[發(fā)明專利]一種兩波束陣列天線及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711113913.4
• 申請日: 2017-11-13
• 公開（公告）號(hào): CN108092008B
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳澤海;吳壁群;蘇振華
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東博緯通信科技有限公司
• 主分類號(hào): H01Q23/00
• 分類號(hào): H01Q23/00;H01Q21/00;H01Q21/30;H01Q19/10
• 代理公司: 廣州容大專利代理事務(wù)所(普通合伙) 44326
• 代理人: 劉新年

1.一種兩波束陣列天線，其特征在于，包括金屬反射板、輻射單元陣列、多個(gè)功率分配網(wǎng)絡(luò)、兩個(gè)波束形成網(wǎng)絡(luò)；輻射單元陣列、功率分配網(wǎng)絡(luò)、波束形成網(wǎng)絡(luò)安裝在金屬反射板上；

所述輻射單元陣列包括M行N列的雙極化振子，且M≥2，N≥8；

每一行多個(gè)雙極化振子沿一水平參考線排列，且每一行雙極化振子對(duì)應(yīng)的參考線之間沒有交疊；每一列多個(gè)雙極化振子沿一垂直參考線排列，且每一列雙極化振子對(duì)應(yīng)的參考線之間沒有交疊；

每一個(gè)波束形成網(wǎng)絡(luò)具有2個(gè)輸入端口和N個(gè)輸出端口，包括形成第一波束的第一輸入端口和形成第二波束的第二輸入端口、以及連接到M×N陣列的所述N列的N個(gè)輸出端口；

每一列的多個(gè)雙極化振子與垂直方向的功率分配網(wǎng)絡(luò)輸出端口連接，功率分配網(wǎng)絡(luò)數(shù)量為N個(gè)，每一個(gè)功率分配網(wǎng)絡(luò)包含兩個(gè)輸出端口為M的威爾金森功分器；波束形成網(wǎng)絡(luò)的輸出端口與功率分配網(wǎng)絡(luò)的輸入端口相連，形成一個(gè)具有四個(gè)輸出端口的雙極化兩波束陣列天線；

每一個(gè)波束形成網(wǎng)絡(luò)包括2個(gè)180度混合器、2個(gè)60度移相器、2個(gè)3路巴特勒矩陣電路和2個(gè)2路功分器；每一個(gè)180度混合器的一個(gè)輸入端口連接50ohm電阻接地，一個(gè)輸出端口通過60度移相器與其中一個(gè)3路巴特勒矩陣電路的輸入端口連接，另外一個(gè)輸出端口連接另外一個(gè)3路巴特勒矩陣電路的一個(gè)輸入端口；每一個(gè)3路巴特勒矩陣電路的三個(gè)輸入端口對(duì)應(yīng)的輸出端口的相位變化關(guān)系分別為+120度、-120度和0度，對(duì)應(yīng)0度相位變化的輸入端口連接50ohm電阻接地；每一個(gè)3路巴特勒矩陣電路的其中一個(gè)輸出端口連接1個(gè)2路功分器的輸入端口，2個(gè)2路功分器的4個(gè)輸出端口和2個(gè)3路巴特勒矩陣電路的其余4個(gè)輸出端口作為波束形成網(wǎng)絡(luò)的輸出端口。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩波束陣列天線，其特征在于，所述水平方向排列的雙極化振子數(shù)目為N＝8；所述雙極化振子在每一條垂直參考線上數(shù)目為M＝5。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的兩波束陣列天線，其特征在于，每一個(gè)功率分配網(wǎng)絡(luò)包含兩個(gè)輸出端口為5的威爾金森功分器。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩波束陣列天線，其特征在于，每一行以及每一列的兩個(gè)雙極化振子需增加180度移相器，并且幅度相對(duì)于其它能量最大的雙極化振子小5dB以上；每一個(gè)功率分配網(wǎng)絡(luò)的能量最低的兩個(gè)輸出端口連接180度移相器后連接雙極化振子；每一個(gè)波束形成網(wǎng)絡(luò)的輸出端口之間的相位差為+60度或-60度，每一個(gè)波束形成網(wǎng)絡(luò)能量最低的兩個(gè)輸出端口連接180度移相器后連接功率分配網(wǎng)絡(luò)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩波束陣列天線，其特征在于，所述雙極化振子水平方向間距相等，所述雙極化振子垂直方向間距相等，為0.3至0.7倍中心頻率波長。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的兩波束陣列天線，其特征在于，所述雙極化振子水平間距與垂直間距相等，均為0.5倍中心頻率波長。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩波束陣列天線，其特征在于，第一波束具有-15至-30度之間的第一方位角；第二波束具有15度至30度之間的第二方位角。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的兩波束陣列天線，其特征在于，所述兩波束陣列天線的水平面劈裂成2個(gè)半功率波寬為29度的矩形波束，每一個(gè)波束主瓣方向3dB范圍內(nèi)幅度穩(wěn)定且擁有2個(gè)波峰，主瓣范圍以外功率快速下降，3dB至20dB功率下降角度小于12度，兩個(gè)波束的水平交叉電平為-7dB；每一個(gè)波束的垂直面3dB波寬為50度，3dB至20dB功率下降角度小于20度。

9.一種兩波束陣列天線系統(tǒng)，其特征在于，包括至少兩個(gè)權(quán)利要求1-8任一所述的兩波束陣列天線，分別工作在中頻段以及高頻段；中頻段兩波束陣列天線工作在1695-2200MHz頻段范圍，高頻段兩波束陣列天線工作于2300～2700MHz頻段范圍，不同頻段的兩波束陣列天線通過合路器進(jìn)行信號(hào)合路，以共享輸出端口。