四重极化分集天线系统的制作方法

本发明涉及一种四重极化分集天线系统，通过调整波束间的极化以使空间上邻近的波束具有不同的双重极化(dual-polarization)特性，从而提高无线信道的正交性，进而能够增大系统的信道容量。

背景技术：

1、此部分记载的内容只是单纯地用于提供本发明的背景信息，并不构成现有技术。

2、天线的极化是指相对于地球表面的电波的磁场(e-平面)方向，其至少部分基于天线元件的物理结构及方向而决定。例如，简单的直线型天线元件当垂直安装时具有一个极化，水平安装时具有另一极化。电波的磁场与电场呈直角，但是习惯上将天线元件的极化理解为是指电场的方向。

3、移动通信中，mimo(multiple-input multiple-output)天线通常设计为双重极化天线(dual-polarized antenna)，以减少基于多重路径的衰减(fading)影响，并执行极化分集(diversity)功能。但是，在使用多重波束的massive mimo系统中由于相邻的波束间干涉导致无线信道的相关系数变高，由此很难有效地使用空间资源。

技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、为了提高天线的增益，本公开旨在提供一种通过各自具有不同极化的波束适用于分离空间(或者扇形片)的天线阵列、排列有天线阵列的天线面板的构成及利用其的波束空间复用。

3、(二)技术方案

4、根据本发明的一实施例，天线系统包括天线阵列，所述天线阵列包括双重-极化(dual-polarized)天线单元的第一列和双重极化天线单元的第二列。所述双重极化天线单元分别具有相互垂直交叉的第一天线元件和第二天线元件。在各列中，所述第一天线元件之间导电连接并形成第一子层，所述第二天线元件之间导电连接并形成第二子层。天线系统进一步包括rf矩阵，其通过选择性地调整rf输入信号的相位，并生成用于提供给所述子层的rf输出信号。所述rf输出信号由所述双重极化天线单元辐射时，形成具有+/-45°极化(polarizations)的第一波束和具有0°/90°极化的第二波束，所述第一波束和所述第二波束在空间上朝不同的方向形成。

5、所述rf矩阵可由形成于pcb的正交混合耦合器(quadrature hybrid coupler：qhc)实现。所述rf矩阵可设置为基于用于形成所述第一波束和所述第二波束的相位差及用于确定所述第一波束极化和所述第二波束极化的相位差，选择性地调整所述多个分路信号的相位。

6、对于所述rf输入信号中由所述第一波束传播的一双rf输入信号，基于所述rf矩阵电路调整的相位定义为实现用于形成所述第一波束的所需空间方向。对于所述rf输入信号中由所述第二波束传播的一双rf输入信号，基于所述rf矩阵电路调整的相位定义为实现用于形成所述第二波束的所需空间方向及极化合成。

7、所述双重极化天线单元具有+/-45°极化特性，所述第二波束的0°/90°极化通过极化合成(polarization synthesis)而获得。

技术特征：

1.一种极化分集天线系统，包括：

2.权利要求1所述的极化分集天线系统，其中，所述rf矩阵由形成于pcb的正交混合耦合器即qhc实现。

3.如权利要求2所述的极化分集天线系统，其中，所述rf矩阵包括：

4.如权利要求3所述的极化分集天线系统，其中，所述第一输入端口、所述第二输入端口、所述第三输入端口及所述第四输入端口分别连接于所述第一列的所述第一子层、所述第二列的所述第一子层、所述第一列的所述第二子层及所述第二列的所述第二子层。

5.如权利要求3所述的极化分集天线系统，其中，所述第一输入端口、所述第二输入端口、所述第三输入端口及所述第四输入端口分别连接于用于提供所述rf输入信号的rf链路。

6.如权利要求1所述的极化分集天线系统，其中，所述rf矩阵基于用于形成所述第一波束和所述第二波束的相位差及用于确定所述第一波束极化和所述第二波束极化的相位差，选择性地调整所述多个分路信号的相位。

7.如权利要求6所述的极化分集天线系统，其中，对于所述rf输入信号中由所述第一波束传播的一双rf输入信号，基于所述rf矩阵电路调整的相位定义为实现用于形成所述第一波束的所需空间方向。

8.如权利要求6所述的极化分集天线系统，其中，对于所述rf输入信号中由所述第二波束传播的一双rf输入信号，基于所述rf矩阵电路调整的相位定义为实现用于形成所述第二波束的所需空间方向及极化合成。

9.如权利要求1所述的极化分集天线系统，其中，所述双重极化天线单元具有+/-45°极化特性。

10.如权利要求9所述的极化分集天线系统，其中，所述第二波束的0°/90°极化通过极化合成而获得。

技术总结
本公开揭示了一种四重极化分集(quadri‑polarization diversity)天线系统。根据本发明的实施例，天线系统包括天线阵列，所述天线阵列包括双重‑极化(dual‑polarized)天线单元的第一列和双重极化天线单元的第二列。所述双重极化天线单元分别具有相互垂直交叉的第一天线元件和第二天线元件。在各列中，所述第一天线元件之间导电连接并形成第一子层，所述第二天线元件之间导电连接并形成第二子层。天线系统进一步包括RF矩阵，其通过选择性地调整RF输入信号的相位，并生成用于提供给所述子层的RF输出信号。所述RF输出信号由所述双重极化天线单元辐射时，形成具有+/‑45°极化(polarizations)的第一波束和具有0°/90°极化的第二波束，所述第一波束和所述第二波束在空间上面向不同的方向形成。

技术研发人员：邵盛焕,崔午硕,郑宪靖,徐庸源,赵教镇,赵秀斌
受保护的技术使用者：株式会社KMW
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10