阅读说明：本技术 叠层1t1r天线系统及单输入多输出功率均衡方法 (Laminated 1T1R antenna system and single-input multi-output power equalization method ) 是由 刘巍滟 刘类英 冯愉 于 2019-08-21 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种叠层1T1R天线系统,包括单路传输及功率均衡模块和单路宽带微带阵列天线模块,所述单路宽带微带阵列天线模块包括与所述单路传输及功率均衡模块连接的单路辐射天线；所述单路传输及功率均衡模块,用于传输和均衡处理单路射频信号并发送给所述单路宽带微带阵列天线模块；所述单路辐射天线,用于接收所述单路射频信号并发送等幅辐射信号。本发明通过多个宽带微带阵列天线模块接收多个天线接收功率均衡模块处理发送的单路射频信号后并发送辐射信号,从而在空间形成了沿单路传输方向形成的矩形覆盖范围内一致的辐射信号,使移动终端在信号覆盖的范围内移动时都能够接收均衡稳定的辐射信号,具有良好的接收效果。(The invention discloses a laminated 1T1R antenna system, which comprises a single-path transmission and power equalization module and a single-path broadband microstrip array antenna module, wherein the single-path broadband microstrip array antenna module comprises a single-path radiation antenna connected with the single-path transmission and power equalization module; the single-path transmission and power equalization module is used for transmitting and equalizing a single-path radio frequency signal and sending the single-path radio frequency signal to the single-path broadband microstrip array antenna module; and the single-path radiation antenna is used for receiving the single-path radio frequency signal and sending a constant-amplitude radiation signal. According to the invention, the plurality of broadband microstrip array antenna modules receive the single-path radio-frequency signals processed and sent by the plurality of antenna receiving power balancing modules and send the radiation signals, so that the radiation signals which are consistent in a rectangular coverage range formed along the single-path transmission direction are formed in space, and the mobile terminal can receive balanced and stable radiation signals when moving in the signal coverage range, thereby having a good receiving effect.)

叠层1T1R天线系统及单输入多输出功率均衡方法

技术领域

本发明涉及通讯技术领域，特别是涉及一种叠层1T1R天线系统及单输入多输出功率均衡方法。

背景技术

随着移动通信技术的发展，目前已经在多种移动通信系统中应用单输入多输出(Multiple-InputMultiple-Out-put，MIMO)技术以提升系统容量，比如：长期演进(LongTerm Evolution，LTE)系统和宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access，WCDMA)系统等。

由于室内的通信业务比重越来越大，因此在室内移动通信系统中应用MIMO是非常必要的。目前，应用MIMO的1T1R单路多天线系统及单输入多输出功率均衡方法主要是通过单路宽带天线接收单路等幅等频的射频信号后，发送单路等幅同相的辐射信号，从而为室内空间中的移动终端提供单路等幅同相的辐射信号。但是由于原室内覆盖系统结构工艺及质量的限制，造成同一点发送的单路传输多天线系统辐射信号的覆盖范围不一致，幅度不一致，相位不一致，导致移动终端在移动过程中同一区域信号覆盖下只能接收到单路幅度不均匀射频信号，接收效果较差，MIMO应用效果不佳。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种1T1R天线系统及单输入多输出功率均衡方法，通过多个宽带微带阵列天线模块接收多个天线接收功率均衡模块处理发送的单路射频信号后并发送辐射信号，从而在空间形成了沿单路传输方向形成的矩形覆盖范围内一致的辐射信号，使移动终端在信号覆盖的范围内移动时都能够接收均衡稳定的辐射信号，具有良好的接收效果。

本发明采用的技术方案是：

一种叠层1T1R天线系统，包括单路传输及功率均衡模块和单路宽带微带阵列天线模块，所述单路宽带微带阵列天线模块包括与所述单路传输及功率均衡模块连接的单路辐射天线；

其中，所述单路传输及功率均衡模块，用于生成单路射频信号并发送给所述单路宽带微带阵列天线模块；

所述单路辐射天线，用于接收所述单路射频信号并发送等幅辐射信号。

优选的，所述单路传输及功率均衡模块，包括1T1R小基站和功率均衡模块，所述1T1R小基站与所述功率均衡模块连接，所述功率均衡模块分别与所述单路辐射天线连接；

其中，所述1T1R小基站，用于生成等幅等频的单路射频信号，并将所述单路射频信号发送给所述功率均衡模块；

所述功率均衡模块，用于对接收的所述单路射频信号进行功率处理，并将所述单路射频信号发送给所述单路辐射天线。

通过功率均衡模块对射频信号进行幅度处理，使单路射频信号在空间上沿单路传输方向形成的矩形覆盖区域内具有均衡稳定的射频信号。

优选的，所述功率均衡模块，包括射频功率均衡器和单路馈线，所述射频功率均衡器通过所述单路馈线与所述单路辐射天线连接；

其中，所述射频功率均衡器，用于对单路射频信号的功率进行均衡和分配，并发送功率处理后的单路射频信号；

所述单路馈线，用于接收来自所述射频功率均衡器的单路射频信号并将该单路射频信号发送至所述单路辐射天线。

本系统通过单路宽带微带阵列天线模块上单个天线接收功率均衡模块处理发送的单路的射频信号后并发送等幅辐射信号，从而在空间形成了沿单路传输方向形成的矩形覆盖范围内一致的辐射信号，使移动终端在信号覆盖的范围内移动时都能够接收均衡稳定的辐射信号，具有良好的接收效果。

本发明还提供了一种应用1T1R天线系统进行的单输入多输出功率均衡方法，其技术方案如下：

一种单输入多输出功率均衡方法，包括以下步骤：

单路传输及功率均衡模块生成单路射频信号并发送给单路辐射天线；

单路辐射天线接收所述单路射频信号并发送等幅辐射信号。

优选的，所述单路传输及功率均衡模块的工作步骤具体为：

1T1R小基站生成等幅等频的单路射频信号，并将所述单路射频信号发送给功率均衡模块；

功率均衡模块对接收的所述单路射频信号进行功率处理，并将所述处理后的单路射频信号发送给所述单路辐射天线。

优选的，所述功率均衡模块的工作步骤具体为：

射频功率均衡器对单路射频信号的功率进行均衡和分配，并发送功率处理后的单路射频信号；

单路馈线接收来自所述射频功率均衡器的单路射频信号并将该单路射频信号发送至所述单路辐射天线。

优选的，所述射频功率均衡器根据所述单路射频信号的功率大小按一定比例和相位一致性发送单路射频信号。

优选的，所述射频功率均衡器根据所述单路射频信号按一定比例分配功率，则同时发送所述单路射频信号。

本发明的5G信号覆盖的工作原理为：由室外的5G宏基站通过电缆发送信号给室内的1T1R小基站，1T1R小基站通过单根的射频传输线将单路射频信号传输给射频功率均衡器，射频功率均衡器上连接有单路辐射天线，射频功率均衡器通过内部的耦合电路对单路射频信号的功率进行均衡和分配，按照一定的比例分配一定的功率(预先设定值)给单路辐射天线，该射频功率均衡器还通过另外的单根的射频传输线连接下一个射频功率均衡器，每组的射频传输线、射频功率均衡器和单路辐射天线组成一个节点，通过多个节点的串联，实现对整个室内楼层的信号覆盖，本发明中连接相邻两射频功率均衡器的射频传输线的长度相等，而且同一射频功率均衡器两端连接的两根射频传输线要保证高度的对称性，各射频功率均衡器上连接的单路辐射天线同样要保证高度的对称性，如此，可以使得单路射频信号一直保持着相位的一致性。对于每个节点中单路辐射天线上分配的功率保持一致，因此，每个节点上的射频功率均衡器分配给对应的单路辐射天线的功率比例是不同的，由于射频传输线的长度为预先设定好的，因此射频信号在射频传输线传输时的损耗是已知的，因此，每个节点中的射频功率均衡器分配给该节点中的单路辐射天线的功率比例为：预定的单路辐射天线的分配功率/(上一节点传输来的功率-功率损耗)。

本发明的有益效果是：本发明通过多个宽带微带阵列天线模块接收多个天线接收功率均衡模块处理发送的单路射频信号后并发送辐射信号，从而在空间形成了沿单路传输方向形成的矩形覆盖范围内一致的辐射信号，使移动终端在信号覆盖的范围内移动时都能够接收均衡稳定的辐射信号，具有良好的接收效果。

附图说明

图1为本发明实施例所述叠层1T1R天线系统的结构示意图；

图2为本发明实施例所述单路传输及功率均衡模块的结构示意图；

图3为本发明实施例所述功率均衡模块的结构示意图；

图4为本发明实施例所述单输入多输出功率均衡方法的流程图；

图5为本发明实施例所述单路传输及功率均衡模块的工作流程图；

图6为本发明实施例所述功率均衡模块的工作流程图。

附图标记说明：

1、单路传输及功率均衡模块；11、1T1R小基站；12、功率均衡模块；121、射频功率均衡器；122、单路馈线；

2、单路宽带微带阵列天线模块；21、单路辐射天线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

实施例：

如图1所示，一种叠层1T1R天线系统，包括单路传输及功率均衡模块121和单路宽带微带阵列天线模块2，所述单路宽带微带阵列天线模块2包括与所述单路传输及功率均衡模块121连接的单路辐射天线21；

其中，所述单路传输及功率均衡模块121，用于传输和均衡处理单路射频信号并发送给所述单路宽带微带阵列天线模块2；

所述单路辐射天线21，用于接收所述单路射频信号并发送等幅辐射信号。

单路宽带微带阵列天线模块2根据室内移动通信系统应用MIMO的具体需求传输符合MIMO应用所需频率的单路射频信号，可以理解的是，由于具体的室内移动通信系统不同，应用MIMO所需的频率也不同，例如，若在LTE中应用MIMO所需要的频率是2500-2690MHZ的辐射射频信号，则单路传输及功率均衡模块121传输的单路射频信号的频率是2500-2690MHZ。1T1R小基站11将单路射频信号通过单根馈线发送给单路宽带微带阵列天线模块2，形成均匀场强的室内覆盖。

单路宽带微带阵列天线模块2上包括单路辐射天线21，单路宽带微带阵列天线模块2上的单路辐射天线21的尺寸大小是根据室内移动通信系统中应用MIMO所需要的频率而具体设定的。

单路宽带微带阵列天线模块2通过单路辐射天线21接收单路射频信号，单路辐射天线21在接收单路射频信号后向室内空间发送单路辐射信号，因此单路射频信号的辐射范围在空间上形成均匀的场强，室内移动终端在信号覆盖范围内移动的过程中，始终能够接收单路的辐射信号，能够获得良好的等幅接收效果，在室内移动通信系统中最大限度的应用MIMO。

因此，本系统通过单路宽带微带阵列天线模块2上的单路辐射天线21接收单路传输及功率均衡模块121通过单根馈线发送的单路射频信号后并发送辐射信号，从而在空间形成了覆盖室内范围的辐射信号，使移动终端在信号覆盖的范围内移动时都能够接收单路相关的辐射信号，具有良好的接收效果。同时，由于本实施例提供的室内分布天线系统中只用了一个单路宽带天线模块即实现了单路信号的发射，天线轻便，有利于在室内布置。

在其中一个实施例中，如图2所示，所述单路传输及功率均衡模块121，包括1T1R小基站11和功率均衡模块12，所述1T1R小基站11与所述功率均衡模块12连接，所述功率均衡模块12分别与所述单路辐射天线21连接；

其中，所述1T1R小基站11，用于生成等幅等频的单路射频信号，并将所述单路射频信号发送给所述功率均衡模块12；

所述功率均衡模块12，用于对接收的所述单路射频信号进行功率处理，并将所述处理后的单路射频信号发送给所述单路辐射天线21。

功率均衡模块12接收到单路射频信号后，对单路射频信号进行功率分配，均衡处理，从而根据单路射频信号的具体功率大小对单路射频信号进行功率分配，等幅同相处理。如果单路射频信号的功率太大，则对单路射频信号的幅度进行处理，功率均衡模块12将处理后的等幅等频且相位相同的单路射频信号通过单根馈线发送给单路宽带微带阵列天线模块2的单路辐射天线21，从而保证单路的室内天线覆盖。

在其中一个实施例中，如图3所示，所述功率均衡模块12，包括射频功率均衡器121和单路馈线122，所述射频功率均衡器121通过所述单路馈线122与所述单路辐射天线21连接；

其中，所述射频功率均衡器121，对单路射频信号的功率进行均衡和分配，并发送功率处理后的单路射频信号；

所述单路馈线122，用于接收来自所述射频功率均衡器121的单路射频信号并将该单路射频信号发送至所述单路辐射天线21。

通过功率均衡模块12对1T1R小基站11传输来的射频信号进行功率处理后，单路辐射天线21接收射频功率均衡器121处理的单路等幅等频且相位相同，并发送辐射信号，从而在空间形成了单路等幅等相且覆盖范围一致的辐射信号，由于本实施例中使用了射频功率均衡器121，因此能够对单路等幅等相的射频信号进行灵活的功率均衡处理，进一步地使移动终端在信号覆盖的范围内移动时始终能够接收单路相关的射频信号，具有良好的同频同相，等幅接收效果。此外，由于本发明的布线简单，可以更加灵活的根据实际情况进行线路布局。

如图4所示，一种单输入多输出功率均衡方法，包括以下步骤：

S1、单路传输及功率均衡模块121对单路射频信号进行功率均衡处理并发送给单路辐射天线21；

S2、单路辐射天线21接收所述单路射频信号并发送等幅辐射信号。

在其中一个实施例中，如图5所示，所述单路传输及功率均衡模块121的工作步骤具体为：

S11、1T1R小基站11生成等幅等频的单路射频信号，并将所述单路射频信号发送给功率均衡模块12；

S12、功率均衡模块12对接收的所述单路射频信号进行功率处理，并将所述处理后的单路射频信号发送给所述单路辐射天线21。

在其中一个实施例中，如图6所示，所述功率均衡模块12的工作步骤具体为：

S121、射频功率均衡器121对单路射频信号的功率进行均衡和分配，并发送功率处理后的等幅等频的单路射频信号；

S122、单路馈线122接收来自所述射频功率均衡器121的单路射频信号并将该单路射频信号发送至所述单路辐射天线21。

所述射频功率均衡器121根据所述单路射频信号的功率大小按一定比例和相位一致性发送单路射频信号。

所述射频功率均衡器121根据所述单路射频信号按一定比例分配功率，则同时发送所述单路射频信号。

实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该存储介质包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。