[发明专利]一种小型化输出相差360°连续可调的巴特勒矩阵

说明书

本发明提供一种小型化输出相差360°连续可调的巴特勒矩阵，涉及无线通信系统领域，包括四个3‑dB混合电桥、四个可调移相器、输入端口1～4以及输出端口5～8，利用这样的一种小型化输出相差360°连续可调的巴特勒矩阵，充分利用可重构技术，实现了输出端口之间相位差360°全相位可调，可用于2×2天线面阵或1×4天线线阵的馈电，实现天线波束的二维或一维扫描。极大的提高了传统巴特勒矩阵的功能性与实用性。

技术领域

本发明涉及无线通信系统领域，尤其是一种小型化输出相差360°连续可调的巴特勒矩阵。

背景技术

多波束天线由于能够产生多个同时但独立的高增益定向波束已经得到了广泛得研究和应用。多波束天线主要由天线阵列和波束形成网络组成，波束形成网络是进行天线波束扫描的关键部件。传统的波束形成网络如ButlerMatrix，NolenMatrix，透镜天线等有着低成本，简易性等特点，已经得到的广泛地研究和应用。

传统的波束形成网络，如巴特勒矩阵(ButlerMatrix)等虽然有着结构简单，成本较低等优点，但其缺点也很显著。即传统的无源波束形成网络只能产生几个固定的输出相位差，对应的阵列天线波束固定，只能在有限个天线波束之间切换，天线波束无法连续扫描。现代通信系统中，收发前端往往需要一个或者多个准确可控的天线波束。显然传统无源波束形成网络已经无法满足此需求。

发明内容

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种小型化输出相差360°连续可调的巴特勒矩阵包括四个3-dB混合电桥、四个可调移相器、输入端口1～4以及输出端口5～8；

第一3-dB混合电桥的两个输入端口分别与输入端口1和输入端口2连接，两个输出端口分别与第一可调移相器的输入端口和第四3-dB混合电桥的一个输入端口连接；

第二3-dB混合电桥的两个输入端口分别与输入端口3和输入端口4连接，两个输出端口分别与第二可调移相器的输入端口和第四3-dB混合电桥的另一个输入端口连接；

第三3-dB混合电桥的两个输入端口分别与第一可调移相器的输出端口和第二可调移相器的输出端口连接，两个输出端口分别与第三可调移相器的输入端口和输出端口7连接；

第四3-dB混合电桥的两个输出端口分别与第四可调移相器的输入端口和输出端口8连接；

第三可调移相器的输出端口与输出端口5连接、第四可调移相器的输出端口与输出端口6连接。

优选的，所述第一可调移相器、第二可调移相器、第三可调移相器、第四可调移相器的相移量分别为-90°～90°、-90°～0°、-90°～90°、-90°～90°。

优选的，所述第一可调移相器、第二可调移相器产生的相移量是y方向的相移量；第三可调移相器、第四可调移相器产生的相移量是x方向的相移量；

x方向和y方向在空间中相互垂直。

优选的，所述四个可调移相器的相移量均为-90°～90°。

优选的，所述第一可调移相器、第二可调移相器、第三可调移相器、第四可调移相器产生的相移量是同一方向的相移量。

优选的，所述可调移相器为可调反射式移相器，可调反射式移相器由耦合器和加载在耦合器直通端口、耦合端口上的可调变容二极管组成。

优选的，所述3-dB混合电桥包括两个输入端口和两个输出端口，当两个输入端口中的任一个输入端口有信号输入时，这个3-dB混合电桥将输入信号分为两个互为等幅、且具有90°相位差的信号，分别从两个输出端口输出。

优选的，输入端口1～4中的某一个端口作为输入端口时，其他输入端口中的一个或多个连接匹配负载；