[发明专利]一种两波束阵列天线及系统

权利要求书

1.一种两波束阵列天线，其特征在于，包括金属反射板、辐射单元阵列、多个功率分配网络、两个波束形成网络；辐射单元阵列、功率分配网络、波束形成网络安装在金属反射板上；

所述辐射单元阵列包括M行N列的双极化振子，且M≥2，N≥8；

每一行多个双极化振子沿一水平参考线排列，且每一行双极化振子对应的参考线之间没有交叠；每一列多个双极化振子沿一垂直参考线排列，且每一列双极化振子对应的参考线之间没有交叠；

每一个波束形成网络具有2个输入端口和N个输出端口，包括形成第一波束的第一输入端口和形成第二波束的第二输入端口、以及连接到M×N阵列的所述N列的N个输出端口；

每一列的多个双极化振子与垂直方向的功率分配网络输出端口连接，功率分配网络数量为N个，每一个功率分配网络包含两个输出端口为M的威尔金森功分器；波束形成网络的输出端口与功率分配网络的输入端口相连，形成一个具有四个输出端口的双极化两波束阵列天线；

每一个波束形成网络包括2个180度混合器、2个60度移相器、2个3路巴特勒矩阵电路和2个2路功分器；每一个180度混合器的一个输入端口连接50ohm电阻接地，一个输出端口通过60度移相器与其中一个3路巴特勒矩阵电路的输入端口连接，另外一个输出端口连接另外一个3路巴特勒矩阵电路的一个输入端口；每一个3路巴特勒矩阵电路的三个输入端口对应的输出端口的相位变化关系分别为+120度、-120度和0度，对应0度相位变化的输入端口连接50ohm电阻接地；每一个3路巴特勒矩阵电路的其中一个输出端口连接1个2路功分器的输入端口，2个2路功分器的4个输出端口和2个3路巴特勒矩阵电路的其余4个输出端口作为波束形成网络的输出端口。

2.根据权利要求1所述的两波束阵列天线，其特征在于，所述水平方向排列的双极化振子数目为N＝8；所述双极化振子在每一条垂直参考线上数目为M＝5。

3.根据权利要求2所述的两波束阵列天线，其特征在于，每一个功率分配网络包含两个输出端口为5的威尔金森功分器。

4.根据权利要求1所述的两波束阵列天线，其特征在于，每一行以及每一列的两个双极化振子需增加180度移相器，并且幅度相对于其它能量最大的双极化振子小5dB以上；每一个功率分配网络的能量最低的两个输出端口连接180度移相器后连接双极化振子；每一个波束形成网络的输出端口之间的相位差为+60度或-60度，每一个波束形成网络能量最低的两个输出端口连接180度移相器后连接功率分配网络。

5.根据权利要求1所述的两波束阵列天线，其特征在于，所述双极化振子水平方向间距相等，所述双极化振子垂直方向间距相等，为0.3至0.7倍中心频率波长。

6.根据权利要求5所述的两波束阵列天线，其特征在于，所述双极化振子水平间距与垂直间距相等，均为0.5倍中心频率波长。

7.根据权利要求1所述的两波束阵列天线，其特征在于，第一波束具有-15至-30度之间的第一方位角；第二波束具有15度至30度之间的第二方位角。

8.根据权利要求7所述的两波束阵列天线，其特征在于，所述两波束阵列天线的水平面劈裂成2个半功率波宽为29度的矩形波束，每一个波束主瓣方向3dB范围内幅度稳定且拥有2个波峰，主瓣范围以外功率快速下降，3dB至20dB功率下降角度小于12度，两个波束的水平交叉电平为-7dB；每一个波束的垂直面3dB波宽为50度，3dB至20dB功率下降角度小于20度。

9.一种两波束阵列天线系统，其特征在于，包括至少两个权利要求1-8任一所述的两波束阵列天线，分别工作在中频段以及高频段；中频段两波束阵列天线工作在1695-2200MHz频段范围，高频段两波束阵列天线工作于2300～2700MHz频段范围，不同频段的两波束阵列天线通过合路器进行信号合路，以共享输出端口。