[發明專利]波束成形網絡及其輸入結構、輸入輸出方法及三波束天線

有效

• 申請號: 201610843984.9
• 申請日: 2016-09-22
• 公開（公告）號: CN106602265B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 賈飛飛;陳強;王強
• 申請（專利權）人: 京信通信技術（廣州）有限公司
• 主分類號: H01Q3/30
• 分類號: H01Q3/30;H01Q19/10;H01Q1/50;H01Q21/00;H01Q21/06
• 代理公司: 北京市立方律師事務所 11330
• 代理人: 劉延喜;王增鑫

本發明提供一種波束成形網絡，包括：第一定向耦合器、第二定向耦合器、第三定向耦合器、第一功分器和至少一個移相器，所述第一定向耦合器的輸出端分別與第二定向耦合器和第三定向耦合器的輸入端連接，所述第一功分器的輸出端分別與第二定向耦合器和第三定向耦合器的輸入端連接，所述移相器至少一個連接在第二定向耦合器和/或第三定向耦合器的一個輸出端上；電信號分別經由第一定向耦合器和第一功分器輸入，并分別由第二定向耦合器和第三定向耦合器的輸出端輸出。該矩陣網絡具有性能優異、結構簡單、尺寸小且一致性好的特點。此外，還涉及一種三波束天線、該波束成形網絡的輸入結構及該波束成形網絡的輸入輸出方法。

技術領域

本發明涉及天線技術領域，具體而言，本發明涉及波束成形網絡及其輸入結構、輸入輸出方法及三波束天線。

背景技術

目前，移動通信領域技術飛速發展，用戶業務量持續井噴，大量的數據業務對移動通信容量提出了更高的要求。通常，移動通信基站天線用一個較寬的波束來覆蓋一個扇區，當該扇區內用戶增多時，就會帶來信號干擾增強、容量覆蓋不足等問題。

多波束天線可理解為將一個較寬的波束“劈裂”成多個較窄的波束，在天饋端為系統容量擴容提供了一種可靠的解決方案。利用Butler矩陣形成多個波束是多波束天線設計的主要手段之一。

專利CN201210080959.1一種用于移動通信基站的雙極化三波束天線，公開了一種三波束天線，該專利形成的-120°的相位差、0°相位差、+120°相位差分別能在天線上實現第一波束的方位角的指向向左偏移-40°、第二波束的方位角的指向為0°、第三波束的方位角的指向為0。對于要形成的-40°、0°、+40°的方位角。除了改變相位差以外，還可以優化天線中的陣列間距。通過改變其間距，也可以改變天線方位角的形成。但是由于該天線形成的波束方位角偏移較大，但天線的尺寸較大水平面旁瓣抑制不能滿足現有的需求，且其整體結構設計較為復雜、成本較高。

專利CN201310294694.X一種3×3Butler矩陣和5×6Butler矩陣，公開了一種3×3Butler矩陣，包括由第一定向耦合器、第二定向耦合器、第三定向耦合器、第一移相器、第二移相器和第三移相器組成。由于3dB定向耦合器的的一個重要特性是直通口和耦合口能形成具有90°相位差，而該專利所述的3×3Butler矩陣形成的120°相位差是通過功率合成的。因此該專利中所述的第一輸出口OUT1、第二輸出口OUT2、第三輸出口OUT3的輸出功率必是相等的，這種功率分布對于天線的輻射方向圖是不合理的。首先，其第一輸出口OUT1、第二輸出口OUT2、第三輸出口OUT3的輸出功率是相等的，則會使第一輸入口in1的輻射方向圖第一波束的波束方位角偏移-40°，因此，第一波束的水平面旁瓣抑制就無法得到抑制，會對第二輸入口in2的輻射方向圖（即第二波束）和第三輸入口in3的輻射方向圖（即第三波束）的主波束形成干擾。其次，由于相位差的增加，將會使天線的損耗加大。

所以，現有的Butler矩陣設計復雜、尺寸較大，生產一致性偏差急需改進。

發明內容

本發明的首要目的旨在提供一種結構簡單、尺寸更小、性能穩定且一致性較好的波束成形網絡。

本發明的另一目的在于提供一種應用上述波束成形網絡的三波束天線。

本發明的又一目的在于提供一種上述波束成形網絡的輸入結構。

本發明的又一目的在于提供一種上述波束成形網絡的輸入輸出方法。

為了實現上述目的，本發明提供以下技術方案：