[发明专利]2×4宽频巴特勒矩阵板、巴特勒矩阵及多波束天线

说明书

本发明公开了2×4宽频巴特勒矩阵板、巴特勒矩阵及多波束天线。该2×4宽频巴特勒矩阵采用上层介质板、2×4宽频巴特勒矩阵板和下层介质板依次层叠置于金属腔体内构成介质带状线的结构形式。所述2×4宽频巴特勒矩阵板具有两个输入端口及四个输出端口，包括介质基板及设于所述介质基板上的定向耦合器和功分器,所述定向耦合器具有两个输入端，分别作为所述巴特勒矩阵板的输入端口，所述定向耦合器的输出端分别与所述功分器的输入端连接，所述功分器具有四个输出端，其分别作为所述2×4宽频巴特勒矩阵板的输出端口。所述2×4宽频巴特勒矩阵结构紧凑、尺寸小、易于装配、成本低、性能高。

技术领域

本发明涉及无线通信领域，具体而言，涉及一种2×4宽频巴特勒矩阵板、一种2×4宽频巴特勒矩阵及一种多波束天线。

背景技术

随着移动通信的迅猛发展、移动通信业务量的急剧增加和有限的频谱资源的矛盾日益突出，多波束天线技术由于其能在天线阵面上形成多个高增益的窄波束，使常规单个扇区裂变为多个扇区覆盖，扩大系统容量，增加覆盖距离，而被广泛应用于无线通信领域。

而由巴特勒矩阵形成的每个波束都能获得满阵增益，是多波束天线的关键器件。然而，现有技术的巴特勒矩阵频带较窄、尺寸较大，为了满足天线小型化、宽频化、低成本、高性能的需求，有必要对现有技术作进一步的改善。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种2×4宽频巴特勒矩阵板。

同时，本发明还提供了一种应用所述2×4宽频巴特勒矩阵板的2×4 宽频巴特勒矩阵。所述2×4宽频巴特勒矩阵有利于实现天线小型化、宽频化、成本低、高性能。

此外，本发明还提供了一种应用所述2×4宽频巴特勒矩阵的多波束天线。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种2×4宽频巴特勒矩阵板，具有两个输入端口及四个输出端口，所述2×4宽频巴特勒矩阵板包括介质基板及设于所述介质基板上的定向耦合器和功分器；所述定向耦合器具有两个输入端，分别作为所述2×4 宽频巴特勒矩阵板的输入端口，所述定向耦合器的输出端分别与所述功分器的输入端连接，所述功分器具有四个输出端，其分别作为所述2×4宽频巴特勒矩阵板的输出端口；当电信号从所述定向耦合器任意一个输入端输入时，在所述功分器四个输出端分别输出的功率比为1:N:N:1，其中N 为大于1的常数。

具体地，所述定向耦合器为3dB定向耦合器，并且该定向耦合器为单级宽边耦合线定向耦合器或级联式宽边耦合线定向耦合器。

具体地，所述功分器包括与所述定向耦合器的一输出端连接的第一功分器及与所述定向耦合器的另一输出端连接的第二功分器，第一功分器和第二功分器均为一分二功分器，并且各自两个输出端的功分比为1：N。

具体地，所述第一功分器与所述第二功分器均包括具有输入端、隔离端和两个输出端的耦合器、与耦合器的一输出端连接的固定移相器、与耦合器的另一输出端连接的相位调配器、与所述隔离端连接的匹配负载及与所述匹配负载连接的第一开路枝节；所述第一功分器与所述第二功分器的输入端均为所述耦合器的输入端，所述第一功分器与所述第二功分器各自的两个输出端均为所述固定移相器的输出端和所述相位调配器的输出端。

具体地，所述第一功分器和所述第二功分器中的所述耦合器均为宽边耦合线定向耦合器。

具体地，所述定向耦合器包括第一传输线和第二传输线，所述第一传输线和第二传输线分设于所述介质基板的上下两层；

所述第一功分器和所述第二功分器的耦合器、固定移相器、相位调配器及匹配负载均分设于所述介质基板的上下两层。

具体地，位于所述介质基板下层的各部件的输入端、输出端所对应的所述巴勒特矩阵板的输入端口、输出端口均在介质基板的上层设置连接导体，所述位于所述介质基板下层的各部件的输入端、输出端借助金属化过孔与所述连接导体连接。