太阳城集团

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一种分布式阵列天线系统.pdf

摘要
申请专利号:

CN201210126757.6

申请日:

2012.04.26

公开号:

CN102738597B

公开日:

2015.01.21

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情: 未缴年费专利权终止号牌文件类型代码:1605号牌文件序号:101727758831IPC(主分类):H01Q 21/00专利号:ZL2012101267576申请日:20120426授权太阳城集团日:20150121终止日期:20160426|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):H01Q 21/00申请日:20120426|||公开
IPC分类号: H01Q21/00; H01Q1/24; H01Q1/50; H01Q23/00 主分类号: H01Q21/00
申请人: 大连海事大学
发明人: 陈鹏
地址: 116026 辽宁省大连市高新园区凌海路1号
优先权:
专利代理机构: 大连东方专利代理有限责任公司 21212 代理人: 李馨
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法律状态
申请(专利)号:

太阳城集团CN201210126757.6

授权太阳城集团号:

|||102738597B||||||

法律状态太阳城集团日:

太阳城集团2017.06.16|||2015.01.21|||2012.12.12|||2012.10.17

法律状态类型:

专利权的终止|||授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

本发明公开了一种分布式阵列天线系统,包括多个用于实现天线辐射能量分配与接续的天线单元,多个天线单元之间利用射频线缆首尾顺序连接,首个天线单元与无线收发设备相连;天线单元又包括:天线和天线控制器。该天线系统中,每个天线单元的天线控制器可以接一部天线,并且可以将无线信号进行复原或者增减,从而实现无线信号的接续。各天线单元之间通过射频线缆连接,可以实现分布式阵列天线的伸缩,当工作环境发生改变时,天线数量、长度及大小可以随着环境进行相应的改变,而且无线信号可以根据系统要求进行有效的覆盖。

权利要求书

1.一种分布式阵列天线系统,其特征在于包括多个用于实现天线辐射能量分配与接续的天线单元,多个天线单元之间利用射频线缆首尾顺序连接,首个天线单元与无线收发设备相连;天线单元又包括:天线(1)和天线控制器(2);无线收发设备发出的无线发射信号进入该天线系统后,前一天线单元的天线控制器(2)对该无线发射信号进行能量分配,一部分由前一天线单元的天线(1)发射,另一部分经天线控制器(2)放大后进入下一天线单元的天线控制器(2);天线单元的天线(1)在收到无线接收信号后,如果连接该天线单元的是无线收发设备,则将天线(1)接收到的无线接收信号直接传输给无线收发设备,否则向靠近无线收发设备的方向进入下一无线收发设备的天线控制器进行功率衰减及放大后输出到射频线缆。2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于天线控制器(2)又包括:通过射频线缆连接无线收发设备或天线单元,还连接天线(1)的功分器(21),连接功分器(21)的第一环形器(22),连接第一环形器(22)的第一可调衰减器(23),连接第一可调衰减器(23)的功率放大器(24),连接第一环形器(22)的低噪声放大器(25),连接低噪声放大器(25)的第二可调衰减器(26),连接功率放大器(24)和第二可调衰减器(26)、还连接天线单元或50欧姆的匹配负载的第二环形器(27)。3.根据权利要求2所述的系统,其特征在于首个天线单元的天线控制器(2)的功分器(21)连接无线收发设备,第二环形器(27)连接天线单元;最后一个天线单元的天线控制器(2)的功分器(21)连接天线单元,第二环形器(27)连接50欧姆的匹配负载;中间位置的天线单元的功分器(21)连接天线单元,第二环形器(27)连接天线单元。4.根据权利要求3所述的系统,其特征在于在发射无线信号时,具有一定功率的无线发射信号进入功分器(21),功分器(21)对无线发射信号进行功率分配;经功率分配之后,一部分无线发射信号经天线(1)进行辐射;另外一部分无线发射信号经第一环形器(22)传输至第一可调衰减器(23),然后传输至功率放大器(24),由第二环形器(27)输出给下一天线单元或50欧姆的匹配负载。5.根据权利要求3所述的系统,其特征在于在接收无线信号时,无线接 收信号经第二环形器(27)入射至天线控制器(2)后,经第二环形器(27)传输至第二可调衰减器(26),经过衰减后传输至低噪声放大器(25),再由第一环形器(22)输出给功分器(21),由功分器(21)输出给前一天线单元和无线收发设备。6.根据权利要求1所述的系统,其特征在于天线(1)是全向天线、定向天线或者漏泄天线。 

说明书

一种分布式阵列天线系统

技术领域

本发明涉及一种可伸缩的分布式阵列天线系统。

背景技术

天线在通信、广播、电视、雷达和导航等无线电系统中被广泛的应用,起
到了传播无线电波的作用,是有效地辐射和接受无线电波必不可少的装置。

对于应用于隧道、大型建筑物内、地铁、地下停车场、地下室、矿井以及
高速公路、铁路等建筑场所内的天线,由于受到这些建筑场所的限制,例如建
筑结构的限制,建筑场所物理环境的改变等,使得应用于这些建筑场所内、具
有一般固定结构的天线覆盖范围受限,当建筑场所发生改变时,信号很难达到
理想的覆盖,且维护成本高。

发明内容

本发明针对目前天线在应用于隧道、大型建筑物内、地铁、地下停车场、
地下室、矿井以及高速公路、铁路等受限的建筑场所内时存在的上述问题,提
出了一种可伸缩的分布式阵列天线系统。

本发明采用的技术手段如下:本发明的天线系统包括:多个用于实现天线
辐射能量分配与接续的天线单元,多个天线单元之间利用射频线缆首尾顺序连
接,首个天线单元与无线收发设备相连。天线单元又包括:天线和天线控制器;
无线收发设备发出的无线发射信号进入该天线系统后,前一天线单元的天线控
制器对该无线发射信号进行能量分配,一部分由前一天线单元的天线发射,另
一部分经天线控制器放大后进入下一天线单元的天线控制器;天线单元的天线
在收到无线接收信号后,如果连接该天线单元的是无线收发设备,则将天线接
收到的无线接收信号直接传输给无线收发设备,否则向靠近无线收发设备的方
向进入下一无线收发设备的天线控制器进行功率衰减及放大后输出到射频线
缆。

该天线系统的各天线单元之间通过射频线缆连接,可实现分布式阵列天线
的伸缩,当工作环境发生改变时,天线数量、长度及大小可以随着环境进行相
应的改变,而且无线信号可以根据系统要求进行有效的覆盖。

附图说明

以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明:

图1为本发明天线系统的整体分布结构图。

图2为图1中天线控制器的结构图。

具体实施方式

如图1所示,本发明的天线系统包括:多个用于实现天线辐射能量分配与
接续的天线单元,多个天线单元之间利用射频线缆首尾顺序连接,首个天线单
元与无线收发设备相连。天线单元又包括:天线1和天线控制器2;无线收发设
备发出的无线发射信号进入该天线系统后,前一天线单元的天线控制器2对该
无线发射信号进行能量分配,一部分由前一天线单元的天线1发射,另一部分
经天线控制器2放大后进入下一天线单元的天线控制器2;天线单元的天线1在
收到无线接收信号后,如果连接该天线单元的是无线收发设备,则将天线1接
收到的无线接收信号直接传输给无线收发设备,否则向靠近无线收发设备的方
向进入下一无线收发设备的天线控制器进行功率衰减及放大后输出到射频线
缆。

天线1可以是现有任一种天线,如全向天线、定向天线或者漏泄天线等。
在相邻天线单元之间距离较远时,沿无线发射信号传输方向的下一天线单元还
包括射频中继器3,用于对射频线缆传输电磁波的损耗进行补偿。

如图2所示,天线控制器2又包括:通过射频线缆连接无线收发设备或天
线单元,还连接天线1的功分器21、连接功分器21的第一环形器22、连接第
一环形器22的第一可调衰减器23、连接第一可调衰减器23的功率放大器24、
连接第一环形器22的低噪声放大器25、连接低噪声放大器25的第二可调衰减
器26、连接功率放大器24和第二可调衰减器26、还连接天线单元或50欧姆的
匹配负载的第二环形器27。对于首个天线单元的天线控制器2,功分器21连接
无线收发设备,第二环形器27连接天线单元;对于最后一个天线单元的天线控
制器2功分器21连接天线单元,第二环形器27连接50欧姆的匹配负载;对于
中间位置的天线单元,功分器21连接天线单元,第二环形器27连接天线单元。

在发射无线信号时,具有一定功率的无线发射信号进入功分器21,功分器
21对无线发射信号进行功率分配,分配比例可以根据系统要求进行任意分配,
一般情况设置为等功率分配。经功率分配之后,一部分无线发射信号经天线1
进行辐射;另外一部分无线发射信号经第一环形器22传输至第一可调衰减器23,
然后传输至功率放大器24。通过对第一可调衰减器23的衰减值与功率放大器
24的增益值进行求和,从而得到任意一个增益值A1,如果要求第二环形器27
输出的无线发射信号的电磁波功率不小于进入到功分器21的无线发射信号的入
射功率值的话,A1须大于3dB。第一可调衰减器23的另一个作用是通过降低输
入功率放大器24的功率值,从而使得功率放大器24的设计得到简化,提高天
线控制器整体的放大性能。在接收无线信号时,无线接收信号经第二环形器27
入射至天线控制器2后,经第二环形器27传输至第二可调衰减器26,经过衰减
后传输至低噪声放大器25,通过对第二可调衰减器26的衰减值与低噪声放大器
25的增益值进行求和,从而得到任意一个增益值A2,A2值的大小可以根据系统
要求进行设定,主要用于抵消环形器、功分器与射频线缆或射频接头等的损耗,
第二可调衰减器26的另一个作用是保护低噪声放大器25,避免输入功率过大而
损坏器件。

该天线系统中,每个天线单元的天线控制器可以接一部天线,并且可以将
无线信号进行复原或者增减,从而实现无线信号的接续。各天线单元之间通过
射频线缆连接,可以实现分布式阵列天线的伸缩,当工作环境发生改变时,天
线数量、长度及大小可以随着环境进行相应的改变,而且无线信号可以根据系
统要求进行有效的覆盖。

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