CN112864637A - 基于5×6巴特勒矩阵的宽频带多波束形成网络及天线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种基于5×6巴特勒矩阵的宽频带多波束形成网络及一种天线。所述宽频带多波束形成网络具有第一、第二、第三、第四、第五输入端口，以及第一、第二、第三、第四、第五、第六输出端口，还包括基板及以电路的形式布设于所述基板上的八个定向耦合器、十一个固定移相器及一个功分器，本发明有利于缩小现有技术方案的矩阵馈电网络的体积，减少PCB物料成本，本发明定向耦合器采用分层耦合线的形式，第一传输线和第二传输线分设于基板相对的两个端面，结构紧凑，尺寸小，同时可以减少射频接头和连接线缆的使用，焊接点少，有利于提高整个五波束天线***回波、隔离度以及三阶无源互调等性能的一致性。

Description

基于5×6巴特勒矩阵的宽频带多波束形成网络及天线

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种基于5×6巴特勒矩阵的宽频带多波束形成网络及一种天线。

背景技术

随着现代无线通信技术飞速发展，移动通信需求日益增长。多波束天线具有很高的增益，能解决密集城区建站难和深度覆盖不足等问题，在通信技术领域的应用越来越广泛。多波束天线是一个无源多端口器件，它向空间辐射的电磁波由多个点波束组成，并且它的每一个输入端口对应着一个具有特定指向的天线波束，可以用于接收或者发射信号，同时生成的多波束具有正交性，主要用于空间分集接收，以提高***容量。

波束形成网络是构成多波束天线的核心，一般是通过巴特勒矩阵方式实现。其主要功能是将某个输入端口的能量以一定的幅度分布给天线阵列，实现功率分配，并且保持阵列上相邻单元之间的相位差为一个常数，不同输入端口对应不同相位差，这样在天线阵列上就形成了不同波束指向。例如中国发明CN103414022B公布了一种5×6巴特勒矩阵，但是带宽窄，只支持1710-2170MHz频段，而且5×6巴特勒矩阵的各个模块是独立的，需要使用线缆和连接块连接，焊点多，回波隔离度和互调等参数一致性较差。

发明内容

本发明设计了一种基于5×6巴特勒矩阵的宽频带多波束形成网络及一种天线。该巴特勒矩阵网络具有结构简单、性能良好的优点、同时一体化的特点可以方便生产装配，提升生产效率，能满足工程应用中低旁瓣五波束基站天线的赋形需求。

本发明的第一方面提出一种基于5×6巴特勒矩阵的宽频带多波束形成网络，具体的方案如下：

一种基于5×6巴特勒矩阵的宽频带多波束形成网络，具有第一、第二、第三、第四、第五输入端口，以及第一、第二、第三、第四、第五、第六输出端口，包括基板及均以电路形式布设于所述基板上的第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八定向耦合器，第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一固定移相器，功分器；

每个定向耦合器均具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，每个固定移相器均具有一个输入端和一个输出端，所述功分器具有输入端、第一输出端和第二输出端；

所述功分器的输入端、第一定向耦合器的第一输入端、第二输入端及第二定向耦合器的第一输入端、第二输入端与所述第一输入端口、第二输入端口、第三输入端口、第四输入端口和第五输入端口一一对应连接，所述第六固定移相器的输出端、第七固定移相器的输出端、第八固定移相器的输出端、第九固定移相器的输出端、第十固定移相器的输出端与第十一固定移相器的输出端分别与第一输出端口、第二输出端口、第三输出端口、第四输出端口、第五输出端口和第六输出端口一一对应连接；

所述第一定向耦合器的第一输出端、第二输出端分别与第一固定移相器的输入端、第二固定移相器的输入端连接；

所述第二定向耦合器的第一输出端、第二输出端分别与第三固定移向器的输入端、第三定向耦合器的第二输入端连接；

所述第三定向耦合器的第一输出端、第二输出端分别与第四定向耦合器的第二输入端、第五固定移向器的输入端连接；

所述第四定向耦合器的第一输出端、第二输出端分别与第九固定移相器的输入端、第五定向耦合器的第一输入端连接；

所述第五定向耦合器的第一输出端、第二输出端分别与第十固定移向器的输入端、第十一固定移向器的输入端连接，所述第五定向耦合器的第二输入端与所述第五固定移向器的输出端连接；

所述第六定向耦合器的第一输出端、第二输出端分别与第七定向耦合器的第二输入端、第四固定移向器的输入端连接，所述第六定向耦合器的第一输入端、第二输入端分别与第一固定移向器的输出端、第三固定移向器的输出端连接；

所述第七定向耦合器的第一输出端、第二输出端分别与第六固定移向器的输入端、第八定向耦合器的第一输入端连接，所述第七定向耦合器的第一输入端与所述功分器的第一输出端连接；

所述第八定向耦合器的第一输出端、第二输出端分别与第七定移相器的输入端、第八固定移相器的输入端连接，所述第八定向耦合器的第二输入端与所述第四固定移向器的输出端连接；

所述功分器的第二输出端与所述第四定向耦合器的第一输入端连接，所述第二固定移向器的输出端与所述第三定向耦合器的第一输入端连接；

以使得电信号从任意一个输入端口输入时，从六个所述输出端口输出六路幅度相等，相位成等差数列的信号。

进一步的改进在于，所述第三固定移向器为移向器的基准线，所述第一固定移向器为30°固定角度移向器，用于将输入其中的信号的传输相位延迟30°；所述第二固定移向器为120°固定角度移向器，用于将输入其中的信号的传输相位延迟120°；所述第四、第五固定移向器为90°固定角度移向器，用于将输入其中的信号的传输相位延迟90°；所述第七、第十固定移向器为105°固定角度移向器，用于将输入其中的信号的传输相位延迟105°；所述第六、第九固定移向器为120°固定角度移向器，用于将输入其中的信号的传输相位延迟120°；所述第八、第十一固定移向器为165°固定角度移向器，用于将输入其中的信号的传输相位延迟165°。

进一步的改进在于，所述第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八定向耦合器的第一输出端和第一输入端同侧，所述第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八定向耦合器的第二输出端和第二输入端同侧；所述的第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八定向耦合器均为带状线结构。

进一步的改进在于，所述第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八定向耦合器对应的每个输出端的信号功率为其信号输入端的信号功率的一半，与信号输入端异侧的输出端的信号相位滞后于信号输入端同侧的输出端90°。

进一步的改进在于，所述第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八定向耦合器均为耦合线定向耦合器。

进一步的改进在于，每一个定向耦合器的整体电路设于所述基板上，每一个定向耦合器的第一、第二输入端及第一、第二输出端都设于所述基板的同一端面，但每一个定向耦合器的第一输入端到第二输出端的第二传输线与第二输入端到第一输出端的第一传输线分设于所述基板相对的两个端面，每一个定向耦合器的第二输入端到第一输出端的第一传输线分别通过穿过所述基板的金属过孔与定向耦合器的第二输入端及第一输出端连接，所述第一传输线通过金属化过孔与第二传输线连接。

进一步的改进在于，还包括设于所述基板上并与所述功分器的第二输出端连接的第一微带线，以及与所述第二固定移向器的输出端连接的第二微带线，所述第一微带线通过第一跳线与所述第四定向耦合器的第一输入端电连接，所述第二微带线通过第二跳线与所述第三定向耦合器的第一输入端电连接。

进一步的改进在于，所述第一、第二跳线与所述第一、第二微带线和第三定向耦合器、第四定向耦合器的第一输入端、第二输入端、第一输出端、第二输出端分设于所述基板的同一端面，并且当所述第一跳线为同轴传输线时，其两端的内导体分别与第一微带线和所述功分器的第二输出端连接，当所述第二跳线为同轴传输线时，其两端的内导体分别与第二微带线和第二固定移向器的输出端连接。

进一步的改进在于，所述第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一固定移向器均设有用于调节相位的开路枝节。

本发明第二方面提供一种天线，所述天线包括上述所述的基于5×6巴特勒矩阵的宽频带多波束形成网络。

本发明的有益效果：

在本发明的技术方案中，将所述第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八定向耦合器和第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一固定移向器等器件以电路形式设于基板上，结构紧凑，有利于缩小现有技术方案的矩阵馈电网络的体积，减少PCB物料成本，定向耦合器采用分层耦合线的形式，第一传输线和第二传输线分设于基板相对的两个端面，结构紧凑，尺寸小，同时，各个模块通过带状线传输线和同轴线形式的跳线连接，整个基于5×6巴特勒矩阵的宽频带多波束形成网络是一体化的，可以减少射频接头和连接线缆的使用，焊接点少，有利于提高整个五波束天线***回波、隔离度以及三阶无源互调等性能的一致性。

附图说明

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

图1为本发明一种基于5×6巴特勒矩阵的宽频带多波束形成网络的线路布局图；

图2为本发明一种基于5×6巴特勒矩阵的宽频带多波束形成网络的剖面图；

图3为本发明图1的背面图；

图4为本发明一种基于5×6巴特勒矩阵的宽频带多波束形成网络中的第一3×3巴特勒矩阵网络；

图5为本发明一种基于5×6巴特勒矩阵的宽频带多波束形成网络中的第二3×3巴特勒矩阵网络；

图6为本发明一种基于5×6巴特勒矩阵的宽频带多波束形成网络中的第一2×2巴特勒矩阵网络；

图7为本发明一种基于5×6巴特勒矩阵的宽频带多波束形成网络中的第二2×2巴特勒矩阵网络。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明创造的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明创造。本说明书中使用的命名术语可用于说明各种构成要素，但是这些构成要素不受这些术语的限定。使用这些术语的目的仅在于将一个构成要素区别于其他构成要素。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接连接，可以说两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例一：

请参考附图1-7，本发明实施例一提出一种基于5×6巴特勒矩阵的宽频带多波束形成网络，其中心频点为2.2GHz、相对带宽44.5％，所述一种基于5×6巴特勒矩阵的宽频带多波束形成网络采用上板、5×6巴特勒矩阵介质板和下板构成介质带状线的结构形式，所述5×6巴特勒矩阵介质板即为基板，当电信号从该网络的任意输入端口输入时，相邻输出端口之间相位差为常数。

所述一种基于5×6巴特勒矩阵的宽频带多波束形成网络为一体化设计，按照模块划分可以划分为五大模块，分别是功分器模块、第一3×3巴特勒矩阵网络、第二3×3巴特勒矩阵网络，第一2×2巴特勒矩阵网络以及第二2×2巴特勒矩阵网络。

其中，所述功分器模块的功分器20为威尔金森功分器，信号进入功分器20输入端后，功分器20的两个输出端所输出的信号幅度相位相等。

如图4和图5所示分别是第一3×3巴特勒矩阵网络和第二3×3巴特勒矩阵网络，当电信号从任一3×3巴特勒矩阵网络的任一输入端输入时，所述3×3巴特勒矩阵网络的第一至第三个输出端输出三路幅度相等，相位成等差数列的信号。

如图6和图7所示分别是第一2×2巴特勒矩阵网络和第二2×2巴特勒矩阵网络，当电信号从任一2×2巴特勒矩阵网络的输入端输入时，所述2×2巴特勒矩阵网络的第一至和二个输出端口输出幅度相等，相位成等差数列的信号。

下面结合附图1-7，详细介绍本发明一种基于5×6巴特勒矩阵的宽频带多波束形成网络的具体结构和原理：

具体地，如图1所示，所述一种基于5×6巴特勒矩阵的宽频带多波束形成网络具有第一输入端口in1、第二输入端口in2、第三输入端口in3、第四输入端口in4、第五输入端口in5及第一输出端口out1、第二输出端口out2、第三输出端口out3、第四输出端口out4、第五输出端口out5、第六输出端口out6，均以电路形式设于所述基板上的第一定向耦合器1、第二定向耦合器2、第三定向耦合器3、第四定向耦合器4、第五定向耦合器5、第六定向耦合器6、第七定向耦合器7、第八定向耦合器8和第一固定移向器9、第二固定移向器10、第三固定移向器11、第四固定移向器12、第五固定移向器13、第六固定移向器14、第七固定移向器15、第八固定移向器16、第九固定移向器17、第十固定移向器18、第十一固定移向器19以及功分器20。

具体地，每一个定向耦合器均具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，每一个固定移向器均具有一个输入端和一个输出端，所述功分器具有输入端、第一输出端和第二输出端。

其中,所述功分器20的输入端，第一定向耦合器1的第一输入端21、第二输入端22与第二定向耦合器2的第一输入端25、第二输入端26与所述第一输入端口in1、第二输入端口in2、第三输入端口in3、第四输入端口in4和第五输入端口in5一一对应连接，所述第六固定移相器14的输出端、第七固定移相器15的输出端、第八固定移相器16的输出端、第九固定移相器17的输出端、第十固定移相器18的输出端与第十一固定移相器19的输出端分别与第一输出端口out1、第二输出端口out2、第三输出端口out3、第四输出端口out4、第五输出端口out5和第六输出端口out6一一对应连接；

所述第一定向耦合器1的第一输出端23、第二输出端24分别与第一固定移相器9的输入端、第二固定移相器10的输入端连接；

所述第二定向耦合器2的第一输出端27、第二输出端28分别与第三固定移向器11、第三定向耦合器3的第二输入端30连接；

所述第三定向耦合器3的第一输出端31、第二输出端32分别与第四定向耦合器4的第二输入端34、第五固定移向器13的输入端连接；

所述第四定向耦合器4的第一输出端35、第二输出端36分别与第九固定移相器17的输入端、第五定向耦5合器的第一输入端37连接；

所述第五定向耦合器5的第一输出端39、第二输出端40分别与第十固定移向器18的输入端、第十一固定移向器19的输入端连接；所述第五定向耦合器5的第二输入端38与所述第五固定移向器13的输出端连接；

所述第六定向耦合器6的第一输出端43、第二输出端44分别与第七定向耦合器7的第二输入端46、第四固定移向器12输入端连接；所述第六定向耦合器6的第一输入端41、第二输入端42分别与第一固定移向器9的输出端、第三固定移向器11的输出端连接；

所述第七定向耦合器7的第一输出端47、第二输出端48分别与第六固定移向器14的输入端、第八定向耦合器8的第一输入端49连接,所述第七定向耦合器7的第一输入端45与所述功分器20的第一输出端连接；

所述第八定向耦合器8的第一输出端51、第二输出端52分别与第七固定移相器15的输入端、第八固定移相器16的输入端连接,所述第八定向耦合器8的第二输入端50与所述第四固定移向器12的输出端连接；

所述功分器20的第二输出端与所述第四定向耦合器4的第一输入端33连接，所述第二固定移向器10的输出端与所述第三定向耦合器3的第一输入端29连接；

所述一种基于5×6巴特勒矩阵的宽频带多波束形成网络的射频信号从功分器20的输入端、第一定向耦合器1的第一输入端21、第二输入端22、第二定向耦合器2的第一输入端25、第二输入端26输入，从第六固定移向器14、第七固定移向器15、第八固定移向器16、第九固定移向器17、第十固定移向器18、第十一固定移向器19的输出输出。所述一种基于5×6巴特勒矩阵的宽频带多波束形成网络可以使得电信号从任意一个输入端口输入时，从六个所述输出端口输出六路幅度相等，相位成等差数列的信号。

所述一种基于5×6巴特勒矩阵的宽频带多波束形成网络改进了现有的部分五波束天线***技术巴特勒矩阵馈电网络，将所述第一定向耦合器1、第二定向耦合器2、第三定向耦合器3、第四定向耦合器4、第五定向耦合器5、第六定向耦合器6、第七定向耦合器7、第八定向耦合器8和第一固定移向器9、第二固定移向器10、第三固定移向器11、第四固定移向器12、第五固定移向器13、第六固定移向器14、第七固定移向器15、第八固定移向器16、第九固定移向器17、第十固定移向器18、第十一固定移向器19、功分器20等器件以电路形式设于基板上，结构紧凑，可以减少相应器件腔体、射频接头的使用，有利于缩小原先的矩阵馈电网络的体积，减少了成本。同时，本发明一种基于5×6巴特勒矩阵的宽频带多波束形成网络是一体化的，焊接点少且本发明一种基于5×6巴特勒矩阵的宽频带多波束形成网络隔离度高和信号能量损耗小。

具体地，在本发明实施例中，所述第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八定向耦合器的第一输出端和第一输入端同侧，所述第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八定向耦合器的第二输出端和第二输入端同侧；所述的第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八定向耦合器均为带状线结构。

具体地，在本发明实施例中，所述第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八定向耦合器对应的每个输出端的信号功率为其信号输入端的信号功率的一半，与信号输入端异侧的输出端的信号相位滞后于信号输入端同侧的输出端90°。

在所述第一定向耦合器1、第二定向耦合器2、第三定向耦合器3、第四定向耦合器4、第五定向耦合器5、第六定向耦合器6、第七定向耦合器7、第八定向耦合器8的第一输出端和第二输出端两个输出端中，当射频信号从定向耦合器的一个输入端输入时，该定向耦合器的另一个输入端则为隔离端，没有能量输出。同时，在这种情况下，与输入端同侧的输出端的信号相位比与输入端一侧的输出端的信号的相位超前90°。

具体地，在本发明实施例中，所述一种基于5×6巴特勒矩阵的宽频带多波束形成网络，其中功分器20的第二输出端通过第一跳线105与所述第四定向耦合器4的第一输入端口33连接、第二固定移向器10的输出端通过第二跳线106与所述第三定向耦合器3的第一输入端口29连接。

具体地，在本发明实施例中，还包括设于所述基板上并与所述功分器20的第二输出端连接的第一微带线，以及与所述第二固定移向器10的输出端连接的第二微带线，所述第一微带线通过第一跳线105与所述第四定向耦合器4的第一输入端33电连接，所述第二微带线通过第二跳线106与所述第三定向耦合器3的第一输入端29电连接。

具体地，在本发明的一个优选实施例中，所述第一跳线105、第二跳线106与所述第一、第二微带线和第三定向耦合器3、第四定向耦合器4的第一输入端、第二输入端、第一输出端、第二输出端分设于所述基板的同一端面，并且当所述第一跳线105为同轴传输线时，其两端的内导体分别与第一微带线和所述功分器20的第二输出端连接，当所述第二跳线106为同轴传输线时，其两端的内导体分别与第二微带线和第二固定移向器10的输出端连接。

具体地，在本发明实施例中，所述第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八定向耦合器均为耦合线定向耦合器。

具体地，在本发明实施例中，每一个定向耦合器的整体电路设于所述基板上，每一个定向耦合器的第一、第二输入端及第一、第二输出端都设于所述基板的同一端面，但每一个定向耦合器的第一输入端到第二输出端的第二传输线与第二输入端到第一输出端的第一传输线分设于所述基板相对的两个端面，每一个定向耦合器的第二输入端到第一输出端的第一传输线分别通过穿过所述基板的金属过孔与定向耦合器的第二输入端及第一输出端连接，所述第一传输线通过金属化过孔与第二传输线连接。

具体地，所述第一传输线、第二传输线均为微带线。

具体地，所述第一定向耦合器1的第二输入端22及第一输出端23连接的微带线与第一定向耦合器1的第一输入端21及第二输出端24连接的微带线分设于所述基板相对的两个端面。第一定向耦合器1的第二输入端22通过基板的金属化过孔与第三输入端口in3连接，第一定向耦合器1的第一输出端23通过基板的金属化过孔与第一固定移向器9的输入端连接。

所述第二定向耦合器2的第一输入端25及第二输出端28连接的微带线与第二输入端26及第一输出端27连接的微带线分设于所述基板相对的两个端面。第二定向耦合器2的第一输入端25通过基板的金属化过孔与第四输入端口in4连接，第二定向耦合器2的第二输出端28通过基板的金属化过孔与第三定向耦合器3的第二输入端30连接。

所述第三定向耦合器3的第一输入端29及第二输出端32连接的微带线与第二输入端30及第一输出端31连接的微带线分设于所述基板相对的两个端面。第三定向耦合器3的第一输入端29通过基板的金属化过孔与第二固定移向器10的输出端连接，第三定向耦合器3的第二输出端32通过基板的金属化过孔与第五固定移向器13的输入端连接。

所述第四定向耦合器4的第一输入端33及第二输出端36连接的微带线与第二输入端34及第一输出端35连接的微带线分设于所述基板相对的两个端面，第五定向耦合器5的第一输入端37及第二输出端40连接的微带线与第二输入端38及第一输出端39连接的微带线分设于所述基板相对的两个端面。第四定向耦合器4的第一输入端33通过基板的金属化过孔与功分器20的第二输出端连接，第四定向耦合器4的第二输出端36通过基板的金属化过孔与第五定向耦合器5的第一输入端37连接，第五定向耦合器5的第二输出端40通过基板的金属化过孔与第十一固定移向器19的输入端连接。

所述第六定向耦合器6的第一输入端41及第二输出端44连接的微带线与第二输入端42及第一输出端43连接的微带线分设于所述基板相对的两个端面。第六定向耦合器6的第一输入端41通过基板的金属化过孔与第一固定移向器9的输出端连接，第六定向耦合器6的第二输出端44通过基板的金属化过孔与第四固定移向器12的输入端连接。

所述第七定向耦合器7的第一输入端45及第二输出端48连接的微带线与第二输入端46及第一输出端47连接的微带线分设于所述基板相对的两个端面，第八定向耦合器8的第一输入端49及第二输出端52连接的微带线与第二输入端50及第一输出端51连接的微带线分设于所述基板相对的两个端面。第七定向耦合器7的第一输入端45通过基板的金属化过孔与功分器20的第一输出端连接，第七定向耦合器7的第二输出端48通过基板的金属化过孔与第八定向耦合器8的第一输入端49连接，第八定向耦合器8的第二输出端52通过基板的金属化过孔与第八固定移向器16的输入端连接。

具体地，在本发明实施例中，所述第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一固定移向器均设有用于调节相位的开路枝节。

具体地，所述第三固定移向器11为移向器的基准线，所述第一固定移向器9为30°固定角度移向器，用于将输入其中的信号的传输相位延迟30°；所述第二固定移向器10为120°固定角度移向器，用于将输入其中的信号的传输相位延迟120°；所述第四固定移向器12、第五固定移向器13为90°固定角度移向器，用于将输入其中的信号的传输相位延迟90°；所述第七固定移向器15、第十固定移向器18为105°固定角度移向器，用于将输入其中的信号的传输相位延迟105°；所述第六固定移向器14、第九固定移向器17为120°固定角度移向器，用于将输入其中的信号的传输相位延迟120°；所述第八固定移向器16、第十一固定移向器19为165°固定角度移向器，用于将输入其中的信号的传输相位延迟165°。

在本发明的技术方案中，将所述第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八定向耦合器和第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一固定移向器等器件以电路形式设于基板上，结构紧凑，有利于缩小现有技术方案的矩阵馈电网络的体积，减少PCB物料成本，定向耦合器采用分层耦合线的形式，第一传输线和第二传输线分设于基板相对的两个端面，结构紧凑，尺寸小，同时，各个模块通过带状线传输线和同轴线形式的跳线连接，整个基于5×6巴特勒矩阵的宽频带多波束形成网络是一体化的，可以减少射频接头和连接线缆的使用，焊接点少，有利于提高整个五波束天线***回波、隔离度以及三阶无源互调等性能的一致性。

实施例二：

本发明实施例二提出一种天线，所述天线包括实施例一任意一项所述的一种基于5×6巴特勒矩阵的宽频带多波束形成网络。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于5×6巴特勒矩阵的宽频带多波束形成网络，具有第一、第二、第三、第四、第五输入端口，以及第一、第二、第三、第四、第五、第六输出端口，其特征在于：包括基板及均以电路形式布设于所述基板上的第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八定向耦合器，第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一固定移相器，功分器；

每个定向耦合器均具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，每个固定移相器均具有一个输入端和一个输出端，所述功分器具有输入端、第一输出端和第二输出端；

所述功分器的输入端、第一定向耦合器的第一输入端、第二输入端及第二定向耦合器的第一输入端、第二输入端与所述第一输入端口、第二输入端口、第三输入端口、第四输入端口和第五输入端口一一对应连接，所述第六固定移相器的输出端、第七固定移相器的输出端、第八固定移相器的输出端、第九固定移相器的输出端、第十固定移相器的输出端与第十一固定移相器的输出端分别与第一输出端口、第二输出端口、第三输出端口、第四输出端口、第五输出端口和第六输出端口一一对应连接；

所述第一定向耦合器的第一输出端、第二输出端分别与第一固定移相器的输入端、第二固定移相器的输入端连接；

所述第二定向耦合器的第一输出端、第二输出端分别与第三固定移向器的输入端、第三定向耦合器的第二输入端连接；

所述第三定向耦合器的第一输出端、第二输出端分别与第四定向耦合器的第二输入端、第五固定移向器的输入端连接；

所述第四定向耦合器的第一输出端、第二输出端分别与第九固定移相器的输入端、第五定向耦合器的第一输入端连接；

所述第五定向耦合器的第一输出端、第二输出端分别与第十固定移向器的输入端、第十一固定移向器的输入端连接，所述第五定向耦合器的第二输入端与所述第五固定移向器的输出端连接；

所述第六定向耦合器的第一输出端、第二输出端分别与第七定向耦合器的第二输入端、第四固定移向器的输入端连接，所述第六定向耦合器的第一输入端、第二输入端分别与第一固定移向器的输出端、第三固定移向器的输出端连接；

所述第七定向耦合器的第一输出端、第二输出端分别与第六固定移向器的输入端、第八定向耦合器的第一输入端连接，所述第七定向耦合器的第一输入端与所述功分器的第一输出端连接；

所述第八定向耦合器的第一输出端、第二输出端分别与第七定移相器的输入端、第八固定移相器的输入端连接，所述第八定向耦合器的第二输入端与所述第四固定移向器的输出端连接；

所述功分器的第二输出端与所述第四定向耦合器的第一输入端连接，所述第二固定移向器的输出端与所述第三定向耦合器的第一输入端连接；

以使得电信号从任意一个输入端口输入时，从六个所述输出端口输出六路幅度相等，相位成等差数列的信号。

2.根据权利要求1所述的一种基于5×6巴特勒矩阵的宽频带多波束形成网络，其特征在于，所述第三固定移向器为移向器的基准线，所述第一固定移向器为30°固定角度移向器，用于将输入其中的信号的传输相位延迟30°；所述第二固定移向器为120°固定角度移向器，用于将输入其中的信号的传输相位延迟120°；所述第四、第五固定移向器为90°固定角度移向器，用于将输入其中的信号的传输相位延迟90°；所述第七、第十固定移向器为105°固定角度移向器，用于将输入其中的信号的传输相位延迟105°；所述第六、第九固定移向器为120°固定角度移向器，用于将输入其中的信号的传输相位延迟120°；所述第八、第十一固定移向器为165°固定角度移向器，用于将输入其中的信号的传输相位延迟165°。

3.根据权利要求1所述的一种基于5×6巴特勒矩阵的宽频带多波束形成网络，其特征在于，所述第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八定向耦合器的第一输出端和第一输入端同侧，所述第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八定向耦合器的第二输出端和第二输入端同侧；所述的第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八定向耦合器均为带状线结构。

4.根据权利要求1所述的一种基于5×6巴特勒矩阵的宽频带多波束形成网络，其特征在于，所述第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八定向耦合器对应的每个输出端的信号功率为其信号输入端的信号功率的一半，与信号输入端异侧的输出端的信号相位滞后于信号输入端同侧的输出端90°。

5.根据权利要求1所述的一种基于5×6巴特勒矩阵的宽频带多波束形成网络，其特征在于，所述第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八定向耦合器均为耦合线定向耦合器。

6.根据权利要求1所述的一种基于5×6巴特勒矩阵的宽频带多波束形成网络，其特征在于，每一个定向耦合器的整体电路设于所述基板上，每一个定向耦合器的第一、第二输入端及第一、第二输出端都设于所述基板的同一端面，但每一个定向耦合器的第一输入端到第二输出端的第二传输线与第二输入端到第一输出端的第一传输线分设于所述基板相对的两个端面，每一个定向耦合器的第二输入端到第一输出端的第一传输线分别通过穿过所述基板的金属过孔与定向耦合器的第二输入端及第一输出端连接，所述第一传输线通过金属化过孔与第二传输线连接。

7.根据权利要求1所述的一种基于5×6巴特勒矩阵的宽频带多波束形成网络，其特征在于，还包括设于所述基板上并与所述功分器的第二输出端连接的第一微带线，以及与所述第二固定移向器的输出端连接的第二微带线，所述第一微带线通过第一跳线与所述第四定向耦合器的第一输入端电连接，所述第二微带线通过第二跳线与所述第三定向耦合器的第一输入端电连接。

8.根据权利要求7所述的一种基于5×6巴特勒矩阵的宽频带多波束形成网络，其特征在于，所述第一、第二跳线与所述第一、第二微带线和第三定向耦合器、第四定向耦合器的第一输入端、第二输入端、第一输出端、第二输出端分设于所述基板的同一端面，并且当所述第一跳线为同轴传输线时，其两端的内导体分别与第一微带线和所述功分器的第二输出端连接，当所述第二跳线为同轴传输线时，其两端的内导体分别与第二微带线和第二固定移向器的输出端连接。

9.根据权利要求1所述的一种基于5×6巴特勒矩阵的宽频带多波束形成网络，其特征在于，所述第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一固定移向器均设有用于调节相位的开路枝节。

10.一种天线，其特征在于，包括权利要求1-9中任意一项所述的宽频带多波束形成网络。

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