一种天线系统、馈电网络重构方法及装置与流程

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种天线系统、馈电网络重构方法及装置。

背景技术：

天线是各种无线通信系统的关键部件之一。移动通信天线系统主要包括天线、馈线电缆和射频通道。塔顶的天线通过一定长度的馈线电缆与下面的射频通道相连接。对于下行链路，射频通道中的发射机的输出功率通过馈电电缆馈入安装于塔顶的天线并发射到空中，对于上行链路，手机信号被塔顶基站天线接收后通过馈线电缆进入塔下的射频通道中的接收机。

在目前的移动通信中，大型天线阵列由于增益高可克服多径传输的路径损耗，满足5g通信中对回传和移动等场景要求。移动通信天线系统在射频通道数较少的情况下，射频通道数一般集中在水平维度上，每个射频通道上都连接天线阵列一个由垂直方向上的多个天线辐射单元构成的天线子阵列，所以移动通信天线系统在水平上可以进行波束扫描，以实现波束在水平面上120度均可覆盖，但垂直方向上一般是一个固定的波束，导致当用户分布在垂直方向上如高楼内时，部分楼层的波束覆盖效果不佳。

因此，如何提高移动通信天线系统的波束覆盖的灵活性，成为本领域技术人员正在研究的技术问题。

技术实现要素：

本申请提供一种天线系统、馈电网络重构方法及装置，可动态调整天线系统的波束覆盖范围。

第一方面，本申请提供了一种天线系统，该天线系统包括：天线阵列、控制单元、网络重构单元和k个射频通道；

该天线阵列包括l个天线子阵列，其中，l为大于1的正整数；

该网络重构单元，用于将该l个天线子阵列分为m个天线子阵列组，并将该m个天线子阵列组分别连接到该k个射频通道中，其中，一个天线子阵列组的一个极化方向连接到一个射频通道；m为正整数，k为m的整倍数；

该k个射频通道中的任意一个射频通道，用于对连接的天线子阵列组的接收到的信号和/或待发射的信号进行信号处理；

该控制单元，用于控制该网络重构单元调整该k个射频通道中至少一个射频通道连接的天线子阵列组与天线子阵列的映射关系。

通过本申请的实施例，天线系统中的控制单元控制网络重构单元改变网络状态，调整每个射频通道连接的天线子阵列组与天线子阵列的映射关系，以改变每个射频通道所连接的天线子阵列组中辐射单元在水平方向上和/或垂直方向上的数量，也可以改变射频通道在水平方向上和/或垂直方向上分布情况，从而可以改变该k个射频通道中至少一个射频通道连接的天线子阵列组生成的波束的覆盖范围，。因为天线子阵列组中的辐射单元在水平方向上的个数越多，该天线子阵列组生成的波束在水平面上的波束宽度越窄，天线子阵列组中的辐射单元在垂直方向上的个数越多，该天线子阵列组生成的波束在垂直方向上生成的波束越窄，所以，可以调整每个射频通道所连接的天线子阵列组生成波束的宽度，以及上述k个射频通道中各自所连接的天线子阵列组生成波束的波束指向。通过波束宽度和波束指向的调整，即可以实现动态调整天线系统的波束覆盖范围。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，该控制单元，用于控制该网络重构单元调整该k个射频通道中至少一个射频通道连接的天线子阵列组与天线子阵列的映射关系，具体为：控制该网络重构单元调整该k个射频通道连接的天线子阵列组在水平方向上的数量x，其中，水平方向上的该x个天线子阵列组的相同极化方向上生成的波束在水平方向上包括e个指向，x、e均为正整数，1≤e≤x≤m。也即是说，本申请实施例中，控制单元可以控制网络重构单元调整该k个射频通道连接的天线子阵列组在水平方向上的数量，当天线阵列的每个极化在水平方向上对应有多个射频通道各自所连接的天线子阵列组时，天线系统的每个极化可以在水平方向上进行多指向的波束覆盖，当天线阵列的每个极化在水平方向上对应有单个射频通道所连接的天线子阵列组时，天线系统可以在水平方向上进行单一指向的波束覆盖。因此，通过调整所述k个射频通道连接的天线子阵列组在水平方向上的数量，可以改变天线系统的波束的水平覆盖范围。

结合第一方面，或者第一方面的上述任一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中；该控制单元，用于控制所述网络重构单元调整该k个射频通道中至少一个射频通道连接的天线子阵列组与天线子阵列的映射关系，具体为：控制该网络重构单元调整该k个射频通道连接的天线子阵列组在垂直方向上的数量y，其中，垂直方向上的所述y个天线子阵列组的相同极化方向上生成的波束在垂直方向上包括f个指向，y、f均为正整数，1≤f≤y≤m。也即是说，本申请实施例中，控制单元可以控制网络重构单元调整该k个射频通道连接的天线子阵列组在垂直方向上的数量，当天线阵列的每个极化在垂直方向上对应有多个射频通道各自所连接的天线子阵列组时，天线系统的每个极化可以在垂直方向上进行多指向的波束覆盖，当天线阵列的每个极化在垂直方向上对应有单个射频通道所连接的天线子阵列组时，天线系统可以在垂直方向上进行单一指向的波束覆盖。因此，通过调整所述k个射频通道连接的天线子阵列组在垂直方向上的数量，可以改变天线系统的波束的垂直覆盖范围。

结合第一方面，或者第一方面的上述任一种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，该控制单元，用于控制该网络重构单元调整该k个射频通道中至少一个射频通道连接的天线子阵列组与天线子阵列的映射关系，具体为：控制该网络重构单元调整该k个射频通道中至少一个射频通道连接的天线子阵列组所包括的天线子阵列在水平方向上的数量，其中，水平方向上包括的天线子阵列数量不同的天线子阵列组生成的波束在水平方向上的宽度不同。也即是说，本申请实施例中，通过改变射频通道所连接的天线子阵列组中所包括的天线子阵列在水平方向上的数量，因为天线子阵列组中水平方向上的天线子阵列的个数越多，该天线子阵列组生产的波束的水平宽度越窄，所以即可以实现改变波束在水平方向上的覆盖范围。

结合第一方面，或者第一方面的上述任一种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，该控制单元，用于控制该网络重构单元调整该k个射频通道中至少一个射频通道连接的天线子阵列组与天线子阵列的映射关系，具体为：控制该网络重构单元调整该k个射频通道中至少一个射频通道连接的天线子阵列组所包括的天线子阵列在垂直方向上的数量，其中，垂直方向上包括的天线子阵列数量不同的天线子阵列组生成的波束在垂直方向上的宽度不同。也即是说，本申请实施例中，通过调整变射频通道所连接的天线子阵列组中所包括的天线子阵列在垂直方向上的数量，因为天线子阵列组中垂直方向上的天线子阵列的个数越多，该天线子阵列组生产的波束的垂直宽度越窄，所以即可以实现改变波束在垂直方向上的覆盖范围。

结合第一方面，或者第一方面的上述任一种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，控制单元，还用于控制该网络重构单元调整该k个射频通道中至少一个射频通道所连接的该天线子阵列组中的天线子阵列之间的间距，。也即是说，本申请实施例中，通过改变射频通道所连接的天线子阵列组中的天线子阵列之间的水平间距，以改变该至少一个射频通道所连接的天线子阵列组生成的波束的宽度，因为一个射频通道所连接天线子阵列的水平间距离越大，射频通道波束的水平宽度越窄，一个射频通道所连接天线子阵列之间垂直间距越大，射频通道波束的垂直宽度越窄，所以即可以实现改变波束在水平和垂直方向上的覆盖范围。

结合第一方面，或者第一方面的上述任一种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，控制单元，还用于控制该网络重构单元调整该k个射频通道中至少一个射频通道所连接的该天线子阵列组中的相移增量。也即是说，本申请实施例中，通过改变射频通道连接不同的天线子阵列，从而改变射频通道所连接的天线子阵列组中的相移增量，不同的相移增量下，该射频通道所连接的天线子阵列组生成的波束可以有不同的指向，所以即可以实现改变波束的指向。

第二方面，本申请提供了一种馈电网络重构方法，该方法包括：首先，将天线阵列中的l个天线子阵列分为m个天线子阵列组，并将m个天线子阵列组分别连接到该k个射频通道中，其中，一个天线子阵列组的一个极化方向连接到一个射频通道，l为大于1的正整数，m为正整数，k为m的整倍数；该k个射频通道中的任意一个射频通道，用于对连接的天线子阵列组接收到的信号和/或待发射的信号进行信号处理。然后，调整该k个射频通道中至少一个射频通道连接的天线子阵列组与天线子阵列的映射关系。

通过本申请的实施例，调整每个射频通道连接的天线子阵列组与天线子阵列的映射关系，以改变每个射频通道所连接的天线子阵列组中辐射单元在水平方向上和/或垂直方向上的数量，也可以改变射频通道在水平方向上和/或垂直方向上分布情况，以改变该至少一个射频通道所连接的天线子阵列组生成的波束的覆盖范围。因为天线子阵列组中的辐射单元在水平方向上的个数越多，该天线子阵列组生成的波束在水平面上的波束宽度越窄，天线子阵列组中的辐射单元在垂直方向上的个数越多，该天线子阵列组生成的波束在垂直方向上生成的波束越窄，所以，可以调整每个射频通道所连接的天线子阵列组生成波束的宽度，以及上述k个射频通道中各自所连接的天线子阵列组生成波束的波束指向。通过波束宽度和波束指向的调整，即可以实现动态调整天线系统的波束覆盖范围。

结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，该调整所述k个射频通道中至少一个射频通道连接的天线子阵列组与天线子阵列的映射关系，包括：调整所述k个射频通道连接的天线子阵列组在水平方向上的数量x，其中，水平方向上的该x个天线子阵列组的相同极化方向上生成的波束在水平方向上包括e个指向，x、e均为正整数，1≤e≤x≤m。也即是说，本申请实施例中，天线系统可以调整该k个射频通道连接的天线子阵列组在水平方向上的数量，当天线阵列的每个极化在水平方向上对应有多个射频通道各自所连接的天线子阵列组时，天线系统的每个极化可以在水平方向上进行多指向的波束覆盖，当天线阵列的每个极化在水平方向上对应有单个射频通道所连接的天线子阵列组时，天线系统可以在水平方向上进行单一指向的波束覆盖。因此，通过调整所述k个射频通道连接的天线子阵列组在水平方向上的数量，可以改变天线系统的波束的水平覆盖范围。

结合第二方面，或者第二方面的上述任一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，该调整所述k个射频通道中至少一个射频通道连接的天线子阵列组与天线子阵列的映射关系，包括：调整该k个射频通道连接天线子阵列组在垂直方向上的数量y，其中，垂直方向上的该y个天线子阵列组的相同极化方向上生成的波束在垂直方向上包括f个指向，y、f均为正整数，1≤f≤y≤m。也即是说，本申请实施例中，调整该k个射频通道连接的天线子阵列组在垂直方向上的数量，当天线阵列的每个极化在垂直方向上对应有多个射频通道各自所连接的天线子阵列组时，天线系统的每个极化可以在垂直方向上进行多指向的波束覆盖，当天线阵列的每个极化在垂直方向上对应有单个射频通道所连接的天线子阵列组时，天线系统可以在垂直方向上进行单一指向的波束覆盖。因此，通过调整所述k个射频通道连接的天线子阵列组在垂直方向上的数量，可以改变天线系统的波束的垂直覆盖范围。

结合第二方面，或者第二方面的上述任一种可能的实现方式，在第二方面的第三种可能的实现方式中，该调整所述k个射频通道中至少一个射频通道连接的天线子阵列组与天线子阵列的映射关系，包括：调整该k个射频通道中至少一个射频通道连接的天线子阵列组所包括的天线子阵列在水平方向上的数量，其中，水平方向上包括的天线子阵列数量不同的天线子阵列组生成的波束在水平方向上的宽度不同。也即是说，本申请实施例中，通过改变射频通道所连接的天线子阵列组中所包括的天线子阵列在水平方向上的数量，因为天线子阵列组中水平方向上的天线子阵列的个数越多，该天线子阵列组生产的波束的水平宽度越窄，所以即可以实现改变波束在水平方向上的覆盖范围。

结合第二方面，或者第二方面的上述任一种可能的实现方式，在第二方面的第四种可能的实现方式中，该调整所述k个射频通道中至少一个射频通道连接的天线子阵列组与天线子阵列的映射关系，包括：调整所述k个射频通道中至少一个射频通道连接的天线子阵列组所包括的天线子阵列在垂直方向上的数量，其中，垂直方向上包括的天线子阵列数量不同的天线子阵列组生成的波束在垂直方向上的宽度不同。也即是说，本申请实施例中，通过调整变射频通道所连接的天线子阵列组中所包括的天线子阵列在垂直方向上的数量，因为天线子阵列组中垂直方向上的天线子阵列的个数越多，该天线子阵列组生产的波束的垂直宽度越窄，所以即可以实现改变波束在垂直方向上的覆盖范围。

结合第二方面，或者第二方面的上述任一种可能的实现方式，在第二方面的第五种可能的实现方式中，还包括：调整该k个射频通道中至少一个射频通道所连接的该天线子阵列组所包括的天线子阵列之间的间距，以改变该至少一个射频通道所连接的天线子阵列组生成的波束的宽度。也即是说，本申请实施例中，通过改变射频通道所连接的天线子阵列组中的天线子阵列之间的水平间距，因为一个射频通道所连接天线子阵列的水平间距越大，射频通道波束的水平宽度越窄，一个射频通道所连接天线子阵列之间垂直间距越大，射频通道波束的垂直宽度越窄，所以即可以实现改变波束在水平和垂直方向上的覆盖范围。

结合第二方面，或者第二方面的上述任一种可能的实现方式，在第二方面的第六种可能的实现方式中，还包括：调整该k个射频通道中至少一个射频通道所连接的该天线子阵列组中的相移增量。也即是说，本申请实施例中，通过改变射频通道连接不同的天线子阵列，从而改变射频通道所连接的天线子阵列组中的相移增量，不同的相移增量下，该射频通道所连接的天线子阵列组生成的波束可以有不同的指向，所以即可以实现改变波束的指向。

第三方面，本申请提供一种天线系统，该天线系统包括处理器和存储器，其中，该存储器用于存储程序代码，该程序代码被该处理器执行时，该天线系统实现第一方面提供的一种天线系统中的功能。

第四方面，本申请提供一种网络设备，该网络设备中包括处理器，处理器被配置为支持该网络设备实现第一方面提供的天线系统的功能。该网络设备还可以包括存储器，存储器用于与处理器耦合，其保存该网络设备必要的程序指令和数据。该网络设备还可以包括通信接口，用于该网络设备与其他设备或通信网络通信。

第五方面，本申请提供一种处理装置，该处理装置包括处理器，处理器被配置为支持该处理装置实现第一方面提供的天线系统中控制单元的功能。

第六方面，本申请提供一种计算机存储介质，用于存储为上述第二方面提供的一种天线系统中的处理器中所用的计算机软件指令，其包含用于执行上述方面所设计的程序。

第七方面，本申请提供了一种计算机程序，该计算机程序包括指令，当该计算机程序被计算机执行时，使得计算机可以执行上述第一方面中的天线系统中的控制单元所执行的功能。

附图说明

图1是本申请提供的一种无线通信系统架构图。

图2是本申请提供的一种天线系统的结构示意图。

图3是本申请提供的一种8行乘4列辐射单元的天线阵列的结构示意图。

图4是本申请提供的一种四端口传输器件的功能结构示意图。

图5是本申请提供的一种五端口传输器件的功能结构示意图。

图6是本申请提供的一种波束覆盖形态切换示意图。

图7是本申请提供的另一种波束覆盖形态切换示意图。

图8是本申请提供的又一种波束覆盖形态切换示意图。

图9是本申请提供的又一种波束覆盖形态切换示意图。

图10是本申请提供的又一种波束覆盖形态切换示意图。

图11是本申请提供的又一种波束覆盖形态切换示意图。

图12是本申请提供的一种馈电网络重构方法的流程示意图。

图13是本申请提供的一种网络设备的结构示意图。

图14是本申请提供的一种终端设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例进行描述。

本申请的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在本说明书中使用的术语“部件”、“模块”、“系统”等用于表示计算机相关的实体、硬件、固件、硬件和软件的组合、软件、或执行中的软件。例如，部件可以是但不限于，在处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行文件、执行线程、程序和/或计算机。通过图示，在计算设备上运行的应用和计算设备都可以是部件。一个或多个部件可驻留在进程和/或执行线程中，部件可位于一个计算机上和/或分布在2个或更多个计算机之间。此外，这些部件可从在上面存储有各种数据结构的各种计算机可读介质执行。部件可例如根据具有一个或多个数据分组(例如来自与本地系统、分布式系统和/或网络间的另一部件交互的二个部件的数据，例如通过信号与其它系统交互的互联网)的信号通过本地和/或远程进程来通信。

图1是本发明实施例提供的一种通信系统架构图，该无线通信系统100中可以包括一个或多个网络设备101、一个或多个终端设备102。网络设备101既可以作为波束的发射端，也可以作为接收端，同理，终端设备102既可以作为接收端也可以作为发射端，本申请对此不作具体限定。其中，

网络设备101，可以为本申请中的天线系统，或者被配置为包含有本申请中的天线系统的设备，并利用所述天线系统生产不同指向的波束，以覆盖整个小区103。例如，在下行通信过程中，网络设备101可以依次生成不同指向的波束发射无线信号与处于不同方位的终端设备102进行通信。可选的，网络设备101可以为基站，基站可以是时分同步码分多址(timedivisionsynchronouscodedivisionmultipleaccess，td-scdma)系统中的基站收发台(basetransceiverstation，bts)，也可以是lte系统中的演进型基站(evolutionnodeb，enb)，以及5g系统、新空口(nr)系统中的基站。另外，基站也可以为接入点(accesspoint，ap)、传输节点(transmissionreceptionpointtrp)、中心单元(centralunit，cu)或其他网络实体，并且可以包括以上网络实体的功能中的一些或所有功能。

终端设备102，可以分布在整个无线通信系统100中，可以是静止的，也可以是移动的。在本申请的一些实施例中，终端设备102可以是移动设备、移动台(mobilestation，ms)、移动单元(mobileunit，mu)、m2m终端、天线单元，远程单元、终端代理、移动客户端等等。在未来通信系统中，终端设备102也可以为本申请中的天线系统，或者被配置为包含有本申请中的天线系统的终端设备。例如，终端设备102利用所述天线系统生成不同指向的波束，与网络设备101进行上行通信，或者与其他终端设备102进行m2m通信等。也即是说，在无线通信系统100中，网络设备101和终端102都可能采用本申请中的天线系统进行波束对准和多波束通信。

图1所示的无线通信系统100可以工作在高频频段上，不限于长期演进(longtermevolution，lte)系统，还可以是未来演进的第五代移动通信(the5thgenration，5g)系统、新空口(nr)系统，机器与机器通信(machinetomachine，m2m)系统等。

可以理解的是，基于上述图1所示无线通信系统架构，本申请中天线系统中包括天线阵列(antennaarray)，由于单一天线的方向性是有限的，为了适合各种场合的应用，将工作在同一频率的两个或两个以上的单个天线，按照一定的要求进行馈电和空间排列构成天线阵列，也叫天线阵。构成天线阵的天线辐射单元称为阵元。其中，天线阵列包括相控阵天线(phasedarrayantenna，paa)，相控阵天线是有辐射单元排列而成的定向天线阵列，各辐射单元的相位关系可控，天线阵列利用移相器控制每个辐射单元的信号相位，从而改变整个天线阵列信号在空间的叠加加强方向，从而实现波束的电子扫描。也就是说相控阵天线是通过控制天线阵列中辐射单元的馈电相位来改变波束的方向图形状的天线，控制相位可以改变天线方向图最大值的指向，以达到波束扫描的目的。

可以理解的是，图1中的无线通信系统架构只是本发明实施例中的一种示例性的实施方式，本发明实施例中的通信系统架构包括但不仅限于以上通信系统架构。

下面基于上述无线通信系统，结合本申请中提供的天线系统的实施例，对本申请中提出的技术问题进行具体分析和解决。

请参见图2，图2是本发明实施例提供的一种天线系统的结构图，如图2所示，天线系统200包括：天线阵列210、控制单元220、网络重构单元230和k个射频通道240，天线阵列210、控制单元220、网络重构单元230和k个射频通道240通过馈电线缆或者其他方式连接。其中：

天线阵列210，可包括l个天线子阵列，其中，l大于1的正整数。由于本申请中的天线阵列还可以为三角阵列、六边形阵列、菱形阵列，圆形阵列等，因此，本申请中的天线阵列至少包括的a行乘b列辐射单元可以与上述各种形态的阵列中一部分阵列。可选的，在上述各种形态的阵列中，本申请中的a行与b列辐射单元之间的位置关系是相对垂直的。该l个天线子阵列中的任意一个天线子阵列都包括有辐射单元。

例如，如图3所示，为本发明实施例提供的一种8行乘4列辐射单元的天线阵列的结构示意图。在图3中，该8行乘4列的天线阵列可以包括有8个天线子阵列，如图3所示，每个虚线框内的辐射单元310组成一个天线子阵列320。该8个天线子阵列320可以分为4个天线子阵列组330，如图3所示，每个实线框内的相邻天线子阵列3002可以组成一个天线子阵列组330。具体的，各天线子阵列320包括的辐射单元310不重叠，且各天线子阵列组330包括的天线子阵列320也不重叠。示例仅仅用于解释本申请，不应构成限定。

网络重构单元230，可用于将上述l个天线子阵列分为m个天线子阵列组，并将m个天线子阵列组分别连接到k个射频通道中，其中，一个天线子阵列组的一个极化方向连接到一个射频通道，m为正整数，k为m的整倍数。

具体实现中，该网络重构单元230，可以包括至少两种工作状态，在不同的工作状态下，m个天线子阵列组各自包括的天线子阵列在水平或者垂直方向上分布的数量不同。例如，在网络状态1的情况下，天线子阵列组1包括天线子阵列1和天线子阵列2，天线子阵列组2包括天线子阵列3和天线子阵列4；在网络状态2的情况下，天线子阵列组1包括天线子阵列1和天线子阵列3，天线子阵列组2包括天线子阵列2和天线子阵列4。示例仅仅用于解释本申请，不应构成限定。

具体实现中，天线阵列中的辐射单元的极化类型包括单极化和双极化，在天线阵列中的辐射单元为单极化的情况下，天线阵列中的辐射单元一个天线子阵列组中可以有一个馈电端口，该馈电端口可以用于给该天线子阵列组中的每个辐射单元上的振子同时进行馈电，此时k＝m。在天线阵列中的辐射单元为双极化的情况下，天线阵列中的辐射单元一个天线子阵列组中可以有两个馈电端口，每一个馈电端口可以给天线子阵列组中的每一个辐射单元上的同一极化方向的振子进行馈电，双极化的极化方向可以是+45°和-45度，此时k＝2m。因此，本发明实施例中，天线系统可以在辐射单元为多极化的情况下，实现在每个极化方向上都能够改变上述k个射频通道所连接的天线子阵列组在水平和/或垂直方向上的数量，进而实现在天线的每个极化方向上都能够调整波束的覆盖范围。

k个射频通道240中的任一个射频通道，用于对连接的天线子阵列组接收到的信号和/或待发射的信号进行信号处理。

具体实现中，每个射频通道上可以连接有一个天线子阵列组，该天线子阵列组可以包括有多个辐射单元，也即是说，一个射频通道可以包括有多个辐射单元。单个射频通道的指标可以包括辐射增益、波束水平或垂直宽度(水平及垂直半功率角)、波束指向等。在一个射频通道连接的多个辐射单元相互之间有一定的幅度和相位关系，在同一馈源的作用下，在该射频通道的工作频段内通过波束赋形形成波束的方向图。该射频通道可以包括有接收通道和发射通道，该接收通道用于将来自天线或者其他设备的射频信号解调到正交基带信号，该发射通道将正交基带信号调制到射频信号，其中，该接收通道的电路包括前端滤波、可编程衰减器、限幅器、低噪声前置放大器、正交解调器、差分滤波与放大、以及宽频带本振源。该发射通道的电路包括正交解调器、可编程衰减器、驱动放大器、宽频带本振源。

控制单元220，可用于控制上述网络重构单元230调整上述k个射频通道中至少一个射频通道连接的天线子阵列组与天线子阵列的映射关系。

具体实现中，该网络重构单元230可以包括至少两种网络状态，在每种网络状态下，k个射频通道所连接的天线子阵列组中在水平和/或垂直方向上天线子阵列的数量都不一样。

举例说明，例如，该网络重构单元可以包括有网络状态1和网络状态2，天线阵列可以分为天线子阵列1、天线子阵列2、天线子阵列3、天线子阵列4，其中，天线子阵列1与天线子阵列2水平方向上相邻，与天线子阵列3垂直方向上相邻，天线子阵列4与天线子阵列2垂直方向上相邻，天线子阵列4与天线子阵列3水平方向上相邻。在网络状态1下，天线子阵列1与天线子阵列2可以组成天线子阵列组a连入射频通道1中，天线子阵列3与天线子阵列4可以组成天线子阵列组b连入射频通道2中，因此，射频通道1和射频通道2分布在垂直方向上，所以天线系统可以在垂直平面上形成两个指向的波束，在水平方向上两个波束的指向一致，因此可以实现垂直方向上的波束扫描，实现垂直方向上的广覆盖。在网络状态2下，天线子阵列1与天线子阵列3可以组成天线子阵列组a连入射频通道1，天线子阵列2和天线阵列4可以组成天线子阵列组b连入射频通道2，因此射频通道1和射频通道2分布在水平方向上，所以天线系统可以在水平平面上形成两个指向的波束，垂直平面上两个波束的指向一致，因此可以实现水平方向上的波束扫描，实现水平方向上的广覆盖。示例仅仅用于解释本申请，不应构成限定。

本发明实施基于现有技术中的天线阵列的硬件结构，在射频通道与天线阵列之间加入了网络重构单元，通过天线系统中的控制单元控制网络重构单元改变网络状态，调整每个射频通道连接的天线子阵列组与天线子阵列的映射关系，以改变每个射频通道所连接的天线子阵列组中辐射单元在水平方向上和/或垂直方向上的数量，也可以改变射频通道在水平方向上和/或垂直方向上分布情况，从而可以改变该k个射频通道中至少一个射频通道连接的天线子阵列组生成的波束的覆盖范围。因为天线子阵列组中的辐射单元在水平方向上的个数越多，该天线子阵列组生成的波束在水平面上的波束宽度越窄，天线子阵列组中的辐射单元在垂直方向上的个数越多，该天线子阵列组生成的波束在垂直方向上生成的波束越窄，所以，可以调整每个射频通道所连接的天线子阵列组生成波束的宽度，以及上述k个射频通道中各自所连接的天线子阵列组生成波束的波束指向。通过波束宽度和波束指向的调整，即可以实现动态调整天线系统的波束覆盖范围。

在一种可能的实现方式中，该控制单元220，可用于控制该网络重构单元230调整该k个射频通道240连接的天线子阵列组在水平方向上的数量x，其中，水平方向上的x个天线子阵列组的相同极化方向上生成的波束在水平方向上包括e个指向，x、e均为正整数，1≤e≤x≤m。也即是说，本申请实施例中，控制单元可以控制网络重构单元调整该k个射频通道连接的天线子阵列组在水平方向上的数量，当天线阵列的每个极化在水平方向上对应有多个射频通道各自所连接的天线子阵列组时，天线系统的每个极化可以在水平方向上进行多指向的波束覆盖，当天线阵列的每个极化在水平方向上对应有单个射频通道所连接的天线子阵列组时，天线系统可以在水平方向上进行单一指向的波束覆盖。因此，通过调整所述k个射频通道连接的天线子阵列组在水平方向上的数量，可以改变天线系统的波束的水平覆盖范围。

在一种可能的实现方式中，该控制单元220，可用于控制该网络重构单元230调整该k个射频通道240连接的天线子阵列组在垂直方向上的数量y，其中，垂直方向上的y个天线子阵列组的相同极化方向上生成的波束在垂直方向上包括f个指向，y、f均为正整数，1≤f≤y≤m。也即是说，本申请实施例中，控制单元可以控制网络重构单元调整该k个射频通道连接的天线子阵列组在垂直方向上的数量，当天线阵列的每个极化在垂直方向上对应有多个射频通道各自所连接的天线子阵列组时，天线系统的每个极化可以在垂直方向上进行多指向的波束覆盖，当天线阵列的每个极化在垂直方向上对应有单个射频通道所连接的天线子阵列组时，天线系统可以在垂直方向上进行单一指向的波束覆盖。因此，通过调整所述k个射频通道连接的天线子阵列组在垂直方向上的数量，可以改变天线系统的波束的垂直覆盖范围。

在一种可能的实现方式中，该控制单元220，可用于控制该网络重构单元230调整该k个射频通道240中至少一个射频通道连接的天线子阵列组所包括的天线子阵列在水平方向上的数量，其中，水平方向上包括的天线子阵列数量不同的天线子阵列组生成的波束在水平方向上的宽度不同。也即是说，本申请实施例中，通过改变射频通道所连接的天线子阵列组中所包括的天线子阵列在水平方向上的数量，因为天线子阵列组中水平方向上的天线子阵列的个数越多，该天线子阵列组生产的波束的水平宽度越窄，所以即可以实现改变波束在水平方向上的覆盖范围。

在一种可能的实现方式中，该控制单元220，可用于控制该网络重构单元230调整该k个射频通道240中至少一个射频通道连接的天线子阵列组所包括的天线子阵列在垂直方向上的数量，其中，垂直方向上包括的天线子阵列数量不同的天线子阵列组生成的波束在垂直方向上的宽度不同。也即是说，本申请实施例中，通过调整变射频通道所连接的天线子阵列组中所包括的天线子阵列在垂直方向上的数量，因为天线子阵列组中垂直方向上的天线子阵列的个数越多，该天线子阵列组生产的波束的垂直宽度越窄，所以即可以实现改变波束在垂直方向上的覆盖范围。

在一种可能的实现方式中，该控制单元220还可以用于控制该网络重构单元230调整该k个射频通道240中至少一个射频通道所连接的该天线子阵列组中的天线子阵列之间的间距，以改变该至少一个射频通道所连接的天线子阵列组生成的波束的宽度。也即是说，本申请实施例中，通过改变射频通道所连接的天线子阵列组中的天线子阵列之间的水平距离，因为一个射频通道所连接天线子阵列的水平空间距离越大，射频通道波束的水平宽度越窄，一个射频通道所连接天线子阵列之间垂直空间距离越大，射频通道波束的垂直宽度越窄，所以即可以实现改变波束在水平和垂直方向上的覆盖范围。

在一种可能的实现方式中，该控制单元220还可以用于控制该网络重构单元230调整该k个射频通道240中至少一个射频通道所连接的该天线子阵列组中的相移增量。也即是说，本申请实施例中，通过改变射频通道连接不同的天线子阵列，从而改变射频通道所连接的天线子阵列组中的相移增量，不同的相移增量下，该射频通道所连接的天线子阵列组生成的波束可以有不同的指向，所以即可以实现改变波束的指向。

下面结合上述图2所示天线系统，对本申请中的天线系统如何控制该网络重构单元调整上述k个射频通道中至少一个射频通道连接的天线子阵列组与天线子阵列的映射关系，以改变上述至少一个射频通道所连接的天线子阵列组生成的波束的覆盖范围进行示例性说明。

首先，介绍一种四端口传输器件。如图4所示，为本发明实施例提供的一种四端口传输器件，该四端口传输器件可以包括有端口1、端口2、端口3、端口4共四个端口。其中，该传输器件可以有两种工作状态，在工作状态1下，该四端口传输器件可以实现端口1和端口3的射频能量传输，端口4和端口2的射频能量传输，实现交叉传输的效果。在工作状态2下，该四端口传输器件可以实现端口1和端口2的射频能量传输，端口4和端口3的射频能量传输，实现平行传输的效果。上述图2中的网络重构单元可以包括多个该四个传输器件。

接下来利用实施方式一至实施方式三，来具体说明如何利用多个上述图4所示的四端口传输器件构成的网络重构单元，控制该网络重构单元调整上述k个射频通道中至少一个射频通道所连接的天线子阵列组中天线子阵列的空间排布，以改变上述至少一个射频通道所连接的天线子阵列组生成的波束的覆盖范围。以下实施例包括波束的三种覆盖形态，即水平覆盖形态，垂直覆盖形态，水平+垂直覆盖形态。在水平覆盖形态下，天线阵列的在水平方向上映射有多个射频通道，而在垂直方向上映射为固定的一个射频通道，在垂直覆盖形态下，天线阵列在垂直方向上映射有多个射频通道，在水平+垂直覆盖形态下，天线阵列在水平和垂直方向上映射有多个射频通道。

需要说明的是，以下实施方式一至实施方式三均以8×4辐射单元的双极化天线阵列，8个射频通道进行示例说明。其中，每个极化方向的天线阵列都映射有4个射频通道，用tr表示一个射频通道，即第一极化方向的天线阵列上映射有tr1、tr2、tr3、tr4这4个射频通道，第二极化方向的天线阵列上映射有tr5、tr6、tr7、tr8这4射频通道。

实施方式一：水平覆盖形态与水平+垂直覆盖形态的切换。

请参见图6，图6为水平覆盖形态与水平+垂直覆盖形态的切换示意图。完成覆盖形态的切换可以包括如下四个步骤。

步骤1、对天线阵列进行分组，划分出多个天线子阵列。

具体的，如图6所示，天线阵列610可以分成8个天线子阵列，每个天线子阵列可以包括有4行乘1列的辐射单元，该辐射单元有两个双极化。这8个天线子阵列在天线阵列平面上成2行乘4列排列。

步骤2、将多个天线子阵列和射频通道连接到网络重构单元中。

具体的，如图6所示，网络重构单元620每个极化上都可以包括两个上述四端口传输器件，其中，天线阵列每个极化方向上都通过两个上述四端口传输器件将8个天线子阵列对应的馈电端口分成4个天线子阵列组，并将这4个天线子阵列组对应的馈电端口分别连接到4个射频通道中。因为辐射单元两个极化分别连接两个射频通道，其中，tr1、tr2、tr3、tr4为第一极化方向上射频通道，tr5、tr6、tr7、tr8为第二极化方向上的射频通道。图6中的网络重构单元620示出了天线阵列610第一极化方向上的射频通道tr1、tr2、tr3、tr4通过两个上述四端口传输器件与天线阵列610中天线子阵列的连接情况，天线阵列610第二极化方向上的射频通道tr5、tr6、tr7、tr8通过两个上述四端口传输器件与天线阵列610中天线子阵列的连接情况可对应参照第一极化方向上的射频通道tr1、tr2、tr3、tr4。

步骤3、调整天线子阵列组与天线子阵列的映射关系。

具体的，当网络重构单元620中的四端口传输器件都在工作状态1(交叉状态)时，天线子阵列1和天线子阵列5组成天线子阵列组a连入射频通道tr1中，天线子阵列2和天线子阵列6组成天线子阵列组b连入射频通道tr2中，天线子阵列3和天线子阵列7组成天线子阵列组c连入射频通道tr3中，天线子阵列4和天线子阵列8组成天线子阵列组d连入射频通道tr4中。在网络重构单元620的工作状态1下，一个天线子阵列组包括天线阵列中的8行乘1列辐射单元，所以射频通道在天线阵列上的映射关系为水平方向上四个射频通道，垂直方向上一个射频通道。

当网络重构单元620中的四端口传输器件都在工作状态2(平行状态)时，天线子阵列1和天线子阵列2组成天线子阵列组a连入射频通道tr1中，天线子阵列5和天线子阵列6组成天线子阵列组b连入射频通道tr2中，天线子阵列3和天线子阵列4组成天线子阵列组c连入射频通道tr3中，天线子阵列7和天线子阵列8组成天线子阵列组d连入射频通道tr4中。在网络重构单元620的工作状态2下，一个天线子阵列组包括天线阵列中的4行乘2列辐射单元，所以射频通道在天线阵列上的映射关系为水平方向上2个射频通道，垂直方向上2个射频通道。

步骤4、天线子阵列组形成波束。

由于一个射频通道中所连接的天线子阵列组中的相移增量一致，所以根据天线子阵列组中的各辐射单元接收或发送的信号，即可以通过射频通道完成波束成形。

所以通过调整射频通道中所连接的天线子阵列组中的相移增量，即可产生多个指向的波束。

如图6所示，在网络重构单元620的工作状态1下，天线阵列610的射频通道tr1、tr2、tr3、tr4可以分布在天线阵列的水平方向上，每8×1个辐射单元组成一个天线子阵列组(每一行1个辐射单元，每一列8个辐射单元)连入一个射频通道，其中，不同天线子阵列组中的相移增量不同，所以，天线系统的波束覆盖效果1为水平方向上有四个指向的波束，在垂直方向上只有一个指向的波束。并且，每个天线子阵列组中辐射单元的行数大于辐射单元的列数，所以每个波束的水平宽度大于垂直宽度。也即是说，天线系统的波束覆盖效果1为水平广覆盖，垂直窄覆盖。

如图6所示，在网络重构单元620的工作状态2下，天线阵列610的射频通道tr1、tr2、tr3、tr4可以分布在天线阵列的水平方向上和垂直方向上，每4×2个辐射单元组成一个天线子阵列组(每一行2个辐射单元，每一列4个辐射单元)连入一个射频通道，其中，不同天线子阵列组中的相移增量不同，天线系统的波束覆盖效果2为水平方向上有两个指向的波束，在垂直方向上也有两个指向的波束。并且，每个天线子阵列组中辐射单元的行数大于辐射单元的列数，所以每个波束的水平宽度大于垂直宽度。也即是说，天线系统的波束覆盖效果2为水平多波束较广覆盖，垂直多波束较广覆盖，且每一个波束的垂直覆盖范围比水平覆盖范围广。

由于，射频通道所连接的天线子阵列组中的天线子阵列在垂直方向上的数量越多，该射频通道所连接的天线子阵列组生成波束的水平宽度越窄。射频通道所连接的天线子阵列组中的天线子阵列在水平方向上的数量越多，该射频通道所连接的天线子阵列组生成波束的垂直宽度越窄。上述k个射频通道所连接的天线子阵列组在水平方向上分布的数量越多，则天线系统可以在水平方向上生成越多不同指向的波束。上述k个射频通道所连接的天线子阵列组在垂直方向上分布的数量越多，则天线系统可以在垂直方向上生成越多不同指向的波束。所以，图6中所示的波束覆盖效果1和波束覆盖效果2的比较结果可具体如下表1所示：

表1

结合图6和表1，天线系统通过网络重构单元620在工作状态1和工作状态2之间的切换，调整上述k个射频通道所连接的天线子阵列组中的天线子阵列的数量，进而完成网络重构单元620的在工作状态1下的波束覆盖效果1和在工作状态2下的波束覆盖效果2之间的切换。其中，在水平方向上，波束覆盖效果1有4个不同指向的波束，波束覆盖效果2有2个不同指向的波束，波束覆盖效果1的水平覆盖范围大于波束覆盖效果2的水平覆盖范围，波束覆盖效果1的波束水平宽度大于波束覆盖效果2的波束水平宽度；在垂直方向上，波束覆盖效果1有1个固定指向的波束，波束覆盖效果2可以有2个不同指向的波束，波束覆盖效果1的垂直覆盖范围小于波束覆盖效果2的垂直覆盖范围，波束覆盖效果1的波束垂直宽度小于波束覆盖效果2的波束垂直宽度。

在实施方式一中，通过调整射频通道在天线阵列上的水平多通道分布和天线阵列的水平+垂直多通道分布的切换，可以调整天线系统的波束覆盖范围，实现天线系统波束“水平广覆盖，垂直窄覆盖”与“水平较广覆盖，垂直较广覆盖”之间的切换。

实施方式二：水平+垂直覆盖形态与垂直覆盖形态的切换。

请参见图7，图7为水平+垂直覆盖形态与垂直覆盖形态的切换示意图。完成覆盖形态的切换可以包括如下四个步骤。

步骤1、对天线阵列进行分组，划分出多个天线子阵列。

具体的，如图7所示，天线阵列710可以分成8个天线子阵列，每个天线子阵列可以包括有2行乘2列的辐射单元，该辐射单元有两个双极化。这8个天线子阵列在天线阵列平面上成4行乘2列排列。

步骤2、将多个天线子阵列和射频通道连接到网络重构单元中。

具体的，如图7所示，网络重构单元720每个极化上都可以包括两个四端口传输器件，其中，天线阵列每个极化方向上都通过两个四端口传输器件将8个天线子阵列对应的馈电端口分成4个天线子阵列组，并将这4个天线子阵列组对应的馈电端口分别连接到4个射频通道中。因为辐射单元两个极化分别连接两个射频通道，其中，tr1、tr2、tr3、tr4为第一极化方向上射频通道，tr5、tr6、tr7、tr8为第二极化方向上的射频通道。图7中的网络重构单元720示出了天线阵列710在第一极化方向上的射频通道tr1、tr2、tr3、tr4通过两个四端口传输器件与天线阵列710中天线子阵列的连接情况，天线阵列710第二极化方向上的射频通道tr5、tr6、tr7、tr8通过两个四端口传输器件与天线阵列710中天线子阵列的连接情况可对应参照第一极化方向上的射频通道tr1、tr2、tr3、tr4。

步骤3、调整天线子阵列组与天线子阵列的映射关系。

具体的，当网络重构单元720中的四端口传输器件都在状态1(交叉状态)时，天线子阵列1和天线子阵列3组成天线子阵列组a连入射频通道tr1中，天线子阵列2和天线子阵列4组成天线子阵列组b连入射频通道tr2中，天线子阵列5和天线子阵列7组成天线子阵列组c连入射频通道tr3中，天线子阵列6和天线子阵列8组成天线子阵列组d连入射频通道tr4中。在状态1下，一个天线子阵列组包括天线阵列中的4行乘2列辐射单元，所以射频通道在天线阵列上的映射关系为水平方向上2个射频通道，垂直方向上2个射频通道。

当网络重构单元720中的四端口传输器件都在状态1(平行状态)时，天线子阵列1和天线子阵列2组成天线子阵列组a连入射频通道tr1中，天线子阵列3和天线子阵列4组成天线子阵列组b连入射频通道tr2中，天线子阵列5和天线子阵列6组成天线子阵列组c连入射频通道tr3中，天线子阵列7和天线子阵列8组成天线子阵列组d连入射频通道tr4中。在状态2下，一个天线子阵列组包括天线阵列中的2行乘4列辐射单元，所以射频通道在天线阵列上的映射关系为水平方向上1个射频通道，垂直方向上4个射频通道。

步骤4、天线子阵列组形成波束。

由于一个射频通道中所连接的天线子阵列组中的各辐射单元之间的相移增量一致，所以根据天线子阵列组中的各辐射单元接收或发送的信号，即可以通过射频通道完成波束成形。

所以通过调整射频通道中所连接的天线子阵列组中的相移增量，即可产生多个指向的波束。

如图7所示，在网络重构单元720的工作状态1下，天线阵列710的射频通道tr1、tr2、tr3、tr4可以分布在天线阵列的水平方向和垂直方向上，每4×2个辐射单元组成一个天线子阵列组(每一行2个辐射单元，每一列4个辐射单元)连入一个射频通道，其中，不同天线子阵列组中的相移增量不同，所以，天线系统的波束覆盖效果1为水平方向上有两个指向的波束，在垂直方向上也有两个指向的波束。并且，每个天线子阵列组中辐射单元的行数大于辐射单元的列数，所以每个波束的水平宽度大于垂直宽度。也即是说，天线系统的波束覆盖效果1为水平多波束较广覆盖，垂直多波束较广覆盖。

如图7所示，在网络重构单元720的工作状态2下，天线阵列710的射频通道tr1、tr2、tr3、tr4可以分布在天线阵列的水平方向上和垂直方向上，每2×4个辐射单元组成一个天线子阵列组(每一行4个辐射单元，每一列2个辐射单元)连入一个射频通道，其中，不同天线子阵列组中的相移增量不同，天线系统的波束覆盖效果2为水平方向上有一个指向的波束，在垂直方向上有四个指向的波束。并且，每个天线子阵列组中辐射单元的列数大于辐射单元的行数，所以每个波束的垂直宽度大于水平宽度。也即是说，天线系统的波束覆盖效果2为水平单波束较广覆盖，垂直多波束广覆盖。

由于，射频通道所连接的天线子阵列组中的天线子阵列在垂直方向上的数量越多，该射频通道所连接的天线子阵列组生成波束的水平宽度越窄。射频通道所连接的天线子阵列组中的天线子阵列在水平方向上的数量越多，该射频通道所连接的天线子阵列组生成波束的垂直宽度越窄。上述k个射频通道所连接的天线子阵列组在水平方向上分布的数量越多，则天线系统可以在水平方向上生成越多不同指向的波束。上述k个射频通道所连接的天线子阵列组在垂直方向上分布的数量越多，则天线系统可以在处置方向上生成越多不同指向的波束。所以，图7中所示的波束覆盖效果1和波束覆盖效果2的比较结果可具体如下表2所示：

表2

结合图7和表2，天线系统通过网络重构单元720在工作状态1和工作状态2之间的切换，调整上述k个射频通道所连接的天线子阵列组中的天线子阵列的数量，进而完成网络重构单元720的在工作状态1下的波束覆盖效果1和在工作状态2下的波束覆盖效果2之间的切换。其中，在水平方向上，波束覆盖效果1有2个不同指向的波束，波束覆盖效果2有1个不同指向的波束，波束覆盖效果1的水平覆盖范围大于波束覆盖效果2的水平覆盖范围，波束覆盖效果1的波束水平宽度大于波束覆盖效果2的波束水平宽度；在垂直方向上，波束覆盖效果1可以有2个不同指向的波束，波束覆盖效果2可以有4个不同指向的波束，波束覆盖效果1的垂直覆盖范围小于波束覆盖效果2的垂直覆盖范围，波束覆盖效果1的波束垂直宽度小于波束覆盖效果2的波束垂直宽度。

在实施方式二中，通过调整射频通道在天线阵列上的水平多通道分布和在天线阵列的水平+垂直多通道分布的切换，可以调整天线系统的波束覆盖范围，实现天线系统波束“水平多波束较广覆盖，垂直多波束较广覆盖”与“水平单波束较广覆盖，垂直多波束广覆盖”之间的切换。

实施方式三：水平覆盖形态与垂直覆盖形态的切换。

请参见图8，图8为水平覆盖形态与垂直覆盖形态的切换示意图。完成覆盖形态的切换可以包括如下四个步骤。

步骤1、对天线阵列进行分组，划分出多个天线子阵列。

具体的，如图8所示，天线阵列810可以分成16个天线子阵列，每个天线子阵列可以包括有2行乘1列的辐射单元，该辐射单元有两个双极化。这16个天线子阵列在天线阵列平面上成4行乘4列排列。

步骤2、将多个天线子阵列和射频通道连接到网络重构单元中。

具体的，如图8所示，网络重构单元820每个极化上都可以包括两个四端口传输器件，其中，天线阵列每个极化方向上都可以通过八个四端口传输器件将16个天线子阵列对应的馈电端口分成4个天线子阵列组，并将这4个天线子阵列组对应的馈电端口分别连接到4个射频通道中。因为辐射单元两个极化分别连接两个射频通道，其中，tr1、tr2、tr3、tr4为第一极化方向上射频通道，tr5、tr6、tr7、tr8为第二极化方向上的射频通道。图8中的网络重构单元820示出了天线阵列810第一极化方向上的射频通道tr1、tr2、tr3、tr4通过八个四端口传输器件与天线阵列810中天线子阵列的连接情况，天线阵列810第二极化方向上的射频通道tr5、tr6、tr7、tr8通过八个四端口传输器件与天线阵列810中天线子阵列的连接情况可对应参照第一极化方向上的射频通道tr1、tr2、tr3、tr4。

步骤3、调整天线子阵列组与天线子阵列的映射关系。

具体的，当网络重构单元820中的四端口传输器件都在状态1(交叉状态)时，天线子阵列1、天线子阵列5、天线子阵列9、天线子阵列13组成天线子阵列组a连入射频通道tr1中，天线子阵列2、天线子阵列6、天线子阵列10和天线子阵列14组成天线子阵列组b连入射频通道tr2中，天线子阵列3、天线子阵列7、天线子阵列11、天线子阵列15组成天线子阵列组c连入射频通道tr3中，天线子阵列4、天线子阵列8、天线子阵列12和天线子阵列16组成天线子阵列组d连入射频通道tr4中。在状态1下，一个天线子阵列组包括天线阵列中的8行乘1列辐射单元，所以射频通道在天线阵列上的映射关系为水平方向上4个射频通道，垂直方向上1个射频通道。

当网络重构单元820中的四端口传输器件都在状态2(平行状态)时，天线子阵列1、天线子阵列2、天线子阵列3和天线子阵列4组成天线子阵列组a连入射频通道tr1中，天线子阵列5、天线子阵列6、天线子阵列7和天线子阵列8组成天线子阵列组b连入射频通道tr2中，天线子阵列9、天线子阵列10、天线子阵列11和天线子阵列12组成天线子阵列组c连入射频通道tr3中，天线子阵列13、天线子阵列14、天线子阵列15和天线子阵列16组成天线子阵列组d连入射频通道tr4中。在网络重构单元820的工作状态2下，一个天线子阵列组包括天线阵列中的2行乘4列辐射单元，所以射频通道在天线阵列上的映射关系为水平方向上1个射频通道，垂直方向上4个射频通道。

步骤4、天线子阵列组形成波束。

由于一个射频通道中所连接的天线子阵列组中的各辐射单元之间的相移增量一致，所以根据天线子阵列组中的各辐射单元接收或发送的信号，即可以通过射频通道完成波束成形。

所以通过调整射频通道中所连接的天线子阵列组中的相移增量，即可产生多个指向的波束。

如图8所示，在网络重构单元820的工作状态1(交叉状态)下，天线阵列810的射频通道tr1、tr2、tr3、tr4可以分布在天线阵列的水平方向上，每8×1个辐射单元组成一个天线子阵列组(每一行1个辐射单元，每一列8个辐射单元)连入一个射频通道，其中，不同天线子阵列组中的相移增量不同，所以，天线系统的波束覆盖效果1为水平方向上有四个指向的波束，在垂直方向上只有一个指向的波束。并且，每个天线子阵列组中辐射单元的行数大于辐射单元的列数，所以每个波束的水平宽度大于垂直宽度，也即是说，天线系统的波束覆盖效果1为水平多波束广覆盖，垂直单波束窄覆盖。

如图8所示，在网络重构单元820的工作状态2(平行状态)下，天线阵列810的射频通道tr1、tr2、tr3、tr4可以分布在天线阵列的水平方向上和垂直方向上，每2×4个辐射单元组成一个天线子阵列组(每一行4个辐射单元，每一列2个辐射单元)连入一个射频通道，天线系统的波束覆盖效果2为水平方向上有一个指向的波束，在垂直方向上有四个指向的波束。并且，每个天线子阵列组中辐射单元的列数大于辐射单元的行数，所以每个波束的垂直宽度大于水平宽度，也即是说，天线系统的波束覆盖效果2为水平单波束窄覆盖，垂直多波束广覆盖。

由于，射频通道所连接的天线子阵列组中的天线子阵列在垂直方向上的数量越多，该射频通道所连接的天线子阵列组生成波束的水平宽度越窄。射频通道所连接的天线子阵列组中的天线子阵列在水平方向上的数量越多，该射频通道所连接的天线子阵列组生成波束的垂直宽度越窄。上述k个射频通道所连接的天线子阵列组在水平方向上分布的数量越多，则天线系统可以在水平方向上生成越多不同指向的波束。上述k个射频通道所连接的天线子阵列组在垂直方向上分布的数量越多，则天线系统可以在处置方向上生成越多不同指向的波束。所以，图8中所示的波束覆盖效果1和波束覆盖效果2的比较结果可具体如下表3所示：

表3

结合图8和表3，天线系统通过网络重构单元820在工作状态1和工作状态2之间的切换，调整上述k个射频通道所连接的天线子阵列组中的天线子阵列的数量，进而完成网络重构单元820的在工作状态1下的波束覆盖效果1和在工作状态2下的波束覆盖效果2之间的切换。其中，在水平方向上，波束覆盖效果1可以有4个不同指向的波束，波束覆盖效果2只有1个固定指向的波束，波束覆盖效果1的水平覆盖范围大于波束覆盖效果2的水平覆盖范围，但波束覆盖效果1的波束水平宽度大于波束覆盖效果2的波束水平宽度；在垂直方向上，波束覆盖效果1只有1个固定指向的波束，波束覆盖效果2可以有4个不同指向的波束，波束覆盖效果1的垂直覆盖范围小于波束覆盖效果2的垂直覆盖范围，但波束覆盖效果1的波束垂直宽度小于波束覆盖效果2的波束垂直宽度。

本实施方式三中，通过调整射频通道在水平多通道分布和在天线阵列的垂直多通道分布的切换，可以调整天线系统的波束覆盖范围，实现天线系统波束在“水平多波束广覆盖，垂直单波束窄覆盖”与“水平单波束窄覆盖，垂直多波束广覆盖”之间的切换。

上面实施方式一至实施方式三是在整个天线阵列面上调整射频通道所连接天线子阵列的空间排布。下面通过实施方式四和实施方式五可以具体说明本申请提供的天线系统的一种可能的应用场景，本申请提供的天线系统可以让天线阵列上半天面映射的射频通道全部转移到下半天面或者将天线阵列下半天面映射的射频通道全部转移到上半天面上，以改变每个射频通道所连接的辐射单元在天线阵列水平方向或垂直方向的数量，进而改变天线系统的覆盖范围。

下面实施方式四中，网络重构单元可以包括多个如上图4所示的四端口传输器件。

实施方式四：天线阵列上半天面和下半天面的射频通道分布切换，以调整波束覆盖范围。

需要说明的是，以下实施方式四以8×4辐射单元的双极化天线阵列，8个射频通道进行示例说明。其中，每个极化方向的天线阵列都映射有4个射频通道，用tr表示一个射频通道，即第一极化方向的天线阵列上映射有tr1、tr2、tr3、tr4这4个射频通道，第二极化方向的天线阵列上映射有tr5、tr6、tr7、tr8这4射频通道。

请参见图9，图9为射频通道在天线阵列上半天面和下半天面的切换示意图。完成射频通道在天线阵列上半天面和下半天面的切换，可以包括如下四个步骤。

步骤1、对天线阵列进行分组，划分出多个天线子阵列。

具体的，如图9所示，天线阵列910可以分成8个天线子阵列，每个天线子阵列可以包括有4行乘1列的辐射单元，该辐射单元有两个双极化。这8个天线子阵列在天线阵列平面上成2行乘4列排列。

步骤2、将多个天线子阵列和射频通道连接到网络重构单元中。

具体的，如图9所示，网络重构单元920每个极化上都可以包括两个四端口传输器件，其中，天线阵列每个极化方向上都通过两个四端口传输器件将8个天线子阵列对应的馈电端口分成4个天线子阵列组，并将这4个天线子阵列组对应的馈电端口分别连接到4个射频通道中。因为辐射单元两个极化分别连接两个射频通道，其中，tr1、tr2、tr3、tr4为第一极化方向上射频通道，tr5、tr6、tr7、tr8为第二极化方向上的射频通道。图9中的网络重构单元920示出了天线阵列910第一极化方向上的射频通道tr1、tr2、tr3、tr4通过两个四端口传输器件与天线阵列910中天线子阵列的连接情况，天线阵列910第二极化方向上的射频通道tr5、tr6、tr7、tr8通过两个四端口传输器件与天线阵列910中天线子阵列的连接情况可对应参照第一极化方向上的射频通道tr1、tr2、tr3、tr4。

步骤3、调整天线子阵列组与天线子阵列的映射关系。

具体的，当网络重构单元920中的四端口传输器件都在工作状态1(交叉状态)时，天线子阵列1和天线子阵列2组成天线子阵列组a连入射频通道tr1中，天线子阵列3和天线子阵列4组成天线子阵列组b连入射频通道tr2中，天线子阵列5和天线子阵列6组成天线子阵列组c连入射频通道tr3中，天线子阵列7和天线子阵列8组成天线子阵列组d连入射频通道tr4中。在网络重构单元920的工作状态1下，一个天线子阵列组包括天线阵列中的4行乘2列辐射单元，所以射频通道在天线阵列上的映射关系为水平方向上2个射频通道，垂直方向上2个射频通道。

当网络重构单元920中的四端口传输器件都在工作状态2(平行状态)时，天线子阵列5单独组成天线子阵列组a连入射频通道tr1中，天线子阵列6单独组成天线子阵列组b连入射频通道tr2中，天线子阵列7单独组成天线子阵列组c连入射频通道tr3中，天线子阵列8单独组成天线子阵列组d连入射频通道tr4中。在网络重构单元920的工作状态2下，一个天线子阵列组包括天线阵列中的4行乘1列辐射单元，所以射频通道在天线阵列上的映射关系为水平方向上4个射频通道，垂直方向上1个射频通道。

步骤4、天线子阵列组中形成波束。

由于一个射频通道中所连接的天线子阵列组中的各辐射单元之间的相移增量一致，所以根据天线子阵列组中的各辐射单元接收或发送的信号，即可以通过射频通道完成波束成形。

所以通过调整射频通道中所连接的天线子阵列组中的相移增量，即可产生多个指向的波束。

在图9中，网络重构单元920的工作状态1下，天线阵列910的射频通道tr1、tr2、tr3、tr4可以分布在天线阵列的水平方向上和垂直方向上，每4×2个辐射单元组成一个天线子阵列组(每一行2个辐射单元，每一列4个辐射单元)连入一个射频通道，其中，不同天线子阵列组中的相移增量不同，所以，天线系统的波束覆盖效果1为水平方向上有2个指向的波束，在垂直方向上也有2个指向的波束。并且，每个天线子阵列组中辐射单元的行数大于辐射单元的列数，所以每个波束的水平宽度大于垂直宽度，也即是说，天线系统的波束覆盖效果1为水平多波束较广覆盖，垂直多波束较广覆盖。

在图9中，在网络重构单元920的工作状态2下，天线阵列910的射频通道tr1、tr2、tr3、tr4可以分布在天线阵列的水平方向上，每4×1个辐射单元组成一个天线子阵列组(每一行2个辐射单元，每一列4个辐射单元)连入一个射频通道，天线系统的波束覆盖效果2为水平方向上有2个指向的波束，在垂直方向上也有两个指向的波束。并且，每个天线子阵列组中辐射单元的行数大于辐射单元的列数，所以每个波束的水平宽度大于垂直宽度，也即是说，天线系统的波束覆盖效果2为水平多波束较广覆盖，垂直单波束较广覆盖，且每一个波束的水平覆盖范围比垂直覆盖范围广。

由于，射频通道所连接的天线子阵列组中的天线子阵列在垂直方向上的数量越多，该射频通道所连接的天线子阵列组生成波束的水平宽度越窄。射频通道所连接的天线子阵列组中的天线子阵列在水平方向上的数量越多，该射频通道所连接的天线子阵列组生成波束的垂直宽度越窄。上述k个射频通道所连接的天线子阵列组在水平方向上分布的数量越多，则天线系统可以在水平方向上生成越多不同指向的波束。上述k个射频通道所连接的天线子阵列组在垂直方向上分布的数量越多，则天线系统可以在处置方向上生成越多不同指向的波束。所以，图9中所示的波束覆盖效果1和波束覆盖效果2的比较结果可具体如下表4所示：

表4

结合图9和表4，天线系统通过网络重构单元920在工作状态1和工作状态2之间的切换，调整上述k个射频通道所连接的天线子阵列组中的天线子阵列的数量，进而完成网络重构单元920的在工作状态1下的波束覆盖效果1和在工作状态2下的波束覆盖效果2之间的切换。其中，在水平方向上，波束覆盖效果1可以有2个不同指向的波束，波束覆盖效果2可以有4个不同指向的波束，波束覆盖效果1的水平覆盖范围小于波束覆盖效果2的水平覆盖范围，波束覆盖效果1的波束水平宽度小于波束覆盖效果2的波束水平宽度；在垂直方向上，波束覆盖效果1可以有2个固定指向的波束，波束覆盖效果2只有1个固定指向的波束，波束覆盖效果1的垂直覆盖范围大于波束覆盖效果2的垂直覆盖范围，波束覆盖效果1的波束垂直宽度等于波束覆盖效果2的波束垂直宽度。

本实施方式四中，通过调整射频通道在天线阵列的上下半天面分布的切换，可以调整调整天线系统的波束覆盖范围，实现天线系统的波束在“水平多波束较广覆盖，垂直多波束较广覆盖”与“水平多波束广覆盖，垂直单波束较广覆盖”之间的切换。

下面通过实施方式五，进一步具体说明利用五端口传输器件实现射频通道在天线阵列的上下半天面之间切换的应用场景。不限于图4所示的四端口传输器件，实施方式五中，网络重构单元可以包括多个如图5五端口传输器件，该五端口传输器件包括两种工作状态，在工作状态1的情况下，端口1向端口3和端口4实现定向传输，端口2向端口5实现定向传输；在工作状态2的情况下，端口1向端口3实现定向传输，端口2向端口4实现定向传输，端口5断开。

需要说明的是，以下实施方式五以8×4辐射单元的双极化天线阵列，8个射频通道进行示例说明。其中，每个极化方向的天线阵列都映射有4个射频通道，用tr表示一个射频通道，即第一极化方向的天线阵列上映射有tr1、tr2、tr3、tr4这4个射频通道，第二极化方向的天线阵列上映射有tr5、tr6、tr7、tr8这4射频通道。

实施方式五：天线阵列上半天面和下半天面的射频通道分布切换，以调整波束覆盖范围。

请参见图10，图10为通过五端口传输器件实现射频通道在天线阵列上天面和下天面的切换示意图。完成射频通道在天线阵列上半天面和下半天面的切换，可以包括如下四个步骤。

步骤1、对天线阵列进行分组，划分出多个天线子阵列。

具体的，如图10所示，天线阵列1010可以分成8个天线子阵列，每个天线子阵列可以包括有4行乘1列的辐射单元，该辐射单元有两个双极化。这8个天线子阵列在天线阵列平面上成2行乘4列排列。

步骤2、将多个天线子阵列和射频通道连接到网络重构单元中。

具体的，如图10所示，网络重构单元1020每个极化上都可以包括两个图5所示的五端口传输器件，其中，天线阵列每个极化方向上都通过两个五端口传输器件将8个天线子阵列对应的馈电端口分成4个天线子阵列组，并将这4个天线子阵列组对应的馈电端口分别连接到4个射频通道中。因为辐射单元两个极化分别连接两个射频通道，其中，tr1、tr2、tr3、tr4为第一极化方向上射频通道，tr5、tr6、tr7、tr8为第二极化方向上的射频通道。图10中的网络重构单元1020示出了天线阵列1010第一极化方向上的射频通道tr1、tr2、tr3、tr4通过两个五端口传输器件与天线阵列1010中天线子阵列的连接情况，天线阵列1010第二极化方向上的射频通道tr5、tr6、tr7、tr8通过两个五端口传输器件与天线阵列1010中天线子阵列的连接情况可对应参照第一极化方向上的射频通道tr1、tr2、tr3、tr4。

步骤3、调整天线子阵列组与天线子阵列的映射关系。

具体的，当网络重构单元1020中的五端口传输器件都在状态1时，天线子阵列1和天线子阵列2组成天线子阵列组a连入射频通道tr1中，天线子阵列3和天线子阵列4组成天线子阵列组b连入射频通道tr2中，天线子阵列5和天线子阵列6组成天线子阵列组c连入射频通道tr3中，天线子阵列7和天线子阵列8组成天线子阵列组d连入射频通道tr4中。在状态1下，一个天线子阵列组包括天线阵列中的4行乘2列辐射单元，所以射频通道在天线阵列上的映射关系为水平方向上2个射频通道，垂直方向上2个射频通道。

当网络重构单元1020中的五端口传输器件都在状态2时，天线子阵列5单独组成天线子阵列组a连入射频通道tr1中，天线子阵列6单独组成天线子阵列组b连入射频通道tr2中，天线子阵列7单独组成天线子阵列组c连入射频通道tr3中，天线子阵列8单独组成天线子阵列组d连入射频通道tr4中。在状态2下，一个天线子阵列组包括天线阵列中的4行乘1列辐射单元，所以射频通道在天线阵列上的映射关系为水平方向上4个射频通道，垂直方向上1个射频通道。

步骤4、天线子阵列组形成波束。

由于一个射频通道中所连接的天线子阵列组中的各辐射单元之间的相移增量一致，所以根据天线子阵列组中的各辐射单元接收或发送的信号，即可以通过射频通道完成波束成形。

所以通过调整射频通道中所连接的天线子阵列组中的相移增量，即可产生多个指向的波束。

在图10中，网络重构单元1020的工作状态1下，天线阵列1010的射频通道tr1、tr2、tr3、tr4可以分布在天线阵列的水平方向上和垂直方向上，每4×2个辐射单元组成一个天线子阵列组(每一行2个辐射单元，每一列4个辐射单元)连入一个射频通道，其中，不同天线子阵列组中的相移增量不同，所以，天线系统的波束覆盖效果1为水平方向上有2个指向的波束，在垂直方向上也有2个指向的波束。并且，每个天线子阵列组中辐射单元的行数大于辐射单元的列数，所以每个波束的水平宽度大于垂直宽度，也即是说，天线系统的波束覆盖效果1为水平多波束较广覆盖，垂直多波束较广覆盖，且每一个波束的水平覆盖范围比垂直覆盖范围广。

在图10中，在网络重构单元1020的工作状态2下，天线阵列1010的射频通道tr1、tr2、tr3、tr4可以分布在天线阵列的水平方向上，每4×1个辐射单元组成一个天线子阵列组(每一行2个辐射单元，每一列4个辐射单元)连入一个射频通道，天线系统的波束覆盖效果2为水平方向上有2个指向的波束，在垂直方向上也有两个指向的波束。并且，每个天线子阵列组中辐射单元的行数大于辐射单元的列数，所以每个波束的水平宽度大于垂直宽度，也即是说，天线系统的波束覆盖效果2为水平多波束较广覆盖，垂直单波束较广覆盖，且每一个波束的水平覆盖范围比垂直覆盖范围广。

由于，射频通道所连接的天线子阵列组中的天线子阵列在垂直方向上的数量越多，该射频通道所连接的天线子阵列组生成波束的水平宽度越窄。射频通道所连接的天线子阵列组中的天线子阵列在水平方向上的数量越多，该射频通道所连接的天线子阵列组生成波束的垂直宽度越窄。上述k个射频通道所连接的天线子阵列组在水平方向上分布的数量越多，则天线系统可以在水平方向上生成越多不同指向的波束。上述k个射频通道所连接的天线子阵列组在垂直方向上分布的数量越多，则天线系统可以在处置方向上生成越多不同指向的波束。所以，图10中所示的波束覆盖效果1和波束覆盖效果2的比较结果可具体如下表5所示：

表5

结合图10和表5，天线系统通过网络重构单元1020在工作状态1和工作状态2之间的切换，调整上述k个射频通道所连接的天线子阵列组中的天线子阵列的数量，进而完成网络重构单元1020的在工作状态1下的波束覆盖效果1和在工作状态2下的波束覆盖效果2之间的切换。其中，在水平方向上，波束覆盖效果1可以有2个不同指向的波束，波束覆盖效果2可以有4个不同指向的波束，波束覆盖效果1的水平覆盖范围小于波束覆盖效果2的水平覆盖范围，但波束覆盖效果1的波束水平宽度小于波束覆盖效果2的波束水平宽度；在垂直方向上，波束覆盖效果1可以有2个固定指向的波束，波束覆盖效果2只有1个固定指向的波束，波束覆盖效果1的垂直覆盖范围大于波束覆盖效果2的垂直覆盖范围，但波束覆盖效果1的波束垂直宽度等于波束覆盖效果2的波束垂直宽度。

在实施方式五中，通过重构单元调整射频通道在天线阵列的上下半天面分布的切换，可以调整调整天线系统的波束覆盖范围，实现天线系统的波束在“水平多波束较广覆盖，垂直多波束较广覆盖”与“水平多波束广覆盖，垂直单波束窄覆盖”之间的切换。

下面实施方式六示出了天线系统波束的覆盖区域的切换，本申请通过网络重构单元调整k个射频通道中至少一个射频通道所连接的天线子阵列组中的天线子阵列的间距，以改变至少一个射频通道所连接的天线子阵列组生成的波束的宽度(即每一个波束的覆盖范围)，同时，通过网络重构单元可以调整该k个射频通道中至少一个射频通道所连接的该天线子阵列组中的相移增量，以改变该至少一个射频通道所连接的天线子阵列组生成的波束的指向，进而可以实现天线系统波束的覆盖区域的切换。

需要说明的是，以下实施方式六以8×8辐射单元的双极化天线阵列，8个射频通道进行示例说明。其中，每个极化方向的天线阵列都映射有4个射频通道，用tr表示一个射频通道，即第一极化方向的天线阵列上映射有tr1、tr2、tr3、tr4这4个射频通道，第二极化方向的天线阵列上映射有tr5、tr6、tr7、tr8这4射频通道。

实施方式六：天线系统波束的覆盖区域切换。

请参见图11，图11为天线系统波束的覆盖区域切换示意图。如图11所示，网络重构单元1120在工作状态1下，天线系统的波束可以形成两个覆盖区域，在天线阵列的每个极化方向上，每一个覆盖区域都由2个重叠的波束。例如，在第一极化方向上，覆盖区域1为tr1和tr3产生的两个波束重合覆盖，覆盖区域2为tr2和tr4产生的两个波束重合覆盖，利用两个水平宽度较宽的波束即可实现单扇区120度覆盖。

如图11所示，网络重构单元1120在工作状态2下，天线系统的波束可以形成四个覆盖区域，在天线阵列的每个极化方向上，每一个覆盖区域都有1个波束。例如，在第一极化方向上，覆盖区域1为tr1产的波束覆盖，覆盖区域2为tr3产生的波束覆盖，覆盖区域3为tr2产生的波束覆盖，覆盖区域4为tr4产生的波束覆盖。

完成波束覆盖区域的切换可以包括如下四个步骤。

步骤1、对天线阵列进行分组，划分出多个天线子阵列。

具体的，如图11所示，天线阵列1110是8×8辐射单元的天线阵列，天线阵列1110可以分成8个天线子阵列1111，每个天线子阵列1111可以包括有天线阵列1110中的一列辐射单元(即该天线子阵列为8个垂直排列的辐射单元)。这8个天线子阵列1111在天线阵列所在平面上成水平方向排列。

步骤2、将多个天线子阵列和射频通道连接到网络重构单元中。

具体的，如图11所示，网络重构单元1120每个极化上都可以包括两个上述图4所示的四端口传输器件，其中，天线阵列1110的每个极化方向上都通过两个上述四端口传输器件将8个天线子阵列对应的馈电端口分成4个天线子阵列组，并将这4个天线子阵列组对应的馈电端口分别连接到4个射频通道中。因为辐射单元两个极化分别连接两个射频通道，其中，tr1、tr2、tr3、tr4为第一极化方向上射频通道，tr5、tr6、tr7、tr8为第二极化方向上的射频通道。图11中的网络重构单元1120示出了天线阵列1110中天线子阵列的连接情况，天线阵列1110第二方向上的射频通道tr5、tr6、tr7、tr8通过两个上述四端口传输器件与天线阵列1110中天线子阵列的连接情况可对应参照第一极化方向上的射频通道tr1、tr2、tr3、tr4。

步骤3、调整天线子阵列组与天线子阵列的映射关系。

具体的，当网络重构单元1120为工作状态1的情况下(即四端口传输器件都在状态2：平行传输时)，天线子阵列1和天线子阵列3组成天线子阵列组a连入射频通道tr1中，天线子阵列5和天线子阵列7组成天线子阵列组b连入射频通道tr2中，天线子阵列2和天线子阵列4组成天线子阵列组c连入射频通道tr3中，天线子阵列6和天线子阵列8组成天线子阵列组d连入射频通道tr4中。在网络重构单元1120的工作状态1下，一个天线子阵列组包括天线阵列1110中的两列辐射单元(一列辐射单元即一个天线子阵列)，所以射频通道在天线阵列上的映射关系为水平方向上四个射频通道，垂直方向上一个射频通道。并且，每个射频通道上所连接天线子阵列组中的两个天线子阵列之间的距离为2个列间距(相邻的天线子阵列之间距离为1个列间距)。

当网络重构单元1120为工作状态2的情况下(即四端口传输器件都在状态1：交叉传输时)，天线子阵列1和天线子阵列5组成天线子阵列组a连入射频通道tr1中，天线子阵列3和天线子阵列7组成天线子阵列组b连入射频通道tr2中，天线子阵列2和天线子阵列6组成天线子阵列组c连入射频通道tr3中，天线子阵列4和天线子阵列8组成天线子阵列组d连入射频通道tr4中。在网络重构单元1120的工作状态2下，一个天线子阵列组包括天线阵列中的两列辐射单元(一列辐射单元即一个天线子阵列)，所以射频通道在天线阵列上的映射关系为水平方向上四个射频通道，垂直方向上一个射频通道。并且，每个射频通道上所连接天线子阵列组中的两个天线子阵列之间的间距为4个列间距(相邻的天线子阵列之间距离为1个列间距)。

步骤4、天线子阵列组形成波束。

因为一个射频通道中所连接的天线子阵列组中的各辐射单元之间的相移增量一致，所以根据天线子阵列组中的各辐射单元接收或发送的信号，即可以通过射频通道完成波束成形。

所以通过调整射频通道中所连接的天线子阵列组中的相移增量，即可产生多个指向的波束。

如图6所示，在网络重构单元1120的工作状态1下，天线阵列1110的射频通道tr1、tr2、tr3、tr4可以分布在天线阵列的水平方向上，由于，每个射频通道所连接的天线子阵列组中的天线子阵列之间的列间距越大，形成波束的水平宽度越窄，每个射频通道所连接的两个天线子阵列之间的间距为2个列间距，所以网络重构单元1120在工作状态1下的波束水平宽度较宽，用两个不重叠的波束覆盖区域即可以实现单扇区120度覆盖。通过调整不同射频通道所连接的天线子阵列组中的相移增量，即可以实现天线系统的波束覆盖效果1(覆盖区域1由射频通道tr1产生的波束和射频通道tr3产生的波束重合覆盖，覆盖区域2由射频通道tr2产生的波束和射频通道tr4产生的波束重合覆盖。

如图6所示，在网络重构单元1120的工作状态2下，天线阵列1110的射频通道tr1、tr2、tr3、tr4可以分布在天线阵列的水平方向上，由于，每个射频通道所连接的天线子阵列组中的天线子阵列之间的列间距越大，形成波束的水平宽度越窄，而每个射频通道所连接的两个天线子阵列之间的间距为4个列间距，所以网络重构单元1120在工作状态2下的波束水平宽度较窄，用四个不重叠的波束覆盖区域才可以实现单扇区120度覆盖。通过调整不同射频通道所连接的天线子阵列组中的相移增量，即可以实现天线系统的波束覆盖效果2(覆盖区域1由射频通道tr1产生的波束、覆盖区域2由射频通道tr3产生的波束覆盖，覆盖区域3由射频通道tr2产生的波束覆盖，覆盖区域4有射频通道tr4产生的波束覆盖。

综上，网络重构单元1120在工作状态1下，每个射频通道所连接的两个天线子阵列1111之间的间距为2个列间距，网络重构单元1120在工作状态2下，每个射频通道所连接的两个天线子阵列1111之间的间距为4个列间距。由于一个射频通道所连接的两个天线子阵列之间的列间距越大，该射频通道所连接的天线子阵列组所产生波束的水平宽度越窄。所以，对比网络重构单元1120的两种工作状态，在网络重构单元的工作状态1下，每个射频通道所形成的波束的水平宽度较宽，利用两个不重合的波束即可实现单扇区120度覆盖。在网络重构单元1120的工作状态2下，每个射频通道所形成的波束的水平宽度较窄，利用四个不重合的波束即可实现单扇区120度覆盖。

网络重构单元1120从工作状态1切换到工作状态2，每个射频通道上所连接的天线子阵列形成的波束的水平宽度变窄，并且每个射频通道上的相移增量会被调整，从而改变了每个射频通道所连接的天线阵列组生成波束的指向。

在实施方式六中，天线系统通过网络重构单元通过调整射频通道与所连接的天线子阵列组中天线子阵列的映射关系，可以改变每个射频通道上所连接的天线子阵列之间的间距和每个射频通道上的相移增量，进而实现天线系统的波束覆盖区域的切换。

参考图12，图12示出了本申请提供的一种馈电网络重构方法，该方法包括如下两个步骤；s1201-s1202。

s1201、天线系统将天线阵列中的l个天线子阵列分为m个天线子阵列组，并将m个天线子阵列组分别连接到k个射频通道中。其中，，一个天线子阵列组的一个极化方向连接到一个射频通道，l为大于1的正整数，m为正整数，k为m的整倍数；k个射频通道中的任意一个射频通道，用于对连接的天线子阵列组接收到的信号和/或待发射的信号进行信号处理。

具体实现中，天线阵列中的辐射单元的极化类型包括单极化和双极化，在天线阵列中的辐射单元为单极化的情况下，天线阵列中的辐射单元一个天线子阵列组中可以有一个馈电端口，该馈电端口可以用于给该天线子阵列组中的每个辐射单元上的振子同时进行馈电，此时k＝m。在天线阵列中的辐射单元为双极化的情况下，天线阵列中的辐射单元一个天线子阵列组中可以有两个馈电端口，每一个馈电端口可以给天线子阵列组中的每一个辐射单元上的同一极化方向的振子进行馈电，双极化的极化方向可以是+45°和-45度，此时k＝2m。因此，本发明实施例中，天线系统可以在辐射单元为多极化的情况下，实现在每个极化方向上都能够改变上述k个射频通道所连接的天线子阵列组在水平和/或垂直方向上的数量，进而实现在天线的每个极化方向上都能够调整波束的覆盖范围。

s1202、天线系统调整所述k个射频通道中至少一个射频通道连接的天线子阵列组与天线子阵列的映射关系。

在一种可能的实现方式中，天线系统可以调整所述k个射频通道连接的天线子阵列组在水平方向上的数量x，其中，水平方向上的x个天线子阵列组的相同极化方向上生成的波束在水平方向上包括e个指向，x、e均为正整数，1≤e≤x≤m。也即是说，本申请实施例中，天线系统可以调整该k个射频通道连接的天线子阵列组在水平方向上的数量，当天线阵列的每个极化在水平方向上对应有多个射频通道各自所连接的天线子阵列组时，天线系统的每个极化可以在水平方向上进行多指向的波束覆盖，当天线阵列的每个极化在水平方向上对应有单个射频通道所连接的天线子阵列组时，天线系统可以在水平方向上进行单一指向的波束覆盖。因此，通过调整所述k个射频通道连接的天线子阵列组在水平方向上的数量，可以改变天线系统的波束的水平覆盖范围。

在又一种可能的实现方式中，天线系统可以调整该k个射频通道连接天线子阵列组在垂直方向上的数量y，垂直方向上的y个天线子阵列组的相同极化方向上生成的波束在垂直方向上包括f个指向，y、f均为正整数，1≤f≤y≤m。也即是说，本申请实施例中，调整该k个射频通道连接的天线子阵列组在垂直方向上的数量，当天线阵列的每个极化在垂直方向上对应有多个射频通道各自所连接的天线子阵列组时，天线系统的每个极化可以在垂直方向上进行多指向的波束覆盖，当天线阵列的每个极化在垂直方向上对应有单个射频通道所连接的天线子阵列组时，天线系统可以在垂直方向上进行单一指向的波束覆盖。因此，通过调整所述k个射频通道连接的天线子阵列组在垂直方向上的数量，可以改变天线系统的波束的垂直覆盖范围。

在又一种可能的实现方式中，天线系统可以调整所述k个射频通道中至少一个射频通道连接的天线子阵列组与天线子阵列的映射关系，包括：调整该k个射频通道中至少一个射频通道连接的天线子阵列组所包括的天线子阵列在水平方向上的数量，其中，水平方向上包括的天线子阵列数量不同的天线子阵列组生成的波束在水平方向上的宽度不同。也即是说，本申请实施例中，通过改变射频通道所连接的天线子阵列组中所包括的天线子阵列在水平方向上的数量，因为天线子阵列组中水平方向上的天线子阵列的个数越多，该天线子阵列组生产的波束的水平宽度越窄，所以即可以实现改变波束在水平方向上的覆盖范围。

在又一种可能的实现方式中，天线系统可以调整所述k个射频通道中至少一个射频通道连接的天线子阵列组所包括的天线子阵列在垂直方向上的数量，其中，垂直方向上包括的天线子阵列数量不同的天线子阵列组生成的波束在垂直方向上的宽度不同。也即是说，本申请实施例中，通过调整变射频通道所连接的天线子阵列组中所包括的天线子阵列在垂直方向上的数量，因为天线子阵列组中垂直方向上的天线子阵列的个数越多，该天线子阵列组生产的波束的垂直宽度越窄，所以即可以实现改变波束在垂直方向上的覆盖范围。

在又一种可能的实现方式中，天线系统可以调整该k个射频通道中至少一个射频通道所连接的该天线子阵列组中的天线子阵列之间的间距，以改变该至少一个射频通道所连接的天线子阵列组生成的波束的宽度。也即是说，本申请实施例中，通过改变射频通道所连接的天线子阵列组中的天线子阵列之间的水平间距，因为一个射频通道所连接天线子阵列的水平间距越大，射频通道波束的水平宽度越窄，一个射频通道所连接天线子阵列之间垂直间距越大，射频通道波束的垂直宽度越窄，所以即可以实现改变波束在水平和垂直方向上的覆盖范围。

在又一种可能的实现方式中，天线系统可以调整该k个射频通道中至少一个射频通道所连接的该天线子阵列组中的相移增量。也即是说，本申请实施例中，通过改变射频通道连接不同的天线子阵列，从而改变射频通道所连接的天线子阵列组中的相移增量，不同的相移增量下，该射频通道所连接的天线子阵列组生成的波束可以有不同的指向，所以即可以实现改变波束的指向。

本发明实施例中，天线系统通过调整每个射频通道连接的天线子阵列组与天线子阵列的映射关系，以改变每个射频通道所连接的天线子阵列组中辐射单元在水平方向上和/或垂直方向上的数量，也可以改变射频通道在水平方向上和/或垂直方向上分布情况，以改变该至少一个射频通道所连接的天线子阵列组生成的波束的覆盖范围。因为天线子阵列组中的辐射单元在水平方向上的个数越多，该天线子阵列组生成的波束在水平面上的波束宽度越窄，天线子阵列组中的辐射单元在垂直方向上的个数越多，该天线子阵列组生成的波束在垂直方向上生成的波束越窄，所以，可以调整每个射频通道所连接的天线子阵列组生成波束的宽度，以及上述k个射频通道中各自所连接的天线子阵列组生成波束的波束指向。通过波束宽度和波束指向的调整，即可以实现动态调整天线系统的波束覆盖范围。

需要说明的是，图12所示实施例的具体内容可参照上述图2实施例中的控制单元以及网络重构单元的功能，具体应用场景可以参照图6至图11所示的实施方式，在此不再赘述。

参考图13，为上述图2所示的天线系统应用于终端设备时的结构示意图，图13示出了本申请的一些实施例提供的网络设备1300。如图13所示，网络设备1300可包括：一个或多个处理器1310、存储器1320、通信接口1330、至少一个射频通道1340、网络重构单元1350、移相单元1360、天线阵列1370。

通信接口1330可用于网络设备1300与其他通信设备，例如终端设备或其他网络设备、进行通信。具体的，通信接口1330通信接口可以是长期演进(lte)(4g)通信接口，也可以是5g或者未来新空口的通信接口。不限于无线通信接口，网络设备1300还可以配置有有线的通信接口1330来支持有线通信，例如一个网络设备1300与其他网络设备1300之间的回程连接可以是有线通信连接。

射频通道1340可包括发射器(tx)1341和接收器(rx)1342。其中，发射器(tx)1351可用于对网络设备处理器1310输出的信号进行发射处理，例如通过波束成形实现定向发送。接收器(rx)1342可用于对天线阵列1370接收的移动通信信号进行接收处理，例如通过波束成形实现定向接收。在本申请的一些实施例中，发射器1341/接收器1342可以包括波束成形控制器，用于对发送信号/接收信号乘以权重向量，控制信号定向发射/接收。

在本申请中的一些实施例中，发射器1341和接收器1342可看作一个无线调制解调器。在网络设备1300中，有至少一个射频通道1340。天线阵列1370可用于将传输线中的电磁能转换成自由空间中的电磁波，或者将自由空间中的电磁波转换成传输线中的电磁能。

存储器1320与处理器1310耦合，用于存储各种软件程序和/或多组指令。具体的，存储器1320可包括高速随机存取的存储器，并且也可包括非易失性存储器，例如一个或多个磁盘存储设备、闪存设备或其他非易失性固态存储设备。存储器1320可以存储操作系统(下述简称系统)，例如ucos、vxworks、rtlinux等嵌入式操作系统。存储器1320还可以存储网络通信程序，该网络通信程序可用于与一个或多个附加设备，一个或多个终端设备，一个或多个网络设备进行通信。

处理器1310可用于进行无线信道管理、实施呼叫和通信链路的建立和拆除，并为本控制区内的终端提供小区切换控制等。具体的，处理器1310可包括：基带处理单元(basebandunit，bbu)(用于基带编码/译码等功能)、数字信号处理器(digitalsignalprocessing,dsp)、微控制器(microcontrolunit，mcu)、管理/通信模块(administrationmodule/communicationmodule，am/cm)(用于话路交换和信息交换的中心)、基本模块(basicmodule，bm)(用于完成呼叫处理、信令处理、无线资源管理、无线链路的管理和电路维护功能)、码变换及子复用单元(transcoderandsubmultiplexer，tcsm)(用于完成复用解复用及码变换功能)等等。该处理器1310可用于控制所述网络重构单元1350调整所述k个射频通道中至少一个射频通道所连接的天线子阵列组与天线子阵列的映射关系，进而改变所述至少一个射频通道所连接的天线子阵列组生成的波束的覆盖范围。该处理器1310的具体功能可以参照上述图2所示天线系统200中的控制单元210，以及其他实施例中的控制单元，在此不作赘述。

网络重构单元1350可用于调整射频通道与天线阵列中的天线子阵列的映射关系，从而改变天线系统的波束覆盖范围。具体实现中，网络重构单元1350可以与移相单元1360耦合为一个馈电网络对天线阵列上的天线振子进行馈电。网络重构单元1350具体功能可以参照图2所示天线系统200中的网络重构单元230，以及其他实施例中的网络重构单元，在此不作赘述。

本申请实施例中，处理器1310可用于读取和执行计算机可读指令。具体的，处理器1310可用于调用存储于存储器1320中的程序，例如本申请的一个或多个实施例提供的信号传输方法在网络设备1300侧的实现程序，并执行该程序包含的指令，当该程序被处理器1310执行时，可以实现上述图2所示天线系统的功能。

可以理解的，网络设备1300可以是图1示出的无线通信系统100中的网络设备101，可实施为基站收发台，无线收发器，一个基本服务集(bss)，一个扩展服务集(ess)，nodeb，enodeb，连接点或trp等等。

需要说明的，图13所示的网络设备1300仅仅是本申请实施例的一种实现方式，实际应用中，网络设备1300还可以包括更多或更少的部件，这里不作限制。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

参考图14，为上述图2所示的天线系统应用于终端设备时的结构示意图，图14示出了本申请提供的一种终端设备结构示意图。图14中终端设备1400包括处理器1410、存储器1420、输入输出装置1430、多个射频通道1440、网络重构单元1450、以及天线阵列1460。处理器1410主要用于对通信协议以及通信数据进行处理，以及对终端设备进行控制，执行软件程序，处理软件程序的数据等。存储器1420主要用于存储软件程序和数据。多个射频通道主要用于基带信号与射频信号的转换以及对射频信号的处理。天线阵列1460主要用于收发电磁波形式的射频信号。输入输出装置1430，例如触摸屏、显示屏，键盘等主要用于接收用户输入的数据以及对用户输出数据。需要说明的是，有些种类的终端设备可以不具有输入输出装置。网络重构单元1450可用于调整射频通道与天线阵列中的天线子阵列的映射关系，从而改变天线系统的波束覆盖范围。具体实现中，网络重构单元1450可以与移相单元耦合为一个馈电网络对天线阵列上的天线振子进行馈电。网络重构单元1450在本申请中的具体功能可以参照其他实施例，在此不作赘述。

当需要发送数据时，处理器1410对待发送的数据进行基带处理后，输出基带信号至射频电路，多个射频通道1440将基带信号进行射频处理后将射频信号通过天线以电磁波的形式向外发送。当有数据发送到终端时，射频通道1440通过天线阵列1460接收到射频信号，将射频信号转换为基带信号，并将基带信号输出至处理器1410，处理器1410将基带信号转换为数据并对该数据进行处理。为便于说明，图14中仅示出了一个存储器1420和处理器1410。在实际的终端产品中，可以存在一个或多个处理器和一个或多个存储器。存储器1420也可以称为存储介质或者存储设备等。存储器可以是独立于处理器设置，也可以是与处理器集成在一起，本申请实施例对此不做限制。

在本申请实施例中，可以将具有收发功能的天线阵列1460和多个射频通道1440视为终端设备的收发单元，将具有处理功能的处理器视为终端设备的处理单元。收发单元也可以称为收发器、收发机、收发装置等。处理单元也可以称为处理器，处理单板，处理模块、处理装置等。处理单元可以是中央处理器(centralprocessingunit,cpu)，网络处理器(英文：networkprocessor，np)或者cpu和np的组合。处理单元还可以进一步包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路(application-specificintegratedcircuit，asic)，可编程逻辑器件(programmablelogicdevice，pld)或其组合。上述pld可以是复杂可编程逻辑器件(英文：complexprogrammablelogicdevice，缩写：cpld)，现场可编程逻辑门阵列(field-programmablegatearray，fpga)，通用阵列逻辑(genericarraylogic,缩写：gal)或其任意组合。可选的，可以将收发单元中用于实现接收功能的器件视为接收单元，将收发单元中用于实现发送功能的器件视为发送单元，即收发单元包括接收单元和发送单元。收发单元有时也可以称为收发机、收发器、或收发电路等。接收单元有时也可以称为接收机、接收器、或接收电路等。发送单元有时也可以称为发射机、发射器或者发射电路等。当所述通信装置为芯片时，该芯片包括收发单元和处理单元。其中，收发单元可以是输入输出电路、通信接口；处理单元为该芯片上集成的处理器或者微处理器或者集成电路。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可能可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如上述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

上述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以为个人计算机、服务器或者网络设备等，具体可以是计算机设备中的处理器)执行本申请各个实施例上述方法的全部或部分步骤。其中，而前述的存储介质可包括：u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、只读存储器(read-onlymemory，缩写：rom)或者随机存取存储器(randomaccessmemory，缩写：ram)等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围。