[发明专利]基于5×6巴特勒矩阵的宽频带多波束形成网络及天线

说明书

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种基于5×6巴特勒矩阵的宽频带多波束形成网络及一种天线。所述宽频带多波束形成网络具有第一、第二、第三、第四、第五输入端口，以及第一、第二、第三、第四、第五、第六输出端口，还包括基板及以电路的形式布设于所述基板上的八个定向耦合器、十一个固定移相器及一个功分器，本发明有利于缩小现有技术方案的矩阵馈电网络的体积，减少PCB物料成本，本发明定向耦合器采用分层耦合线的形式，第一传输线和第二传输线分设于基板相对的两个端面，结构紧凑，尺寸小，同时可以减少射频接头和连接线缆的使用，焊接点少，有利于提高整个五波束天线系统回波、隔离度以及三阶无源互调等性能的一致性。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种基于5×6巴特勒矩阵的宽频带多波束形成网络及一种天线。

背景技术

随着现代无线通信技术飞速发展，移动通信需求日益增长。多波束天线具有很高的增益，能解决密集城区建站难和深度覆盖不足等问题，在通信技术领域的应用越来越广泛。多波束天线是一个无源多端口器件，它向空间辐射的电磁波由多个点波束组成，并且它的每一个输入端口对应着一个具有特定指向的天线波束，可以用于接收或者发射信号，同时生成的多波束具有正交性，主要用于空间分集接收，以提高系统容量。

波束形成网络是构成多波束天线的核心，一般是通过巴特勒矩阵方式实现。其主要功能是将某个输入端口的能量以一定的幅度分布给天线阵列，实现功率分配，并且保持阵列上相邻单元之间的相位差为一个常数，不同输入端口对应不同相位差，这样在天线阵列上就形成了不同波束指向。例如中国发明CN103414022B公布了一种5×6巴特勒矩阵，但是带宽窄，只支持1710-2170MHz频段，而且5×6巴特勒矩阵的各个模块是独立的，需要使用线缆和连接块连接，焊点多，回波隔离度和互调等参数一致性较差。

发明内容

本发明设计了一种基于5×6巴特勒矩阵的宽频带多波束形成网络及一种天线。该巴特勒矩阵网络具有结构简单、性能良好的优点、同时一体化的特点可以方便生产装配，提升生产效率，能满足工程应用中低旁瓣五波束基站天线的赋形需求。

本发明的第一方面提出一种基于5×6巴特勒矩阵的宽频带多波束形成网络，具体的方案如下：

一种基于5×6巴特勒矩阵的宽频带多波束形成网络，具有第一、第二、第三、第四、第五输入端口，以及第一、第二、第三、第四、第五、第六输出端口，包括基板及均以电路形式布设于所述基板上的第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八定向耦合器，第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一固定移相器，功分器；

每个定向耦合器均具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，每个固定移相器均具有一个输入端和一个输出端，所述功分器具有输入端、第一输出端和第二输出端；

所述功分器的输入端、第一定向耦合器的第一输入端、第二输入端及第二定向耦合器的第一输入端、第二输入端与所述第一输入端口、第二输入端口、第三输入端口、第四输入端口和第五输入端口一一对应连接，所述第六固定移相器的输出端、第七固定移相器的输出端、第八固定移相器的输出端、第九固定移相器的输出端、第十固定移相器的输出端与第十一固定移相器的输出端分别与第一输出端口、第二输出端口、第三输出端口、第四输出端口、第五输出端口和第六输出端口一一对应连接；

所述第一定向耦合器的第一输出端、第二输出端分别与第一固定移相器的输入端、第二固定移相器的输入端连接；

所述第二定向耦合器的第一输出端、第二输出端分别与第三固定移向器的输入端、第三定向耦合器的第二输入端连接；

所述第三定向耦合器的第一输出端、第二输出端分别与第四定向耦合器的第二输入端、第五固定移向器的输入端连接；

所述第四定向耦合器的第一输出端、第二输出端分别与第九固定移相器的输入端、第五定向耦合器的第一输入端连接；