塔的顶部，这种高度在许多情况下例如为200英尺。
在辐射波束的方向被引导朝下的情况下，天线必须机械地向下倾斜。主要的缺陷之一就是这种方案一般被看作过于僵化，且过于昂贵。还提供了这样一种方案通过控制与一个天线中的每个辐射源相关的辐射的相对相位，执行对辐射波束的电子下倾斜。
传统的电子下倾斜天线能够对从包括在天线系统中的一个天线阵列辐射出的一个波束406，执行电子下倾斜。在天线系统中，天线阵列中包含有辐射器阵列和单点信号馈送网络，一个扫描网络将单点信号馈送网络耦合至天线阵列的辐射器。扫描网络包括位于馈送网络和每个辐射器之间的若干传输线。电容耦合方法是这些电子下倾斜方法的一种，在这种方法中，可调电容串联在传输线中，从而将若干信号提供给天线阵列的每一个辐射器，这会引起不需要的相移。移相器与天线阵列的每一个辐射器相关，从而使来自每个辐射器的相移波束干扰了来自其它每个辐射器的波束，因而产生了一个复合波束，该波束以与天线表面的法线呈一个角度进行辐射。通过改变由每一个移相器所提供的相移，可以在天线表面上，控制该波束。另外一种方案是利用不同长度的传输线来馈送不同成分，从而产生一个永久的电子下倾斜。
对于上述天线系统，存在很多相关的问题。首先，两个天线系统都不能在水平方向上，控制辐射波束。
传统天线的另一个问题是需要与传统天线系统内的传输线数目相应的数目的移相器。
另外，在传统的天线系统中，它还需要机械复合体或是利用其数目与辐射器数目相对应的一些移相器，来提供所需的相移，所述机械复合例如是将机架和小齿轮组装在一起。
此外，传统天线系统不能在水平以及垂直方向上，控制一个波束宽度。
最后，由于是利用传统天线系统，在垂直和水平方向上控制一个波束，因而它具有太多的扫描损失。
因此，为了使从天线辐射出的信号的输出功率恒定，就必须增大BTS中多通道功率放大器(MCPA)的输出功率。
由于MCPA是一种昂贵的设备，因而大容量的MCPA使得BTS的成本增加。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种天线系统，它能通过独立改变垂直和水平方向上的半功率波束宽度以及倾斜角，而控制多波束的频率分配。
本发明的另一个目的是提供一种方法以及无线收发基站，用于通过独立改变垂直和水平方向上的半功率波束宽度以及倾斜角，而控制多波束的频率分配。
本发明的另一个目的是提供一种天线系统，用于通过使用多线移相器，而在水平方向上，电子控制从中发射出的波束。
本发明的另一个目的是提供一个天线系统，用于通过利用一个可转换的分配器，而在水平方向中选择性地改变波束宽度。
本发明的另一个目的是提供一个天线系统，用于使干扰最小，而使小区容量最大。
本发明的另一个目的是提供一个天线系统，用于提供最优的小区规划，且能满足真实世界中的不同的环境。
本发明的另一个目的是提供一种天线系统，它能与通信环境相协调。
本发明的另一个目的是提供一种天线系统，它具有稳固的设施。
按照本发明的一个方面，提供了用于控制多波束传输信号的一种天线系统，它包括至少一个第一分配单元，用于将一个输入信号分为若干第一分裂信号；至少一个第一移相单元，用于对第一分裂信号执行移相，并产生一个第一合成信号；至少一个第二分配单元，用于将第一合成信号分裂为第二分裂信号；至少一个第二移相单元，用于对第二分裂信号执行移相，并产生一个第二相移信号；一个控制单元，用于产生一个控制信号，该控制信号通过控制第一和第二分配单元，以及第一和第二移相单元，从而独立地控制输入信号的水平和垂直的半功率波束宽度以及倾斜角。
按照本发明的另一个方面，提供了用于接收信号的一种天线系统，它包括至少一个分配单元，用于将天线阵列接收到的一个信号分裂为若干分裂信号；至少一个移相单元，用于控制分裂信号的相位，并产生一个相移信号；一个组合单元，用于合并移相信号，产生一个组合信号并输出该组合信号；以及一个控制单元，用于产生一个控制信号，它可以控制移相单元以及组合单元。
按照本发明的另一个方面，提供了用于控制多波束传输信号的一种无线收发基站，它包括至少一个第一分配单元，用于将输入信号分裂为若干第一分裂信号；至少一个第一移相单元，用于对第一分裂信号执行移相，并产生第一相移信号；至少一个第二分配单元，用于将第一组合信号分裂为第二分裂信号；至少一个第二移相单元，用于对第二分裂信号进行相移，并产生第二相移信号；以及一个控制单元，用于产生一个控制信号，它通过控制第二分配单元和第一以及第二移相单元，从而单独控制输入信号的水平以及垂直的半功率波束宽度以及倾斜角。
按照本发明的另一个方面，还提供了接收信号的一种无线收发基站，它包括至少一个分配单元，用于将天线阵列接收到的一个信号分裂为若干分裂信号；至少一个移相单元，用于控制分裂信号的相位，并产生一个相移信号；一个组合单元，用于合并移相信号，产生一个组合信号，并输出该组合信号；以及一个控制单元，用于产生一个控制信号，它可以控制移相单元以及组合单元。
按照本发明的另一个方面，提供了一种方法，用于在天线系统内控制多波束传输信号，该方法包括以下步骤a)在第一分配单元，将输入信号分裂为第一分裂信号；b)在第一移相单元，对第一分裂信号进行移相，并产生第一相移信号；c)在第一组合单元，对所述相移信号进行合并，并产生一个第一组合信号；d)在第二分配单元，将第一组合信号分裂为若干第二分裂信号；e)在第二移相单元，对第二分裂信号执行移相，并产生一个第二相移信号；以及f)产生一个控制信号，该信号可以通过控制第一和第二分配单元，以及第一和第二移相单元，来单独控制输入信号的水平以及垂直的半功率波束宽度和倾斜角。
按照本发明的另一个方面，提供了一种方法，用于在天线系统内，控制多波束的接收信号，该方法包括以下步骤a)在分配单元，将天线阵列接收到的一个信号分裂为若干分裂信号；b)在移相单元，控制分裂信号的相位，并产生相移信号；c)在组合单元，对相移信号进行合并，产生一个组合信号，并输出该组合信号；以及d)产生一个控制信号，用于控制移相单元和组合单元。
按照本发明的另一个方面，提供了一种方法，用于在无线收发基站中，控制多波束的传输信号，该方法包括以下步骤a)在第一分配单元，将输入信号分裂为若干第一分裂信号；b)在第一移相单元，对第一分裂信号执行移相，并产生第一相移信号；c)在第一组合单元，对相移信号进行合并，并产生第一组合信号；d)在第二分配单元，将第一组合信号分为若干第二分裂信号；e)在第二移相单元，对第二分裂信号执行移相，并产生第二相移信号；以及f)产生控制信号，该信号通过控制第一和第二分配单元，以及控制第一和第二移相单元，从而独立地控制输入信号的水平以及垂直的半功率波束宽度和倾斜角。
按照本发明的另一个方面，提供了一种方法，用于在无线收发基站中，控制多波束的接收信号，该方法包括以下步骤a)在分配单元，将天线阵列接收的信号分裂为若干分裂信号；b)在移相单元，控制分裂信号的相位，并产生相移信号；c)在组合单元，对相移信号进行合并，产生一个组合信号，并输出该组合信号；以及d)产生一个控制信号，它控制移相单元以及组合单元。
通过以下参见附图所做的优选实施例的说明，可以使本发明的上述以及其它目的和特点变得更加清楚，其中；图1显示了传统的无线收发基站；图2A和2B显示了从传统天线系统中发射出的波束的波束方向图；图3是一框图，它显示了按照本发明的一种天线系统；图4是一框图，它显示了天线系统内的转换单元的结构；图5是一框图，它显示了天线系统内的输出信号调节单元的结构；图6是一框图，它显示了天线系统内的输入信号调节单元的结构；图7是一框图，它显示了天线系统内的控制单元的结构；图8是一框图，它显示了将信号向天线系统外传送期间的一个天线阵列；图9显示了接收来自天线系统外部的信号期间，天线阵列的一个单元图；图10显示了包含于天线系统内的切换框之中的一个可转换分配器；图11显示了可转换分配器以及第一移相单元之间的信号传输/接收关系；图12显示了第一移相器和其想邻元件之间的信号传输/接收关系；
图13显示了合成器/分配器单元以及第一移相单元之间的信号传输/接收关系；图14显示了第二移相器和其相邻元件之间的信号传输/接收关系；图15显示了来自按照本发明而实现下倾斜(down-tilt)的一个天线系统的一个波束的示意图；图16A绘制了一个波束方向图，用于对由按照本发明的天线系统所发射的一个波束进行电子下倾斜；图16B绘制了一个波束方向图，用于对由按照本发明的天线系统所发射的一个波束进行水平控制；图16C绘制了一个波束方向图，用于对由按照本发明的天线系统所发射的一个波束宽度进行水平切换；图17A和17B显示了按照本发明的天线系统图，这种天线系统能够独立地控制众多频段(FA)的多个波束；图18A和18B显示了按照本发明，当水平半功率波束宽度都是30度时，天线系统图；图19描绘了从图18A和18B的天线系统中发射出的FA的水平半功率波束宽度；图20A和20B显示了按照本发明，当水平半功率波束宽度为90度、60度和30度时，天线系统图；图21描绘了从图20A和20B发射出的FA的水平半功率波束宽度；图22描绘了当对FA2、FA3和FA4的水平半功率波束宽度和垂直倾角进行控制，以对付一个扇区内的某个区域中业务量的增加时，由天线系统所发射的FA的水平半功率波束宽度；图23A和23B显示了这样一种情况下的天线系统图，所述情况即指当水平半功率波束宽度为90度、60度以及30度，且对第二水平半功率波束宽度控制切换分配器的输出信号进行控制，使其能输入到第二和第三固定组合器中的情况；以及图24显示了当分别对水平半功率波束宽度和垂直倾角进行控制时，从天线系统发射出的FA的水平半功率波束宽度。
具体实施例方式
以下，将参见图3至16C，来说明按照本发明优选实施例的、用于控制射频传输中的单一波束的一种天线系统100。
图3中，提供了无线电通信系统中使用的一种天线系统的框图。天线系统100包括一个转换单元110、一个信号调节单元120以及一个含有P×Q个辐射器的天线阵列130，其中信号调节单元120包括一个输出信号调节单元122以及一个输入信号调节单元124。这里，P和Q分别为正整数。天线系统100还包括一个控制单元700，它包含有一个波束控制板710、一个垂直马达驱动器720以及一个水平马达驱动器730(请参见图7)。
图4是一张框图，它显示了天线系统内的转换单元的结构。
转换单元110包括一个第一转换单元410、一个上/下变频单元420以及一个第二转换单元430。
第一转换单元410包括第一开关412以及一个第二开关414。
第一开关412接收来自其外部的一个第一通信信号O100，并分别通过相应的输出端，将诸如象FA1_TX、FA2_TX、……、FA(N-1)_TX以及FAN_TX这样的一个或多个第一频率信号传送到上/下变频单元420。第一频率信号FA1_TX、FA2_TX、……、FA(N-1)_TX以及FAN_TX都是以接收到的第一通信信号O100为基础的，并各自具有一个不同的频率。第二开关414接收一个或多个第二频率信号，例如来自上/下变频单元420的FA1_RX、FA2_RX、……、FA(N-1)_RX以及FAN_RX，并通过其输出端，将一个第二通信信号I400传送到其外部。第二频率信号FA1_RX、FA2_RX、……、FA(N-1)_RX以及FAN_RX各自具有一个不同的频率。第二通信信号I400是基于所接收到的来自上/下变频单元420的第二频率信号而产生的。
如图中所示，上/下变频单元420包括若干上/下变频器422-1、422-2、……、422-(N-1)以及422-N。在这一点上，上/下变频器的数目依赖于接收了多少来自第一转换单元410的频率信号，以及有多少频率信号传送到第一转换单元410。换言之，上/下变频器的数目等于所接收到的来自第一转换单元410/传送到第一转换单元410的频率信号的数目。
每一个上/下变频器都对输入到其中的信号执行一个上/下变频处理。
例如，当上/下变频单元420接收来自频率转换单元410的第一开关412的第一频率信号时，上/下变频单元420的每一个上/下变频器都对与其相应的每一个第一频率信号执行上/下变频处理。基于上/下变频处理而产生的一个或多个第三频率信号被提供给第二转换单元430的第三开关432。
与此相反，当上/下变频单元420接收来自第二转换单元430的第四开关434的一个或多个第四频率信号时，上/下变频单元420的每一个上/下变频器都对与其相应的每一个第四频率信号执行上/下变频处理。之后，基于上/下变频处理所产生的第二频率信号被提供给第一转换单元410的第二开关414。
第二转换单元430包括第三开关432以及第四开关434。
第三开关432接收来自上/下变频单元420的第三频率信号，并将第三通信信号O200分别传送给(图3所示的)输出信号调节单元122。第三频率信号包括上/下变频处理所要处理的FA1_TX、FA2_TX、……、FA(N-1)_TX以及FAN_TX。
第四开关434从输入信号调节单元124(图3示出)接收的第二调节信号I300，并传送与上/下变频单元420的各个变频器相应的第四频率信号。第四频率信号包括将要执行上/下变频处理的FA1_RX、FA2_RX、……、FA(N-1)_RX以及FAN_RX。
图5是一张框图，它显示了天线系统中的输出信号调节单元的结构。
输出信号调节单元122接收象FA1_TX、……、FAN_TX信号这样的一组第二通信信号O200，上述这组信号是由第三开关432传送来的。在对接收信号O200进行调节后，它将一个或多个第一调节信号O300传送到天线阵列130。
如图5所示，输出信号调节单元122包括一块或多块可转换分配器510-1、510-2、……、510-(N-1)以及510-N、一块或多块第一移相器(P/S)520-1、520-2、……、520-(N-1)和520-N，一块或多块第一组合器/分配器(C/D)530-1、530-2、……、530-(N-1)和530-N，以及一块或多块第二移相器(P/S)540-1、540-2、……、540-(N-1)以及540-N。
在这一点上，每一单元中的可转换分配器、第一移相器、第一组合器/分配器以及第二移相器的数目等于包含于上/下变频单元420内的上/下变频器的数目。
可转换分配器510-1到510-N中的每一个单元都包括P数目个可转换分配器。例如，如这张图中所示，可转换分配器510-1的第一个单元包括P数目个可转换分配器510-1-1到510-1-P。
第一移相器520-1到520-N中的每一个单元都包括P数目个第一移相器。例如，第一移相器520-1的第一个单元包括P数目个第一移相器520-1-1到520-1-P。
第一组合器/分配器(C/D)530-1到530-N的每一个单元都包括Q数目个第一C/D。例如，第一C/D 530-1的第一个单元包括Q数目个第一C/D 530-1-1到530-1-Q。
第二移相器(P/S)540-1到540-N的每一个单元都包括Q数目个第二P/S。例如，第二P/S 540-1的第一个单元包括Q数目个第二P/S 540-1-1到540-1-Q。
图6是一张框图，它显示了天线系统内的输入信号调节单元的结构。
输入信号调节单元124接收来自天线阵列130的一个或多个第四通信信号I200。在对该信号进行调节后，输入信号调节单元将诸如象FA1_RX、……、FAN_RX信号这样的第二调节信号I300传送到第二转换单元430的第四开关434。
如图6所示，输入信号调节单元124包括可转换组合器610-1、610-2、……、610-(N-1)以及610-N中的一个或多个单元、第三移相器(P/S)620-1、620-2、……、620-(N-1)以及620-N中的一个或多个单元、第二组合器/分配器(C/D)630-1、630-2、……、630-(N-1)以及630-N中的一个或多个单元，还有第四移相器(P/S)640-1、640-2、……、640-(N-1)以及640-N中的一个或多个单元。
在这一点上，可转换组合器、第三移相器、第二组合器/分配器以及第四移相器的数目等于包含于上/下变频单元420内的上/下变频器的数目。
可转换组合器610-1到610-N中的每一个单元都包括P数目个可转换组合器。例如，如这张图中所示，可转换组合器610-1中的第一单元包括P数目个可转换组合器610-1-1到610-1-P。
第三移相器620-1到620-N中的每一个单元都包括P数目个第三移相器。例如，第三移相器620-1的第一个单元包括P数目个第三移相器620-1-1到620-1-P。
第二组合器/分配器(C/D)630-1到630-N中的每一个单元都包括Q数目个第二C/D。例如，第二C/D 630-1中的第一单元包括Q数目个第二C/D 630-1-1到630-1-Q。
第四移相器(P/S)640-1到640-N中的每一个单元都包括Q数目个第四P/S。例如，第四P/S 640-1的第一个单元包括Q数目个第四移相器640-1-1到640-1-Q。
图7是一张框图，它显示了天线系统内的控制单元的结构。
控制单元700包括一个波束控制板710、一个水平马达驱动器720以及一个垂直马达驱动器730。
当一个控制信号通过波束控制板的控制端口，输入到波束控制板710中时，波束控制板710产生一个第一信号S10、一个第二控制信号S20以及一个第三控制信号S30。第一控制信号S10用于水平波束宽度的切换(HBWSw)，第二控制信号S20用于水平波束控制(HBSt)，第三控制信号S30用于垂直波束的下倾斜(VBDT)。
图8和9是这样一些框图，它们都显示了天线系统内的一种天线阵列。
尤其是，图8显示了正在将信号传送到天线系统外的一个天线阵列，图9显示了正在接收来自该天线系统外部信号的天线阵列。
天线阵列130具有P×Q个辐射器，其中P和Q分别为正整数。
参见图8，天线阵列130接收来自输出信号调节单元122的一个或多个第一调节信号O300，之后，将该调节信号O300输出到天线系统之外。
在天线系统130接收到来自输出信号调节单元122的第一调节信号O300的情况下，第一调节信号经由包含于列C1至CQ的每一列内的相应P个辐射器，而被传送到天线系统外部。
调节信号O300的一部分，例如是来自各个移相器540-1-1、540-2-1、……、540-(N-1)-1以及540-N-1的W41、(W+1)41、……、(W+N-1)41，都是经由包含于列C1内的辐射器而被辐射出的。同样，调节信号O300中的另一部分，来自各个移相器540-1-Q、540-2-Q、……、540-(N-1)-Q以及540-N-Q的W4Q、(W+1)4Q、……、(W+N-2)4Q以及(W+N-1)4Q，都经由包含于列CQ内的辐射器，而被辐射出。
参见图9，天线阵列130接收来自天线系统外部的若干无线电信号，之后，将该射频信号发送到输入信号调节单元124。
例如，来自系统外部的第四通信信号I200的一部分，E41、(E+1)41、……、(E+N-2)41以及(E+N-1)41被传送给各个移相器640-1-1、640-2-1、……、640-(N-1)-1以及640-N-1，其中，部分裂信号经由包含于列C1内的辐射器而被接收。同样，第四通信信号I200的另一部分，E4Q、(E+1)4Q、……、(E+N-2)4Q以及(E+N-1)4Q，都经由包含于列CQ内的辐射器，而被传送到各个移相器640-1-Q、640-2-Q、……、640-(N-1)-Q以及640-N-Q。
图10显示了包含于一个天线系统内的一个转换单元内的一个可转换分配器。
令这张图内显示的可转换分配器表示包含于可转换分配器的第一单元510-1内的一个可转换分配器510-1-1。
可转换分配器510-1-1包括用于接收来自所述输入端口的RF信号的一个输入端口RX1、第一传输线4411-441Q、第二传输线4611-461Q、隔离电阻4511-451Q、输出端口TX11-TX1Q、第一开关41以及第二开关42。所描述的可转换分配器510-1-1处于Q路工作模式中。在优选实施例中，可转换分配器510-1-1用作一个分配器，它能在最大工作模式下，将RF信号等分为Q个输出信号。可转换分配器510-1-1依据来自波束控制板710的第一控制信号S10，来改变其操作模式。在1999年2月16日授权的、与本能发明属于同一申请人的美国专利No.5,872,491中，对这种可转换分配器510-1-1进行了详细描述，在此结合作为参考。
参见图5和7，可转换分配器510-1-1到510-1-P中的每一个，都分别通过线路W11到W1P，向第一P/S 520-1-1到520-1-P提供若干分裂信号。在可转换分配器510-1-1到510-1-P的每一个中，分裂信号的数目等于工作模式的数目。在优选实施例中，天线系统100可以通过改变工作模式的数目，对来自其天线阵列130的波束宽度进行调制。在图16A至16C显示了这种调制数据。
另一方面，水平马达驱动器720响应来自波束控制板710的第二控制信号S20，产生P个马达控制信号。每个马达控制信号(图7所示的S40)都被输入到相应的第一P/S，并用于旋转合并在相应的第一P/S上的一个电介质部件。
图11显示了可转换分配器中的一个单元与第一移相器的一个单元之间的信号发送/接收关系。
参见图11，来自可转换分配器510-1的第一单元的输出端口TX11到TXPQ的每个分裂信号，都被输入到第一P/S520-1的第一单元的相应的输入端口上。例如来自TX11到TX1M的分裂信号被输入到第一移相器520-1-1的RX11到RX1M。
图12显示了第一移相器和其相邻元件之间的信号发送/接收关系。
参见图12，其中显示了一个详细视图，它表示了第一移相器520-1-1和相邻元件之间的关系。第一移相器520-1-1包括一个电介质部件(未示出)，Q个传输线、Q个输入端口RX11到RX1Q、以及Q个输出端口TX11到TX1Q。如这张图所示，有可能通过以预定的角θ1旋转电介质部件，从而对来自可转换分配器510-1-1的分裂信号的相位同时进行调制。位于一半部分的传输线的电长度增加到预定度数，而其它部分的电长度则同时降低到预定度数。在由本发明的同一个申请人于2001年3月6日提出的、题目为“SIGNAL PROCESS APPARATUS FOR PHASE-SHIFTING N NUMBER OFSIGNALS INPUTTED THERETO(对所输入的N个信号进行相移的信号处理设备)”的美国专利申请09/798,908中，对第一P/S 520-1-1进行了详细的说明，这里，引入该文献，供参考。
在优选实施例中，第一P/S 520-1-1到520-1-P中的每一个都可以实现水平波束控制。例如，如果水平马达驱动器720向第一P/S 520-1-1发送了一个马达控制信号，以便使电介质部件以预定的角度θ1旋转，则来自可转换分配器510-1-1的分裂信号中的一半被事先移相，而其余的分裂信号则在通过第一P/S 520-1-1之后，被相位延迟。因此，在天线阵列130的行R1中，辐射器R11到R1M中的每一个都接收不同的信号，这些信号相对于行R1的中心点来说，是线性对称的。即，天线能依据电介质部件的旋转，在水平方向上，对从行R1中发射出的波束进行电控制。
相移信号W20被传送到第一C/D 530-1的第一单元。详细的说明将参见图12进行。第一移相器520-1-1、520-1-2、……、以及520-1-P分别包括有输出端口TX11到TX1Q、TX21到TX2Q以及TXP1到TXPQ。同样，CD 530-1-1、530-1-2以及530-1-Q分别包括有输入端口RX11到RXP1、RX12到RXP2、以及RX1Q到RXPQ。来自输出端口TX11列TXPQ的每一个相移信号都被送到相应的输入端口。例如，来自第一P/S 520-1的第一单元的输出端口TX12的一个相移信号被发送到C/D 530-1的第一单元的输入端口RX12上。即输出端口TXPQ以这样一种方式连接到输入端口RXPQ，从而输出端口TXPQ的下标与输入端口RXPQ的下标相对应。
CD 530-1-1到530-1-Q中的每一个，都将来自第一P/S 520-1-1到520-1-P的相移信号W31到W3Q，传送到相应的第二移相器，如图5所示。第二移相器540-1-1到540-1-Q中的每一个都传送来自第一C/D 530-1的第一单元的信号。
图14显示了第二移相器和其相邻元件之间的信号传送/接收关系。
参见图14，其中详细显示了第二移相器540-1-1和所示出的相邻元件之间的关系。除了第二P/S 540-1-1具有P个传输线之外，第二P/S 540-1-1的功能和结构与第一P/S 520-1-1的功能和结构相似。还有，有可能通过以预定角度θ2旋转电介质部件，而对输入到输入端口RX11到RXP1的信号相位同时进行调制。位于一半位置上的传输线的电长度增加到一个预定度数，而其它部分的电长度则同时降低到预定度数。
下倾斜用于根据到达小区外围范围的波束形状减小小区大小。这种做法减小了波束的覆盖面积，但同时，还由于减小了干扰信号的量，从而允许在一个小区内，有更多数目的用户执行操作。在优选实施例中，可通过旋转包含于列C1到CQ的每一列内的第二P/S 540-1-1到540-1-Q中的电介质部件，来实现这种下倾斜。具体地，按照本发明的优选实施例，通过一半输入端口RX11到RX(P-1)/21输入的信号被事先移相，而通过输入端口RXP/21到RXP1输入的信号在通过输出端口TX11到TXP1之后，被相位延迟。由于第二移相器的对称结构，因而相对于C1-CQ中每一列的中心点来说，相移量是线性对称的。
图15示意性地显示了来自按照本发明的、执行下倾斜的一个天线系统的一个波束。
参见图15，如果第二P/S不旋转电介质部件，由输出端口TX11到TX1N输出的信号就位于相位平面PP1上。在这种情况下，从辐射器R11到RQP的阵列130辐射出的波束具有一个波束图BP1。但是，如果第二P/S将电介质部件旋转到预定角θ2，则由输出端口TX11到TXP1输出的信号就位于相位平面PP2上。因此，从辐射器R11到RPQ的阵列130辐射出的波束具有一个波束图BP2，其相对于波束图BP1旋转了一个α角度。
图16A绘制了一个波束图，用于对从按照本发明的天线系统发射出的波束执行电子下倾斜。
参见图16A，其中利用极坐标，显示了当天线系统100通过旋转第二P/S 540-1-1到540-1-Q的电介质部件来实现下倾斜时，在天线平面的水平平面内的天线增益图。
图16B绘制了按照本发明的、用于对从天线系统发射出的一个波束进行水平控制的波束图。
在这一附图中，在极坐标中显示了当天线系统100通过旋转第一P/S 520-1-1到520-1-P的电介质部件来实现水平波束控制时，在天线平面内的天线增益图。
图16C绘制了一个波束图，用于按照本发明，对从天线系统中发射出的一个波束宽度进行水平转换。
该图中示出当天线系统100实现水平波束宽度转变时的天线增益。在这种情况下，天线阵列130是由辐射器R11到R84构成的，以便应用IMT-2000。即列数为4，而行数为8。第一移相器520-1的第一单元仅具有一个第一移相器，以便以相同的方式，对所有的行进行控制。因此，可转换分配器510-1的第一单元具有一个可转换的分配器。对可转换分配器进行设定，使得在最大工作模式下，它能工作于4路状态。正如可以看到的那样，当可转换分配器工作于4路状态时，从阵列130辐射出的波束具有大约32度的一个HPBW(半功率波束宽度)。如果可转换分配器工作于3路状态，则该波束具有大约45度的HPBW。如果可转换分配器工作于2路状态，则波束具有大约64度的HPBW。
以下，将参见图17到24，对可以对输入信号的众多波束进行控制的天线系统和具有这种天线系统的无线收发基站、以及多波束控制方法进行说明。
图17A和17B显示了按照本发明的、具有多波束可控天线系统的一个无线收发基站(BTS)。
BTS包括一个天线阵列1750、上/下变频器1701-1到1701-4、水平半功率波束宽度控制可转换分配器1703-1到1703-3、水平倾角控制移相器1705-1到1705-3、移相器驱动器1707-1到1707-3、固定组合器1709-1到1709-3、多通道功率放大器(MCPA)1711-1到1711-4、双工滤波器1713-1到1713-4、可转换分配器1715-1到1715-4、用于控制垂直倾角的移相器1717-1到1717-4、移相器1719、低噪声放大器1721-1到1721-4、固定分配器1723-1到1723-4、移相器1725-1到1725-3、相移驱动器1727-1到1727-3、可转换组合器1729-1到1729-3以及一个控制器1731。
上/下变频器1701-1到1701-4中的每一个都接收将要被发送或被接收的信号，并对这些信号执行上/下变频。
水平半功率波束宽度控制可转换分配器(S/D)1703-1到1703-3中的每一个接收来自上/下变频器1701-1到1701-4的一个上变频信号，并将该上变频信号分割为预定数目的分裂信号。
移相器1705-1到1705-3中的每一个，都依据来自相移驱动器1701-1、1701-2或1707-3的一个第一控制信号，对分裂信号执行移相，这样就可以对将要发送的信号的水平半功率波束宽度进行控制。
固定组合器1709-1到1709-3中的每一个都接收来自移相器的被分裂信号，并对其进行合并。
多通道功率放大器(MCPA)1711-1到1711-4中的每一个，都对来自上/下变频器或固定组合器的信号进行放大，并输出这些经信道放大的信号。
双工滤波器1713-1到1713-4中的每一个都对来自MCPA的经信道放大的信道执行滤波，并将第一滤波信号提供给天线阵列，或对来自天线阵列的接收信号执行滤波，并向低噪声放大器提供第二滤波信号。
可转换分配器1715-1到1715-4中的每一个，都将双工滤波器1713-1到1713-4输出的信号分为8个信号，以便对将要发送的信号的垂直半功率波束宽度进行控制。
移相器1717-1到1717-4中的每一个，都对来自可转换驱动器1715-1到1715-4的信号相位进行移相，并产生相移信号，以便对将要发送的信号的垂直倾角进行控制。
相移驱动器1719产生控制信号，以便能同时地控制这些移相器。
相移信号是通过天线阵列1750而被辐射出的。
天线阵列1750接收到的信号是由双工滤波器1713-1到1713-4执行滤波的，并由低噪声放大器1721-1到1721-4进行放大。
固定分配器1723-1到1725-3中的每一个都将经过低噪声放大的信号分为三个分裂信号。
移相器1725-1到1725-3中的每一个，都一个一个地接收分裂信号，并对分裂信号执行移相，从而控制接收信号的水平倾角。
相移驱动器1727-1到1727-3都独立控制移相器。
可转换组合器中的每一个都接收来自移相器的信号，并合并出一个信号，以便控制水平半功率波束宽度。
控制器1731控制相移驱动器，可转换分配器以及可转换组合器。
包含于一个小区内的扇区数目或一个扇区内的频率指配数目，是依据该小区的地面特性而分配的。
在本说明书中，仅仅出于方便说明的目的，我们假定该小区被分为三个扇区，且为一个扇区分配有四个频率指配FA1到FA4。我们还假设，第一频率指配FA1是一个固定的FA，在该FA内，垂直倾角和水平半功率波束宽度都是固定的，第二到第四频率指配FA2到FA4都是可转换FA，在这种FA内，垂直倾角和水平半功率波束宽度是可以改变的。
在该实施例中，我们假定，第一到第三水平半功率波束宽度控制可转换分配器，以及第一到第三水平半功率波束宽度控制可转换组合器，都是三路分配器和组合器，固定组合器和固定分配器也都是三路组合器和分配器。
水平倾角移相器是具有三条传输线的移相器。
第一到第四垂直半功率波束宽度控制可转换分配器是八路分配器，第一到第四垂直倾角控制移相器是具有8条传输线的移相器。
由于，对本领域人员来说，上/下变频器、固定组合器、双工滤波器、低噪声放大器(LNA)以及固定分配器的操作和功能都是众所周知的，因而，在本说明书中，将略去对它们的详细描述。
由第一上/下变频器1701-1输出的频率指配FA1，被提供给第一多通道功率放大器(MCPA)。由第二到第四上/下变频器1701-2到1701-4输出的其它频率指配FA2到FA4，被水平半功率波束宽度控制可转换分配器1703-1到1703-3分为三个信号。
第一到第三水平倾角控制移相器1705-1到1705-3分别由第一到第三相移驱动器1707-1到1707-3控制。
第一到第三固定组合器1709-1到1709-3接收并合并来自移相器1705-1到1705-3的多个分裂信号中的一个。
多通道功率放大器(MCPA)1711-1到1711-3中的每一个，都对来自固定组合器的信号进行放大，并输出一个经信道放大的信号。
第一双工滤波器1713-1经由第一MCPA 1711-1，接收来自第一上/下变频器的信号。第二到第四双工滤波器1713-2到1713-4接收来自第二到第四MCPA 1711-2到1711-4的信号。双工滤波器1713-1到1713-4对来自MCPA 1711-1到1711-4的信号执行滤波，并产生滤波信号。
垂直半功率波束宽度控制可转换分配器1715-1到1715-4中的每一个，都接收滤波信号，并将滤波信号分为8个分裂信号。
垂直倾角控制移相器1717-1到1717-4中的每一个，都以相同的速率对分裂信号的相位进行控制，并向天线阵列提供该相位受控信号。
垂直倾角控制移相器1717-1到1717-4是由相移驱动器1719以相同速率同时地控制的。
接收信号是由天线阵列60接收的，并经由垂直倾角控制移相器1717-1到1717-4、以及垂直半功率波束宽度控制可转换分配器1715-1到1715-4，而输入到双工滤波器1713-1到1713-4。
双工滤波器1713-1到1713-4对所接收到的来自垂直半功率波束宽度控制可转换分配器1715-1到1715-4的信号进行滤波，并将第二滤波信号提供给低噪声放大器1721-1到1721-4。
固定分配器1723-1到1723-4中的每一个都将低噪声放大信号分为三个分裂信号。
来自固定分配器1723-1到1723-3的三个分裂信号是由水平倾角控制移相器1725-1到1725-3一个一个地接收到的，且对分裂信号进行了相移。
由水平半功率波束宽度控制可转换组合器1729-1到1729-3对这些相移信号进行合并。
由水平半功率波束宽度控制可转换组合器1729-1到1729-3合并的这些信号，被上/下变频器1701-1到1701-4执行下变频，并经由基站控制器(BSC)(未示出)被传送到移动交换中心(未示出)。
以下，将参见附图17A和17B，对由水平半功率波束宽度控制可转换分配器，对相应的频率指配的水平半功率波束宽度进行控制的过程进行详细说明。
假定对水平半功率波束宽度控制可转换分配器1703-1到1703-3使用了三路分配器的情况下，FA2、FA3和FA4的水平半功率波束宽度为30度。在使用了双路分配器的情况下，FA2、FA3和FA4的水平半功率波束宽度为60度，而在单路分配器的情况下，FA2、FA3和FA4的水平半功率波束宽度为90度。
通过连接水平半功率波束宽度控制可转换分配器、水平倾角控制移相器以及固定组合器，FA1可用作一个可转换FA。在这种情况下，将使用四路可转换分配器和四条传输线，从而，每个FA的水平半功率波束宽度都可在120度到0度之间变化。
依据分配器的通路数目，可以改变FA的水平半功率波束宽度，该宽度不会仅限于某个角度。
例如，如果水平半功率波束宽度控制可转换分配器1703-1是一个四路分配器，FA信号经由天线阵列的水平倾角控制移相器1705-1、垂直半功率波束宽度控制可转换分配器1715-1到1715-4、垂直倾角控制移相器1717-1到1717-4以及辐射器1705-1到1705-4，而被辐射出。换言之，FA信号是通过四个阵列天线而被辐射出的。
但是，如果水平半功率波束宽度控制可转换分配器1703-1为三路、双路或单路分配器，则FA信号就经由三个、两个或一个阵列天线而被辐射出。
天线阵列数目的变化意味着FA信号的水平半功率波束宽度的改变。如果FA信号的水平半功率波束宽度可以改变，则可以解决本地业务增加的情况。
在水平倾角控制移相器1705-1中，所形成的弧形传输线是对称的。在驱动相移时，传输线的相位是以同一速率对称变化的。换言之，由于馈送到天线阵列的辐射器1750-1到1750-4的信号相位，是以同一速率对称变化的，因而可以使FA信号水平倾斜。
如上所述，如果FA信号可以水平倾斜，则天线波束可以辐射到所需要的区域，因而可以自由地安置天线，且该天线可以对付本地流量的增加。
用于控制垂直半功率波束宽度的方法，与上述控制水平半功率波束宽度的方法相似。换言之，如果垂直半功率波束宽度控制可转换分配器1715-1用作一个八路分配器，则FA信号就经由八路天线阵列被辐射出，如果其用作一个七路到单路分配器，则FA信号就经由七个天线阵列到一个天线阵列，而被辐射出。
天线阵列数目的变化意味着FA信号的垂直半功率波束宽度的改变。
在驱动了垂直半功率波束宽度控制移相器1717-1时，传输线的相位以同一速率对称变化。换言之，由于馈送到八个天线阵列的信号相位是以同一速率对称变化的，因而FA信号可以垂直倾斜。
如上所述，如果FA信号可以垂直倾斜，可以降低来自使用同一频率的另一个BTS的同一信道的干扰信号。
此时，只有垂直半功率波束宽度控制移相器1717-1到1717-4是被以同一速率同时地控制的，且可以执行对垂直倾角的调节。
以下，将参见将参照FA2、FA3和FA4的强度，来说明水平和垂直倾斜。
在三路分配器的情况下，在每一个FA内的水平半功率波束宽度有10种可能，仅仅为了便于说明，仅仅对这样一种情况进行说明，即，所有分配器都用作三路分配器，且FA的水平半功率波束宽度为30度。
参见图17A到17B，如果输入到水平半功率波束宽度控制可转换分配器1703-1到1703-3的FA2、FA3和FA4的强度被标记为1P2、1P3和1P4，则1P2信号被分为三个1/3P2信号。
1P3信号被第二水平半功率波束宽度控制可转换分配器1703-2分为三个1/3P3信号，1P4被第三水平半功率波束宽度控制可转换分配器1703-3分为三个1/3P4信号由第一到第三水平半功率波束宽度控制可转换分配器1703-1到1703-3分开的信号，被第一到第三水平倾角控制移相器1705-1到1705-3执行移相，之后被分别加到第一到第三固定组合器1709-1到1709-3。
换言之，1/3P2、1/3P3以及1/3P4信号都是被分别输入到第一到第三固定组合器1709-1到1709-3，并被合并的。由第一到第三固定组合器1709-1到1709-3合并的组合信号变为1/9P2+1/9P3+1/9P4。
当输入到第一到第三固定组合器1709-1到1709-3的信号数目改变时，为了不改变射频特性，添加了第一到第三匹配电路。匹配电路可以是一个绝缘体，或是一个50Ω电阻器接地的开关。
如果MCPA是可以将信号放大90倍的一个放大器，则第一到第三MCPA的输出信号变为10P2+10P3+10P4。
在更详细的说明中，由于放大信号的强度为30P，因而10P2+10P3+10P4信号包含于30P内。换言之，10P2+10P3+10P4信号是经由三个天线阵列被辐射出的。
此时，FA1的水平半功率波束宽度为120度，FA2到FA4的水平半功率波束宽度为30度。如果FA2、FA3和FA4位于具有120度的扇区内，则可通过利用水平倾角控制移相器1705-1到1705-3，而使FA2、FA3和FA4水平倾斜，如图19所示。
对于另一个例子，将对以下情况进行说明第一水平半功率波束宽度控制分配器1703-1用作单路分配器，第二水平半功率波束宽度控制分配器1703-2用作双路分配器，第三水平半功率波束宽度控制分配器1703-3用作三路分配器。
换言之，将对FA2的水平半功率波束宽度为90度、FA3的水平半功率波束宽度为60度、FA4的水平半功率波束宽度为30度的情况进行说明。
由第二上/下变频器11放大的FA2信号，经由第一水平半功率波束宽度控制可转换分配器1703-1和第一水平倾角控制移相器1705-1，被提供给第一固定组合器1709-1。
由第三上/下变频器1701-3放大的FA3信号，被第二水平半功率波束宽度控制可转换分配器1703-2分为两个信号，并经由第二水平倾角控制移相器1705-2，而被提供给第一和第三固定组合器1709-1和1709-3。
由第四上/下变频器1701-4放大的FA4信号，被第二水平半功率波束宽度控制可转换分配器1703-3分为三个信号，并经由第三水平倾角控制移相器1705-3，而被提供给第一到第三固定组合器1709-1到1709-3。
第一固定组合器1709-1接收1P2、1/2P3以及1/3P4信号、第二固定组合器24接收1/3P4，第三固定组合器1709-3接收1/2P3以及1/3P4信号。
由第一固定组合器1709-1合并的信号为1/3P2+1/6P3+1/9P4，该信号是由第一MCPA 1711-2放大的，之后变为30P2+15P3+10P4。
由第二固定组合器24合并的信号为1/9P4，它由第二MCPA 1711-2放大，之后变为10P4。
由第三固定组合器1709-3合并的信号为1/6P3+1/9P4，该信号是由第三MCPA1711-3放大的，之后变为15P3+10P4。
此时，尽管第一、第二和第三MCPA 1711-1到1711-3的输出功率电平不同，即55P、10P、35P，但FA2、FA3和FA4的输出功率电平与30P相同。
由于第一MCPA 1711-1的输出功率电平是55P，为了防止MCPA的输出功率电平中之一超过预定值，如图23A和23B所示，可将从第二水平半功率波束宽度控制可转换分配器15输出的信号，加到第二和第三固定组合器1709-2和1709-3。
如果可将从第二水平半功率波束宽度控制可转换分配器1703-2输出的信号，加到第二和第三固定组合器1709-2和1709-3，则第一固定组合器1709-1的输入信号是1P2和1/3P4，第二固定组合器1709-2的输入信号是1/2P3和1/3P4，第三固定组合器1709-3的输入信号是1/2P3以及1/3P4。
由第一固定组合器1709-1合并的信号为1/3P2+1/9P4，该信号由第一MCPA1711-1放大，之后，变为30P2+10P4。
由第二固定组合器1709-2合并的信号为1/6P2+1/9P4，该信号由第二MCPA1711-2放大，之后，变为15P2+10P4。
由第三固定组合器1709-3合并的信号为1/6P3+1/9P4，该信号由第三MCPA1711-3放大，之后，变为15P3+10P4。
换言之，第一MCPA 1711-1的输出功率电平为40P，第二MCPA 1711-2的输出功率电平为25P，第三MCPA 1711-3的输出功率电平为25P，这样，可以减小放大器的容量。
此时，如果FA2、FA3和FA4位于具有120度的一个扇区内，则可通过水平倾角控制移相器1705-1到1705-3，使FA2、FA3和FA4水平倾斜，如图21所示。
当扇区的某个区域中，业务暂时增加时，如图22所示，可通过控制水平半功率波束宽度控制可转换分配器1703-1到1703-3，以及垂直倾角控制移相器1705-1到1705-3，使FA2和FA3聚集到业务量增加的某个区域。因此，仍然可以保持那个区域内的通信质量。
例如，当第一到第三水平半功率控制可转换分配器1703-1到1703-3用作单路分配器时，如果三个扇区的一个扇区内某个区域中的业务量暂时增加，就会增加用于分离FA2到FA4信号的水平半功率控制可转换分配器1703-1到1703-3的路数，从而降低了半功率波束宽度，通过控制水平倾角控制移相器1705-1到1705-3，可对FA2到FA4的波束进行控制，使其向所述的某个区域水平倾斜。
为了处理本地业务量的增大，扇区被分得更小，这种做法不需分割扇区，就可增大呼叫处理的容量。
在本说明书中，只有在可转换分配器和固定组合器的输入和输出端口改变的情况下，它们才可被用做可转换组合器和固定分配器。
第一到第三水平半功率波束宽度控制可转换组合器1729-1到1729-3，第四到第六水平倾角控制移相器1725-1到1725-3，第一到第三固定分配器1723-1到1723-3、第一到第三水平半功率波束宽度控制可转换分配器1703-1到1703-3、第一到第三水平倾角控制移相器1705-1到1705-3以及第一到第三固定组合器具有相同的连接。
可以依据同一个控制信号或独立的控制信号，对第一到第三水平半功率波束宽度控制可转换组合器1729-1到1729-3、第四到第六水平倾角控制移相器1725-1到1725-3、第一到第三水平半功率波束宽度控制可转换分配器1703-1到1703-3、第一到第三水平倾角控制移相器1705-1到1705-3的切换和相移进行控制。
如果对切换和相移的控制是依据同一个控制信号进行的，则由垂直/水平半功率波束宽度和倾角所覆盖的发送和接收服务区是一致的。
相反，如果切换和相移的控制依据了独立的控制信号，则传送和接收服务区都彼此不同。
可转换分配器、可转换组合器以及相移驱动器是由控制器1731控制的，该控制器1731接收来自BSC和MSC的必要控制数据。
图24显示了当独立控制水平半功率波束宽度和垂直倾角时，从天线系统中发射出的FA的水平半功率波束宽度。
当可以自由改变水平半功率波束宽度和垂直倾角时，FA的波束图可以如图24所示。
当使用多波束可控天线系统和具有这种天线系统的BTS时，可以依据用户数目以及扇区内的业务量的变化，而自动对垂直/水平半功率波束宽度和倾角进行控制，因而减小了来自使用同一频率的另一个BTS的相同信道的干扰信号。可以精确地控制FA信号的波束，从而能很容易地安装天线系统。
当使用多波束可控天线系统时，由于可以在无规律的微波环境中，也可以执行对小区服务区内的优化设计以及对扇区的分区，因而可以在诸如象建筑物、塔等各种位置上建立天线系统。
每个FA都可被分配给扇区内的某一个区域，由此，可以适当地应付本地区域的业务增加，可以减小FA之间的交叠区。
由于位于传统BTS内的设备都位于天线系统内，因而可以减小传输损耗。因此，可以使用低容量MCPA，这可以降低成本，也可以减小BTS的大小，同时能有效利用有限的射频资源。
尽管是参照特定实施例，对本发明进行的说明，但各种未脱离本发明所附权利要求中所定义的发明范围的改变和修改，对本领域人员来说，都是显而易见的。
权利要求
1.一种用于控制多波束传输信号的天线系统，包括至少一个第一分配装置，用于将一个信号分为若干第一分裂信号；至少一个第一相移装置，用于对第一分裂信号执行相移，并产生第一相移信号；至少一个第一组合装置，用于对相移信号进行合并，并产生一个第一组合信号；至少一个第二分配装置，用于将所述第一组合信号分为若干第二分裂信号；至少一个第二相移装置，用于对所述第二分裂信号执行移相，并产生第二相移信号；以及控制装置，用于产生通过控制所述第一和第二分配装置以及所述第一和第二相移装置，来独立控制输入信号的水平和垂直半功率波束宽度以及倾角的控制信号。
2.如权利要求1所述的天线系统，还包括一个天线阵列，具有若干辐射装置。
3.如权利要求2所述的天线系统，还包括至少一个放大装置，用于对第一组合信号进行放大，产生一个放大信号，并将该放大信号提供给所述第二分配装置。
4.如权利要求3所述的天线系统，其中可以依据所述输入信号的水平半功率波束宽度的可转换范围，来设定所述第一分裂信号的数目。
5.如权利要求3所述的天线系统，其中所述第一分裂信号数目的设定，是以辐射装置的数目为基础的。
6.如权利要求3所述的天线系统，其中所述第一和第二相移装置可以以一个预定速率同时对输入信号的相位进行控制。
7.如权利要求3所述的天线系统，其中可以依据输入信号的垂直半功率波束宽度的可转换范围，来设定所述第二分裂信号的数目。
8.如权利要求3所述的天线系统，其中所述第二分裂信号数目的设定，是以辐射装置的数目为基础的。
9.如权利要求3所述的天线系统，还包括至少一个第三分配装置，用于将所述天线阵列接收的接收信号分为若干第三分裂信号；至少一个第三相移装置，用于控制第三分裂信号的相位，并产生第三相移信号；以及至少一个第二组合装置，用于对第三相移信号进行合并，产生一个第二组合信号，并输出该第二组合信号。
10.如权利要求9所述的天线系统，其中第三分裂信号数目的设定，是以辐射装置的数目为基础的。
11.一种用于接收信号的天线系统，包括至少一个分配装置，用于将天线系统接收的信号分为若干分裂信号；至少一个相移装置，用于控制所述分裂信号的相位，产生相移信号；至少一个组合装置，用于对相移信号进行合并，产生一个组合信号，并输出该组合信号；以及控制装置，产生控制所述相移装置和所述组合装置的控制信号。
12.如权利要求11所述的天线系统，其中可以依据所述信号的水平半功率波束宽度的可转换范围，对分裂信号的数目进行设定。
13.如权利要求12所述的天线系统，其中分裂信号数目的设定，是以辐射器装置的数目为基础的。
14.如权利要求12所述的天线系统，其中所述相移装置可以以预定速率对输入信号的相位进行控制。
15.如权利要求12所述的天线系统，其中所述分裂信号的数目与组合装置所能合并的信号数目相同。
16.用于控制多波束传输信号的一种无线收发基站，包括至少一个第一分配装置，用于将一个输入信号分为若干第一分裂信号；至少一个第一相移装置，用于对所述第一分裂信号执行相移，并产生第一相移信号；至少一个第一组合装置，用于对所述相移信号进行合并，并产生一个第一组合信号；至少一个第二分配装置，用于将所述第一组合信号分为若干第二分裂信号；至少一个第二相移装置，用于对所述第二分裂信号执行相移，并产生第二相移信号；以及控制装置，用于产生通过控制所述第一和第二分配装置以及第一和第二相移装置，而独立控制所述输入信号的水平和垂直半功率波束宽度以及倾角的控制信号。
17.如权利要求16所述的无线收发基站，还包括具有若干辐射装置的一个天线系统。
18.如权利要求16所述的无线收发基站，还包括至少一个放大装置，用于对所述第一组合信号进行放大，并产生一个放大信号。
19.如权利要求18所述的无线收发基站，其中可以依据所述输入信号的水平半功率波束宽度的可转换范围，对所述第一分裂信号的数目进行设定。
20.如权利要求18所述的无线收发基站，其中对所述第一分裂信号数目的设定，是以辐射装置的数目为基础的
21.如权利要求18所述的无线收发基站，其中所述第一和第二相移装置可以以一个预定速率，同时对输入信号的相位进行控制。
22.如权利要求18所述的无线收发基站，其中可以依据输入信号的垂直半功率波束宽度的可转换范围，来设定第二分裂信号的数目。
23.如权利要求18所述的无线收发基站，其中对所述第二分裂信号数目的设定，是以辐射装置的数目为基础的。
24.如权利要求18所述的无线收发基站，还包括至少一个第三分配装置，用于对所述天线阵列接收到的接收信号分为若干第三分裂信号；至少一个第三相移装置，用于控制第三分裂信号的相位，并产生第三相移信号；以及至少一个第二组合装置，用于对第二相移信号进行合并，产生一个第二组合信号，并输出该第二组合信号。
25.如权利要求24所述的无线收发基站，其中对所述第三分裂信号数目的设定，是以辐射装置的数目为基础的。
26.用于接收信号的一种无线收发基站，包括至少一个分配装置，用于将天线阵列接收的信号分为若干分裂信号；至少一个相移装置，用于对所述分裂信号的相位进行控制，并产生相移信号；至少一个组合装置，用于对相移信号进行合并，产生一个组合信号，并输出该组合信号；以及控制装置，用于产生用来控制相移装置和组合装置的控制信号。
27.如权利要求26所述的无线收发基站，其中可以依据信号的水平半功率波束宽度的可转换范围，对所述分裂信号数目进行设定。
28.如权利要求26所述的无线收发基站，其中所述分裂信号数目的设定，是以辐射装置的数目为基础的。
29.如权利要求26所述的无线收发基站，其中所述相移装置可以以预定速率控制输入信号的相位。
30.如权利要求26所述的无线收发基站，其中所述分裂信号的数目与所述组合装置能够合并的信号数目相同。
31.用于控制天线系统内的多波束传输信号的一种方法，包括以下步骤；在第一分配装置中，将一个输入信号分为若干第一分裂信号；在第一相移装置中，对第一分裂信号执行相移，并产生第一相移信号；在第一组合装置中，对相移信号进行合并，并产生一个第一组合信号；在第二分配装置中，将第一组合信号分为若干第二分裂信号；在第二相移装置中，对第二分裂信号执行相移，并产生第二相移信号；以及产生可通过控制第一和第二分配装置以及第一和第二相移装置，来独立控制所述输入信号的水平和垂直半功率波束宽度以及倾角的控制信号。
32.如权利要求31所述的方法，还包括以下步骤经由具有若干辐射装置的天线阵列，而辐射出第二相移信号。
33.如权利要求32所述的方法，还包括以下步骤对所述第一组合信号信号放大，产生一个放大信号，并将该放大信号提供给第二分配装置。
34.如权利要求33所述的方法，其中对所述第一分裂信号数目的设定，是以所述输入信号的水平半功率波束宽度的可转换范围为基础的。
35.如权利要求33所述的方法，其中对所述第一分裂信号数目的设定，是以辐射装置的数目为基础的。
36.如权利要求33所述的方法，其中所述第一和第二相移装置可以以预定速率，同时控制所述输入信号的相位。
37.如权利要求33所述的方法，其中可以依据所述输入信号的垂直半功率波束宽度的可转换范围，来设定第二分裂信号的数目。
38.如权利要求33所述的方法，其中对所述第二分裂信号数目的设定，是以辐射装置的数目为基础的。
39.如权利要求33所述的方法，还包括以下步骤在第三分配装置中，将所述天线阵列接收的接收信号分为若干第三分裂信号；在第三相移装置中，对第三分裂信号的相位进行控制，并产生第三相移信号；以及在第二组合装置中，对第三相移信号进行合并，产生一个第二组合信号，并输出该第二组合信号。
40.如权利要求39所述的方法，其中对第三分裂信号数目的设定，是以辐射装置的数目为基础的。
41.用于在天线系统内控制多波束接收信号的一种方法，包括以下步骤在分配装置中，将天线阵列接收的一个信号分为若干分裂信号；在相移装置中，对分裂信号执行相移，并产生相移信号；在组合装置中，对相移信号进行合并，并产生一个组合信号，并输出该组合信号；以及产生可控制组合装置以及相移装置的控制信号。
42.如权利要求41所述的方法，其中可以依据所述信号的水平半功率波束宽度，对分裂信号的数目进行设定。
43.如权利要求42所述的方法，其中所述分裂信号数目的设定，是以辐射装置的数目为基础的。
44.如权利要求42所述的方法，其中所述相移装置可以以预定速率，来控制所述输入信号的相位。
45.如权利要求42所述的方法，其中所述分裂信号的数目与所述组合装置能够合并的信号数目相同。
46.用于在无线收发基站内控制多波束传输信号的一种方法，包括以下步骤在第一分配装置中，将一个输入信号分为若干第一分裂信号；在第一相移装置中，对第一分裂信号执行相移，并产生第一相移信号；在第一组合装置中，对相移信号进行合并，并产生一个第一组合信号；在第二分配装置中，将第一组合信号分为若干第二分裂信号；在第二相移装置中，对第二分裂信号执行相移，并产生第二相移信号；以及产生可通过控制第一和第二分配装置以及第一和第二相移装置，来独立控制所述输入信号的水平和垂直半功率波束宽度以及倾角的控制信号。
47.如权利要求46所述的方法，还包括以下步骤经由具有若干辐射装置的天线阵列，而辐射出第二相移信号。
48.如权利要求47的方法，还包括以下步骤对所述第一组合信号进行放大，产生一个放大信号，并将该放大信号提供给第二分配装置。
49.如权利要求48的方法，其中可以依据所述输入信号的水平半功率波束宽度的可转换范围，来设定第一分裂信号的数目。
50.如权利要求48的方法，其中对所述第一分裂信号数目的设定，是以辐射装置的数目为基础的。
51.如权利要求48的方法，其中所述第一和第二相移装置可以以预定速率，同时对所述输入信号的相位进行控制。
52.如权利要求48的方法，其中可以依据所述输入信号的垂直半功率波束宽度的变化范围，对第二分裂信号的数目进行设定。
53.如权利要求48的方法，其中对所述第二分裂信号数目的设定，是以辐射装置的数目为基础的。
54.如权利要求48的方法，还包括以下步骤在第三分配装置中，对所述天线阵列接收到的接收信号分为若干第三分裂信号；在第三相移装置中，对第三分裂信号的相位进行控制，并产生第三相移信号；以及在第二组合装置中，对第三相移信号进行合并，产生一个第二组合信号，并输出该第二组合信号。
55.如权利要求54的方法，其中，所述第三分裂信号数目的设定，是以辐射装置的数目为基础的。
56.用于在一个无线收发基站内，对多波束接收信号进行控制的一种方法，包括以下步骤在分配装置中，将天线阵列接收的一个信号分为若干分裂信号；在相移装置中，对分裂信号执行相移，并产生相移信号；在组合装置中，对相移信号进行合并，产生一个组合信号，并输出该组合信号；以及d)产生可控制组合装置以及相移装置的控制信号。
57.如权利要求56所述的一种方法，其中可以依据所述信号的水平半功率波束宽度的变化范围，对分裂信号的数目进行设定。
58.如权利要求57所述的一种方法，其中对所述分裂信号数目的设定，是以辐射装置的数目为基础的。
59.如权利要求57所述的一种方法，其中所述相移装置可以以预定速率，对所述输入信号的相位进行控制。
60.如权利要求57所述的一种方法，其中所述分裂信号的数目与所述组合装置能够合并的信号数目相同。
全文摘要
公开了一种用于独立控制多波束的天线系统,以及使用该天线系统的无线收发基站。该多波束可控天线系统包括:至少一个第一分配单元,用于将输入信号分为若干第一分裂信号;至少一个第一相移单元,用于对第一分裂信号进行移相,并产生第一相移信号;至少一个第一组合单元,用于对相移信号进行合并,并产生一个组合信号;至少一个第二分配单元,用于将所述组合信号分为若干第二分裂信号;至少一个第二相移单元,用于对第二分裂信号进行移相,并产生第二相移信号;以及控制单元,用于产生控制信号,该控制信号可通过控制第一和第二分配单元,以及第一和第二相移单元,而独立地对所述输入信号的水平和垂直半功率波束宽度及倾角进行控制。
文档编号H04B7/10GK1362846SQ0113819
公开日2002年8月7日 申请日期2001年12月8日 优先权日2000年12月8日
发明者金德龙, 文荣灿, 吉容燮, 李润培 申请人:Kmw株式会社