CN212462036U - 三波束双极化阵列天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种三波束双极化阵列天线，包括反射板、辐射单元阵列、若干侧壁及两馈电网络，辐射单元阵列包括N列设于反射板上的双极化振子，N为9或11，每列包括至少两双极化振子，奇数列的双极化振子与偶数列的双极化振子分别至于不同的行。每行中相邻的双极化振子之间设有一侧壁，且该行的首端和末端也分别设有一侧壁。馈电网络包括波束成形网络和N个多路功分器，每一多路功分器的输出端各并联一列双极化振子，波束成形网络用以产生三个不同指向的波束，其N个输出端对应接至N个多路功分器以将波束成形网络的输出信号耦合到对应的各个双极化振子列。

Description

三波束双极化阵列天线

技术领域

本实用新型涉及天线设计技术领域，尤其涉及一种三波束双极化阵列天线。

背景技术

传统技术中，用于基站的阵列天线在120度扇区工作时大多是在垂直平面处创建窄波束，在水平平面处创建宽波束。当通过120度扇区的流量对一个基站来说太大时，则增加第二个基站，并且该120度扇区被分成两个60度扇区，此时，阵列天线需形成两个波束来覆盖两个120度扇区。当通过120度扇区的流量对于两个基站来说仍然太大时，则需要增加第三个基站，并且一个基站用于40度扇区，此时，阵列天线需要三个波束来覆盖120度扇区，并在120度扇区的边缘提供约-10dB的相邻波束交叉和衰减水平。而且，还要求三个波束中的每一个波束都在水平平面处提供低旁瓣，以减少与其他扇区之间的相互干扰，以及垂直平面的波束宽度为6-10度，并提供低旁瓣以减少与其他阵列天线之间的干扰。此外，阵列天线的尺寸也应尽可能的小以提供理想的方向图，并减少其风载和生产成本。

CN106252901A公开了一种宽频三波束阵列天线，如图1a所示，其36个辐射振子排成6行，每行包括有6个辐射振子，偶数行的辐射振子相对奇数行的辐射振子向右偏移，共构成12列。图1b是其波束成形网络(3x6BFN)的示意图，每个3x6BFN包括一3x3巴特勒矩阵和连接到3x3巴特勒矩阵的输出端的配电网络，两个3x3巴特勒矩阵的输入端连接到图1c所示的三相补偿电路的输出端。由CN106252901A的附图图6a和图6b可知，其阵列天线的3个波束仅在频率1700MHz覆盖120度扇区，而在频率2700MHz，阵列天线仅覆盖80度扇区。由此可知，该阵列天线仅能在窄频带提供理想的方向图。

CN208189786U公开了一种基于宽频合路器的多波束天线，如图2a所示，其72个辐射振子排成6列，相邻的两列之间通过纵向墙隔开，偶数列的辐射振子相对奇数列的辐射振子向上移动一个辐射振子的距离，每列中的12个辐射振子对应接一12路功分器的输出端。图2b示出了该阵列天线的波束形成网络，其中包含两个不同的巴特勒矩阵，两个巴特勒矩阵连接到组合器并在两个分离的频段中工作。若其仅在一个频段工作，则只需要包含一个巴特勒矩阵，因此其结构比CN106252901A中公开的阵列天线更简单。为对比该天线在1.71-2.17GHz频段的性能，在尺寸为500x1330mm的反射板上放置相同结构和排列方式的辐射振子进行仿真，发现其增益可达到21dB以上。通过对辐射振子的耦合端口的振幅进行优化，并由软件获得方向图，发现在频段2.17GHz，该天线在120度扇区的边缘可提供大约-15dB的衰减。

图3a示出了72个辐射振子排成12行的排列方案，其偶数行相对奇数行向右移动半个辐射振子的距离。如CN106252901A所公开的阵列天线，辐射振子排成12列，每列的6个辐射振子对应连接至一6路功分器的6个输出端，12个6路功分器的输入端连接到图1b所示的两个3x6BFN的输出端，3x6BFN的输入端连接到图1c所示的三相补偿电路的输出端。由6路功分器馈电各列中的6个辐射振子时输出端的振幅分布如下表1所示。

№inputs	1	2	3	4	5	6
							Amplitude	0.191	0.408	0.545	0.545	0.408	0.191

表1

图4a示出了类似CN208189786U中所公开的天线结构，其72个辐射振子排成6列，相邻的两列之间由侧壁隔开，偶数列的辐射振子相对奇数列的辐射振子向下移动一个辐射振子的距离，每列中的12个辐射振子对应接12路功分器的输出端，12路功分器的输入端连接到图1b所示的3x6BFN的输出端。由12路功分器馈电各列中的12个辐射振子时输出端的振幅分布如下表2所示。

№inputs	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
													Amplitude	0.123	0.123	0.258	0.258	0.410	0.410	0.410	0.410	0.258	0.258	0.123	0.123

表2

图3b示出了如图3a所示的天线结构在水平平面上的方向图，因右波束的形状与左波束相同，图3b中未显示出右波束。如图3b所示，12路功分器采用表1所示的振幅给辐射振子馈电时，图3a所示的阵列天线具有低于-20dB的旁瓣，但左波束和右波束都很宽，增益太低。图4b示出了如图4a所示的天线结构在水平平面上的方向图，因右波束的形状与左波束相同，图4b中未显示出右波束。如图4b所示，12路功分器采用表2所示的振幅给辐射振子馈电时，图4a所示的阵列天线的左右波束具有非常大的旁瓣。由上述仿真结果可知，上述阵列天线均无法在24％的频段提供理想形状的波束。

因此，亟需提供一种在24％的频带1710-2170MHz处波束交叉电平-10±5dB并具有低旁瓣电平的三波束双极化阵列天线。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种在24％的频带1710-2170MHz处波束交叉电平-10±5dB并具有低旁瓣电平的三波束双极化阵列天线。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种三波束双极化阵列天线，包括反射板、辐射单元阵列以及两馈电网络。其中，所述辐射单元阵列包括N列设于所述反射板上的双极化振子，N为9或11，每列包括至少两所述双极化振子，奇数列的双极化振子与偶数列的双极化振子分别至于不同的行。每一所述馈电网络包括波束成形网络和N个多路功分器，每一所述多路功分器的输出端各并联一列双极化振子，所述波束成形网络用以产生三个不同指向的波束，其具有N个输出端，所述N个输出端对应接至N个所述多路功分器以将所述波束成形网络的输出信号耦合到对应的各个双极化振子列。

与现有技术相比，本实用新型中双极化振子的列数为9列或11列，既可避免因列数较少阵列天线无法提供覆盖120度扇区的低旁瓣，又可避免因列数较多阵列天线在较高的频率工作时产生窄波束所导致的在120度扇区的边缘处提供大于-20dB的衰减。而且，奇数列的双极化振子与偶数列的双极化振子分别至于不同的行，奇数行与偶数行之间的振子数目会相差一个。最终，本实用新型的三波束双极化阵列天线在24％的频带1710-2170MHz处波束交叉电平-10±5dB dB并具有低旁瓣电平。

较佳地，每行中相邻的双极化振子之间设有一所述侧壁，且该行的首端和末端也分别设有一侧壁。通过设置侧壁，减少了彼此靠近放置的双极化振子之间的相互影响，各行中双极化振子之间的距离可以做得更小以使左右波束更接近120度扇形的边缘。

较佳地，所述波束成形网络包括两个巴特勒矩阵，其中一所述巴特勒矩阵给奇数列的双极化振子馈电，另一所述巴特勒矩阵给偶数列的双极化振子馈电。通过两个巴特勒矩阵分别馈电奇数列和偶数列，便于校正由于相邻列的双极化振子之间的相互影响而产生的失真，以及改善覆盖120度扇区的波束的增益和旁瓣。

具体地，所述巴特勒矩阵为3x3巴特勒矩阵，所述波束成形网络还包括三个第一双路功分器以及若干第二双路功分器，三个所述第一双路功分器的输入端为所述馈电网络的输入端口，两个输出端分别对应接至两个巴特勒矩阵的一个输入口，其中，连接至所述巴特勒矩阵的第一输入口的第一双路功分器在输出端提供相等的相位，连接至所述巴特勒矩阵的第二输入口的第一双路功分器在输出端之间提供60度的相移，连接至所述巴特勒矩阵的第三输入口的第一双路功分器在输出端之间提供-60度的相移，所述第一输入口在输出口之间提供相等的相位，所述第二输入口在输出口之间提供120度的相移，所述第三输入口在输出口之间提供-120度的相移，所述第二双路功分器的输入端接所述巴特勒矩阵的输出口，所述第二双路功分器的输出端接所述多路功分器。

较佳地，所述波束成形网络形成在两个电路板上，两个所述电路板分别设于一导电板的上下表面并位于所述反射板的下方，所述导电板开设有通孔，所述通孔设有电连接所述波束成形网络形成在两个所述电路板上的两个部分。借此设计，可以减小电路板的占用面积，有利于实现阵列天线的小型化设计。

更佳地，所述电路板与所述导电板之间设有导电膜和介电膜，所述电路板、导电膜、介电膜、导电板依次设置。借由介电膜的设置，避免了导电膜与导电板之间的直接接触，从而实现阵列天线的低无源互调特性，提供了良好的匹配和隔离度。

较佳地，所述双极化振子为双极化交叉偶极子。

较佳地，所述双极化振子包括辐射贴片和呈弯折设置的带状线，所述辐射贴片具有四个呈90度旋转对称设置的辐射臂，相邻的两所述辐射臂之间设有一所述带状线，所述带状线的两端分别接至所述辐射贴片和一所述多路功分器的输出端。双极化振子结构简单，简化了整个阵列天线的制造。

较佳地，所述双极化振子还包括一第二贴片和若干介电垫片，所述第二贴片设于所述辐射贴片的上方，所述介电垫片支撑在所述第二贴片与所述辐射贴片之间。

较佳地，后一列双极化振子相对前一列双极化振子偏移半个双极化振子距离。

较佳地，偶数行中的双极化振子的数目较奇数行中的双极化振子的数目少一个。

较佳地，偶数列被分离成分别位于奇数列的相对的两侧的两个部分，偶数列位于奇数列的两侧的两个部分的双极化振子的数目相同。借此，可以为在双极化振子上连接功分器和其它线路提供更大的空间。

附图说明

图1a为现有技术CN106252901A的阵列天线的俯视图。

图1b为现有技术CN106252901A中波束成形网络的示意图。

图1c为现有技术CN106252901A中相位补偿电路的示意图。

图2a为现有技术CN208189786U的阵列天线的俯视图。

图2b为现有技术CN208189786U的阵列天线的仰视图。

图3a为一类似于CN106252901A的阵列天线的俯视图。

图3b为图3a所示阵列天线在水平平面上的仿真方向图。

图4a为一类似于CN208189786U的阵列天线的俯视图。

图4b为图4a所示阵列天线在水平平面上的仿真方向图。

图5a为本实用新型第一个实施例的俯视图。

图5b为图5a所示阵列天线在水平平面上的仿真方向图。

图6为11个6路功分器的示意图。

图7为图5a所示阵列天线的波束成形网络的示意图。

图8a为本实用新型第二个实施例的俯视图。

图8b为本实用新型第二个实施例的仰视图。

图9为图8b所示PCB板65a的示意图。

图10为本实用新型一实施例单个双极化振子的示意图。

图11为本实用新型另一实施例单个双极化振子的示意图。

图12为5个8路功分器和4个4路功分器的示意图。

图13为图8a所示阵列天线的波束成形网络的示意图。

图14a、14b分别为图13所示波束成形网络的上下表面的示意图。

图14c为图14a、14b所示波束成形网络的剖视图。

图15a、15b分别为图8a所示阵列天线在水平和垂直平面上的仿真方向图。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的内容、构造特征、所实现目的及效果，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本实用新型和简化描述，因而不能理解为对本实用新型保护内容的限制。

实施例一：

请参阅图5a，图5a示出了本实用新型三波束双极化阵列天线的第一个实施例的俯视图。在该实施例中，三波束双极化阵列天线包括反射板22、辐射单元阵列、若干侧壁23以及两个馈电网络。其中，辐射单元阵列包括11列设于反射板22上的双极化振子21，每列中双极化振子21的数目为6个，后一列双极化振子21相对前一列双极化振子21向右偏移半个双极化振子。奇数列的双极化振子21置于奇数行，偶数列的双极化振子21置于偶数行，因此，每一奇数行包括有6个双极化振子21，每一偶数行包括有5个双极化振子21。每行中相邻的两双极化振子21之间设有一侧壁23，通过侧壁23将相邻的两双极化振子21隔开，减少相邻的两双极化振子21之间的相互影响，此外，每行的首端和末端也分别设有一侧壁23，以减小阵列天线之间的相互影响；即是，每一奇数行具有6个双极化振子21和7个侧壁23，每一偶数行具有5个双极化振子21和6个侧壁23。其中一馈电网络用以形成三个具有+45度极化的波束，另一馈电网络用以形成三个具有-45度极化的波束。每一馈电网络包括一波束成形网络20和11个6路功分器，每一6路功分器的输出端各并联一列双极化振子21。波束成形网络20用以产生三个不同指向的波束，其具有11个输出端，11个输出端对应接至11个6路功分器以将波束成形网络20的输出信号耦合到对应的各列双极化振子21。

下面结合图5a至图7，对本实施例中的三波束双极化阵列天线进行详细说明。

如图6所示，每一馈电网络包括有6个6路功分器24和5个6路功分器25，6个6路功分器24分别对应并联一奇数列中的双极化振子21，5个6路功分器25分别对应并联一偶数列中的双极化振子21。每一组中的6个6路功分器24和5个6路功分器25通过波束成形网络20连接至馈电网络的三个输入端口，以形成三个具有相同极化的波束。

如图7所示，波束成形网络20包括三个第一双路功分器27-29、两个3x3巴特勒矩阵18和19以及五个第二双路功分器30-32。三个第一双路功分器27-29的输入端即为馈电网络的三个输入端口，第一双路功分器27的两个输出端分别对应接至两个3x3巴特勒矩阵18和19的第一输入口，第一双路功分器28的两个输出端分别对应接至两个3x3巴特勒矩阵18和19的第二输入口，第一双路功分器29的两个输出端分别对应接至两个3x3巴特勒矩阵18和19的第三输入口。其中，第一双路功分器27在其两个输出端提供相等的相位，第一双路功分器28在其两个输出端之间提供60度的相移，第一双路功分器29在其两个输出端之间提供-60度的相移。3x3巴特勒矩阵18和19的第一输入口在输出端之间提供相等的相位，第二输入口在输出口之间提供120度的相移，第三输入口在输出口之间提供-120度的相移，因此，本实施例的三波束双极化阵列天线很好地适应于120度扇区。第二双路功分器30-31的输入端分别对应接3x3巴特勒矩阵18的三个输出口，第二双路功分器30-31的输出端连接到6路功分器24的输入端1、3、5、7、9和11以馈电奇数列。第二双路功分器32的输入端分别对应接3x3巴特勒矩阵19的两个输出口，第二双路功分器32的输出端连接到6路功分器25的输入端2、4、8和10以馈电偶数列。3x3巴特勒矩阵19的右侧输出口直接连接到一6路功分器25的输入端6，以馈电中间列6。通过两个不同的3x3巴特勒矩阵18、19分别给奇数列的双极化振子21和偶数列的双极化振子21馈电，便于校正由于相邻列的双极化振子21之间的相互影响而产生的失真，给各列双极化振子21提供了理想的振幅和相位分布，以及改善覆盖120度扇区的波束的增益和旁瓣。3x3巴特勒矩阵18和19包含耦合线耦合器和在整个宽频带上工作的Shiffman相移器。

具体而言，三波束双极化阵列天线由第一双路功分器27的输入端馈电时，形成两个极化度为+45度和-45度的中间波束；三波束双极化阵列天线由第一双路功分器28的输入端馈电时，相应地形成两个+45度和-45度的右波束；由第一双路功分器29的输入端馈电时，相应地形成两个+45度和-45度的左波束。具体实施中，可以通过调整第二双路功分器30-32的分频系数、第一双路功分器27-29的分频系数来改变6路功分器24和25的输入端1-11的振幅分布，以在各双极化振子21列处创建期望的振幅分布。在该实施例中，6路功分器24和25的输入端1-11处的振幅分布如下表3所示，6路功分器24和25输出端的振幅分布如下表4所示。

№input	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
												Amplitude	0.143	0.136	0.289	0.385	0.382	0.408	0.382	0.385	0.289	0.136	0.143

表3

№output	1	2	3	4	5	6
							Amplitude	0.365	0.365	0.483	0.483	0.365	0.365

表4

在对本实用新型的三波束双极化阵列天线进行仿真时，获得的仿真数据表明，本实用新型通过三个波束覆盖120度扇区时，在24％的频带1710-2170MHz处衰减和波束交叉电平-10±5dB，旁瓣电平低于-15dB，在最低频率1710MHz时，模拟增益为21.3dBi(三波束双极化阵列天线在水平平面上的仿真方向图如图5b所示)。与CN106252901A中公开的阵列天线相比，本实用新型通过侧壁23隔开各行中相邻的各个双极化振子21，双极化振子21之间的有害耦合少，阵列天线的增益更高。与CN208189786U中公开的阵列天线相比，本实用新型采用更少的辐射振子获得了更高的增益。

实施例二：

请参阅图8a，图8a示出了本实用新型三波束双极化阵列天线的第二个实施例的俯视图。在该实施例中，三波束双极化阵列天线的基本组成与实施例一相同，所不同的是，本实施例中的辐射单元阵列包括9列双极化振子41，每一奇数列包括有8个双极化振子41，每一偶数列包括有4个双极化振子41，各个偶数列被分离成分别位于奇数列的相对的两侧的两个部分，每个部分分别包括2个双极化振子41，借由双极化振子41的此种排布方式，可以为在双极化振子41上连接功分器和其它线路提供更大的空间。偶数列的双极化振子41置于第1、第2行以及第11、12行，奇数列的双极化振子41置于第5-10行，第1、第2行相邻的两双极化振子41之间通过同一侧壁43隔开，同样的，第11、第12行相邻的两双极化振子41之间也是通过同一侧壁43隔开，第5-7行相邻的两双极化振子41之间通过同一侧壁43隔开，同样的，第8-10行相邻的两双极化振子41之间也是通过同一侧壁43隔开。馈电网络包括波束成形网络40、5个8路功分器44以及4个4路功分器45，波束成形网络40具有9个输出端，9个输出端分别对应接至5个8路功分器44以及4个4路功分器45，5个8路功分器44分别对应并联一奇数列中的双极化振子41，4个4路功分器45分别对应并联一偶数列中的双极化振子41(如图10所示)。

下面结合图8a至图15，对本实施例中的三波束双极化阵列天线进行详细说明。

如图8b所示，8路功分器44包括形成在PCB64a上的4路功分器44a、形成在PCB64b上的4路功分器44b以及并联4路功分器44a和4路功分器44b的中间部分(图未示)，4路功分器44a和4路功分器44b均为形成在PCB64a、PCB64b上的带状线。同样的，4路功分器45包括形成在PCB65a上的2路功分器45a、形成在PCB65b上的2路功分器45b以及并联2路功分器45a和2路功分器45b的中间部分(图未示)，2路功分器45a和2路功分器45b均为形成在PCB65a、PCB65b上的带状线，PCB64a、PCB64b、PCB65a、PCB65b均布置在反射板42的背面。由于该实施例中双极化振子41的排布方式，可以为各个PCB上所有的带状线和功分器提供足够的布线空间。与之相反，若以CN106252901A中描述的方式布置双极化振子41，将无法提供充裕的布线空间。

如图10所示，双极化振子41包括辐射贴片64和呈弯折设置的带状线61，辐射贴片64具有四个呈90度旋转对称设置的辐射臂，相邻的两辐射臂之间设有一带状线61，带状线61的一端接至辐射贴片64，另一端穿过反射板42的通孔62后接馈电线63，馈电线63接2路功分器45a并设于位于反射板42的底部的PCB板65a上。PCB板65a的俯视图如图9所示，每一PCB板65a上形成有两个2路功分器45a，两个2路功分器45a分别给两个双极化振子41馈电。该双极化振子41在5％的频带下提供-15dB的回波损耗和-45dB的隔离度。双极化振子41结构简单，可以简化整个阵列天线的结构。图11示出了双极化振子41的另一实施例，图15所示实施例中，双极化振子41还包括一第二贴片65和若干介电垫片66，第二贴片65设于辐射贴片64的上方，介电垫片66支撑在第二贴片65与辐射贴片64之间。该双极化振子41在12％的频率下提供-20dB的回波损耗和-41dB的隔离度。

如图13所示，波束成形网络40包括三个第一双路功分器47-49、两个3x3巴特勒矩阵38和39以及三个第二双路功分器50-51。三个第一双路功分器47-49的输入端即为馈电网络的三个输入端口，第一双路功分器47的两个输出端分别对应接至两个3x3巴特勒矩阵38和39的第一输入口，第一双路功分器48的两个输出端分别对应接至两个3x3巴特勒矩阵38和39的第二输入口，第一双路功分器49的两个输出端分别对应接至两个3x3巴特勒矩阵38和39的第三输入口。其中，第一双路功分器47在其两个输出端提供相等的相位，第一双路功分器48在其两个输出端之间提供60度的相移，第一双路功分器49在其两个输出端之间提供-60度的相移。3x3巴特勒矩阵38和39的第一输入口在输出口之间提供相等的相位，第二输入口在输出口之间提供120度的相移，第三输入口在输出口之间提供-120度的相移，因此，本实施例的三波束双极化阵列天线很好地适应于120度扇区。第二双路功分器50的输入端对应接3x3巴特勒矩阵38的两个输出口，第二双路功分器50的输出端连接到8路功分器44的输入端1、3、7、9以馈电奇数列1、3、7、9，3x3巴特勒矩阵38的右侧输出口直接连接到一8路功分器44的输入端5以馈电中间列5。第二双路功分器51的输入端对应接3x3巴特勒矩阵39的一个输出口，第二双路功分器51的输出端连接到4路功分器45的输入端2、8以馈电偶数列2、8，3x3巴特勒矩阵39的中间输出口、右侧输出口直接连接到4路功分器45的输入端4、6以馈电偶数列4、6。

具体而言，三波束双极化阵列天线由第一双路功分器47的输入端馈电时，形成两个极化度为+45度和-45度的中间波束；三波束双极化阵列天线由第一双路功分器48的输入端馈电时，相应地形成两个+45度和-45度的右波束；由第一双路功分器49的输入端馈电时，相应地形成两个+45度和-45度的左波束。具体实施中，可以通过调整第二双路功分器50-51的分频系数、第一双路功分器47-49的分频系数来改变8路功分器44和4路功分器45的输入端1-9的振幅分布，以在各双极化振子41列处创建期望的振幅分布。

如图14a、14b所示，波束成形网络40形成在两个电路板70、71上，电路板70上形成有第二双路功分器50、3x3巴特勒矩阵38、2路功分器47-49的输出端47a-49a以及带状线48c，电路板71上形成有第二双路功分器51、3x3巴特勒矩阵39、2路功分器47-49的其他输出端47b-49b以及带状线49c，带状线48c在2路功分器48的输出端48a和48b之间产生-60度的相移，带状线49c在2路功分器49的输出端口49a和49b之间产生-60度的相移。每个3x3巴特勒矩阵38和39包含两个分支线3dB混合器52和1.76dB混合器53，混合器52两个分支线通过混合器53、带状线54连接。其中一第二双路功分器50直接接3x3巴特勒矩阵38的混合器52，另一第二双路功分器50通过带状线55接混合器52，带状线56接混合器53并对应接8路功分器44的输入端5。第二双路功分器51接3x3巴特勒矩阵39的混合器52，带状线57接混合器53并对应接4路功分器45的输入端6，带状线58接混合器52并对应接4路功分器45的输入端4。电路板70、71分别设于一导电板73的上表面和下表面并位于反射板42的下方，导电板73开设有贯穿其上下表面的通孔81，通孔81设有导电棒80，导电棒80电连接波束成形网络40形成在两个电路板70、71上的两个部分。

图14c示出了波束成形网络40的横截面，如图14c所示，电路板70、71与导电板73之间设有导电膜82和介电膜83，电路板70/71、导电膜82、介电膜83、导电板73依次设置。借由介电膜83的设置，避免了导电膜82与导电板73之间的直接接触，从而实现阵列天线的低无源互调特性，提供了良好的匹配和隔离度。

在图14c所示实施例中，8路功分器44的输入端1、3、5、7、9以及4路功分器45的输入端2、4、6、8处的振幅分布如下表5所示，8功分器44的输出端的振幅分布如下表6所示，4路功分器45的输出端提供相等的振幅。

№input	1	2	3	4	5	6	7	8	9
										Amplitude	0.221	0.212	0.442	0.300	0.493	0.300	0.442	0.212	0.221

表5

№input	1	2	3	4	5	6	7	8
									Amplitude	0.302	0.302	0.399	0.399	0.399	0.399	0.302	0.302

表6

在对本实用新型的三波束双极化阵列天线进行仿真时，获得的仿真数据表明，本实用新型通过三个波束覆盖120度扇区时，在水平和垂直平面下，在5％的频带旁瓣电平低于-17dB，在中频1900MHz处，模拟增益为22.0dBi。与已知阵列天线相比，本实用新型包含的双极化振子41数量少，并提供了较低的旁瓣电平，且反射板42的也可以做得更窄，例如，较图4a所示阵列天线的反射板窄62mm。

以上所揭露的仅为本实用新型的优选实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (12)

1.一种三波束双极化阵列天线，其特征在于，包括：

反射板；

辐射单元阵列，包括N列设于所述反射板上的双极化振子，N为9或11，每列包括至少两所述双极化振子，奇数列的双极化振子与偶数列的双极化振子分别至于不同的行；以及

两馈电网络，每一所述馈电网络包括波束成形网络和N个多路功分器，每一所述多路功分器的输出端各并联一列双极化振子，所述波束成形网络用以产生三个不同指向的波束，其具有N个输出端，所述N个输出端对应接至N个所述多路功分器以将所述波束成形网络的输出信号耦合到对应的各个双极化振子列。

2.根据权利要求1所述的三波束双极化阵列天线，其特征在于，每行中相邻的双极化振子之间设有一侧壁，且该行的首端和末端也分别设有一侧壁。

3.根据权利要求1所述的三波束双极化阵列天线，其特征在于，所述波束成形网络包括两个巴特勒矩阵，其中一所述巴特勒矩阵给奇数列的双极化振子馈电，另一所述巴特勒矩阵给偶数列的双极化振子馈电。

4.根据权利要求3所述的三波束双极化阵列天线，其特征在于，所述巴特勒矩阵为3x3巴特勒矩阵，所述波束成形网络还包括三个第一双路功分器以及若干第二双路功分器，三个所述第一双路功分器的输入端为所述馈电网络的输入端口，两个输出端分别对应接至两个巴特勒矩阵的一个输入口，其中，连接至所述巴特勒矩阵的第一输入口的第一双路功分器在输出端提供相等的相位，连接至所述巴特勒矩阵的第二输入口的第一双路功分器在输出端之间提供60度的相移，连接至所述巴特勒矩阵的第三输入口的第一双路功分器在输出端之间提供-60度的相移，所述第一输入口在输出口之间提供相等的相位，所述第二输入口在输出口之间提供120度的相移，所述第三输入口在输出口之间提供-120度的相移，所述第二双路功分器的输入端接所述巴特勒矩阵的输出口，所述第二双路功分器的输出端接所述多路功分器。

5.根据权利要求1所述的三波束双极化阵列天线，其特征在于，所述波束成形网络形成在两个电路板上，两个所述电路板分别设于一导电板的上下表面并位于所述反射板的下方，所述导电板开设有通孔，所述通孔设有电连接所述波束成形网络形成在两个所述电路板上的两个部分。

6.根据权利要求5所述的三波束双极化阵列天线，其特征在于，所述电路板与所述导电板之间设有导电膜和介电膜，所述电路板、导电膜、介电膜、导电板依次设置。

7.根据权利要求1所述的三波束双极化阵列天线，其特征在于，所述双极化振子为双极化交叉偶极子。

8.根据权利要求1所述的三波束双极化阵列天线，其特征在于，所述双极化振子包括辐射贴片和呈弯折设置的带状线，所述辐射贴片具有四个呈90度旋转对称设置的辐射臂，相邻的两所述辐射臂之间设有一所述带状线，所述带状线的两端分别接至所述辐射贴片和一所述多路功分器的输出端。

9.根据权利要求8所述的三波束双极化阵列天线，其特征在于，所述双极化振子还包括一第二贴片和若干介电垫片，所述第二贴片设于所述辐射贴片的上方，所述介电垫片支撑在所述第二贴片与所述辐射贴片之间。

10.根据权利要求1所述的三波束双极化阵列天线，其特征在于，后一列双极化振子相对前一列双极化振子偏移半个双极化振子距离。

11.根据权利要求1至10任一项所述的三波束双极化阵列天线，其特征在于，偶数行中的双极化振子的数目较奇数行中的双极化振子的数目少一个。

12.根据权利要求1至10任一项所述的三波束双极化阵列天线，其特征在于，偶数列被分离成分别位于奇数列的相对的两侧的两个部分，偶数列位于奇数列的两侧的两个部分的双极化振子的数目相同。

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