一种天线系统的制作方法

本技术涉及通信，尤其涉及一种天线系统。

背景技术：

1、天线系统中，天线阵面由于风阻或形态等因素的影响，使得天线阵面的尺寸受限，进而导致天线系统的容量和覆盖范围都受限。

2、请参阅图1，图1为传统的天线阵面布局示意图。如图1所示，在原有的天线阵面的基础上，在该天线阵面的相邻位置再安装另一个相同的天线阵面，这两个天线阵面并排放置。那么，两个天线阵面合并后，便可以提升天线系统的容量和覆盖范围。

3、但是，由于该天线系统中存在两个并排的天线阵面，尺寸增大了一倍，所以该天线系统的迎风面积增加了一倍，从而导致风阻增加，其结构稳定性下降。

技术实现思路

1、本技术提供了一种天线系统，用于提高天线系统的容量和覆盖范围。

2、第一方面，本技术提供了一种天线系统，天线系统包括多个天线组。每个天线组包括了两个天线阵面和一个安装面板。两个天线阵面对称安装于安装面板的两个平面，每个天线阵面包括至少一个天线单元。同一个天线组中的两个天线阵面中天线单元的数量，可以相同，也可以不同，并且，不同天线组之间的天线单元的数量，可以相同，也可以不同，本技术对此不做限定。

3、每个天线组的两个天线阵面同时工作。每个天线组中的每个天线阵面所辐射的波束，都可以与其他天线组中的天线阵面所辐射的波束形成交集，得到至少一个辐射区域，其中，天线阵面中的天线单元所合成的天线子阵分别形成多个相同的波束(相同的波束指的是整体覆盖范围大致相同的波束)，这些多个相同的波束即为本技术所定义的一个波束。因此，天线系统包括多个辐射区域，每个辐射区域由来自不同天线组的多个天线阵面的波束协同辐射所形成。其中，由于同一个天线组的两个天线阵面是对称安装的，因此，同一个天线组的两个天线阵面所辐射的波束的角度是相反的，则不会有交集区域，则形成同一个辐射区域的波束中，不会有来自同一个天线组的两个天线阵面的波束。

4、本技术中，天线组的一个安装面板连接了两个对称的天线阵面，在同等的空间条件下，天线系统可以部署更多的天线阵面，因此，提升了天线系统整体的覆盖范围，而不会额外的增加风阻。另一方面，天线系统中的每个辐射区域，都是由多个天线阵面协同辐射所形成的，因此，也提升了天线系统的容量、增益。

5、基于第一方面，一种可选的实施方式中，每个天线阵面中的所有天线端口，其所映射的天线单元所合成的天线子阵包括在水平面上的两个波束，其中，每个波束都会与其他天线组中的一个天线阵面中的一个波束形成交集区域，该交集区域为本技术的一个辐射区域。

6、基于第一方面，一种可选的实施方式中，用于形成同一个辐射区域的两个波束之间的辐射范围和法线的水平指向都相同，使得同一个辐射区域的两个波束尽可能重叠，从而提高每个天线阵面的每个波束的利用率。

7、基于第一方面，一种可选的实施方式中，天线系统包括3个天线组，即天线系统包括6个天线阵面，由于每个天线阵面包括2个波束，每个波束都会与其他天线组中的一个天线阵面中的一个波束形成一个辐射区域，因此，该天线系统包括6个辐射区域。其中，可以将每个天线阵面的一个波束的辐射范围校正为60度。由于形成同一个辐射区域的两个波束之间的辐射范围和法线的水平指向相同，因此，每两个波束所形成的一个辐射区域的覆盖范围也是60度，由于该天线系统包括6个辐射区域，从而该天线系统实现了60°*6＝360°的覆盖范围。

8、基于第一方面，一种可选的实施方式中，天线系统包括2个天线组，即天线系统包括4个天线阵面，由于每个天线阵面包括2个波束，每个波束都会与其他天线组中的一个天线阵面中的一个波束形成一个辐射区域，因此，该天线系统包括4个辐射区域。其中，可以将每个天线阵面的一个波束的辐射范围校正为90度。由于形成同一个辐射区域的两个波束之间的辐射范围和法线的水平指向相同，因此，每两个波束所形成的一个辐射区域的覆盖范围也是90度，由于该天线系统包括4个辐射区域，从而该天线系统实现了90°*4＝360°的覆盖范围。

9、应理解，除了上述包括了2个天线组或3个天线组的天线系统之外，天线系统还可以包括其他数量的天线组，例如天线系统包括但不限于4个天线组或5个天线组等，而关于每个波束的辐射范围，则根据实际的天线组的数量进行调整，具体此处不做限定。

10、基于第一方面，一种可选的实施方式中，每个天线阵面中的所有天线端口，其所映射的天线单元所合成的天线子阵包括1个波束，该波束都会与其他天线阵面的波束形成交集区域，该交集区域为本技术的一个辐射区域，其中，用于形成同一个辐射区域的波束的数量，可以是两个，或者也可以是两个以上。

11、基于第一方面，一种可选的实施方式中，形成同一个辐射区域的多个波束的辐射范围相同，并且法线的水平指向不相同。

12、基于第一方面，一种可选的实施方式中，天线阵面的波束在形成辐射区域之前，需要经过相位校正，使得同一个辐射区域的波束之间的相位尽量对齐。因此，天线系统在生成多个辐射区域之前，天线系统中的每个天线组需要先执行组内相位校正，和/或组外相位校正，其中，组内相位校正为同一天线组内的两个天线阵面之间的相位校正流程，组外相位校正为分别来自不同天线组的两个天线阵面之间的相位校正流程。具体的，本技术中的多个辐射区域可以是天线系统中的每个天线组在执行了组内相位校正之后生成的；或者，本技术中的多个辐射区域可以是天线系统中的每个天线组在执行了组外相位校正之后生成的；又或者，本技术中的多个辐射区域可以是天线系统中的每个天线组在执行了组内相位校正和组外相位校正之后生成的。而每个天线组经过组内相位校正和组外相位校正后，天线系统中各个天线阵面之间的波束的相位则可以尽量对齐，以便每个天线阵面与多个不同的天线阵面形成辐射区域，也提高了不同波束所形成的辐射区域的增益。

13、基于第一方面，一种可选的实施方式中，在组内相位校正流程中，天线系统包括多个校正口，每个校正口分别对应一个天线组，每个校正口分别连接天线组中的两个天线阵面，每个校正口用于执行其所属的天线组中的组内相位校正流程。

14、基于第一方面，一种可选的实施方式中，每个所述天线阵面用于在一个时刻形成一个所述辐射区域，所述天线系统所包括的辐射区域的数量等于所述天线组的数量。进一步的，来自不同天线组的天线阵面之间，在其辐射范围和法线的水平指向可以满足形成辐射区域的条件下(即来自不同天线组的天线阵面的波束至少能够形成交集区域)，每个天线阵面可以根据实际应用场景，选择需要与其进行协同辐射的其他天线阵面，进行相位校正，从而得到辐射区域。

15、基于第一方面，一种可选的实施方式中，每个天线阵面可以在一个时刻形成n个所述辐射区域，其中，n为大于或等于2的整数，则该天线系统所包括的辐射区域的数量大于天线组的数量。

16、综上所述，本技术中，天线系统在天线组的数量固定的情况下，其所生成的辐射区域的数量是可以根据实际情况来进行调整的，从而提高了天线系统工作的灵活性。

17、基于第一方面，一种可选的实施方式中，每个辐射区域包括多个小区，每个小区分别对应一个载波频率。具体的，也称蜂窝小区，是指天线系统中所覆盖的最小单位区域。

18、基于第一方面，一种可选的实施方式中，所述天线系统包括一个目标辐射区域，目标辐射区域为天线系统中的所有辐射区域中用于服务接入设备的至少两个辐射区域。具体的，天线系统可以根据接入设备的接入需求，从天线系统中的所有辐射区域中，确定出用于服务该接入设备的至少两个辐射区域，实现了不同辐射区域之间的协作，提高了天线增益。

19、基于第一方面，一种可选的实施方式中，目标辐射区域为天线系统中的辐射区域，即同时选中天线系统中的所有辐射区域，为该接入设备提供服务，从而进一步地提高天线增益。

20、基于第一方面，一种可选的实施方式中，每个天线组中包括第一夹角和第二夹角，第一夹角和第二夹角分别为天线组中，每个天线阵面与其中的天线单元之间所形成的夹角，第一夹角与第二夹角之间关于安装面板轴对称。在天线阵面与天线单元之间不形成夹角的结构中，用于形成同一个辐射区域的两个天线阵面，由于安装的角度不同，则两个天线阵面的波束的法线的水平指向不同，则两个波束协同辐射形成辐射区域，但此时这两个波束中则分别会有一部分信号排除在辐射区域之外，未能形成辐射区域，造成资源的浪费。在天线阵面与天线单元之间形成夹角的结构中，即每个天线组包括同样的第一夹角和第二夹角。此时，在第一夹角和第二夹角的作用下，用于形成同一个辐射区域的两个天线阵面中的天线单元便可以更加趋于平行，则这两个天线阵面所分别形成的两个波束的法线的水平指向便可以更加趋于一致，极大地增加了两个波束之间的交集区域，辐射区域变得更大，从而提高了波束的利用率。

21、基于第一方面，一种可选的实施方式中，天线系统包括多个辐射区域，每个辐射区域都可以用于服务不同的终端设备。但在实际应用中，每个辐射区域中的终端设备的数量往往是不相同、不均衡的，对于终端设备的数量较多的辐射区域来说，应当提高该辐射区域的波束的功率，以便满足该辐射区域的终端设备的需求。因此，可以在每个天线组中配置一个电桥，电桥的两个输出端分别连接天线组的两个天线阵面，电桥的两个输入端分别连接两个功率放大器，该电桥用于调整该天线组中的两个天线阵面之间的功率大小，提高了天线阵面的功率的灵活性，从而适应不同辐射区域的功率需求。在实际应用中，一个天线阵面往往会有多个天线端口，因此，一个天线组中可以包括多个电桥，每个电桥的两个输出端分别连接天线组的两个天线阵面的其中一个天线端口。

22、基于第一方面，一种可选的实施方式中，天线系统包括多个抱杆，每个天线组安装于一个抱杆，其中，天线组中两个天线阵面关于所述安装面板的第一平面对称，所述抱杆的中轴线位于所述第一平面上。因此，在同等的空间条件下，本技术的天线系统可以部署更多的天线阵面，另一方面，可以尽量降低抱杆对天线阵面的波束的遮挡，从而获得更高的天线增益。应理解，在实际应用中，由于安装过程中的误差或设备形态的误差等原因，抱杆的中轴线不一定能精准地位于第一平面上，可能会存在一定的偏差，本技术中并不限定于这种偏差，即“抱杆的中轴线位于第一平面上”所带来的效果对上述存在偏差的场景下同样适用。

23、基于第一方面，一种可选的实施方式中，由于天线组中的两个天线阵面对称安装，因此，每个天线阵面的信号中，会有一部分的信号向天线组中的另一个天线阵面传递，造成干扰，降低了天线组的前后比。有鉴于此，每个天线组的安装面板可以包括至少一个卷边，卷边用于阻挡在天线组的天线阵面在法线反方向上辐射的信号，从而提高天线组的前后比。示例性的，该卷边可以是金属板。

24、基于第一方面，一种可选的实施方式中，每个所述天线组的安装面板包括至少一个电磁带隙(electromagnetic band gap，ebg)，该ebg用于阻挡在天线组的天线阵面在法线反方向上辐射的的信号，从而提高天线组的前后比。

25、基于第一方面，一种可选的实施方式中，无源天线系统中，每个天线组中的两个天线阵面与同一个射频拉远单元rru连接。其中，每个天线组中的安装面板包括第一馈电网络、第二馈电网络和至少一个反射板，第一馈电网络和第二馈电网络分别向所属的天线组中的不同天线阵面馈电。而反射板则是用于反射第一馈电网络和第二馈电网络的结构，例如反射板可以是金属板。

26、基于第一方面，一种可选的实施方式中，无源天线系统中，每个天线组中的安装面板包括第一馈电网络、第二馈电网络和两个反射板，第一馈电网络和第二馈电网络位于两个反射板之间。

27、基于第一方面，一种可选的实施方式中，无源天线系统中，安装面板包括第一馈电网络、第二馈电网络和两个反射板之外，还包括至少一个地板，地板位于第一馈电网络和第二馈电网络之间。地板是用于反射第一馈电网络和第二馈电网络的结构，例如地板可以是金属板。

28、基于第一方面，一种可选的实施方式中，无源天线系统中，安装面板包括第一馈电网络、第二馈电网络和至少一个反射板，所述至少一个反射板位于第一馈电网络和第二馈电网络之间。其中，第一馈电网络和第二馈电网络可以安装于反射板之上，从而降低天线组的厚度和重量。具体的，安装面板可以包括两个反射板，第一馈电网络和第二馈电网络分别安装于不同反射板的平面之上。或者，安装面板可以包括一个反射板，则第一馈电网络和第二馈电网络可以安装于同一个反射板的两侧平面之上，更进一步地降低天线组的厚度和重量。

29、基于第一方面，一种可选的实施方式中，有源天线系统中，每个天线组中的两个天线阵面位于同一个有源天线单元(active antenna unit，aau)中。每个天线组中的安装面板包括至少一个散热器和至少一个有源单板，散热器和有源单板位于天线组的两个天线阵面之间，散热器用于对至少一个有源单板进行散热，至少一个有源单板用于向所属的天线组中的不同天线阵面馈电。

30、基于第一方面，一种可选的实施方式中，有源天线系统的天线组中，安装面板包括一个散热器和一个有源单板，有源单板连接天线组中的两个天线阵面，该有源单板同时为天线组中的两个天线阵面的天线单元供电，散热器和有源单板在两个反射板之间，有源单板工作时产生的热量则由散热器进行散热。该安装面板的结构简单，只需要一个散热器和一个有源单板，便于在两个天线阵面之间安装电桥，同时，节约了硬件资源，降低了天线组的厚度和重量。

31、基于第一方面，一种可选的实施方式中，有源天线系统的天线组中，安装面板包括两个散热器和一个有源单板，有源单板连接天线组中的两个天线阵面，该有源单板同时为天线组中的两个天线阵面的天线单元供电，有源单板位于两个散热器之间。安装面板中的结构，从外到内依次为：反射板、散热器、有源单板、散热器以及反射板。该安装面板中，有源单板的数量只需要一个，节约了硬件资源，降低了天线组的厚度和重量，同时，由于部署了两个散热器，从而提高了天线组的散热能力。

32、基于第一方面，一种可选的实施方式中，有源天线系统的天线组中，安装面板包括一个散热器和两个有源单板，每个有源单板分别连接天线组中的不同天线阵面，每个有源单板分别为天线组中的不同天线阵面的天线单元供电，散热器位于两个有源单板之间。安装面板中的结构，从外到内依次为：反射板、有源单板、散热器、有源单板以及反射板。