CN212571367U - 一种毫米波段应用的5×8巴特勒矩阵馈电网络 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种毫米波段应用的5×8巴特勒矩阵馈电网络,该馈电网络采用5个输入端口,在28GHz‑32GHz的频率范围内产生等幅度和相位差保持一样的信号。该馈电网络在3×4巴特勒矩阵的原理基础上进行扩展,采用双层堆叠的方式避免了交叉结构。相比传统的巴特勒矩阵不能提供相位差为零的输出信号,不能使天线阵列产生垂直方向的波束,该馈电网络可以提供相位差为零的信号,使天线阵列产生垂直方向的波束。本实用新型可输出不同的相位差来控制天线阵列实现多波束。
Description
技术领域
本实用新型涉及巴特勒矩阵天线馈电的技术领域,尤其是指一种毫米波段应用的5×8巴特勒矩阵馈电网络。
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的到来,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,多波束天线具有高增益、窄波束的特点,是一种很好的方案来解决以上的问题。而巴特勒矩阵作为天线波束切换的重要组成部分,近年来,国内外许多学者提出了很多毫米波段的馈电网络,很多高阶的巴特勒矩阵结构需要用到大量的交叉耦合器,过多的交叉耦合器势必会增加整个馈电网络的复杂度,如果能够减少交叉耦合器的数量,必定能大大的减少整个网络的尺寸和复杂度,有利于整个通信系统小型化的实现。
对现有技术进行调查了解,具体如下:
2011年,Ahmed Ali Mohamed Ali等人提出了两种双层基片集成波导4×4的巴特勒矩阵馈电网络,这两个馈电网络均采用了一种双层基片集成波导耦合器,并且省去了交叉的结构,使整个馈电网络小型化,利用双层或多层介质设计馈电网络具有很高的灵活性。
2018年,班永灵教授提出了一种毫米波段4×8的巴特勒矩阵,并应用在多波束天线中。为了避免过多的交叉结构,这个馈电网络采用双层介质的结构,在这个馈电网络中,采用一个4×4的巴特勒矩阵,在4个输出端口分别接一个功分器,将4个输出端口变为8个输出端口。但是这8个输出端口之间并不能实现所期望的相位差,需要将部分输出端口进行反相之后才能实现所期望的4×8的巴特勒矩阵,但他采用的解决方案是将部分输出端口对应接入的天线单元与其他的天线单元之间采用一种反相的结构来弥补需要在巴特勒矩阵上实现的反相。
在现有的文献中,有很多关于基片集成波导毫米波段的巴特勒矩阵设计,这些巴特勒矩阵很少能够在边射的方向上实现辐射波束,因此本文设计了一种毫米波段应用的5×8巴特勒矩阵馈电网络。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足,提出了一种毫米波段应用的5×8巴特勒矩阵馈电网络,该馈电网络具有5个输入端口和8个输出端口,当每个端口单独馈电时,输出端口能够在28GHz-32GHz的毫米波段内实现输出端口信号等幅度,且相邻输出端口的相位差分别为-135°、-45°、0°、+45°和+135°。控制不同的输入端时,能够输出不同的相位差来控制天线阵列实现多波束。
为实现上述目的,本实用新型所提供的技术方案为:一种毫米波段应用的5×8巴特勒矩阵馈电网络,所述馈电网络包括上下叠置的第一介质板和第二介质板,所述第一介质板的上表面设置有第一金属层,所述第一介质板和第二介质板之间设置有第二金属层,所述第二介质板的下表面设置有第三金属层;所述第一介质板内部填充有第一基片集成波导金属壁,所述第一金属层与第二金属层之间通过第一基片集成波导金属壁连接,所述第二介质板内部填充有第二基片集成波导金属壁,所述第二金属层与第三金属层之间通过第二基片集成波导金属壁连接;所述第一金属层上形成有等幅功率分配器、第一-45°移相器、第一3×4巴特勒矩阵及七个连接第一金属层边缘的共面波导微带线,所述第三金属层上形成有第二-45°移相器、第二3×4巴特勒矩阵及六个连接第三金属层边缘的共面波导微带线,所述共面波导微带线通过开缝隙等效为一个馈电端口,即所述第一金属层上形成有七个馈电端口,分别为第二输入端口、第三输入端口、第五输入端口、第一输出端口、第三输出端口、第五输出端口和第七输出端口,所述第二金属层作为第一介质板的接地板使用,所述第二金属层上形成有六个馈电端口,分别为第一输入端口、第四输入端口、第二输出端口、第四输出端口、第六输出端口和第八输出端口,所述第三金属层作为第二介质板的接地板使用,并通过在第二金属层上开缝隙形成有两个3dB/-90°定向耦合器,分别为第一3dB/-90°定向耦合器和第二3dB/-90°定向耦合器,所述第一输入端口和第二输入端口分别与第一3dB/-90°定向耦合器的两个输入端口一一对应相接,所述第三输入端口与等幅功率分配器的输入端口连接,所述第四输入端口和第五输入端口分别与第二3dB/-90°定向耦合器的两个输入端口一一对应相接,所述第一输出端口、第三输出端口、第五输出端口、第七输出端口分别与第一3×4巴特勒矩阵的四个输出端口一一对应相接,所述第二输出端口、第四输出端口、第六输出端口、第八输出端口分别与第二3×4巴特勒矩阵的四个输出端口一一对应相接,所述第一3dB/-90°定向耦合器的第一输出端口与第一-45°移相器的输入端口连接,所述第一-45°移相器的输出端口、等幅功率分配器的第一输出端口、第二3dB/-90°定向耦合器的第一输出端口分别与第一3×4巴特勒矩阵的三个输入端口一一对应相接,所述第一3dB/-90°定向耦合器的第二输出端口、等幅功率分配器的第二输出端口、第二-45°移相器的输出端口分别与第二3×4巴特勒矩阵的三个输入端口一一对应相接,所述第二3dB/-90°定向耦合器的第二输出端口与第二-45°移相器的输入端口连接。
进一步,当信号从第一输入端口输入时,馈电网络的第一输出端口、第二输出端口、第三输出端口、第四输出端口、第五输出端口、第六输出端口、第七输出端口和第八输出端口输出等幅度且相邻输出端口的相位差为-45°。
进一步,当信号从第二输入端口输入时,馈电网络的第一输出端口、第二输出端口、第三输出端口、第四输出端口、第五输出端口、第六输出端口、第七输出端口和第八输出端口输出等幅度且相邻输出端口的相位差为+135°。
进一步,当信号从第三输入端口输入时,馈电网络的第一输出端口、第二输出端口、第三输出端口、第四输出端口、第五输出端口、第六输出端口、第七输出端口和第八输出端口输出等幅度且相位差相等的信号。
进一步,当信号从第四输入端口输入时,馈电网络的第一输出端口、第二输出端口、第三输出端口、第四输出端口、第五输出端口、第六输出端口、第七输出端口和第八输出端口输出等幅度且相邻输出端口的相位差为-135°。
进一步,当信号从第四输入端口输入时,馈电网络的第一输出端口、第二输出端口、第三输出端口、第四输出端口、第五输出端口、第六输出端口、第七输出端口和第八输出端口输出等幅度且相邻输出端口的相位差为+45°。
进一步,所述馈电网络的第一输入端口与第一3dB/-90°定向耦合器的第二输入端口连接,所述馈电网络的第二输入端口与第一3dB/-90°定向耦合器的第一输入端口连接,所述馈电网络的第四输入端口与第二3dB/-90°定向耦合器的第二输入端口连接,所述馈电网络的第五输入端口与第二3dB/-90°定向耦合器的第一输入端口连接,所述第一-45°移相器的输出端口与第一3×4巴特勒矩阵的第一输入端口连接,所述第一3dB/-90°定向耦合器的第二输出端口与第二3×4巴特勒矩阵的第一输入端口连接,所述等幅功率分配器的第一输出端口与第一3×4巴特勒矩阵的第二输入端口连接,所述等幅功率分配器的第二输出端口与第二3×4巴特勒矩阵的第二输入端口连接,所述第二-45°移相器的输出端口与第二3×4巴特勒矩阵的第三输入端口连接,所述第二3dB/-90°定向耦合器的第一输出端口与第一3×4巴特勒矩阵的第三输入端口连接,所述第一3×4巴特勒矩阵的第一输出端口与馈电网络的第一输出端口连接,所述第二3×4巴特勒矩阵的第一输出端口与馈电网络的第二输出端口连接,所述第一3×4巴特勒矩阵的第二输出端口与馈电网络的第三输出端口连接,所述第二3×4巴特勒矩阵的第二输出端口与馈电网络的第四输出端口连接,所述第一3×4巴特勒矩阵的第三输出端口与馈电网络的第五输出端口连接,所述第二3×4巴特勒矩阵的第三输出端口与馈电网络的第六输出端口连接,所述第一3×4巴特勒矩阵的第四输出端口与馈电网络的第七输出端口连接,所述第二3×4巴特勒矩阵的第四输出端口与馈电网络的第八输出端口连接。
进一步,所述共面波导微带线通过开八字型缝隙等效为一个馈电端口。
进一步,所述馈电端口为50欧姆的阻抗匹配。
本实用新型与现有技术相比,具有如下优点与有益效果:
1、本实用新型与传统的巴特勒矩阵不同,传统的巴特勒矩阵采用的是2个、4个或8个输入端口,输入端口数量为偶数个,和传统巴特勒矩阵不同的是,本实用新型采用的是5个输入端口,能够产生等相位差的输出信号。
2、传统的巴特勒矩阵在馈电天线阵列时,不能产生垂直方向的波束,而本实用新型的馈电网络可以为天线阵列提供垂直方向的波束。
3、本实用新型的5×8巴特勒矩阵馈电网络采用双层的结构,避免使用很多的交叉耦合器。
4、本实用新型的5×8巴特勒矩阵馈电网络是以3×4巴特勒矩阵为基础,在前一阶增加耦合器、功分器和移相器进行扩展,方便结构的实现。
5、本实用新型的5×8巴特勒矩阵馈电网络能够工作在28GHz-32GHz的毫米波段,在未来的毫米波通信中,具有良好的应用前景。
附图说明
图1为5×8巴特勒矩阵馈电网络的结构示意图。
图2为5×8巴特勒矩阵馈电网络的剖视图。
图3为5×8巴特勒矩阵馈电网络的第一介质板结构示意图。
图4为5×8巴特勒矩阵馈电网络的第二介质板结构示意图。
图5为5×8巴特勒矩阵馈电网络的第一3dB/-90°定向耦合器结构示意图。
图6为5×8巴特勒矩阵馈电网络的第二3dB/-90°定向耦合器结构示意图。
图7为5×8巴特勒矩阵馈电网络的等幅功率分配器结构示意图。
图8为5×8巴特勒矩阵馈电网络的第一-45°移相器结构示意图。
图9为5×8巴特勒矩阵馈电网络的第二-45°移相器结构示意图。
图10为5×8巴特勒矩阵馈电网络的第一3×4巴特勒矩阵结构示意图。
图11为5×8巴特勒矩阵馈电网络的第二3×4巴特勒矩阵结构示意图。
图12为5×8巴特勒矩阵馈电网络的连接原理架构图。
图13为5×8巴特勒矩阵馈电网络的第一输入端口馈电时的仿真结果图。
图14为5×8巴特勒矩阵馈电网络的第二输入端口馈电时的仿真结果图。
图15为5×8巴特勒矩阵馈电网络的第三输入端口馈电时的仿真结果图。
图16为5×8巴特勒矩阵馈电网络的第一、二、三输入端口馈电时相邻输出端口相位差的仿真结果图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。
参见图1至图4所示,本实施例提供了一种毫米波段应用的5×8巴特勒矩阵馈电网络,包括上下叠置的第一介质板21和第二介质板22,第一介质板21和第二介质板22的介电常数均为2.2,损耗角正切均为0.0009,厚度均为0.508毫米;所述第一介质板21的上表面设置有第一金属层23,所述第一介质板21和第二介质板22之间设置有第二金属层24,所述第二介质板22的下表面设置有第三金属层25;所述第一介质板21内部填充有第一基片集成波导金属壁26,所述第一金属层23与第二金属层24之间通过第一基片集成波导金属壁26连接,所述第二介质板22内部填充有第二基片集成波导金属壁27,所述第二金属层24与第三金属层25之间通过第二基片集成波导金属壁27连接;所述第一金属层23上形成有等幅功率分配器33、第一-45°移相器41、第一3×4巴特勒矩阵9及七个连接第一金属层23边缘的共面波导微带线,所述第三金属层25上形成有第二-45°移相器42、第二3×4巴特勒矩阵10及六个连接第三金属层25边缘的共面波导微带线,所述共面波导微带线通过开八字型缝隙等效为一个馈电端口,即所述第一金属层23上形成有七个馈电端口,分别为第二输入端口12、第三输入端口13、第五输入端口15、第一输出端口16、第三输出端口18、第五输出端口110和第七输出端口112,所述第二金属层24作为第一介质板21的接地板使用,所述第二金属层24上形成有六个馈电端口,分别为第一输入端口11、第四输入端口14、第二输出端口17、第四输出端口19、第六输出端口111和第八输出端口113,所述第三金属层25作为第二介质板22的接地板使用,基片集成波导的接地板可以不共用一个地,能够独立的使用,并通过在第二金属层24上开缝隙315、325形成有两个3dB/-90°定向耦合器,分别为第一3dB/-90°定向耦合器31和第二3dB/-90°定向耦合器32。
所述馈电网络的第一输入端口11与第一3dB/-90°定向耦合器31的第二输入端口312连接,所述馈电网络的第二输入端口12与第一3dB/-90°定向耦合器31的第一输入端口311连接,所述馈电网络的第三输入端口13与等幅功率分配器33的输入端口331连接,所述馈电网络的第四输入端口14与第二3dB/-90°定向耦合器32的第二输入端口322连接,所述馈电网络的第五输入端口15与第二3dB/-90°定向耦合器32的第一输入端口321连接。
所述第一3dB/-90°定向耦合器31的第一输出端口313与第一-45°移相器41的输入端口411连接,所述第一-45°移相器41的输出端口412与第一3×4巴特勒矩阵9的第一输入端口91连接,所述第一3dB/-90°定向耦合器31的第二输出端口314与第二3×4巴特勒矩阵10的第一输入端口1001连接,所述等幅功率分配器33的第一输出端口332与第一3×4巴特勒矩阵9的第二输入端口92连接,所述等幅功率分配器33的第二输出端口333与第二3×4巴特勒矩阵10的第二输入端口1002连接,所述第二3dB/-90°定向耦合器32的第二输出端口324与第二-45°移相器42的输入端口421连接,所述第二-45°移相器42的输出端口422与第二3×4巴特勒矩阵10的第三输入端口1003连接,所述第二3dB/-90°定向耦合器32的第一输出端口323与第一3×4巴特勒矩阵9的第三输入端口93连接。
所述第一3×4巴特勒矩阵9的第一输出端口94与馈电网络的第一输出端口16相连接,所述第二3×4巴特勒矩阵10的第一输出端口1004与馈电网络的第二输出端口17相连接,所述第一3×4巴特勒矩阵9的第二输出端口95与馈电网络的第三输出端口18相连接,所述第二3×4巴特勒矩阵10的第二输出端口1005与馈电网络的第四输出端口19相连接,所述第一3×4巴特勒矩阵9的第三输出端口96与馈电网络的第五输出端口110相连接,所述第二3×4巴特勒矩阵10的第三输出端口1006与馈电网络的第六输出端口111相连接,所述第一3×4巴特勒矩阵9的第四输出端口97与馈电网络的第七输出端口112相连接,所述第二3×4巴特勒矩阵10的第四输出端口1007与馈电网络的第八输出端口113相连接。
参见图5和图6所示,第一3dB/-90°定向耦合器31和第二3dB/-90°定向耦合器32的结构一样。第一3dB/-90°定向耦合器31设有两个输入端口和两个输出端口,分别为第一输入端口311、第二输入端口312、第一输出端口313、第二输出端口314,同样地,第二3dB/-90°定向耦合器32也设有两个输入端口和两个输出端口,分别为第一输入端口321、第二输入端口322、第一输出端口323、第二输出端口324;当信号从第一3dB/-90°定向耦合器31的第一输入端口311输入时,第一3dB/-90°定向耦合器31的第一输出端口313和第二输出端口314输出等功率3dB的信号,相位差为-90°;当信号从第一3dB/-90°定向耦合器31的第二输入端口312输入时,第一3dB/-90°定向耦合器31的第一输出端口313和第二输出端口314输出等功率3dB的信号,相位差为+90°。第二3dB/-90°定向耦合器32与第一3dB/-90°定向耦合器31功能原理一样,在此就不重复描述了。
参见图7所示,等幅功率分配器33设有输入端口331、第一输出端口332和第二输出端口333。当信号从等幅功率分配器33的输入端口331输入时,等幅功率分配器33的第一输出端口332和第二输出端口333输出等功率3dB的信号,相位相同。
参见图8和图9所示,第一-45°移相器41和第二-45°移相器42的结构一样。第一-45°移相器41设有输入端口411和输出端口412,同样地,第二-45°移相器42也设有输入端口421和输出端口422。当信号从第一-45°移相器41的输入端口411输入时,第一-45°移相器41的输出端口412会输出信号,并且会产生-45°的相移。第二-45°移相器42与第一-45°移相器41的功能原理一样,在此就不重复描述了。
参见图10所示,第一3×4巴特勒矩阵9设有第一输入端口91、第二输入端口92、第三输入端口93、第一输出端口94、第二输出端口95、第三输出端口96、第四输出端口97。当信号从第一3×4巴特勒矩阵9的第一输入端口91输入时,相邻输出端口95与94,96与95,97与96之间会产生-90°的相位差;当信号从第一3×4巴特勒矩阵9的第二输入端口92输入时,相邻输出端口95与94,96与95,97与96之间会产生0°的相位差;当信号从第一3×4巴特勒矩阵9的第三输入端口93输入时,相邻输出端口95与94,96与95,97与96之间会产生+90°的相位差。
参见图11所示,第二3×4巴特勒矩阵10设有第一输入端口1001、第二输入端口1002、第三输入端口1003、第一输出端口1004、第二输出端口1005、第三输出端口1006、第四输出端口1007。当信号从第二3×4巴特勒矩阵10的第一输入端口1001输入时,相邻输出端口1005与1004,1006与1005,1007与1006之间会产生-90°的相位差;当信号从第二3×4巴特勒矩阵10的第二输入端口1002输入时,相邻输出端口1005与1004,1006与1005,1007与1006之间会产生0°的相位差;当信号从第二3×4巴特勒矩阵10的第三输入端口1003输入时,相邻输出端口1005与1004,1006与1005,1007与1006之间会产生+90°的相位差。
参见图12所示,当信号从馈电网络的第一输入端口11输入时,第一3dB/-90°定向耦合器31将信号分别输出给第一-45°移相器41的输入端口411和第二3×4巴特勒矩阵10的第一输入端口1001,接着第一-45°移相器41的输出端口412输出信号给第一3×4巴特勒矩阵9的第一输入端口91,最后将信号分别传输到馈电网络的第一输出端口16、第二输出端口17、第三输出端口18、第四输出端口19、第五输出端口110、第六输出端口111、第七输出端口112、第八输出端口113,最后馈电网络的八个输出端口输出等幅度且相邻输出端口的相位差为-45°。
当信号从馈电网络的第二输入端口12输入时,第一3dB/-90°定向耦合器31将信号分别输出给第一-45°移相器41的输入端口411和第二3×4巴特勒矩阵10的第一输入端口1001,接着第一-45°移相器41的输出端口412输出信号给第一3×4巴特勒矩阵9的第一输入端口91,最后将信号分别传输到馈电网络的第一输出端口16、第二输出端口17、第三输出端口18、第四输出端口19、第五输出端口110、第六输出端口111、第七输出端口112、第八输出端口113,最终馈电网络的八个输出端口输出等幅度且相邻输出端口的相位差为+135°。
当信号从馈电网络的第三输入端口13输入时,等幅功率分配器33将信号等幅同相的分配给第一3×4巴特勒矩阵9的第二输入端口92和第二3×4巴特勒矩阵10的第二输入端口1002,最后将信号分别传输到馈电网络的第一输出端口16、第二输出端口17、第三输出端口18、第四输出端口19、第五输出端口110、第六输出端口111、第七输出端口112、第八输出端口113,最终馈电网络的八个输出端口输出等幅度且相位差相等的信号。
当信号从馈电网络的第四输入端口14输入时,第二3dB/-90°定向耦合器32将信号分别输出给第二-45°移相器42的输入端口421和第一3×4巴特勒矩阵9的第三输入端口903,接着第二-45°移相器42的输出端口422输出信号给第二3×4巴特勒矩阵10的第三输入端口1003,最后将信号分别传输到馈电网络的第一输出端口16、第二输出端口17、第三输出端口18、第四输出端口19、第五输出端口110、第六输出端口111、第七输出端口112、第八输出端口113,最终馈电网络的八个输出端口输出等幅度且相邻输出端口的相位差为-135°。
当信号从馈电网络的第四输入端口15输入时,第二3dB/-90°定向耦合器32将信号分别输出给第二-45°移相器42的输入端口421和第一3×4巴特勒矩阵9的第三输入端口903,接着第二-45°移相器42的输出端口422输出信号给第二3×4巴特勒矩阵10的第三输入端口1003,最后将信号分别传输到馈电网络的第一输出端口16、第二输出端口17、第三输出端口18、第四输出端口19、第五输出端口110、第六输出端口111、第七输出端口112、第八输出端口113,最终馈电网络的八个输出端口输出等幅度且相邻输出端口的相位差为+45°。
参见图13所示,为本实施例上述5×8巴特勒矩阵馈电网络的第一输入端口馈电时的仿真结果图,从图中可以看出,在28GHz-32GHz范围内,各个输出端口基本上等功率输出。
参见图14所示,为本实施例上述5×8巴特勒矩阵馈电网络的第二输入端口馈电时的仿真结果图,从图中可以看出,在28GHz-32GHz范围内,各个输出端口基本等功率输出。
参见图15所示,为本实施例上述5×8巴特勒矩阵馈电网络的第三输入端口馈电时的仿真结果图,从图中可以看出,在28GHz-32GHz范围内,各个输出端口基本上等功率输出。
参见图16所示,为本实施例上述5×8巴特勒矩阵馈电网络的第一、二、三输入端口馈电时相邻输出端口相位差的仿真结果图,从图中可以看出,在28GHz-32GHz范围内,馈电网络的第一输入端口馈电时,相邻输出端口相位差为-45°,馈电网络的第二输入端口馈电时,相邻输出端口相位差为+135°,馈电网络的第三输入端口馈电时,相邻输出端口相位差为0°,相位误差在可以接受的范围内。
以上所述实施例只为本实用新型之较佳实施例,并非以此限制本实用新型的实施范围,故凡依本实用新型之形状、原理所作的变化,均应涵盖在本实用新型的保护范围内。
Claims (3)
1.一种毫米波段应用的5×8巴特勒矩阵馈电网络,所述馈电网络包括上下叠置的第一介质板(21)和第二介质板(22),所述第一介质板(21)的上表面设置有第一金属层(23),所述第一介质板(21)和第二介质板(22)之间设置有第二金属层(24),所述第二介质板(22)的下表面设置有第三金属层(25);其特征在于:所述第一介质板(21)内部填充有第一基片集成波导金属壁(26),所述第一金属层(23)与第二金属层(24)之间通过第一基片集成波导金属壁(26)连接,所述第二介质板(22)内部填充有第二基片集成波导金属壁(27),所述第二金属层(24)与第三金属层(25)之间通过第二基片集成波导金属壁(27)连接;所述第一金属层(23)上形成有等幅功率分配器(33)、第一-45°移相器(41)、第一3×4巴特勒矩阵(9)及七个连接第一金属层(23)边缘的共面波导微带线,所述第三金属层(25)上形成有第二-45°移相器(42)、第二3×4巴特勒矩阵(10)及六个连接第三金属层(25)边缘的共面波导微带线,所述共面波导微带线通过开缝隙等效为一个馈电端口,即所述第一金属层(23)上形成有七个馈电端口,分别为第二输入端口(12)、第三输入端口(13)、第五输入端口(15)、第一输出端口(16)、第三输出端口(18)、第五输出端口(110)和第七输出端口(112),所述第二金属层(24)作为第一介质板(21)的接地板使用,所述第二金属层(24)上形成有六个馈电端口,分别为第一输入端口(11)、第四输入端口(14)、第二输出端口(17)、第四输出端口(19)、第六输出端口(111)和第八输出端口(113),所述第三金属层(25)作为第二介质板(22)的接地板使用,并通过在第二金属层(24)上开缝隙形成有两个3dB/-90°定向耦合器,分别为第一3dB/-90°定向耦合器(31)和第二3dB/-90°定向耦合器(32),所述第一输入端口(11)和第二输入端口(12)分别与第一3dB/-90°定向耦合器(31)的两个输入端口一一对应相接,所述第三输入端口(13)与等幅功率分配器(33)的输入端口331连接,所述第四输入端口(14)和第五输入端口(15)分别与第二3dB/-90°定向耦合器(32)的两个输入端口一一对应相接,所述第一输出端口(16)、第三输出端口(18)、第五输出端口(110)、第七输出端口(112)分别与第一3×4巴特勒矩阵(9)的四个输出端口一一对应相接,所述第二输出端口(17)、第四输出端口(19)、第六输出端口(111)、第八输出端口(113)分别与第二3×4巴特勒矩阵(10)的四个输出端口一一对应相接,所述第一3dB/-90°定向耦合器(31)的第一输出端口(313)与第一-45°移相器(41)的输入端口(411)连接,所述第一-45°移相器(41)的输出端口(412)、等幅功率分配器(33)的第一输出端口(332)、第二3dB/-90°定向耦合器(32)的第一输出端口(323)分别与第一3×4巴特勒矩阵(9)的三个输入端口一一对应相接,所述第一3dB/-90°定向耦合器(31)的第二输出端口(314)、等幅功率分配器(33)的第二输出端口(333)、第二-45°移相器(42)的输出端口(422)分别与第二3×4巴特勒矩阵(10)的三个输入端口一一对应相接,所述第二3dB/-90°定向耦合器(32)的第二输出端口(324)与第二-45°移相器(42)的输入端口(421)连接。
2.根据权利要求1所述的一种毫米波段应用的5×8巴特勒矩阵馈电网络,其特征在于:所述馈电网络的第一输入端口(11)与第一3dB/-90°定向耦合器(31)的第二输入端口(312)连接,所述馈电网络的第二输入端口(12)与第一3dB/-90°定向耦合器(31)的第一输入端口(311)连接,所述馈电网络的第四输入端口(14)与第二3dB/-90°定向耦合器(32)的第二输入端口(322)连接,所述馈电网络的第五输入端口(15)与第二3dB/-90°定向耦合器(32)的第一输入端口(321)连接,所述第一-45°移相器(41)的输出端口(412)与第一3×4巴特勒矩阵(9)的第一输入端口(91)连接,所述第一3dB/-90°定向耦合器(31)的第二输出端口(314)与第二3×4巴特勒矩阵(10)的第一输入端口(1001)连接,所述等幅功率分配器(33)的第一输出端口(332)与第一3×4巴特勒矩阵(9)的第二输入端口(92)连接,所述等幅功率分配器(33)的第二输出端口(333)与第二3×4巴特勒矩阵(10)的第二输入端口(1002)连接,所述第二-45°移相器(42)的输出端口(422)与第二3×4巴特勒矩阵(10)的第三输入端口(1003)连接,所述第二3dB/-90°定向耦合器(32)的第一输出端口(323)与第一3×4巴特勒矩阵(9)的第三输入端口(93)连接,所述第一3×4巴特勒矩阵(9)的第一输出端口(94)与馈电网络的第一输出端口(16)连接,所述第二3×4巴特勒矩阵(10)的第一输出端口(1004)与馈电网络的第二输出端口(17)连接,所述第一3×4巴特勒矩阵(9)的第二输出端口(95)与馈电网络的第三输出端口(18)连接,所述第二3×4巴特勒矩阵(10)的第二输出端口(1005)与馈电网络的第四输出端口(19)连接,所述第一3×4巴特勒矩阵(9)的第三输出端口(96)与馈电网络的第五输出端口(110)连接,所述第二3×4巴特勒矩阵(10)的第三输出端口(1006)与馈电网络的第六输出端口(111)连接,所述第一3×4巴特勒矩阵(9)的第四输出端口(97)与馈电网络的第七输出端口(112)连接,所述第二3×4巴特勒矩阵(10)的第四输出端口(1007)与馈电网络的第八输出端口(113)连接。
3.根据权利要求1所述的一种毫米波段应用的5×8巴特勒矩阵馈电网络,其特征在于:所述共面波导微带线通过开八字型缝隙等效为一个馈电端口,所述馈电端口为50欧姆的阻抗匹配。
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CN114824837A (zh) * | 2022-06-24 | 2022-07-29 | 盛纬伦(深圳)通信技术有限公司 | 一种基于基板集成波导的巴特勒矩阵及多波束天线 |
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2020
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