CN112072311A - 一种宽带二维波束赋形网络 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种宽带二维波束赋形网络，该波束赋形网络有4个输入端口，16个输出端口，主要由六个相同的2×4的巴特勒矩阵设置在堆叠介质中的不同介质板上，构成平面化的二维波束赋形网络，每个2×4的巴特勒矩阵设置有第一输入端口、第二输入端口、第一输出端口、第二输出端口、第三输出端口、第四输出端口、3dB/90°定向耦合器、第一等幅反相功率分配器和第二等幅反相功率分配器，能够在2GHz‑4GHz的范围内输出等幅度且相邻输出端口之间相位差为+90°或‑90°的信号，能够直接与二维天线阵列相连接；本发明能够节省大量的空间，有利于系统的小型化，具有设计简单、加工成本低、工作带宽大的特点。
Description
技术领域
本发明涉及波束赋形网络馈电的技术领域，尤其是指一种宽带二维波束赋形网络。
背景技术
随着无线通信技术的快速发展，第五代移动通信技术对于通信系统的容量和传输速率有着更高的要求。为了实现这一要求，5G通信的工作频率也有所提高，更高的频率将会带来更大的损耗，而多波束天线具有高增益、窄波束的特点，因此运用多波束天线能够良好地解决以上问题。波束赋形网络作为天线波束切换的重要组成部分，也成为了近些年的研究热点之一，对于大多数的无线通信系统，实现一个二维的波束赋形网络是非常有必要的，而在现有的文献中，大多数都是关于一维波束赋形的研究，只有一部分是关于二维波束赋形网络的研究，而宽带二维波束赋形网络的研究更是少之又少。
其中，Lian等[Lian J W,Ban Y L,Zhu J Q,et al.Planar 2-D Scanning SIWMultibeam Array With Low Sidelobe Level for Millimeter-Wave Applications[J].IEEE Transactions on Antennas and Propagation,2019:1-1.]提出了一种4×16的二维波束赋形网络应用在毫米波多波束天线中。在这个波束赋形网络中，第一阶采用2个2×4的巴特勒矩阵，第二阶采用4个2×4的巴特勒矩阵，实现了4个输入端口，16个输出端口的波束赋形网络，此外还采用了天线之间的反相结构来弥补180°的移相器，但其采用立体结构实现二维波束赋形网络会增加整个系统的体积，不利于系统的小型化。
本发明在了解和认识了近年来的研究状况后，探究利用2×4的巴特勒矩阵来实现平面化结构的二维波束赋形网络。
发明内容
本发明目的在于为解决现有技术中的不足，提供了一种宽带二维波束赋形网络，该波束赋形网络有4个输入端口，16个输出端口，主要由六个相同的2×4的巴特勒矩阵构成，能够在2GHz-4GHz的范围内输出等幅度且相邻输出端口之间相位差为+90°或-90°的信号。
为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种宽带二维波束赋形网络，包括第一2×4巴特勒矩阵、第二2×4巴特勒矩阵、第三2×4巴特勒矩阵、第四2×4巴特勒矩阵、第五2×4巴特勒矩阵、第六2×4巴特勒矩阵以及依次叠置的第一接地层、第一介质板、第二介质板、第三介质板、第二接地层、第四介质板、第五介质板、第六介质板和第三接地层；所述第一2×4巴特勒矩阵和第二2×4巴特勒矩阵设置在第二介质板上，所述第三2×4巴特勒矩阵、第四2×4巴特勒矩阵、第五2×4巴特勒矩阵和第六2×4巴特勒矩阵设置在第五介质板上，所述第一2×4巴特勒矩阵和第二2×4巴特勒矩阵的输出端口分别与第三2×4巴特勒矩阵、第四2×4巴特勒矩阵、第五2×4巴特勒矩阵和第六2×4巴特勒矩阵的输入端口连接，信号能够从第一2×4巴特勒矩阵和第二2×4巴特勒矩阵的4个输入端口中的任意一个输入，传输到第三2×4巴特勒矩阵、第四2×4巴特勒矩阵、第五2×4巴特勒矩阵和第六2×4巴特勒矩阵的16个输出端口输出。
进一步，所述第一2×4巴特勒矩阵和第二2×4巴特勒矩阵由第一传输线和第二传输线组成，所述第一传输线设置在第二介质板的上表面，所述第二传输线设置在第二介质板的下表面，所述第三2×4巴特勒矩阵、第四2×4巴特勒矩阵、第五2×4巴特勒矩阵和第六2×4巴特勒矩阵由第三传输线和第四传输线组成，所述第三传输线设置在第五介质板的上表面，所述第四传输线设置在第五介质板的下表面，所述第一传输线与第三传输线通过第一连接导体连接，所述第二传输线与第四传输线通过第二连接导体连接。
进一步，每个2×4巴特勒矩阵均设置有第一输入端口、第二输入端口、第一输出端口、第二输出端口、第三输出端口、第四输出端口、定向耦合器、第一等幅反相功率分配器和第二等幅反相功率分配器；其中，所述定向耦合器包括第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，每个等幅反相功率分配器包括输入端、第一输出端和第二输出端，所述定向耦合器的第一输入端与第一输入端口连接，所述定向耦合器的第一输出端与第一等幅反相功率分配器的输入端连接，所述第一等幅反相功率分配器的第一输出端与第一输出端口连接，所述第一等幅反相功率分配器的第二输出端与第二输出端口连接，所述定向耦合器的第二输入端与第二输入端口连接，所述定向耦合器的第二输出端与第二等幅反相功率分配器的输入端连接，所述第二等幅反相功率分配器的第一输出端与第三输出端口连接，所述第二等幅反相功率分配器的第二输出端与第四输出端口连接。
进一步，所述定向耦合器为3dB/90°定向耦合器。
进一步，当信号从第一2×4巴特勒矩阵的第一输入端口输入时，信号最终会传输至第三2×4巴特勒矩阵、第四2×4巴特勒矩阵、第五2×4巴特勒矩阵和第六2×4巴特勒矩阵的16个输出端口，16个输出端口的信号幅度相等，同一个2×4巴特勒矩阵的输出端口相位差为-90°，各个2×4巴特勒矩阵的第一输出端口之间、第二输出端口之间、第三输出端口之间、第四输出端口之间的相位差为-90°，且能够在2GHz-4GHz的宽带范围内保持稳定。
进一步，当信号从第一2×4巴特勒矩阵的第二输入端口输入时，信号最终会传输至第三2×4巴特勒矩阵、第四2×4巴特勒矩阵、第五2×4巴特勒矩阵和第六2×4巴特勒矩阵的16个输出端口，16个输出端口的信号幅度相等，同一个2×4巴特勒矩阵的输出端口相位差为-90°，各个2×4巴特勒矩阵的第一输出端口之间、第二输出端口之间、第三输出端口之间、第四输出端口之间的相位差为+90°，且能够在2GHz-4GHz的宽带范围内保持稳定。
进一步，当信号从第二2×4巴特勒矩阵的第一输入端口输入时，信号最终会传输至第三2×4巴特勒矩阵、第四2×4巴特勒矩阵、第五2×4巴特勒矩阵和第六2×4巴特勒矩阵的16个输出端口，16个输出端口的信号幅度相等，同一个2×4巴特勒矩阵的输出端口相位差为+90°，各个2×4巴特勒矩阵的第一输出端口之间、第二输出端口之间、第三输出端口之间、第四输出端口之间的相位差为-90°，且能够在2GHz-4GHz的宽带范围内保持稳定。
进一步，当信号从第二2×4巴特勒矩阵的第二输入端口输入时，信号最终会传输至第三2×4巴特勒矩阵、第四2×4巴特勒矩阵、第五2×4巴特勒矩阵和第六2×4巴特勒矩阵的16个输出端口，16个输出端口的信号幅度相等，同一个2×4巴特勒矩阵的输出端口相位差为+90°，各个2×4巴特勒矩阵的第一输出端口之间、第二输出端口之间、第三输出端口之间、第四输出端口之间的相位差为+90°，且能够在2GHz-4GHz的宽带范围内保持稳定。
本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
1、本发明将传输线路布置于堆叠介质中，形成一种平面化结构，与以往二维波束赋形网络相比，节省了大量的空间，有利于系统的小型化。
2、能够在2GHz-4GHz的频带范围内产生等幅度和相位差以保持稳定的信号。
3、采用宽带等幅反相的功率分配器来替代了传统2×4巴特勒矩阵中的交叉结构，形成了环形的2×4巴特勒矩阵结构。
4、本发明公开的波束赋形网络能够应用于天线阵列的二维波束赋形，并且输出端口之间预留了一定的距离，方便与天线阵列之间相连接。
5、本发明具有设计简单、加工成本低、工作带宽大的特点，具有经济适用性。
附图说明
图1为宽带二维波束赋形网络的结构示意图。
图2为宽带二维波束赋形网络的介质结构示意图。
图3为定向耦合器的结构示意图。
图4为等幅反相功率分配器的结构示意图。
图5为2×4巴特勒矩阵的结构示意图。
图6为信号输入2×4巴特勒矩阵的流程图。
图7为信号输入宽带二维波束赋形网络的原理图。
图8为宽带二维波束赋形网络的第一输入端口馈电仿真图。
图9为宽带二维波束赋形网络的第四输入端口馈电仿真图。
图10为第一输入端口馈电时的输出端口相位差仿真图。
图11为第四输入端口馈电时的输出端口相位差仿真图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
参见图1和图2所示，本实施例提供了一种宽带二维波束赋形网络，包括第一2×4巴特勒矩阵3、第二2×4巴特勒矩阵4、第三2×4巴特勒矩阵5、第四2×4巴特勒矩阵6、第五2×4巴特勒矩阵7、第六2×4巴特勒矩阵8以及依次叠置的第一接地层27、第一介质板21、第二介质板22、第三介质板23、第二接地层28、第四介质板24、第五介质板25、第六介质板26、第三接地层29。
其中，第一2×4巴特勒矩阵和第二2×4巴特勒矩阵由第一传输线210和第二传输线211组成，第三2×4巴特勒矩阵、第四2×4巴特勒矩阵、第五2×4巴特勒矩阵和第六2×4巴特勒矩阵由第三传输线212和第四传输线213组成，所述第一传输线210设置在第二介质板的上表面，所述第二传输线211设置在第二介质板的下表面，所述第三传输线212设置在第五介质板上表面，所述第四传输线213设置在第五介质板的下表面，所述第一传输线210与第三传输212线通过第一连接导体214连接，所述第二传输线211与第四传输线213通过第二连接导体215连接。
参见图3所示，所述第一2×4巴特勒矩阵3的3dB/90°定向耦合器37包括第一输入端口371、第二输入端口372、第一输出端口373和第二输出端口374。当信号从第一2×4巴特勒矩阵3的3dB/90°定向耦合器37的第一输入端口371输入时，第一2×4巴特勒矩阵3的3dB/90°定向耦合器37的第一输出端口373和第一2×4巴特勒矩阵3的3dB/90°定向耦合器37的第二输出端口374之间输出信号幅度相等，相位差为+90°，当信号从第一2×4巴特勒矩阵3的3dB/90°定向耦合器37的第二输入端口372输入时，第一2×4巴特勒矩阵3的3dB/90°定向耦合器37的第一输出端口373和第一2×4巴特勒矩阵3的3dB/90°定向耦合器37的第二输出端口374输出信号的幅度相等，相位差为-90°；
所述第二2×4巴特勒矩阵4的3dB/90°定向耦合器47、第三2×4巴特勒矩阵5的3dB/90°定向耦合器57、第四2×4巴特勒矩阵6的3dB/90°定向耦合器67、第五2×4巴特勒矩阵7的3dB/90°定向耦合器77和第六2×4巴特勒矩阵8的3dB/90°定向耦合器87与第一2×4巴特勒矩阵3的3dB/90°定向耦合器37结构和功能一致。
参见图4所示，所述第一2×4巴特勒矩阵3的第一等幅反相功率分配器38还包括输入端口381、第一输出端口382和第二输出端口383。当信号从第一2×4巴特勒矩阵3的第一等幅反相功率分配器38的输入端口381输入时，第一2×4巴特勒矩阵3的第一等幅反相功率分配器38的第一输出端口382和第一2×4巴特勒矩阵3的第一等幅反相功率分配器38的第二输出端口383输出信号的幅度相等，相位差为180°；
各个2×4巴特勒矩阵的等幅反相功率分配器和第一2×4巴特勒矩阵3的第一等幅反相功率分配器38结构和功能一致。
参见图5和图6所示，所述第一2×4巴特勒矩阵3包括第一输入端口31、第二输入端口32、第一输出端口33、第二输出端口34、第三输出端口35、第四输出端口36、3dB/90°定向耦合器37、第一等幅反相功率分配器38和第二等幅反相功率分配器39；其中，所述3dB/90°定向耦合器37包括第一输入端371、第二输入端372、第一输出端373和第二输出端374，每个等幅反相功率分配器包括输入端、第一输出端和第二输出端，所述3dB/90°定向耦合器37的第一输入端371与第一输入端口31连接，所述3dB/90°定向耦合器37的第一输出端373与第一等幅反相功率分配器的输入端381连接，所述第一等幅反相功率分配器的第一输出端382与第一输出端口33连接，所述第一等幅反相功率分配器38的第二输出端383与第二输出端口34连接，所述3dB/90°定向耦合器37的第二输入端372与第二输入端口32连接，所述3dB/90°定向耦合器37的第二输出端374与第二等幅反相功率分配器39的输入端391连接，所述第二等幅反相功率分配器39的第一输出端392与第三输出端口35连接，所述第二等幅反相功率分配器39的第二输出端393与第四输出端口36连接；当信号从第一2×4巴特勒矩阵3的第一输入端口31输入时，四个输出端口34与33、35与34、36与35之间的相位差为-90°且幅度相等，当信号从第一2×4巴特勒矩阵3的第二输入端口32输入时，四个输出端口34与33、35与34、36与35之间的相位差为+90°且幅度相等；
所述第二2×4巴特勒矩阵4、第三2×4巴特勒矩阵5、第四2×4巴特勒矩阵6、第五2×4巴特勒矩阵7、第六2×4巴特勒矩阵8与第一2×4巴特勒矩阵3的结构和功能一致。
参见图7所示，当信号从波束赋形网络第一输入端口(即第一2×4巴特勒矩阵3的第一输入端口31)输入时，输入的信号通过第一2×4巴特勒矩阵3后，从第一2×4巴特勒矩阵3的四个输出端口输出等幅度且相位差为-90°的信号，这四个信号分别输出给第六2×4巴特勒矩阵8的第一输入端口81、第五2×4巴特勒矩阵7的第一输入端口71、第四2×4巴特勒矩阵6的第一输入端口61、第三2×4巴特勒矩阵5的第一输入端口51，最后波束赋形网络中所有输出端口输出幅度相等的信号，且该幅度相等的信号在第三2×4巴特勒矩阵5、第四2×4巴特勒矩阵6、第五2×4巴特勒矩阵7、第六2×4巴特勒矩阵8中，同一个2×4巴特勒矩阵的输出端口输出的相位差为-90°，各个2×4巴特勒矩阵的第一输出端口之间、第二输出端口之间、第三输出端口之间、第四输出端口之间输出的相位差为-90°，同时信号在2GHz-4GHz的宽带范围内保持稳定。
当信号从波束赋形网络的第二输入端口(即第一2×4巴特勒矩阵3的第二输入端口32)输入时，输入的信号通过第一2×4巴特勒矩阵3，第一2×4巴特勒矩阵3的四个输出端口输出等幅度且相位差为+90°的信号，这四个信号分别输出给第六2×4巴特勒矩阵8的第一输入端口81、第五2×4巴特勒矩阵7的第一输入端口71、第四2×4巴特勒矩阵6的第一输入端口61、第三2×4巴特勒矩阵5的第一输入端口51，最后波束赋形网络中所有输出端口输出幅度相等的信号，且该幅度相等的信号在第三2×4巴特勒矩阵5、第四2×4巴特勒矩阵6、第五2×4巴特勒矩阵7、第六2×4巴特勒矩阵8中，同一个2×4巴特勒矩阵的输出端口输出的相位差为-90°，各个2×4巴特勒矩阵的第一输出端口之间、第二输出端口之间、第三输出端口之间、第四输出端口之间输出的相位差为+90°，同时信号在2GHz-4GHz的宽带范围内保持稳定。
当信号从波束赋形网络的第三输入端口(即第二2×4巴特勒矩阵4的第一输入端口41)输入时，输入的信号通过第二2×4巴特勒矩阵4，第二2×4巴特勒矩阵4的四个输出端口输出等幅度且相位差为-90°的信号，这四个信号分别输出给第六2×4巴特勒矩阵8的第二输入端口82、第五2×4巴特勒矩阵7的第二输入端口72、第四2×4巴特勒矩阵6的第二输入端口62、第三2×4巴特勒矩阵5的第二输入端口52，最后波束赋形网络中所有输出端口输出幅度相等的信号，且该幅度相等的信号在第三2×4巴特勒矩阵5、第四2×4巴特勒矩阵6、第五2×4巴特勒矩阵7、第六2×4巴特勒矩阵8中，同一个2×4巴特勒矩阵的输出端口输出的相位差为+90°，各个2×4巴特勒矩阵的第一输出端口之间、第二输出端口之间、第三输出端口之间、第四输出端口之间输出的相位差为-90°，同时信号在2GHz-4GHz的宽带范围内保持稳定。
当信号从波束赋形网络的第四输入端口(即第二2×4巴特勒矩阵4的第二输入端口42)输入时，输入的信号通过第二2×4巴特勒矩阵4，第二2×4巴特勒矩阵4的四个输出端口输出等幅度且相位差为+90°的信号，这四个信号分别输出给第六2×4巴特勒矩阵8的第二输入端口82、第五2×4巴特勒矩阵7的第二输入端口72、第四2×4巴特勒矩阵6的第二输入端口62、第三2×4巴特勒矩阵5的第二输入端口52，最后波束赋形网络中所有输出端口输出幅度相等的信号，且该幅度相等的信号在第三2×4巴特勒矩阵5、第四2×4巴特勒矩阵6、第五2×4巴特勒矩阵7、第六2×4巴特勒矩阵8中，同一个2×4巴特勒矩阵的输出端口输出的相位差为+90°，各个2×4巴特勒矩阵的第一输出端口之间、第二输出端口之间、第三输出端口之间、第四输出端口之间输出的相位差为+90°，同时信号在2GHz-4GHz的宽带范围内保持稳定。
参见图8所示，本发明的第一输入端口(即第一2×4巴特勒矩阵3的第一输入端口31)馈电时的仿真结果，在2GHz-4GHz范围内，各个输出端口基本上等功率输出。
参见图9所示，本发明的第四输入端口(即第二2×4巴特勒矩阵4的第二输入端口42)馈电时的仿真结果，在2GHz-4GHz范围内，各个输出端口基本上等功率输出。
参见图10所示，本发明的第一输入端口(即第一2×4巴特勒矩阵3的第一输入端口31)馈电时相邻端口的相位差仿真结果，在2GHz-4GHz范围内，同一个2×4巴特勒矩阵的输出端口之间输出信号的相位差为-90°，相位的误差保持在一定范围内，对信号影响不大；各个2×4巴特勒矩阵的第一输出端口之间、第二输出端口之间、第三输出端口之间、第四输出端口之间输出信号的相位差为-90°，相位的误差保持在一定范围内，对波束赋形网络性能影响不大。
参见图11所示，本发明的第四输入端口(即第二2×4巴特勒矩阵4的第二输入端口42)馈电时相邻端口的相位差仿真结果，在2GHz-4GHz范围内，同一个2×4巴特勒矩阵的输出端口之间输出信号的相位差为+90°，相位的误差保持在一定范围内，对信号影响不大；各个2×4巴特勒矩阵的第一输出端口之间、第二输出端口之间、第三输出端口之间、第四输出端口之间输出信号的相位差为+90°，相位的误差保持在一定范围内，对波束赋形网络性能影响不大。
以上所述之实施例只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种宽带二维波束赋形网络，其特征在于：包括第一2×4巴特勒矩阵、第二2×4巴特勒矩阵、第三2×4巴特勒矩阵、第四2×4巴特勒矩阵、第五2×4巴特勒矩阵、第六2×4巴特勒矩阵以及依次叠置的第一接地层、第一介质板、第二介质板、第三介质板、第二接地层、第四介质板、第五介质板、第六介质板和第三接地层；所述第一2×4巴特勒矩阵和第二2×4巴特勒矩阵设置在第二介质板上，所述第三2×4巴特勒矩阵、第四2×4巴特勒矩阵、第五2×4巴特勒矩阵和第六2×4巴特勒矩阵设置在第五介质板上，所述第一2×4巴特勒矩阵和第二2×4巴特勒矩阵的输出端口分别与第三2×4巴特勒矩阵、第四2×4巴特勒矩阵、第五2×4巴特勒矩阵和第六2×4巴特勒矩阵的输入端口连接，信号能够从第一2×4巴特勒矩阵和第二2×4巴特勒矩阵的4个输入端口中的任意一个输入，传输到第三2×4巴特勒矩阵、第四2×4巴特勒矩阵、第五2×4巴特勒矩阵和第六2×4巴特勒矩阵的16个输出端口输出。
2.根据权利要求1所述的一种宽带二维波束赋形网络，其特征在于：所述第一2×4巴特勒矩阵和第二2×4巴特勒矩阵由第一传输线和第二传输线组成，所述第一传输线设置在第二介质板的上表面，所述第二传输线设置在第二介质板的下表面，所述第三2×4巴特勒矩阵、第四2×4巴特勒矩阵、第五2×4巴特勒矩阵和第六2×4巴特勒矩阵由第三传输线和第四传输线组成，所述第三传输线设置在第五介质板的上表面，所述第四传输线设置在第五介质板的下表面，所述第一传输线与第三传输线通过第一连接导体连接，所述第二传输线与第四传输线通过第二连接导体连接。
3.根据权利要求1所述的一种宽带二维波束赋形网络，其特征在于：每个2×4巴特勒矩阵均设置有第一输入端口、第二输入端口、第一输出端口、第二输出端口、第三输出端口、第四输出端口、定向耦合器、第一等幅反相功率分配器和第二等幅反相功率分配器；其中，所述定向耦合器包括第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，每个等幅反相功率分配器包括输入端、第一输出端和第二输出端，所述定向耦合器的第一输入端与第一输入端口连接，所述定向耦合器的第一输出端与第一等幅反相功率分配器的输入端连接，所述第一等幅反相功率分配器的第一输出端与第一输出端口连接，所述第一等幅反相功率分配器的第二输出端与第二输出端口连接，所述定向耦合器的第二输入端与第二输入端口连接，所述定向耦合器的第二输出端与第二等幅反相功率分配器的输入端连接，所述第二等幅反相功率分配器的第一输出端与第三输出端口连接，所述第二等幅反相功率分配器的第二输出端与第四输出端口连接。
4.根据权利要求3所述的一种宽带二维波束赋形网络，其特征在于：所述定向耦合器为3dB/90°定向耦合器。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的一种宽带二维波束赋形网络，其特征在于：当信号从第一2×4巴特勒矩阵的第一输入端口输入时，信号最终会传输至第三2×4巴特勒矩阵、第四2×4巴特勒矩阵、第五2×4巴特勒矩阵和第六2×4巴特勒矩阵的16个输出端口，16个输出端口的信号幅度相等，同一个2×4巴特勒矩阵的输出端口相位差为-90°，各个2×4巴特勒矩阵的第一输出端口之间、第二输出端口之间、第三输出端口之间、第四输出端口之间的相位差为-90°，且能够在2GHz-4GHz的宽带范围内保持稳定。
6.根据权利要求1至4任意一项所述的一种宽带二维波束赋形网络，其特征在于：当信号从第一2×4巴特勒矩阵的第二输入端口输入时，信号最终会传输至第三2×4巴特勒矩阵、第四2×4巴特勒矩阵、第五2×4巴特勒矩阵和第六2×4巴特勒矩阵的16个输出端口，16个输出端口的信号幅度相等，同一个2×4巴特勒矩阵的输出端口相位差为-90°，各个2×4巴特勒矩阵的第一输出端口之间、第二输出端口之间、第三输出端口之间、第四输出端口之间的相位差为+90°，且能够在2GHz-4GHz的宽带范围内保持稳定。
7.根据权利要求1至4任意一项所述的一种宽带二维波束赋形网络，其特征在于：当信号从第二2×4巴特勒矩阵的第一输入端口输入时，信号最终会传输至第三2×4巴特勒矩阵、第四2×4巴特勒矩阵、第五2×4巴特勒矩阵和第六2×4巴特勒矩阵的16个输出端口，16个输出端口的信号幅度相等，同一个2×4巴特勒矩阵的输出端口相位差为+90°，各个2×4巴特勒矩阵的第一输出端口之间、第二输出端口之间、第三输出端口之间、第四输出端口之间的相位差为-90°，且能够在2GHz-4GHz的宽带范围内保持稳定。
8.根据权利要求1至4任意一项所述的一种宽带二维波束赋形网络，其特征在于：当信号从第二2×4巴特勒矩阵的第二输入端口输入时，信号最终会传输至第三2×4巴特勒矩阵、第四2×4巴特勒矩阵、第五2×4巴特勒矩阵和第六2×4巴特勒矩阵的16个输出端口，16个输出端口的信号幅度相等，同一个2×4巴特勒矩阵的输出端口相位差为+90°，各个2×4巴特勒矩阵的第一输出端口之间、第二输出端口之间、第三输出端口之间、第四输出端口之间的相位差为+90°，且能够在2GHz-4GHz的宽带范围内保持稳定。
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|---|---|---|---|---|
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090167605A1 (en) * | 2006-06-09 | 2009-07-02 | Qinetiq Limited | Phased Array Antenna System with Two Dimensional Scanning |
| US20140320345A1 (en) * | 2013-04-26 | 2014-10-30 | Thales | Distributed feeding device for antenna beamforming |
| US20170062950A1 (en) * | 2014-05-14 | 2017-03-02 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Multi-beam antenna system and phase adjustment method for multi-beam antenna system, and dual-polarized antenna system |
| CN108110425A (zh) * | 2017-12-20 | 2018-06-01 | 京信通信系统（中国）有限公司 | 2×4宽频巴特勒矩阵板、巴特勒矩阵及多波束天线 |
| CN109494481A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-03-19 | 广东博纬通信科技有限公司 | 一种2×4巴特勒矩阵波束形成网络 |
| CN212571368U (zh) * | 2020-08-26 | 2021-02-19 | 华南理工大学 | 一种宽带二维波束赋形网络 |
-
2020
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090167605A1 (en) * | 2006-06-09 | 2009-07-02 | Qinetiq Limited | Phased Array Antenna System with Two Dimensional Scanning |
| US20140320345A1 (en) * | 2013-04-26 | 2014-10-30 | Thales | Distributed feeding device for antenna beamforming |
| US20170062950A1 (en) * | 2014-05-14 | 2017-03-02 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Multi-beam antenna system and phase adjustment method for multi-beam antenna system, and dual-polarized antenna system |
| CN108110425A (zh) * | 2017-12-20 | 2018-06-01 | 京信通信系统（中国）有限公司 | 2×4宽频巴特勒矩阵板、巴特勒矩阵及多波束天线 |
| CN109494481A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-03-19 | 广东博纬通信科技有限公司 | 一种2×4巴特勒矩阵波束形成网络 |
| CN212571368U (zh) * | 2020-08-26 | 2021-02-19 | 华南理工大学 | 一种宽带二维波束赋形网络 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| XIAOZHOU WANG: "Compact 2-D Multibeam Array Antenna Fed by Planar Cascaded Butler Matrix for Millimeter-Wave Communication", 《 IEEE ANTENNAS AND WIRELESS PROPAGATION LETTERS》, 23 August 2019 (2019-08-23) * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113097721A (zh) * | 2021-03-30 | 2021-07-09 | 华南理工大学 | 一种相位差频变的宽带巴特勒矩阵馈电网络 |
Also Published As
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