[發明專利]Butler矩陣波束形成裝置

無效

• 申請號: 200910054599.6
• 申請日: 2009-07-09
• 公開（公告）號: CN101599784A
• 公開（公告）日: 2009-12-09
• 發明（設計）人: 馬德晶;彭宏利;尹文言
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H04B7/02
• 分類號: H04B7/02;H04B1/38
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術領域

本發明涉及的是一種移動通信技術領域的裝置，具體是一種Butler矩陣波 束形成裝置。

背景技術

現代通信系統的基站發射機和接收機采用陣列天線來形成窄波束從而大大 降低接收機接收到得信號的傳播延時，同時也提高了信號的增益。Butler矩陣 作為天線陣列的饋電網絡能提供合適相位與幅度的信號，并起到波束形成的作用 使天線能產生想要的方向圖?，F代無線移動通信(如TD-SCDMA，WCDMA等)以及下 一代無線移動通信的基站天線都需要Butler矩陣來給其饋電，因此Butler矩陣 有著及其廣泛的應用市場。

經對現有技術的文獻檢索發現，公開號CN101227216A提出了一種不使用交 叉耦合器Butler矩陣的實施方案。不使用交叉耦合器的原因在于在印刷電路板 上引入交叉耦合器很難實現且性能不好，但是這種實現方法導致其用于接收相應 RF輸入信號的端口不在同一側。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提供一種Butler矩陣波束形成裝置， 采用新型的Butler矩陣的實施方式設計了一種寬頻帶、高隔離度4x4Butler矩 陣波束形成網絡，使得無論是接收RF輸入信號的端口還是連接天線陣列單元的 端口都在同一側，此外每個構成單元的實現也有著自身的特色。

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括：兩個輸入混合器、兩個輸 出混合器、兩個移相器和一個交叉耦合器，其中：輸入混合器的輸出端分別與移 相器和交叉耦合器的輸入端相連接，輸出混合器的輸入端分別與移相器和交叉耦 合器的輸出端相連接。

所述的輸入混合器和輸出混合器均為寬頻帶90°混合器。

所述的移相器為45°移相器。

本發明在工作頻帶為1920-2170MHz的范圍中，端口回波損耗≤-22.0dB， 隔離度≤-26.0dB，而該頻帶覆蓋了WCDMA通信系統的核心頻段(上行 1920MHz-1980NHz，下行2110MHz-2170MHz)，因此本發明可應用WCDMA通 信系統基站天線陣列的饋電網絡，并提供相當高的隔離度。

附圖說明

圖1??4x4Butler矩陣拓撲結構圖。

圖2??4x4Butler矩陣印刷電路板布線。

圖3??90°混合器具體結構尺寸示意圖。

圖4??交叉耦合器具體結構尺寸示意圖。

圖5??45°移相器具體結構尺寸示意圖。

圖6??端口1實測反射回波損耗S11特性圖。

圖7??端口1實測隔離幅度S12特性圖。

圖8??端口1實測傳輸幅度S15特性圖。

圖9??端口1實測傳輸幅度S16特性圖。

具體實施方式

下面對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下 進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限 于下述的實施例。

由圖1和圖2所示，本實施例包括：第一輸入混合器Ha、第二輸入混合器 Hb、第一輸出混合器Hc、第二輸出混合器Hd、第一移相器Pa、第二移相器Pb、 交叉耦合器Co、第一輸入端口I₁、第二輸入端口I₂、第三輸入端口I₃、第四輸 入端口I₄、第一輸出端口O₁、第二輸出端口O₂、第三輸出端口O₃、第四輸出端 口O₄，其中：

第一輸入端口I₁、第二輸入端口I₂、第三輸入端口I₃和第四輸入端口I₄分別 連接至第一輸入混合器Ha的第一輸出端H_a1和第四輸出端H_a4以及第二輸入混 合器Hb的第一輸入端H_b1和第四輸出端H_b4；