[发明专利]一种二维多波束天线

权利要求书

1.一种二维多波束天线，其特征在于，包括：

二维8端口Butler矩阵，其包括：

四个正交耦合器，其输入端用于接收输入信号；

四个移相器，其输入端与所述四个正交耦合器的输出端口相连；

两个一维4×4Butler矩阵，其输入端与移相器的输出端相连，所述两个一维4×4Butler矩阵沿x轴对称放置；

天线阵列(300)，与两个一维4×4Butler矩阵的输出端相连；

利用所述正交耦合器和移相器在y方向上提供固定的相邻输出端口间相位差，同时利用所述两个一维4×4Butler矩阵在x方向上提供固定的相邻输出端口间相位差，实现两个维度上的波束形成网络，天线阵列用于在不同输入端口的激励下得到不同指向的波束，实现波束扫描。

2.根据权利要求1所述的一种二维多波束天线，其特征在于，所述一维4×4Butler矩阵包括：

两个一级正交耦合器，其输入端与所述移相器的输出端相连；

一级交叉结，其输入端与两个一级正交耦合器的输出端相连；

两个45°移相器，其输入端与所述第一级正交耦合器的输出端相连；

两个二级正交耦合器，其输入端分别与所述两个45°移相器的输出端相连，与一级交叉结的输出端相连；

两个0°移相器，其输入端与所述两个二级正交耦合器的输出端相连，其输出端与天线阵列(300)的输入端相连；

二级交叉结，其输入端与两个二级正交耦合器的输出端相连，其输出端与天线阵列(300)的输入端相连。

3.根据权利要求1所述的一种二维多波束天线，其特征在于，还包括：互连转接结构，用于将接收到的输入信号输入所述四个正交耦合器的八个输入端口；

所述互连转接结构包括：

第一铜基微同轴线，其内导体(109)的其输出端与所述正交耦合器的输入端口相连；

铜质圆柱体(111)，设于所述第一铜基微同轴线内，所述铜质圆柱体(111)下部与所述铜基微同轴导体的内导体(109)一端连接；所述铜质圆柱体(111)的顶部延伸出第一铜基微同轴线的外导体(110)。

4.根据权利要求3所述的一种二维多波束天线，其特征在于，所述互连转接结构还包括：焊盘(112)，设于所述铜质圆柱体(111)顶部，所述焊盘(112)的截面面积大于所述铜质圆柱体(111)；

所述第一铜基微同轴线的外导体(110)在末端与所述焊盘(112)和铜质圆柱体共同构成一段圆形同轴线。

5.根据权利要求3所述的一种二维多波束天线，其特征在于，还包括：

多个释放孔(114)，周期性设于所述第一铜基微同轴线的外导体(110)外壁。

6.根据权利要求1所述的一种二维多波束天线，其特征在于，所述天线阵列(300)包括：

多个空气背腔贴片天线单元，所述空气背腔贴片天线单元包括：

第二铜基微同轴线，其包括互相嵌套的内导体和外导体；其内导体的输入端与所述一维4×4Butler矩阵的输出端相连；

辐射贴片(311)，其底部与所述铜质导线的内导体的输出端相连；

空气背腔(312)，用于与辐射贴片共同形成天线，其外部与第二铜基微同轴线的外导体连接；

所述空气背腔(312)底部设有两个介质支撑体。

7.根据权利要求6所述的一种二维多波束天线，其特征在于，

所述辐射贴片(311)顶部设有两条缝隙。

8.根据权利要求3所述的一种二维多波束天线，其特征在于，第一铜基微同轴线的外导体(110)外壁周期性设有尺寸相同的多个释放孔，释放孔的尺寸为0.2mm×0.2mm×0.2mm。

9.根据权利要求1所述的一种二维多波束天线，其特征在于，所述正交耦合器的输入输出端口为内导体宽度为0.33mm的8层金属铜基微同轴线；所述正交耦合器的串联臂为内导体宽度0.48mm、内导体长度1.02mm的8层金属铜基微同轴线；所述正交耦合器的并联臂为内导体宽度0.33mm、内导体长度0.95mm的8层金属铜基微同轴线；

所述串联臂的电长度为λ/4，特性阻抗为50/2，并联臂的特性阻抗为50Ω。