技術領域

本發明涉及無線通信技術，尤其涉及一種智能天線及其激勵方法。

背景技術

智能天線是TD-SCDMA系統的專有技術，它將雷達的相控陣陣列天線原理應用于蜂窩移動電話系統中。其主要功能在于，不僅可以像雷達一樣自動生成跟蹤移動目標（移動手機等移動終端設備）的波束，即業務波束，用于與移動目標進行正常的業務通信；而且還能按照蜂窩移動電話系統的組網環境特點生成覆蓋小區的廣播波束，用于下行導頻或廣播信道。它是通過系統軟件控制各陣列單元（也可稱為天線陣元、或輻射單元）的激勵功率和相位（簡稱“權值”）來實現的，自適應生成不同環境下，通信效果所需的兩類波束。

業務波束通常是在建立具體的通話鏈路后形成，根據用戶的上行波達方向的權值設定下行業務波束的權值，達到下行業務波束跟蹤用戶的目的。

廣播波束是在廣播時隙TS0和下行導頻時隙DwPTS中形成，通過以多種方式對廣播波束的賦形，可以實現對廣播信號覆蓋的控制。

如圖1所示的智能天線是一種陣列天線，包括設置于反射板上的、平行、等間距排列的多列單天線，每列可有多個陣列單元，每個陣列單元的端口加載特定功率和相位的激勵，從而陣列單元發射相應的電磁波；各陣列單元發射的電磁波的電磁場疊加后形成總電磁場。技術人員可以調整各陣列單元的端口所加載的激勵的權值，使得智能天線發射的總電磁場為所需求的波束類型。

一般而言，業務波束為具有特定指向、具有高增益的窄波波束；而廣播波束則通常為覆蓋一定角度（比如65度）的扇形區域的寬波波束。

然而，本發明的發明人發現，現有技術的智能天線在實際應用中具有如下缺點：

智能天線發射的廣播波束的增益小于業務波束的增益，導致兩類波束覆蓋的距離有明顯差異，嚴重影響了移動通訊的網絡性能；例如，在離基站天線較遠的某個移動終端可以收到業務波束的信號，卻不能收到廣播波束的信號，從而影響其移動通訊功能的實現。

發明內容

本發明的實施例提供了一種智能天線及其激勵方法，用以提高廣播波束增益同時兼顧業務波束掃描，從而提高移動通訊的網絡性能。

根據本發明的一個方面，提供了一種智能天線，包括：

設置于同一反射板上的平行排列的多列天線陣元；所述多列天線陣元中包括：用于發射廣播波束的單列廣播天線陣元和用于發射業務波束的m列業務天線陣元；其中，m為大于1的自然數；

所述多列天線陣元中的每列天線陣元的個數至少為一個；所述業務天線陣元的相鄰列的列間距d1，由所述天線陣元的工作中心頻率決定；所述單列廣播天線陣元與相鄰的一列業務天線陣元之間的列間距d2，由所述天線工作中心頻率和廣播天線陣元的天線寬度W決定，d2大于d1；所述廣播天線寬度W，由所述廣播波束的波束寬度決定。

較佳地，所述m列業務天線陣元具體為m列定向雙極化天線陣元。

較佳地，所述廣播天線陣元具體為為定向雙極化天線陣元；以及所述d1為所述工作中心頻率的1/2波長。

較佳地，所述d2由所述廣播波束天線的寬度決定。

較佳地，所述多列天線陣元中的相鄰兩列的天線陣元為交錯排列或為對齊排列。

根據本發明的另一個方面，還提供了一種智能天線的激勵方法，包括：

對于上述的智能天線，對其中的單列廣播天線陣元施加激勵，以產生廣播波束；以及

對所述智能天線中的m列業務天線陣元施加激勵，以產生業務波束。

其中，所述對所述智能天線中的m列業務天線陣元施加激勵，以產生業務波束具體包括：

根據所述m列業務天線陣元中各天線陣元接收到的移動終端發送的上行波的權值，設定m列業務天線陣元中各天線陣元的發射權值，根據設定的發射權值激勵m列業務天線陣元中各天線陣元發射電磁波，發射的電磁波的合成電磁場形成指向該移動終端的下行業務波束。

本發明實施例提供的技術方案中，由于在智能天線的同一反射板上設置兩種不同的天線陣元，分別來產生業務波束和廣播波束，且專用于發射廣播波束的廣播天線陣元的波束寬度，根據所需廣播波束的波束寬度決定，因此，單列廣播天線陣元即可發射滿足波束寬度的廣播波束；而反射板上其它列天線陣元仍然可以用來產生業務波束。由單列的廣播天線陣元發射廣播波束，相比于現有技術的多列天線陣元發射廣播波束，由于沒有互相抵消的電磁場，反而比現有技術的多列天線陣元發射廣播波束的增益高，不但提高了廣播波束的增益，還節約了能耗，提高了能源利用效率；從而可以達到減小廣播波束增益與業務波束增益之間的差異，提高移動通訊的網絡性能的目的。