CN205911443U - 巴特勒矩阵网络及多波束天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种巴特勒矩阵网络及多波束天线，适用于天线技术领域，包括：至少两个输入端口、至少两个输出端口以及至少一个功分网络、一个定向耦合器；所述输入端口、所述输出端口通过所述定向耦合器与所述功分网络相连接，所述输出端口之间固定相位差90°。借此，本实用新型通过改进巴特勒矩阵的结构，通过单个定向耦合器实现多阵元之间具有恒等相位差的馈电，具有结构简单、成本低的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及天线技术领域，尤其涉及一种巴特勒矩阵网络及多波束天线。
背景技术
巴特勒矩阵是一种多输入多输出的矩阵网络，利用混合接头和固定移相器组合起来的天线波束形成网络通过巴特勒矩阵可形成多个波束，每个波束都能获得整个天线面的增益，天线的效率更高，广泛应用于通信和雷达系统中。它包含n个输入端口或者同等数量的输出端口或辐射单元。当在某一输入端口引进了一个信号时，即在所有的输出端口产生等幅激励，且他们的之间具有恒等的相位差，可在空间某一角度方向产生辐射。也就是说它可使阵列天线均匀分布，并使阵元之间具有恒等相位差的馈电方式。随着运营商建网速度的加快，多波束天线以其高效率，高增益的优点得到了广泛的应用，对其主要部件巴特勒网络的多样化提出了更高的要求。
综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。
实用新型内容
针对上述的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种巴特勒矩阵网络，其目的在于，具有结构简单，成本低的优点。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种巴特勒矩阵网络，应用于多波束天线，其特征在于，包括：
至少两个输入端口、至少两个输出端口以及至少一个功分网络、一个定向耦合器；所述输入端口、所述输出端口通过所述定向耦合器与所述功分网络相连接，所述输出端口之间具有90°的固定相位差。
根据本实用新型所述巴特勒矩阵网络，所述巴特勒矩阵网络包括两个所述输入端口，四个所述输出端口，两个所述功分网络和一个所述定向耦合器。
根据本实用新型所述巴特勒矩阵网络，所述四个输出端口之间相位相差90°(或-90°)，两个所述输入端口与所述定向耦合器的所述输入端口电气连接；两个功分网络与所述定向耦合器的所述输出端口相连；单个所述功分网络的两个所述输出端口之间相位相反；所述巴特勒矩阵网络的四个所述输出端口与所述功分网络的四个输出端口相连。
根据本实用新型所述巴特勒矩阵网络，所述述功分网络是一分二的功分网络。
根据本实用新型所述巴特勒矩阵网络，两个所述功分网络的输出相位是相同的。
根据本实用新型所述巴特勒矩阵网络，单个所述功分网络的具有两个所述输出端口，两个所述输出端口之间相位差180°；
当对所述巴特勒矩阵网络的所述第一输入端口馈电时，经过所述定向耦合器输出的两个所述输出端口相对相位差为90°，经过第一功分网络和第二功分网络后，第一输出端口、第二输出端口、第三输出端口、第四输出端口的相对相位分别为0°、90°、180°和270°；和/或
当对所述巴特勒矩阵网络的第二输入端口馈电时，所述第一输出端口、所述第二输出端口、所述第三输出端口、所述第四输出端口的相对相位分别为0°、270°、180°和90°。
根据本实用新型所述巴特勒矩阵网络，所述定向耦合器的实现方式包括正交混合网络或电桥。
根据本实用新型所述巴特勒矩阵网络，所述功分网络上设置有用于平衡频段内相位差的装置，所述平衡频段内相位差的装置包括开路线和/或短路线。
根据本实用新型所述巴特勒矩阵网络，所述巴特勒矩阵网络设置于基站发射天线阵列中。
还提供一种包括如上述任一项所述的所述巴特勒矩阵网络的多波束天线。
本实用新型通过改进多波束天线的巴特勒矩阵结构，实现阵列天线均匀分布，并使阵元之间具有恒等相位差的馈电，具有结构简单、成本低的特点。
附图说明
图1是本实用新型巴特勒矩阵网络的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
为了解决上述问题，本实用新型提供一种巴特勒矩阵网络，该巴特勒矩阵网络借助的零部件可以是内置的硬件单元、软件单元和/或软硬件结合单元，结合图示说明，如图1所示，本实用新型提供的巴特勒矩阵网络100，应用于多波束天线，包括：
至少两个输入端口、至少两个输出端口以及至少一个功分网络、一个定向耦合器103；所述输入端口、所述输出端口通过所述定向耦合器103与所述功分网络相连接，所述输出端口之间具有90°的固定相位差(或-90°)的巴特勒矩阵结构。
进一步地，如图1所示，所述巴特勒矩阵网络100包括两个所述输入端口，四个所述输出端口，两个所述功分网络和一个所述定向耦合器103。优选的是，所述四个输出端口之间相位相差90°(或-90°)，两个所述输入端口与所述定向耦合器的所述输入端口电气连接；两个功分网络与所述定向耦合器103的所述输出端口相连；单个所述功分网络的两个所述输出端口之间相位相反；所述巴特勒矩阵网络的四个所述输出端口与所述功分网络的四个输出端口相连。优选的是，所述述功分网络是一分二的功分网络，分为第一功分网络104和第二功分网络105，两个所述功分网络的输出相位是相同的。单个所述功分网络的具有两个所述输出端口，两个所述输出端口之间相位差180°。
当对所述巴特勒矩阵网络的所述第一输入端口馈电时，经过所述定向耦合器输出的两个所述输出端口相对相位差为90°，经过第一功分网络104和第二功分网络105，四个输出端口为第一输出端口106、第二输出端口107、第三输出端口108、第四输出端口109的相对相位分别为0°、90°、180°和270°；
另外，对于第二输入端口的馈电设置与所述第一输出端口的馈电设置相对应，当对所述巴特勒矩阵网络的第二输入端口馈电时，第一输出端口106、第二输出端口107、第三输出端口108、第四输出端口109的相对相位分别为0°、270°、180°和90°。优选的是本实施例中，定向耦合器103的实现方式包括正交混合网络或电桥。所述功分网络上设置有用于平衡频段内相位差的装置，所述平衡频段内相位差的装置包括开路线和/或短路线。
更好的是，所述巴特勒矩阵网络100设置于基站发射天线阵列中。
具体实施时的连接关系如图1所示，包括第一输入端口101和第二输入端口102，一个定向耦合器103，第一功分网络104和第二功分网络105，四个输出端口为第一输出端口106、第二输出端口107、第三输出端口108、第四输出端口109。单个功分网络的两个输出端口间相位差180°(或-180°)。当对第一输入端口101馈电时，经过定向耦合器103两端口相对相位分别为0°、-90°，经过第一功分网络104和第二功分网络105后，四个输出端口，即第一输出端口106，第二输出端口107，第三输出端口108，第四输出端口109的相对相位分别为0°、90°(或-270°)、180°(或-180°)、270°(或-90°)；同理，当对第二输入端口102馈电时，第一输出端口106、第二输出端口107、第三输出端口108、第四输出端口109的相对相位分别为0°、-90°(或270°)、-180°(或180°)、-270°(或90°)。
本实用新型还提供一种包括如上述任一项所述的巴特勒矩阵网络的多波束天线，在此不再赘述。
综上所述，本实用新型通过巴特勒矩阵网络的改进，通过单个定向耦合器实现多阵元之间具有恒等相位差的馈电，具有结构简单、成本低的特点。
当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种巴特勒矩阵网络，应用于多波束天线，其特征在于，包括：
至少两个输入端口、至少两个输出端口以及至少一个功分网络、一个定向耦合器；所述输入端口、所述输出端口通过所述定向耦合器与所述功分网络相连接，所述输出端口之间固定相位差90°。
2.根据权利要求1所述巴特勒矩阵网络，其特征在于，所述巴特勒矩阵网络包括两个所述输入端口，四个所述输出端口，两个所述功分网络和一个所述定向耦合器。
3.根据权利要求2所述的巴特勒矩阵网络，其特征在于，所述四个输出端口间相位相差90°，两个所述输入端口与所述定向耦合器的所述输入端口电气连接；两个功分网络与所述定向耦合器的所述输出端口相连；单个所述功分网络的两个所述输出端口之间相位相反；所述巴特勒矩阵网络的四个所述输出端口与所述功分网络的四个输出端口相连。
4.根据权利要求2所述的巴特勒矩阵网络，其特征在于，所述功分网络是一分二的功分网络。
5.根据权利要求2所述的巴特勒矩阵网络，其特征在于，两个所述功分网络的输出相位是相同的。
6.根据权利要求2所述的巴特勒矩阵网络，其特征在于，单个所述功分网络的具有两个所述输出端口，两个所述输出端口之间相位差180°；
当对所述巴特勒矩阵网络的第一输入端口馈电时，经过所述定向耦合器输出的两个所述输出端口相对相位差为90°，经过第一功分网络和第二功分网络后，第一输出端口、第二输出端口、第三输出端口、第四输出端口的相对相位分别为0°、90°、180°和270°；和/或
当对所述巴特勒矩阵网络的第二输入端口馈电时，所述第一输出端口、所述第二输出端口、所述第三输出端口、所述第四输出端口的相对相位分别为0°、270°、180°和90°。
7.根据权利要求2所述的巴特勒矩阵网络，其特征在于，所述定向耦合器的实现方式包括正交混合网络或电桥。
8.根据权利要求2所述的巴特勒矩阵网络，其特征在于，所述功分网络上设置有用于平衡频段内相位差的装置，所述平衡频段内相位差的装置包括开路 线和/或短路线。
9.根据权利要求2所述的巴特勒矩阵网络，其特征在于，所述巴特勒矩阵网络设置于基站发射天线阵列中。
10.一种包括如权利要求1～9任一项所述的所述巴特勒矩阵网络的多波束天线。
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