CN121055026A - 天馈系统、基站、天线、天线控制方法与装置及通信系统 - Google Patents
天馈系统、基站、天线、天线控制方法与装置及通信系统Info
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- CN121055026A CN121055026A CN202410696244.1A CN202410696244A CN121055026A CN 121055026 A CN121055026 A CN 121055026A CN 202410696244 A CN202410696244 A CN 202410696244A CN 121055026 A CN121055026 A CN 121055026A
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Abstract
本申请实施例提供一种天馈系统、基站、天线、天线控制方法与装置、及通信系统。天馈系统包括相邻布置的第一天线和第二天线,第一天线包括第一振子阵列,第二天线包括第二振子阵列和频率选择模块,其中,第二振子阵列与第一振子阵列平行布置并且工作频带不同,频率选择模块设于第一振子阵列和第二振子阵列之间并且能够在至少两种滤波状态之间切换,该至少两种滤波状态所分别允许透射的电磁波的频带彼此不同,并且,该至少两种滤波状态中的其中一种滤波状态允许第一天线的工作频带的电磁波透射。根据本申请实施例技术方案,在对天馈系统进行天线部署时,可以根据部署需求灵活选择或者更换第一天线,从而可以提高天线部署的灵活性。
Description
技术领域
本申请实施例涉及移动通信技术领域,尤其涉及一种天馈系统、基站、天线、天线控制方法与装置、及通信系统。
背景技术
在移动通信技术领域,基站属于接入网设备,用于提供无线信号覆盖功能,具体地,基站可以通过包括至少一个天线的天馈系统来提供无线信号覆盖,并且,可以通过该天馈系统实现无线信号的接收、发送或传输。
随着无线通信行业的迅猛发展,为了满足人们对移动通信速率和带宽日益增长的需求,需要设计更高速率和更大容量的通信系统,因而,天馈系统所包含天线的数量和形态也越来越多,如何提高天线部署的灵活性,是本领域技术人员亟待解决的一个技术问题。
发明内容
本申请实施例提供了一种天馈系统、基站、天线、天线控制方法与装置、及通信系统,以提高天线部署的灵活性。
根据本申请的一个方面,提供了一种天馈系统,包括相邻布置的第一天线和第二天线,其中,第一天线包括第一振子阵列,第二天线包括第二振子阵列和频率选择模块,第二振子阵列与第一振子阵列平行布置并且工作频带不同,频率选择模块设于第一振子阵列和第二振子阵列之间,并且,频率选择模块能够在至少两种滤波状态之间切换,该至少两种滤波状态所分别允许透射的电磁波的频带彼此不同,并且,该至少两种滤波状态中的其中一种滤波状态允许第一天线的工作频带的电磁波透射。
根据本申请实施例技术方案,第二天线的频率选择模块能够在至少两种滤波状态之间切换,并且在其中一种滤波状态允许第一天线的工作频带的电磁波透射,因此,可以基于选择部署的第一天线的工作频带对频率选择模块作出适应性调整,从而,第一天线和第二天线可以各自收发其工作频带内的信号。这样,在对天馈系统进行天线部署时,可以根据部署需求灵活选择、或者更换工作频带适用的第一天线,部署的灵活性较高。此外,当需要拆除或更换第一天线和第二天线中的其中一个天线时,另一个天线不必一同更换,仍可以正常收发信号,这样,可以节约天线的采购成本和维护成本。
在一些实施例中,第一天线还包括第一身份标签,第二天线还包括第一识别模块和控制模块,其中,第一识别模块用于识别第一身份标签,以得到第一天线的工作频带信息,控制模块与第一识别模块和频率选择模块分别电连接,控制模块配置为:获取第一天线的工作频带信息;基于第一天线的工作频带信息,从至少两种滤波状态中确定出允许第一天线的工作频带的电磁波透射的目标滤波状态;以及,向频率选择模块发出控制信号,以控制频率选择模块切换至目标滤波状态。
根据该设计方案,第二天线可以通过其第一识别模块得到第一天线的工作频带信息,通过其控制模块控制频率选择模块切换至允许第一天线的工作频带的电磁波透射的目标滤波状态,从而,第二天线的频率选择模块能够随选择部署的第一天线的工作频带自动地做出适应性调整,这样,不但可以提高天线部署的灵活性,而且可以提高天线部署的效率。
在一些实施例中,频率选择模块包括无源频率选择表面,其中,在频率选择模块切换滤波状态的情形下,无源频率选择表面的至少一部分相对第一振子阵列和第二振子阵列的位置状态发生改变。虽然无源频率选择表面在加工完成后,其结构自身的频率选择特性固定不变,但可以通过对其进行分层和/或分区设计、并通过移动其至少一部分结构,来调整其与第一振子阵列和第二振子阵列相对的这部分结构的频率选择特性,基于该设计构思,频率选择模块不但可以实现滤波状态的切换,而且其结构也可以设计的较为简单、可靠。
在一些实施例中,无源频率选择表面为单层无源频率选择表面,单层无源频率选择表面包括至少两个频率选择子区,其中,至少两个频率选择子区所分别允许透射的电磁波的频带彼此不同;频率选择模块还包括驱动模块,驱动模块与控制模块电连接并且与单层无源频率选择表面传动连接,用于基于控制信号移动单层无源频率选择表面,以使至少两个频率选择子区中允许第一天线的工作频带的电磁波透射的频率选择子区移动至与第一振子阵列和第二振子阵列相对。该实施例通过移动单层无源频率选择表面,来将频率选择模块切换至允许第一天线的工作频带的电磁波透射的目标滤波状态。
在一些实施例中,单层无源频率选择表面呈带状;驱动模块包括相对设置且同向旋转的第一辊轮和第二辊轮,其中,单层无源频率选择表面的长度方向的两端一一对应地固定于第一辊轮和第二辊轮。该实施例单层无源频率选择表面采用输送带设计并被驱动模块传输,传动结构可以设计的简单而且可靠。
在一些实施例中,无源频率选择表面包括多个无源频率选择表面子层;频率选择模块还包括驱动模块,驱动模块与控制模块电连接并且与多个无源频率选择表面子层中的至少一个无源频率选择表面子层传动连接,用于基于控制信号移动至少一个无源频率选择表面子层,以使多个无源频率选择表面子层的与第一振子阵列和第二振子阵列相对的部分的组合允许第一天线的工作频带的电磁波透射。该实施例通过移动至少一个无源频率选择表面子层,来将频率选择模块切换至允许第一天线的工作频带的电磁波透射的目标滤波状态。由于各个无源频率选择表面子层的结构可以灵活设计,又由于通过驱动模块移动至少一个无源频率选择表面子层可以使得多个无源频率选择表面子层在组合后呈现出更多可选择的滤波状态,因此,在本申请的这些实施例中,第一天线的产品选择空间更大,这样更有利于节约天线的采购成本和维护成本。
在一些实施例中,多个无源频率选择表面子层中的任意两个无源频率选择表面子层所分别允许透射的电磁波的频带相同;或者,多个无源频率选择表面子层中的至少两个无源频率选择表面子层所分别允许透射的电磁波的频带彼此不同;或者,多个无源频率选择表面子层中的至少一个无源频率选择表面子层包括至少两个频率选择子区,其中,至少两个频率选择子区所分别允许透射的电磁波的频带不同。可以基于对频率选择模块的频率选择需求灵活设计无源频率选择表面子层的数量和各层结构。
在一些实施例中,多个无源频率选择表面子层分别呈带状;驱动模块包括至少一个辊轮组,至少一个辊轮组与至少一个无源频率选择表面子层一一对应设置,至少一个辊轮组中的每个辊轮组包括相对设置、且同向旋转的第一辊轮和第二辊轮,其中,至少一个无源频率选择表面子层中的每个无源频率选择表面子层的长度方向的两端一一对应地固定于相应辊轮组的第一辊轮和第二辊轮。该实施例至少一个无源频率选择表面子层采用输送带设计并被驱动模块传输,传动结构可以设计的简单而且可靠。
在一些实施例中,第一天线还包括第一天线罩、第一馈电网络和反射板,其中,第一振子阵列、反射板和第一馈电网络设于第一天线罩内,第一振子阵列设于反射板的朝向频率选择模块的一面,第一身份标签设于第一天线罩内或者设于第一天线罩的外表面;第二天线还包括第二天线罩和第二馈电网络,其中,第二振子阵列、第二馈电网络、频率选择模块和控制模块设于第二天线罩内,第一识别模块设于第二天线罩内或者曝露于第二天线罩的外表面。根据第一身份标签的具体产品类型不同,第一身份标签可以设于第一天线罩内或者设于第一天线罩的外表面,第一识别模块可以设于第二天线罩内或者曝露于第二天线罩的外表面。
在一些实施例中,第二天线还包括第二身份标签;第一天线还包括第二识别模块,第二识别模块用于识别第二身份标签,以得到第二天线的工作频带信息;其中,第一识别模块和第二识别模块中的至少一个还用于将第一天线的工作频带信息和/或第二天线的工作频带信息向基站的基带处理单元传输。
该实施例第一天线和第二天线之间可以实现工作频带信息的相互识别,这样,一方面,第二天线的频率选择模块能够随选择部署的第一天线的工作频带作出适应性调整,另一方面,第一天线和/或第二天线还可以与基站的基带处理单元通信,从而可以将第一天线的工作频带信息和/或第二天线的工作频带信息向基带处理单元传输。基带处理单元可以将收到的第一天线的工作频带信息和/或第二天线的工作频带信息存储,此外,还可以基于AISG(antenna interface standards group,天线接口标准组织)协议对天馈系统的多个天线进行集群管理和监控。
在一些实施例中,第一身份标签为实物标签或者电子标签;第二身份标签为实物标签或者电子标签。第一身份标签和第二身份标签的产品类型可以灵活选择。
在一些实施例中,第一天线为有源天线或者无源天线;第二天线为有源天线或者无源天线。有源天线的输出信号能量较大,具有增益高、源阻抗低、输出功率大等特点。无源天线的输出功率比有源天线低,但具有波形保真度高、损耗小、工作可靠等优点。
在一些实施例中,天馈系统还包括抱杆和调整支架,其中,第一天线和第二天线通过调整支架安装于抱杆,并且,第二天线设于第一天线的背向抱杆的一侧。第一天线和第二天线安装于抱杆后,可以各自收发其工作频带内的信号,而且,可以根据部署需求灵活选择、或者更换工作频带适用的第一天线。在一些实施例中,第一天线和第二天线层叠布置。这样,第一天线和第二天线不但可以各自收发其工作频带内的信号,而且可以节省天线部署占用的空间。
根据本申请的一个方面,提供了一种基站,其包括根据前述任一实施例的天馈系统。由于第二天线的频率选择模块能够选择切换至允许第一天线的工作频带的电磁波透射的滤波状态,因此,在对天馈系统进行天线部署时,可以根据部署需求灵活选择、或者更换工作频带适用的第一天线,从而,不但天线部署的灵活性较高,而且可以节约天线的采购成本和维护成本。
在一些实施例中,基站可以包括依次连接的基带处理单元、远端射频单元和天馈系统,当天馈系统的第一天线或第二天线为无源天线时,其可以通过远端射频单元与基带处理单元进行通信。在另一些实施例中,基站可以包括基带处理单元和天馈系统,其中,天馈系统的第一天线或第二天线为有源天线,其能够将接收到的信号直接放大或者产生新的信号,可以与基带处理单元直接进行通信。
根据本申请的一个方面,提供了一种天线,其包括振子阵列、识别模块、频率选择模块和控制模块,其中,识别模块用于识别另一天线的身份标签以得到该另一天线的工作频带信息,频率选择模块位于振子阵列的一侧,且能够在至少两种滤波状态之间切换,该至少两种滤波状态所分别允许透射的电磁波的频带彼此不同,控制模块与识别模块和频率选择模块分别电连接,配置为:获取另一天线的工作频带信息;基于另一天线的工作频带信息,从至少两种滤波状态中确定出允许另一天线的工作频带的电磁波透射的目标滤波状态;以及,向频率选择模块发出控制信号,以控制频率选择模块切换至目标滤波状态。
根据本申请实施例的天线,其可以通过识别模块得到另一天线的工作频带信息,通过其控制模块控制频率选择模块切换至允许该另一天线的工作频带的电磁波透射的目标滤波状态,从而,频率选择模块能够随选择部署的另一天线的工作频带自动做出适应性调整,这样,不但可以提高天线部署的灵活性,而且可以提高天线部署的效率。
在一些实施例中,频率选择模块包括无源频率选择表面,其中,在频率选择模块切换滤波状态的情形下,无源频率选择表面的至少一部分相对振子阵列的位置状态发生改变。可以通过对无源频率选择表面进行分层和/或分区设计、并通过移动其至少一部分结构,来调整其与第一振子阵列和第二振子阵列相对的这部分结构的频率选择特性,基于该设计构思,频率选择模块不但可以实现滤波状态的切换,而且其结构也可以设计的较为简单、可靠。
在一些实施例中,无源频率选择表面为单层无源频率选择表面,单层无源频率选择表面包括至少两个频率选择子区,其中,至少两个频率选择子区所分别允许透射的电磁波的频带彼此不同;频率选择模块还包括驱动模块,驱动模块与控制模块电连接并且与单层无源频率选择表面传动连接,用于基于控制信号移动单层无源频率选择表面,以使至少两个频率选择子区中允许另一天线的工作频带的电磁波透射的频率选择子区移动至与第一振子阵列和第二振子阵列相对。可以通过移动单层无源频率选择表面,来将频率选择模块切换至允许上述另一天线的工作频带的电磁波透射的目标滤波状态。
在一些实施例中,无源频率选择表面包括多个无源频率选择表面子层;频率选择模块还包括驱动模块,驱动模块与控制模块电连接并且与多个无源频率选择表面子层中的至少一个无源频率选择表面子层传动连接,用于基于控制信号移动至少一个无源频率选择表面子层,以使多个无源频率选择表面子层的与振子阵列相对的部分的组合允许另一天线的工作频带的电磁波透射。由于各个无源频率选择表面子层的结构可以灵活设计,又由于通过驱动模块移动至少一个无源频率选择表面子层可以使得多个无源频率选择表面子层在组合后呈现出更多可选择的滤波状态,因此,上述另一天线的产品选择空间更大,这样更有利于节约天线的采购成本和维护成本。
根据本申请的一个方面,提供了一种天线控制方法,其可以应用于前述任一实施例的天馈系统,天线控制方法包括:
获取第一天线的工作频带信息;
基于第一天线的工作频带信息,从至少两种滤波状态中确定出允许第一天线的工作频带的电磁波透射的目标滤波状态;以及
向频率选择模块发出控制信号,以控制频率选择模块切换至目标滤波状态。
根据本申请的一个方面,提供了一种天线控制装置,其可以应用于前述任一实施例的天馈系统,天线控制装置包括:
获取单元,配置为获取第一天线的工作频带信息;
确定单元,配置为基于第一天线的工作频带信息,从至少两种滤波状态中确定出允许第一天线的工作频带的电磁波透射的目标滤波状态;以及
发送单元,配置为向频率选择模块发出控制信号,以控制频率选择模块切换至目标滤波状态。
根据上述实施例的天线控制方法或天线控制装置,第二天线的频率选择模块能够随选择部署的第一天线的工作频带作出适应性调整,从而,第一天线和第二天线可以各自收发其工作频带内的信号,这样,在对天馈系统进行天线部署时,可以根据部署需求灵活选择、或者更换工作频带适用的第一天线,从而,天线部署的灵活性较高。
根据本申请的一个方面,提供了一种通信系统,包括前述实施例的基站。该通信系统基于前述实施例的设计方案,由于天线部署的灵活性提高,因此通信系统的应用更加广泛。
附图说明
图1为相关技术中天馈系统的结构示意图;
图2为根据本申请一些实施例的天馈系统的局部结构示意图;
图3为根据本申请一些实施例的天馈系统的第一天线和第二天线的结构示意图;
图4A为根据本申请一些实施例的天馈系统的第一天线和第二天线的结构示意图;
图4B为根据本申请一些实施例的天馈系统的第一天线和第二天线的结构示意图;
图5A为根据本申请一些实施例中的单层无源频率选择表面的局部俯视结构示意图;
图5B为根据本申请一些实施例中的驱动模块移动单层无源频率选择表面的示意图;
图6A为根据本申请一些实施例的天馈系统的第一天线和第二天线的结构示意图;
图6B为根据本申请一些实施例中两个无源频率选择表面子层由于相对位置改变导致频率选择特性改变的示意图;
图7为根据本申请一些实施例的基站的结构框图;
图8为根据本申请一些实施例的天线的结构示意图;
图9为根据本申请一些实施例的天线控制方法的流程示意图;
图10为根据本申请一些实施例的天线控制装置的结构框图。
附图标记:
相关技术中的附图标记如下:
100-天馈系统;10-抱杆;11-天线;12-调整支架;13-馈线;14-接头密封件;
15-接地装置。
本申请实施例的附图标记如下:
500-基站;300-基带处理单元;400-远端射频单元;200-天馈系统;25-抱杆;26-调整支架;
21-第一天线;210-第一振子阵列;211-第一身份标签;212-第一天线罩;213-第一馈电网络;
214-反射板;215-第二识别模块;217-第一端盖;218-第一连接器;22-第二天线;220-第二振子阵列;
221-第一识别模块;222-频率选择模块;2220-壳体;23-无源频率选择表面;230-频率选择子区;
231-无源频率选择表面子层;223-控制模块;224-第二天线罩;225-第二馈电网络;
226-第二身份标签;227-第二端盖;228-第二连接器;24-驱动模块;241-第一辊轮;242-第二辊轮;
243-第一电机;244-第二电机;245-链传动机构;246-第一链轮;247-第二链轮;248-链条;800-天线;
820-振子阵列;821-识别模块;822-频率选择模块;823-控制模块;900-天线控制方法;
S901~S903-步骤;1000-天线控制装置;1001-获取单元;1002-确定单元;1003-发送单元。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。
以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的,而并非旨在作为对本申请的限制。如在本申请的说明书和所附权利要求书中所使用的那样,单数表达形式“一个”、“一种”、“所述”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括例如“一个或多个”这种表达形式,除非其上下文中明确地有相反指示。
在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“具体的实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”,除非是以其它方式另外特别强调。
天馈系统是基站传输射频信号以及发射和接收电磁波的重要设备。在相关技术中,如图1所示,天馈系统100一般包括抱杆10、至少一个天线11(图中示意了一个天线11)、调整支架12、馈线13、一些接头密封件14和接地装置15等。天线11可以通过调整支架12安装在抱杆10上,通过调整支架12可以调整天线11相对于抱杆10的位置和/或角度。天线11可以通过接头密封件14与馈线13连接(在本文中,两个电性结构的“连接”可以理解为“电性连接”),馈线13可以通过另外的接头密封件14与接地装置15连接。
随着无线通信行业的迅猛发展,为了满足人们对移动通信速率和带宽日益增长的需求,需要设计更高速率和更大容量的通信系统,因而,天馈系统所包含天线的数量和形态也越来越多。在对天馈系统的多个天线进行部署时,需要特别注意不同工作频带天线之间的相互影响,否则容易影响到各自信号的正常收发。如何提高天线部署的灵活性,是本领域技术人员亟待解决的一个技术问题。
有鉴于此,本申请实施例提供了一种天馈系统、基站、通信系统、天线、及天线控制方法与装置,以提高天线部署的灵活性。
下面将结合附图对本申请实施例进行具体说明。
如图2所示,其为根据本申请一些实施例的天馈系统200的局部结构示意图。根据本申请该实施例的天馈系统200,其包括相邻布置的第一天线21和第二天线22。如图3所示,其为根据本申请一些实施例的天馈系统200的第一天线21和第二天线22的结构示意图。
参照图3所示,该天馈系统200的第一天线21包括第一振子阵列210,该天馈系统200的第二天线22可以包括第二振子阵列220和频率选择模块222,其中,第二振子阵列220与第一振子阵列210平行布置并且工作频带不同,频率选择模块222设于第一振子阵列210和第二振子阵列220之间。频率选择模块222能够在至少两种滤波状态之间切换,该至少两种滤波状态所分别允许透射的电磁波的频带彼此不同,并且,该至少两种滤波状态中的其中一种滤波状态允许第一天线21的工作频带的电磁波透射。
在本申请实施例中,第一振子阵列210和第二振子阵列220均可以包括呈二维阵列状排布的多个振子,其中,振子又称天线振子或辐射单元,用于辐射或接收电磁波。“第二振子阵列220与第一振子阵列210平行布置”可以理解为,在允许的误差范围内,第一振子阵列210的阵列排布面与第二振子阵列220的阵列排布面是相平行的。
在本申请实施例中,“至少两种滤波状态所分别允许透射的电磁波的频带彼此不同”,可以理解为,在频率坐标轴上,不同滤波状态的适用频率范围无交叠,或者,不同滤波状态的适用频率范围虽然存在交叠、但不完全重叠。例如,在一些实施例中,第二振子阵列220的工作频带可以为690~960MHz,第一振子阵列210的工作频带可以为3300~3800MHz、1710~2690MHz或者2490~2690MHz等。
在本申请实施例中,频率选择模块222设于第一振子阵列210和第二振子阵列220之间,其能够在至少两种滤波状态之间切换,在其中的目标滤波状态,也即上文中的“其中一种滤波状态”,一方面,第一天线21的工作频带的电磁波可以沿着从第一振子阵列210到第二振子阵列220的方向穿过频率选择模块222,使得第一天线21能够正常发射其工作频带的电磁波,另一方面,第一天线21的工作频带的电磁波还可以沿着从第二振子阵列220到第一振子阵列210的方向穿过频率选择模块222,使得第一天线21能够正常接收其工作频带的电磁波。由于频率选择模块222在不同滤波状态所允许透射的电磁波的频带不同,那么相应地,频率选择模块222在不同滤波状态所反射的电磁波的频带也可以有所不同,因此,频率选择模块222可以具有一定的反射特性。在一些实施例中,频率选择模块222反射的电磁波可以增强第二天线22的性能,从而提高第二天线22的增益和方向性。
根据本申请实施例技术方案,第二天线22的频率选择模块222能够在至少两种滤波状态之间切换,并且在其中一种滤波状态允许第一天线21的工作频带的电磁波透射,也就是说,可以基于选择部署的第一天线21的工作频带对第二天线22的频率选择模块222作出适应性调整,从而,第一天线21和第二天线22可以各自收发其工作频带内的信号。这样,在对天馈系统200进行天线部署时,可以根据部署需求灵活选择、或者更换工作频带适用的第一天线21,因此,天线部署的灵活性较高。
此外,根据本申请实施例技术方案,当需要拆除或更换第一天线21和第二天线22中的其中一个天线时,另一个天线不必一同更换,仍可以正常收发信号,这样,可以节约天线的采购成本和维护成本。
在本申请的一些实施例中,如图2所示,基于上述实施例设计的天馈系统200还可以包括抱杆25和调整支架26,其中,第一天线21和第二天线22可以通过调整支架26安装于抱杆25,第二天线22可以设于第一天线21的背向抱杆25的一侧。在本申请实施例中,天馈系统200还可以包括馈线、接头密封件和接地装置等部件,这些在图2中未予示出,可以参考图1中的相关部件进行理解。
如图2所示,调整支架26安装在抱杆25上,第一天线21和第二天线22安装在调整支架26上,因此,可以通过调整该调整支架26的姿态来调整第一天线21和第二天线22相对于抱杆25的位置和/或角度。本申请实施例对于第一天线21和第二天线22的安装方式不作具体限定。在一些实施例中,如图2中所示,第一天线21和第二天线22可以安装在同一个调整支架26上,从而相对于抱杆25的位置和/或角度可以被同步调整。在本申请的另一些实施例中,第一天线21和第二天线22可以各自安装在一个调整支架26上(该实施例未予附图示意),从而相对于抱杆25的位置和/或角度可以被分别调整。在这些实施例中,第一天线21和第二天线22可以各自收发其工作频带内的信号,可以根据部署需求灵活选择、或者更换工作频带适用的第一天线21,因此,天线部署的灵活性较高。
在一些实施例中,第一天线21和第二天线22可以贴近布置,例如图2中所示,第一天线21和第二天线22可以层叠布置,这样布置,不但可以各自收发其工作频带内的信号,而且可以节省天线部署占用的空间。在本申请的另一些实施例中,第一天线21和第二天线22也可以间隔一定距离,例如两者之间具有一定安装间隙。
在本申请的一些实施例中,基于上述实施例设计的天馈系统200还可以包括天线塔(图中未示出),上述抱杆25可以安装在天线塔上。根据天线的不同部署需求,天馈系统200可以包括一个或多个上述抱杆25,该一个或多个抱杆25上可以安装一组或多组相邻设置的上述第一天线21和第二天线22。
本申请实施例对于上述第一天线21和第二天线22的有源或无源类型不作限定,第一天线21可以为有源天线或者无源天线,第二天线22可以为有源天线或者无源天线。有源天线是一种能够将接收到的信号直接放大或者产生新的信号的天线,这种天线本身就能把无线信号转化成电信号,并进行放大或者调制,从而达到增强信号的效果,由于有源天线本身就能产生信号,因此其输出信号能量较大,具有增益高、源阻抗低、输出功率大等特点。无源天线是一种不能直接放大信号的天线,它本身不产生能量,工作需要外部输入的电能,无源天线的输出功率比有源天线低,但具有波形保真度高、损耗小、工作可靠等优点。
在一些实施例中,上述第一天线21和第二天线22中的至少一个可以是MassiveMIMO(massive multiple input multiple output,大规模多输入多输出)有源天线。Massive MIMO是MIMO(multiple input multiple output,多输入多输出)技术的延伸,其将原有发送侧天线数提高一个数量级,从而可以进一步提升天线的增益。
在基于上述实施例设计的天馈系统200中,第一天线21可以为双极化天线或者单极化天线,第二天线22可以为双极化天线或者单极化天线。例如,在一些实施例中,第一天线21和第二天线22中的至少一个为双极化天线,其包括+45°和-45°两个极化方向(天线辐射时所形成电场强度的方向称为天线的极化方向),相比单极化天线,双极化天线具有更高的信号发送和接收效率。
在本申请的一些实施例中,基于上述实施例的设计,频率选择模块222的滤波状态的切换可以是手动触发或者自动触发。
例如,在一些示例中,第二天线22上可以设置按键,当触发按键,频率选择模块222按照一定的切换顺序从一种滤波状态切换至另一种滤波状态。又例如,在另一些示例中,为第二天线22配置无线控制装置(如遥控器或者手机终端等),当触发无线控制装置上的按键,频率选择模块222可以从一种滤波状态切换至另一种滤波状态。
在本申请的一些实施例中,频率选择模块222的滤波状态的切换还可以是自动触发。参照图4A所示,根据本申请另一些实施例的天馈系统200,其第一天线21还可以包括第一身份标签211,其第二天线22还可以包括第一识别模块221和控制模块223。第一识别模块221用于识别第一身份标签211,以得到第一天线21的工作频带信息。控制模块223与第一识别模块221和频率选择模块222分别电连接并且配置为:获取第一天线21的工作频带信息;基于第一天线21的工作频带信息,从上述至少两种滤波状态中确定出允许第一天线21的工作频带的电磁波透射的目标滤波状态;以及,向频率选择模块222发出控制信号,以控制频率选择模块222切换至目标滤波状态。
本申请实施例对于上述第一身份标签211所携带信息的内容不作限定。例如,在一些实施例中,第一身份标签211可以携带第一天线21的工作频带信息,例如携带第一天线21的工作频带的相关数据信息,第一识别模块221通过读取第一身份标签211,可以直接得到第一天线21的工作频带信息。例如,在另一些实施例中,第一身份标签211可以携带第一天线21的身份信息(例如第一天线21的身份标识号),第一识别模块221可以读取第一天线21的身份信息,然后基于第一天线21的身份信息和存储的天线身份信息与工作频带的对应关系,得到第一天线21的工作频带信息。
在本申请实施例中,第一身份标签211可以为实物标签或者电子标签。在一些实施例中,实物标签例如可以为条形码标签或者二维码标签等,第一识别模块221例如可以为朝向该实物标签设置的摄像头或者扫描器等。电子标签又称射频识别(radio frequencyidentification,RFID)标签,其是射频识别技术的载体。电子标签和第一识别模块221可以构成射频识别系统,该射频识别系统可以包括设于第一识别模块221的阅读器和天线(图中未示出)、以及设于电子标签的收发器(图中未示出),其中,阅读器通过天线发出电磁脉冲,收发器接收电磁脉冲并将存储的信息发送到阅读器作为响应。
根据本申请图4A所示实施例的设计方案,第二天线22可以通过其第一识别模块221得到第一天线21的工作频带信息,通过其控制模块223控制频率选择模块222切换至允许第一天线21的工作频带的电磁波透射的目标滤波状态,从而,第二天线22的频率选择模块222能够随选择部署的第一天线21的工作频带自动做出适应性调整,这样,不但可以提高天线部署的灵活性,而且可以提高天线部署的效率。
本申请实施例对于第一天线21和第二天线22的具体结构形式不作限定。
在本申请的一些实施例中,如图3和图4A所示,第一天线21在前述实施例的结构基础上,还可以包括第一天线罩212、第一馈电网络213(图中仅简化示例了其部分结构)和反射板214。第一振子阵列210、反射板214和第一馈电网络213设于第一天线罩212内。第一振子阵列210设于反射板214的朝向频率选择模块222的一面。第一身份标签211可以设于第一天线罩212内或者设于第一天线罩212的外表面。第二天线22在前述实施例的结构基础上,还可以包括第二天线罩224和第二馈电网络225(图中仅简化示例了其部分结构),第二振子阵列220、第二馈电网络225、频率选择模块222和控制模块223可以设于第二天线罩224内。第一识别模块221可以设于第二天线罩224内或者曝露于第一天线罩212的外表面。
在一些实施例中,参照3和图4A所示,第一天线21还可以进一步包括与第一天线罩212连接的第一端盖217、以及设于该第一端盖217的第一连接器218等部件,第二天线22还可以进一步包括与第二天线罩224连接的第二端盖227以及设于该第二端盖227的第二连接器228等部件。第一天线罩212和第二天线罩224可以保护天线免受外部环境的影响,其通常具有良好的电磁波穿透特性和机械强度性能。
如3和图4A所示,在本申请的一些实施例中,第一振子阵列210可以设置在第一天线21的反射板214的一侧表面。频率选择模块222可以包括壳体2220,第二振子阵列220可以设置在该壳体2220的表面,其中,壳体2220可以采用具有良好电磁波穿透特性和机械强度性能的材料。在本申请的另一些实施例中,第二振子阵列220还可以设置在第二天线22内部其它可选择的安装结构,如安装支架上(图中未示出),本申请实施例对此不作具体限定。
反射板214又称底板、天线面板或金属反射面等,其通常为金属材质,可以通过反射信号来增强天线的性能,提高天线的增益和方向性,从而使得信号的收发更加灵敏、稳定和可靠。反射板214还可以用作安装载体,例如第一振子阵列210、第一馈电网络213等可以安装在反射板214上。
第一连接器218和第二连接器228可以作为天线的射频接口,对外连接天馈系统200的馈线。第一馈电网络213连接在第一连接器218与第一振子阵列210之间(具体连接结构在图中未示出),第二馈电网络225连接在第二连接器228与第二振子阵列220之间(具体连接结构在图中未示出)。馈电网络可以构成射频信号在连接器与振子阵列之间的传输通路,并且用于实现信号的阻抗匹配、幅度、以及相位调整等功能。在本申请的一些实施例中,第一馈电网络213可以安装在反射板214上,第二馈电网络225可以安装在频率选择模块222的壳体2220(如3和图4A所示)上。在本申请的另一些实施例中,第二馈电网络225还可以设置在第二天线22内部其它可选择的安装结构,如安装支架上(图中未示出),本申请实施例对此不作具体限定。
根据第一身份标签211的具体产品类型不同,第一身份标签211可以设于第一天线罩212内或者设于第一天线罩212的外表面,第一识别模块221可以设于第二天线罩224内或者曝露于第二天线罩224的外表面。如图4A所示,在一些实施例中,可以将用作第一身份标签211的实物标签设于第一天线罩212的外表面,可以将用作第一识别模块221的摄像头或者扫描器设于第二天线罩224并且曝露于第二天线罩224的外表面。在另一些实施例中(这些实施例未予附图示意),可以将用作第一身份标签211的电子标签设于第一天线罩212内,可以将包含阅读器和天线的第一识别模块221设于第二天线罩224内。
如图4B所示,其为根据本申请另一些实施例的天馈系统200的第一天线21和第二天线22的结构示意图。该实施例在图4A所示实施例的设计构思的基础上,还进一步做出如下改进:
第二天线22还包括第二身份标签226,第一天线21还包括第二识别模块215,该第二识别模块215用于识别第二身份标签226,以得到第二天线22的工作频带信息,其中,第一识别模块221和第二识别模块215中的至少一个还用于将第一天线21的工作频带信息和/或第二天线22的工作频带信息向基站的基带处理单元(base band unit,BBU)传输。
在这些实施例中,第二身份标签226可以为实物标签或者电子标签。第二身份标签226可选择的产品类型、第二身份标签226和第二识别模块215的安装方式等可以参考前述对于第一身份标签211和第一识别模块221的描述,这里不再详细赘述。
基站一般包括依次连接的基带处理单元、远端射频单元(remote radio unit,RRU)和天馈系统。如前文所述,天馈系统主要负责射频信号的传输以及电磁波的发射和接收。基带处理单元主要完成信道编解码、基带信号的调制解调、协议处理等功能,同时需要提供与上层网元的接口功能,其通常安装在移动通信机房内。远端射频单元是天线和基带处理单元沟通的中间桥梁,基站接收信号时,远端射频单元将天线传来的射频信号经滤波、低噪声放大、转化成光信号,再传输给基带处理单元;基站发送信号时,远端射频单元将从基带处理单元传来的光信号转化成射频信号,再通过天线放大发送出去。
在一些基站的架构中,例如一些5G(5th generation,第五代)基站,其远端射频单元和天馈系统的天线可以融合为一体,从而构成有源天线单元(active antenna unit,AAU),也即前文描述的有源天线。因此,在本申请实施例中,当第一天线21或第二天线22为有源天线时,其可以与基带处理单元直接进行通信,当第一天线21或第二天线22为无源天线时,其可以通过远端射频单元与基带处理单元进行通信。
在本申请图4B所示的这些实施例中,第二天线22可以通过其第一识别模块221得到第一天线21的工作频带信息,第一天线21可以通过其第二识别模块215得到第二天线22的工作频带信息,从而,第一天线21和第二天线22之间可以实现工作频带信息的相互识别。这样,一方面,第二天线22的频率选择模块222能够随选择部署的第一天线21的工作频带作出适应性调整,另一方面,第一天线21和/或第二天线22还可以与基站的基带处理单元通信,从而可以将第一天线21的工作频带信息和/或第二天线22的工作频带信息向基带处理单元传输。基带处理单元可以将收到的第一天线21的工作频带信息和/或第二天线22的工作频带信息存储,此外,还可以基于AISG(antenna interface standards group,天线接口标准组织)协议对天馈系统200的多个天线进行集群管理和监控,如监控或调整电调天线的方位角、下倾角、挂高、经纬坐标和信号强度等,有利于实现不同天线产品与控制系统的兼容。
本申请实施例对于频率选择模块222的具体结构形式不作限定。以下仅列举频率选择模块222的一些可选择设计方案进行举例说明。
如图4A所示,在一些实施例中,频率选择模块222可以包括无源频率选择表面23。无源频率选择表面(frequency selective surface,FSS)是由多个无源谐振单元组成的二维周期阵列结构,它具有特定的频率选择作用,能够与电磁波相互作用表现出明显的带通或带阻的滤波特性。无源频率选择表面可以为贴片式结构或者开槽式结构,其中贴片式结构是在介质表面周期性地标贴金属单元作为带阻型无源频率选择表面,开槽式结构是在金属板上周期性地开槽,作为带通型无源频率选择表面。无源频率选择表面的频率响应与谐振单元的几何形状和排布设计有关,无源频率选择表面的结构加工完成后,其频率选择特性固定不变。
虽然无源频率选择表面23在加工完成后,其结构自身的频率选择特性固定不变,但可以通过对其进行分层和/或分区设计、并通过移动其至少一部分结构,来调整其与第一振子阵列210和第二振子阵列220相对的这部分结构的频率选择特性。在本申请的一些实施例中,在频率选择模块222切换滤波状态的情形下,无源频率选择表面23的至少一部分相对第一振子阵列210和第二振子阵列220的位置状态也发生改变。基于该设计构思,频率选择模块222不但可以实现滤波状态的切换,而且其结构也可以设计的较为简单、可靠。
如图4A所示,在一些实施例中,无源频率选择表面23可以为单层无源频率选择表面23,频率选择模块222的主要结构可以包括该单层无源频率选择表面23和驱动模块24。如图5A所示,其为根据本申请一些实施例中的单层无源频率选择表面23的局部俯视结构示意图。结合图4A和图5A所示,在本申请的一些实施例中,该单层无源频率选择表面23可以包括至少两个频率选择子区230,其中,不同频率选择子区230的谐振单元(图中未示意其结构形态)的几何形状和排布设计不完全相同,从而,该至少两个频率选择子区230所分别允许透射的电磁波的频带彼此不同。例如,在一些示例中,单层无源频率选择表面23可以包括3个频率选择子区230,该3个频率选择子区230所分别允许透射的电磁波的频带依次为3300~3800MHz、1710~2690MHz、2490~2690MHz。
在该实施例中,驱动模块24与控制模块223电连接并且与该单层无源频率选择表面23传动连接,驱动模块24可以基于控制信号移动该单层无源频率选择表面23,以使上述至少两个频率选择子区230中允许第一天线21的工作频带的电磁波透射的频率选择子区移动至与第一振子阵列210和所述第二振子阵列220相对,从而,频率选择模块222切换至目标滤波状态。
驱动模块24的具体结构形式不限,其可以包括驱动源、以及用于在驱动源和单层无源频率选择表面23之间进行传动的传动机构,其中,驱动源例如可以包括电机或者气缸等,传动机构例如可以包括皮带传动机构、齿轮传动机构、链传动机构、或者涡轮蜗杆传动机构等中的至少一种,传动机构可以根据需要设计为各种结构样式。
基于无源频率选择表面23的上述可选择设计方案,本申请实施例对于无源频率选择表面23的具体设计形状不作限定。例如,结合图4A和图5A所示,在一些实施例中,单层无源频率选择表面23呈带状,上述至少两个频率选择子区230沿其长度方向依次排列。驱动模块24包括相对设置且同向旋转的第一辊轮241和第二辊轮242,其中,第一辊轮241和第二辊轮242可以作为上述传动机构的传动末端,单层无源频率选择表面23的长度方向的两端一一对应地固定于第一辊轮241和第二辊轮242。当第一辊轮241和第二辊轮242正向旋转时(可以定义顺时针或逆时针旋转方向为正向旋转方向),单层无源频率选择表面23卷入第一辊轮241并且卷出第二辊轮242,当第一辊轮241和第二辊轮242反向旋转时,单层无源频率选择表面23卷出第一辊轮241并卷入第二辊轮242,从而,随着第一辊轮241和第二辊轮242的正向或反向旋转,每个频率选择子区230可以被移动至与第一振子阵列210和第二振子阵列220相对的位置,进而,实现频率选择模块222的滤波状态的切换。该实施例单层无源频率选择表面23采用输送带设计并被驱动模块24传输,传动结构可以设计的简单而且可靠。
如图5B所示,其为根据本申请一些实施例中的驱动模块24移动例如上述实施例的单层无源频率选择表面23的示意图。在图5B所示的这些实施例中,驱动模块24的驱动源可以包括第一电机243和第二电机244,驱动模块24的传动机构可以包括链传动机构245。如图中所示,该链传动机构245可以包括与第一辊轮241同轴连接的第一链轮246、与第二辊轮242同轴连接的第二链轮247,以及与第一链轮246和第二链轮247相啮合的链条248。第一电机243用于驱动第一辊轮241正向旋转,此时第二辊轮242被链条248带动正向旋转,第二电机244用于驱动第二辊轮242反向旋转,此时第一辊轮241被链条248带动反向旋转。链传动机构245具有传动比准确、工作可靠、效率高等特点。该实施例驱动模块24的结构设计仅为本申请的一个示例,驱动模块24还可以基于其它传动类型设计为其它结构,这里不再一一列举。
如图6A所示,在本申请的一些实施例中,无源频率选择表面23还可选择性地设计为包括多个无源频率选择表面子层231(图中示意为两个无源频率选择表面子层231),频率选择模块222包括该多个无源频率选择表面子层231和驱动模块24,其中,驱动模块24与控制模块223电连接并且与该多个无源频率选择表面子层231中的至少一个无源频率选择表面子层传动连接(图中示意为驱动模块24与上层无源频率选择表面子层231传动连接),用于基于控制信号移动该至少一个无源频率选择表面子层,以使多个无源频率选择表面子层231的与第一振子阵列210和第二振子阵列220相对的部分的组合允许第一天线21的工作频带的电磁波透射。
无源频率选择表面子层231的具体数量不限,如图6A中所示,多个无源频率选择表面子层231示意为两个。在本申请的其它实施例中,多个无源频率选择表面子层231还可以为三个或者更多个。
多个无源频率选择表面子层231的带通和/或带阻特性相叠加,可以使得该多个无源频率选择表面子层231的组合在整体上呈现出一定的频率选择特性。如图6B所示,其为根据本申请一些实施例中两个无源频率选择表面子层231由于相对位置改变导致频率选择特性改变的示意图,其中,无源频率选择表面子层231的图形结构不用于表示实际设计结构。在图6B的上图中,两个无源频率选择表面子层231处于第一相对位置,在图6B的下图中,位于上方的无源频率选择表面子层231被驱动移动,从而两个无源频率选择表面子层231处于第二相对位置,可以看出,当通过驱动模块24移动至少一个无源频率选择表面子层231(如移动上层无源频率选择表面子层231)时,由于该多个无源频率选择表面子层231的相对位置整体发生改变,因此,该多个无源频率选择表面子层231组合后的频率选择特性也会发生改变。由于频率选择模块222的滤波状态是由各个无源频率选择表面子层231的与第一振子阵列210和第二振子阵列220相对的部分共同决定的,因此,可以通过移动至少一个无源频率选择表面子层231使得频率选择模块222切换至不同的滤波状态。
在本申请的这些实施例中,由于各个无源频率选择表面子层231的结构可以灵活设计,又由于通过驱动模块24移动至少一个无源频率选择表面子层231可以使得多个无源频率选择表面子层231在组合后呈现出更多可选择的滤波状态,因此,在本申请的这些实施例中,第一天线21的产品选择空间更大,这样更有利于节约天线的采购成本和维护成本。
在一些实施例中,上述多个无源频率选择表面子层231中的任意两个无源频率选择表面子层231所分别允许透射的电磁波的频带相同,例如各个无源频率选择表面子层231的谐振单元的几何形状和排布设计可以完全相同。在一个示例中,无源频率选择表面23包括两个无源频率选择表面子层,该两个无源频率选择表面子层231的谐振单元的几何形状和排布设计完全相同,通过移动其中一个无源频率选择表面子层,可以使两个无源频率选择表面子层处于两种相对位置状态,在其中一种相对位置状态,两个无源频率选择表面子层231的带通和/或带阻特性相叠加,组合后的整体允许第一频带的电磁波透射,在另一种相对位置状态,两个无源频率选择表面子层231的带通和/或带阻特性相叠加,组合后的整体允许第二频带的电磁波透射。
在一些实施例中,上述多个无源频率选择表面子层231中的至少两个无源频率选择表面子层231所分别允许透射的电磁波的频带彼此不同,例如可以将该至少两个无源频率选择表面子层231的谐振单元的几何形状和/或排布设计的有所不同。
在一些实施例中,上述多个无源频率选择表面子层231中的至少一个无源频率选择表面子层231,还可以参考上述单层无源频率选择表面23,设计为包括至少两个频率选择子区230,并且该至少两个频率选择子区230所分别允许透射的电磁波的频带彼此不同。可以基于对频率选择模块222的频率选择需求灵活设计无源频率选择表面子层231的数量和各层结构。
本申请实施例对于多个无源频率选择表面子层231的具体设计形状不作限定。如图6A所示,基于前文描述的关于该实施例的设计方案,在本申请的一些实施例中,多个无源频率选择表面子层231可以分别呈带状,驱动模块24可以包括至少一个辊轮组(图中示意为一个辊轮组),该至少一个辊轮组与前述需要被移动的至少一个无源频率选择表面子层231一一对应设置,其中,每个辊轮组包括相对设置且同向旋转的第一辊轮241和第二辊轮242,前述需要被移动的各个无源频率选择表面子层231的长度方向的两端一一对应地固定于相应辊轮组的第一辊轮241和第二辊轮242。
该实施例至少一个无源频率选择表面子层231采用输送带设计并被驱动模块24传输,传动结构可以设计的简单而且可靠。在该实施例中,驱动模块24的具体结构形式不限,其可以包括驱动源、以及用于在驱动源和前述需要被移动的至少一个无源频率选择表面子层231之间进行传动的传动机构,其中,驱动源例如可以包括电机或者气缸等,传动机构例如可以包括皮带传动机构、齿轮传动机构、链传动机构、或者涡轮蜗杆传动机构等中的至少一种,传动机构可以根据需要设计为各种结构样式。在一些实施例中,针对需要移动的前述至少一个无源频率选择表面子层231,可以参照图5B所示驱动模块24的机械原理进行设计,但本申请实施例并不局限于此。
在本申请的一些实施例中,频率选择模块222也可以不采用上述无源频率选择表面23,而是采用有源频率选择表面(这些实施例的设计结构未予附图示出)。有源频率选择表面是由多个有源谐振单元组成的二维周期阵列结构。在一些实施例中,每个有源谐振单元可以包括吸波材料结构和有源器件(如二极管等),通过有源器件的调节,可以改变吸波材料结构的频率选择特性。由于有源频率选择表面可以通过有源器件调节其频率选择特性,因此,有源频率选择表面相对第一振子阵列210和第二振子阵列220的位置状态可以固定不变。
根据本申请的一些实施例,还提供了一种基站,其包括根据前述任一实施例的天馈系统200。
如图7所示,其为根据本申请一些实施例的基站500的结构框图,该基站500包括依次连接的基带处理单元300、远端射频单元400、以及根据前述任一实施例的天馈系统200。
如图7所示,在一些实施例中,天馈系统200包括第一天线21和第二天线22,其中,第一天线21主要包括第一振子阵列(在图7中未示出)、第一身份标签211和第二识别模块215,第二天线22主要包括第二振子阵列(在图7中未示出)、第二身份标签226、第一识别模块221、频率选择模块222和控制模块223。该实施例第一天线21和第二天线22之间可以实现工作频带信息的相互识别,而且,第一天线21和第二天线22中的至少一个还可以与基带处理单元300通信,从而将第一天线21的工作频带信息和/或第二天线22的工作频带信息向基带处理单元300传输。
在本申请的另一些实施例,天馈系统200的第二天线22也可以不包括上述第二身份标签226,天馈系统200的第一天线21也可以不包括上述第二识别模块215,从而,第二天线22可以识别第一天线21的工作频带信息,第二天线22可以将第一天线21的工作频带信息向基带处理单元300传输。
在一些基站的架构中,例如一些5G(5th generation,第五代)基站,其远端射频单元和天馈系统的天线可以融合为一体,从而构成有源天线单元(active antenna unit,AAU),也即前文描述的有源天线。因此,在本申请实施例中,当第一天线21或第二天线22为有源天线时,其可以与基带处理单元300直接进行通信,当第一天线21或第二天线22为无源天线时,其可以通过远端射频单元400与基带处理单元300进行通信。
根据本申请实施例的技术方案,由于第二天线22的频率选择模块222能够选择切换至允许第一天线21的工作频带的电磁波透射的滤波状态,因此,在对天馈系统200进行天线部署时,可以根据部署需求灵活选择、或者更换工作频带适用的第一天线21,从而,不但天线部署的灵活性较高,而且可以节约天线的采购成本和维护成本。
如图8所示,本申请一些实施例还提供了一种天线800,其包括振子阵列820、识别模块821、频率选择模块822和控制模块823。识别模块821用于识别另一天线(如可选择部署的前述第一天线21)的身份标签,以得到该另一天线的工作频带信息。频率选择模块822位于振子阵列820的一侧,且能够在至少两种滤波状态之间切换,该至少两种滤波状态所分别允许透射的电磁波的频带彼此不同。控制模块823与识别模块821和频率选择模块822分别电连接,配置为:获取上述另一天线的工作频带信息;基于该另一天线的工作频带信息,从至少两种滤波状态中确定出允许该另一天线的工作频带的电磁波透射的目标滤波状态;以及,向频率选择模块822发出控制信号,以控制频率选择模块822切换至目标滤波状态。
在一些实施例中,频率选择模块822可以包括无源频率选择表面,在频率选择模块822切换滤波状态的情形下,无源频率选择表面的至少一部分相对振子阵列820的位置状态发生改变。
基于该设计构思,在一些实施例中,无源频率选择表面可以为单层无源频率选择表面,单层无源频率选择表面包括至少两个频率选择子区,其中,至少两个频率选择子区所分别允许透射的电磁波的频带彼此不同;频率选择模块还包括驱动模块,驱动模块与控制模块电连接并且与单层无源频率选择表面传动连接,用于基于控制信号移动单层无源频率选择表面,以使至少两个频率选择子区中允许另一天线的工作频带的电磁波透射的频率选择子区移动至与振子阵列相对。
基于上述设计构思,在一些实施例中,无源频率选择表面可以包括多个无源频率选择表面子层;频率选择模块还包括驱动模块,驱动模块与控制模块电连接并且与多个无源频率选择表面子层中的至少一个无源频率选择表面子层传动连接,用于基于控制信号移动至少一个无源频率选择表面子层,以使多个无源频率选择表面子层的与振子阵列相对的部分的组合允许另一天线的工作频带的电磁波透射。
天线800的结构设计可以参考前述实施例中关于第二天线22的设计,这里不再重复赘述。
根据本申请实施例的天线800,其可以通过识别模块821得到另一天线的工作频带信息,通过其控制模块823控制频率选择模块822切换至允许该另一天线的工作频带的电磁波透射的目标滤波状态,从而,频率选择模块822能够随选择部署的另一天线的工作频带自动做出适应性调整,这样,不但可以提高天线部署的灵活性,而且可以提高天线部署的效率。
如图9所示,根据本申请的一些实施例,还提供了一种天线控制方法900,可以应用于前述任一实施例的天馈系统200,天馈系统200的部分结构可以参考图3、图4A、图4B或图6A中所示,这里不再详细赘述。
参照图9所示,本申请实施例的天线控制方法900可以包括以下步骤S901至步骤S903,其中,
在步骤S901,获取第一天线21的工作频带信息;
在步骤S902,基于第一天线21的工作频带信息,从频率选择模块222的至少两种滤波状态中确定出允许第一天线21的工作频带的电磁波透射的目标滤波状态;
在步骤S903,向频率选择模块222发出控制信号,以控制频率选择模块222切换至目标滤波状态。
如图10所示,根据本申请的一些实施例,还提供了一种天线控制装置1000,可以应用于前述任一实施例的天馈系统200,天馈系统200的部分结构可以参考图3、图4A、图4B或图6A中所示,这里不再详细赘述。
参照图10所示,本申请实施例的天线控制装置1000可以包括:
获取单元1001,配置为获取第一天线21的工作频带信息;
确定单元1002,配置为基于第一天线21的工作频带信息,从频率选择模块222的至少两种滤波状态中确定出允许第一天线21的工作频带的电磁波透射的目标滤波状态;以及
发送单元1003,配置为向频率选择模块222发出控制信号,以控制频率选择模块222切换至目标滤波状态。
根据本申请实施例的上述天线控制方法900或天线控制装置1000,第二天线22的频率选择模块222能够随选择部署的第一天线21的工作频带作出适应性调整,从而,第一天线21和第二天线22可以各自收发其工作频带内的信号,这样,在对天馈系统200进行天线部署时,可以根据部署需求灵活选择、或者更换工作频带适用的第一天线21,从而,天线部署的灵活性较高。
根据本申请的一些实施例,提供了一种通信系统,其包括前述实施例的基站。该通信系统基于前述实施例设计方案,由于天线部署的灵活性提高,因此通信系统的应用更加广泛。
本申请实施例的通信系统可以是各种通信系统,例如:全球移动通讯(globalsystem of mobile communication,GSM)系统、码分多址(code division multipleaccess,CDMA)系统、宽带码分多址(wideband code division multiple access,WCDMA)系统、通用分组无线业务(general packet radio service,GPRS)、长期演进(long termevolution,LTE)系统、LTE频分双工(frequency division duplex,FDD)系统、LTE时分双工(time division duplex,TDD)、通用移动通信系统(universal mobiletelecommunication system,UMTS)、全球互联微波接入(worldwide interoperabilityfor microwave access,WiMAX)通信系统、第五代(5th generation,5G)系统、新无线(newradio,NR)系统、或者未来的通信系统等,在此不做限制。
本申请实施例中描述的接入网设备,有时也称为接入节点。接入网设备具有无线收发功能,用于与终端进行通信。接入网设备包括但不限于上述通信系统中的基站(basestation)、演进型基站(evolved NodeB,eNodeB)、发送接收点(transmission receptionpoint,TRP)、5G移动通信系统中的下一代基站(next generation NodeB,gNB)、未来移动通信系统中的基站、开放接入网(open RAN,ORAN)系统中的接入网设备或者接入网设备的模块、未来移动通信系统中的基站或者WiFi(wireless fidelity)系统中的接入节点等。
在一些实施例中,接入网设备可以是能够实现基站部分功能的模块或单元。例如,接入网设备可以是集中式单元(central unit,CU)、分布式单元(distributed unit,DU)、CU-控制面(control plane,CP)、CU-用户面(user plane,UP)、或者无线单元(radio unit,RU)等。在ORAN系统中,CU还可以称为O(open,O)-CU,DU还可以称为O-DU,CU-CP还可以称为O-CU-CP,CU-UP还可以称为O-CU-UP,RU还可以称为O-RU。
在一些实施例中,接入网设备可以是宏基站、微基站、室内基站、中继节点或施主节点,或者云无线接入网络(cloud radio access network,CRAN)场景下的无线控制器等。宏基站还可以称为宏蜂窝基站,其可以覆盖较大的区域,如城市、乡村等,宏基站一般具有较高的传输功率和较远的通信距离,可以支持较多的用户同时通信。微基站还可以称为微蜂窝基站,相比宏基站,其覆盖范围相对较小,通常用于城市、商业区、室内等密集人口区域,微基站的传输功率较小,通信距离较短,通常可以提供更高的网络容量和更好的信号质量。室内基站是可以用于室内环境的基站,可以安装在大型建筑物、商场、机场、地铁等室内场所,用于提供室内无线通信的覆盖。
在一些实施例中,接入网设备还可以是服务器、可穿戴设备、或者车载设备等。例如,车辆外联(vehicle to everything,V2X)技术中的接入网设备可以为路侧单元(roadside unit,RSU)。
在本申请实施例中,通信系统中的多个接入网设备可以为同一类型的基站,也可以为不同类型的基站,基站可以与终端进行通信,也可以通过中继站与终端进行通信,终端可以与不同接入技术中的多个基站进行通信,本申请对此不作具体限定。
以上,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (21)
1.一种天馈系统,其特征在于,包括:
第一天线,包括第一振子阵列;以及
第二天线,与所述第一天线相邻布置,所述第二天线包括第二振子阵列和频率选择模块,其中,
所述第二振子阵列与所述第一振子阵列平行布置,并且,所述第二振子阵列与所述第一振子阵列的工作频带不同;
所述频率选择模块设于所述第一振子阵列和所述第二振子阵列之间,并且,所述频率选择模块能够在至少两种滤波状态之间切换,其中,所述至少两种滤波状态所分别允许透射的电磁波的频带彼此不同,并且,所述至少两种滤波状态中的其中一种滤波状态允许所述第一天线的工作频带的电磁波透射。
2.根据权利要求1所述的天馈系统,其特征在于,
所述第一天线还包括第一身份标签;
所述第二天线还包括第一识别模块和控制模块,其中,
所述第一识别模块用于识别所述第一身份标签,以得到所述第一天线的工作频带信息;
所述控制模块与所述第一识别模块和所述频率选择模块分别电连接,所述控制模块配置为:获取所述第一天线的工作频带信息;基于所述第一天线的工作频带信息,从所述至少两种滤波状态中确定出允许所述第一天线的工作频带的电磁波透射的目标滤波状态;以及,向所述频率选择模块发出控制信号,以控制所述频率选择模块切换至所述目标滤波状态。
3.根据权利要求2所述的天馈系统,其特征在于,
所述频率选择模块包括无源频率选择表面,其中,在所述频率选择模块切换滤波状态的情形下,所述无源频率选择表面的至少一部分相对所述第一振子阵列和所述第二振子阵列的位置状态发生改变。
4.根据权利要求3所述的天馈系统,其特征在于,
所述无源频率选择表面为单层无源频率选择表面,所述单层无源频率选择表面包括至少两个频率选择子区,其中,所述至少两个频率选择子区所分别允许透射的电磁波的频带彼此不同;
所述频率选择模块还包括驱动模块,所述驱动模块与所述控制模块电连接并且与所述单层无源频率选择表面传动连接,用于基于所述控制信号移动所述单层无源频率选择表面,以使所述至少两个频率选择子区中允许所述第一天线的工作频带的电磁波透射的频率选择子区移动至与所述第一振子阵列和所述第二振子阵列相对。
5.根据权利要求4所述的天馈系统,其特征在于,
所述单层无源频率选择表面呈带状;
所述驱动模块包括相对设置且同向旋转的第一辊轮和第二辊轮,其中,所述单层无源频率选择表面的长度方向的两端一一对应地固定于所述第一辊轮和所述第二辊轮。
6.根据权利要求3所述的天馈系统,其特征在于,
所述无源频率选择表面包括多个无源频率选择表面子层;
所述频率选择模块还包括驱动模块,所述驱动模块与所述控制模块电连接并且与所述多个无源频率选择表面子层中的至少一个无源频率选择表面子层传动连接,用于基于所述控制信号移动所述至少一个无源频率选择表面子层,以使所述多个无源频率选择表面子层的与所述第一振子阵列和所述第二振子阵列相对的部分的组合允许所述第一天线的工作频带的电磁波透射。
7.根据权利要求6所述的天馈系统,其特征在于,
所述多个无源频率选择表面子层中的任意两个无源频率选择表面子层所分别允许透射的电磁波的频带相同;或者
所述多个无源频率选择表面子层中的至少两个无源频率选择表面子层所分别允许透射的电磁波的频带彼此不同;或者
所述多个无源频率选择表面子层中的至少一个无源频率选择表面子层包括至少两个频率选择子区,其中,所述至少两个频率选择子区所分别允许透射的电磁波的频带不同。
8.根据权利要求6所述的天馈系统,其特征在于,
所述多个无源频率选择表面子层分别呈带状;
所述驱动模块包括至少一个辊轮组,所述至少一个辊轮组与所述至少一个无源频率选择表面子层一一对应设置,所述至少一个辊轮组中的每个辊轮组包括相对设置、且同向旋转的第一辊轮和第二辊轮,其中,所述至少一个无源频率选择表面子层中的每个无源频率选择表面子层的长度方向的两端一一对应地固定于相应所述辊轮组的所述第一辊轮和所述第二辊轮。
9.根据权利要求2所述的天馈系统,其特征在于,
所述第一天线还包括第一天线罩、第一馈电网络和反射板,其中,所述第一振子阵列、所述反射板和所述第一馈电网络设于所述第一天线罩内,所述第一振子阵列设于所述反射板的朝向所述频率选择模块的一面,所述第一身份标签设于所述第一天线罩内或者设于所述第一天线罩的外表面;
所述第二天线还包括第二天线罩和第二馈电网络,其中,所述第二振子阵列、所述第二馈电网络、所述频率选择模块和所述控制模块设于所述第二天线罩内,所述第一识别模块设于所述第二天线罩内或者曝露于所述第二天线罩的外表面。
10.根据权利要求2所述的天馈系统,其特征在于,
所述第二天线还包括第二身份标签;
所述第一天线还包括第二识别模块,所述第二识别模块用于识别所述第二身份标签,以得到所述第二天线的工作频带信息;
其中,所述第一识别模块和所述第二识别模块中的至少一个还用于将所述第一天线的工作频带信息和/或所述第二天线的工作频带信息向基站的基带处理单元传输。
11.根据权利要求10所述的天馈系统,其特征在于,
所述第一身份标签为实物标签或者电子标签;
所述第二身份标签为实物标签或者电子标签。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的天馈系统,其特征在于,
所述第一天线为有源天线或者无源天线;
所述第二天线为有源天线或者无源天线。
13.根据权利要求12所述的天馈系统,其特征在于,还包括:
抱杆;以及
调整支架;
其中,所述第一天线和所述第二天线通过所述调整支架安装于所述抱杆,所述第一天线和所述第二天线层叠布置,并且,所述第二天线设于所述第一天线的背向所述抱杆的一侧。
14.一种基站,其特征在于,包括:根据权利要求1至13中任一项所述的天馈系统。
15.一种天线,其特征在于,包括:
振子阵列;
识别模块,用于识别另一天线的身份标签,以得到所述另一天线的工作频带信息;
频率选择模块,位于所述振子阵列的一侧,且能够在至少两种滤波状态之间切换,其中,所述至少两种滤波状态所分别允许透射的电磁波的频带彼此不同;以及
控制模块,与所述识别模块和所述频率选择模块分别电连接,配置为:获取所述另一天线的工作频带信息;基于所述另一天线的工作频带信息,从所述至少两种滤波状态中确定出允许所述另一天线的工作频带的电磁波透射的目标滤波状态;以及,向所述频率选择模块发出控制信号,以控制所述频率选择模块切换至所述目标滤波状态。
16.根据权利要求15所述的天线,其特征在于,
所述频率选择模块包括无源频率选择表面,其中,在所述频率选择模块切换滤波状态的情形下,所述无源频率选择表面的至少一部分相对所述振子阵列的位置状态发生改变。
17.根据权利要求16所述的天线,其特征在于,
所述无源频率选择表面为单层无源频率选择表面,所述单层无源频率选择表面包括至少两个频率选择子区,其中,所述至少两个频率选择子区所分别允许透射的电磁波的频带彼此不同;所述频率选择模块还包括驱动模块,所述驱动模块与所述控制模块电连接并且与所述单层无源频率选择表面传动连接,用于基于所述控制信号移动所述单层无源频率选择表面,以使所述至少两个频率选择子区中允许所述另一天线的工作频带的电磁波透射的频率选择子区移动至与所述第一振子阵列和所述第二振子阵列相对;或者
所述无源频率选择表面包括多个无源频率选择表面子层;所述频率选择模块还包括驱动模块,所述驱动模块与所述控制模块电连接并且与所述多个无源频率选择表面子层中的至少一个无源频率选择表面子层传动连接,用于基于所述控制信号移动所述至少一个无源频率选择表面子层,以使所述多个无源频率选择表面子层的与所述振子阵列相对的部分的组合允许所述另一天线的工作频带的电磁波透射。
18.一种基站,其特征在于,包括:根据权利要求15至17中任一项所述的天线。
19.一种天线控制方法,应用于根据权利要求1所述天馈系统,其特征在于,所述天线控制方法包括:
获取所述第一天线的工作频带信息;
基于所述第一天线的工作频带信息,从所述至少两种滤波状态中确定出允许所述第一天线的工作频带的电磁波透射的目标滤波状态;以及
向所述频率选择模块发出控制信号,以控制所述频率选择模块切换至所述目标滤波状态。
20.一种天线控制装置,应用于根据权利要求1所述天馈系统,其特征在于,所述天线控制装置包括:
获取单元,配置为获取所述第一天线的工作频带信息;
确定单元,配置为基于所述第一天线的工作频带信息,从所述至少两种滤波状态中确定出允许所述第一天线的工作频带的电磁波透射的目标滤波状态;以及
发送单元,配置为向所述频率选择模块发出控制信号,以控制所述频率选择模块切换至所述目标滤波状态。
21.一种通信系统,其特征在于,包括根据权利要求14或者18所述的基站。
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