[实用新型]一种基于宽频合路器的多波束天线

说明书

一种基于宽频合路器的多波束天线，包括金属反射板，在金属反射板上设有至少两列相互平行的包含有若干辐射单元的直线天线阵，在金属反射板上还设有工作在高低不同频段的用于向直线天线阵馈电的第一馈电网络和第二馈电网络，直线天线阵对应有工作带宽包含第一馈电网络和第二馈电网络工作频段的宽频合路器，宽频合路器具有两个分别用于连接第一馈电网络和第二馈电网络的输入端，宽频合路器的输出端与直线天线阵连接。针对不同频段设计相互独立的馈电网络，使多波束天线可在宽频范围内灵活选择不同的射频信号，有效增加工作频段，实现宽带化，同时可以复用天线阵列，在实现相同数量窄波束的情况下缩减天线的体积，有利于多波束天线的小型化。

技术领域

本实用新型涉及一种多波束天线，具体地说是一种基于宽频合路器的多波束天线。

背景技术

随着高新技术的迅猛发展和经济效益的大幅度提高，通信产业已变成国内最大的产业之一；尤其是通信产业中移动通信的飞速发展，使得它在用户的日常生活中发挥着越来越重要的作用。无线通信用户的高速增长意味着必须寻找到提高网络容量的新办法。由于传统的基站天线是通过在覆盖区域产生一个固定的宽波束来进行通信，容易产生干扰而使通信容量降低。无线通信系统的容量受到干涉的限制，为了提高频谱资源的利用率，增大信道容量，多波束天线越来越多地应用于个人通信系统、卫星通信系统、无线局域网、无线本地回路和无线ATM系统。在无线通信系统中采用多波束天线的窄波束，可通过空间分集的方法选出有用的射频信号，从而改善信噪干扰比SNIR（Signal to Noise andInterference Ratio)。同时由于多波束天线具有一定的波束增益，使得接收机的灵敏度得到一定程度的提升。将多波束天线使用到发射机中还可以减小发射功率，降低功耗。因此，多波束天线在未来的无线通信领域里将会扮演重要角色。

多波束天线的关键在于波束形成网络。现有的多波束天线方案常常采用基于电路形式的矩阵，利用电桥和移相器来构成波束形成网络，而巴特勒矩阵是最常用的矩阵形式之一。波束形成网络是一种拥有若干输入端口和输出端口的馈电网络。对这些输入端口进行激励，可在输出端口之间产生若干组相位系数，从而实现不同指向的波束。将波束形成网络与天线阵列相结合，即可构成多波束阵列天线。现有的多波束天线方案大多采用将巴特勒矩阵馈电网络直接与天线阵列电性连接；由于宽频巴特勒矩阵在实现方式上有技术难度，使得多波束天线的宽频化受到极大限制。随着多频及宽频技术在无线通信中的应用越来越广泛，多波束天线的窄频缺陷将在很大程度上限制其应用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服多波束天线工作频段窄的缺陷，提供一种基于宽频合路器的多波束天线，可在宽频范围内灵活选择需要的不同的射频信号，有效增加其工作频段，实现宽带化。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种基于宽频合路器的多波束天线，包括金属反射板，在金属反射板上设有至少两列相互平行的包含有若干辐射单元的直线天线阵，在金属反射板上还设有工作在高低不同频段的用于向直线天线阵馈电的第一馈电网络和第二馈电网络，直线天线阵对应有工作带宽包含第一馈电网络和第二馈电网络工作频段的宽频合路器，宽频合路器具有两个分别用于连接第一馈电网络和第二馈电网络的输入端，宽频合路器的输出端与直线天线阵连接。

所述的第一馈电网络和第二馈电网络均为巴特勒矩阵馈电网络。

所述的直线天线阵设置在金属反射板的上表面，第一馈电网络、第二馈电网络和宽频合路器以一定间距平行设置在金属反射板的下表面。

相邻两列直线天线阵之间的列间距为第一馈电网络或第二馈电网络工作波长的0.3—0.6倍，直线天线阵中相邻两个辐射单元之间的行间距为第一馈电网络或第二馈电网络工作波长的0.7—1倍。

在相邻两列直线天线阵之间设置有高度为第一馈电网络或第二馈电网络工作波长0.1—0.3倍的L形隔离条。