[實用新型]一種基于頻率選擇性的寬帶巴特勒矩陣饋電網絡

有效

• 申請號: 201821878769.3
• 申請日: 2018-11-15
• 公開（公告）號: CN209119372U
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 陳付昌;陳繼鵬
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01Q21/00
• 分類號: H01Q21/00;H01Q1/50
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 馮炳輝

本實用新型公開了一種基于頻率選擇性的寬帶巴特勒矩陣饋電網絡，包括從上往下排布的第一、二、三介質基板，第一介質基板上表面和第三介質基板下表面均形成有地板，第一介質基板下表面和第三介質基板上表面分別形成有第一導體層和第二導體層，第一、二導體層上的一部分微帶傳輸線均形成為移相器，第一、二導體層上的其余微帶傳輸線與第二介質基板一起構成有若干個不同傳輸特性的定向耦合器，且連接在相應定向耦合器上的饋電網絡輸入端口有一個或兩個，而連接在相應定向耦合器上的饋電網絡輸出端口則有三個或四個，所有輸出端口在不同的頻率具有不同的信號分布。本實用新型能實現很好的帶寬特性，輻射方向穩定，不需要添加額外耦合器的數目。

技術領域

本實用新型涉及天線饋電的技術領域，尤其是指一種基于頻率選擇性的寬帶巴特勒矩陣饋電網絡。

背景技術

巴特勒矩陣是一種利用3-dB定向耦合器和固定移相器組合起來的天線波束形成網絡。N×M巴特勒矩陣表示它包含N個輸入端口以及M個輸出端口或輻射單元。當在某一輸入端口引進了一個信號時，即在所有的輸出端口產生等幅激勵，且他們的之間具有恒等的相位差，可在空間空間某一角度方向產生輻射。也就是說它可使陣列天線均勻分布，并使陣元之間具有恒等相位差的饋電方式。這樣可以產生不同分布的N個波束，以達到波束賦形的目的。傳統的巴特勒矩陣往往只能在較窄的頻段內工作，即使改善了巴特勒矩陣的帶寬特性，在連接等距離分布的天線陣列時，較寬的工作頻段就會帶來波束寬度以及波束方向變化較大的問題。

對現有技術進行調查了解，具體如下：

2016年，K.Wincza等人在IEEE Transactions on Antennas and Propagation上發表題為“Scalable Multibeam Antenna Arrays Fed by Dual-Band ModifiedButler Matrices的文章，文中通過在設計一個頻率比大概為2：1的雙頻巴特勒矩陣饋電網絡以及一個雙頻多波束天線陣列，實現在低頻和高頻時對應的不同天線陣列工作，從而實現在兩個頻段產生變化不大的波束。但是在不同頻段工作的天線陣列是分離的，不能實現兩頻段之間的頻率的利用。

2017年，同樣是K.Wincza等人在IEEE Transactions on Antennas andPropagation上發表題為Broadband Multibeam Antenna Arrays Fed by Frequency-Dependent Butler Matrices的文章，文中通過在設計一個傳輸特性隨頻率改變而變化的巴特勒矩陣饋電網絡以及一個間距固定的線天線陣列，通過在低頻和高頻時激活不同天線單元來達到在整個寬頻帶內產生變化的波束的目的。但是這種饋電網絡相比傳統巴特勒增加了幾個耦合器元件。

總的來說，現有的工作中，有不少關于巴特勒矩陣饋電網絡的研究，但是大部分都是應用在較窄頻段內的天線陣列饋電的設計，做成寬帶的設計也存在各種缺陷。設計一款具有寬的工作頻帶并且產生穩定波束的天線陣列饋電網絡具有重要意義。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的缺點與不足，提出了一種基于頻率選擇性的寬帶巴特勒矩陣饋電網絡，能夠實現很好的帶寬特性，且輻射方向穩定，并且不需要添加額外耦合器的數目，具有設計簡單、結構緊湊、性能穩定、成本低等優點。