[实用新型]一种毫米波段应用的5×8巴特勒矩阵馈电网络

说明书

本实用新型公开了一种毫米波段应用的5×8巴特勒矩阵馈电网络，该馈电网络采用5个输入端口，在28GHz‑32GHz的频率范围内产生等幅度和相位差保持一样的信号。该馈电网络在3×4巴特勒矩阵的原理基础上进行扩展，采用双层堆叠的方式避免了交叉结构。相比传统的巴特勒矩阵不能提供相位差为零的输出信号，不能使天线阵列产生垂直方向的波束，该馈电网络可以提供相位差为零的信号，使天线阵列产生垂直方向的波束。本实用新型可输出不同的相位差来控制天线阵列实现多波束。

技术领域

本实用新型涉及巴特勒矩阵天线馈电的技术领域，尤其是指一种毫米波段应用的5×8巴特勒矩阵馈电网络。

背景技术

随着无线通信技术的快速发展，第五代移动通信技术的到来，对于通信系统的容量和传输速率有着更高的要求。为了实现这一要求，5G通信的工作频率也有所提高，更高的频率将会带来更大的损耗，多波束天线具有高增益、窄波束的特点，是一种很好的方案来解决以上的问题。而巴特勒矩阵作为天线波束切换的重要组成部分，近年来，国内外许多学者提出了很多毫米波段的馈电网络，很多高阶的巴特勒矩阵结构需要用到大量的交叉耦合器，过多的交叉耦合器势必会增加整个馈电网络的复杂度，如果能够减少交叉耦合器的数量，必定能大大的减少整个网络的尺寸和复杂度，有利于整个通信系统小型化的实现。

对现有技术进行调查了解，具体如下：

2011年，Ahmed Ali Mohamed Ali等人提出了两种双层基片集成波导4×4的巴特勒矩阵馈电网络，这两个馈电网络均采用了一种双层基片集成波导耦合器，并且省去了交叉的结构，使整个馈电网络小型化，利用双层或多层介质设计馈电网络具有很高的灵活性。

2018年，班永灵教授提出了一种毫米波段4×8的巴特勒矩阵，并应用在多波束天线中。为了避免过多的交叉结构，这个馈电网络采用双层介质的结构，在这个馈电网络中，采用一个4×4的巴特勒矩阵，在4个输出端口分别接一个功分器，将4个输出端口变为8个输出端口。但是这8个输出端口之间并不能实现所期望的相位差，需要将部分输出端口进行反相之后才能实现所期望的4×8的巴特勒矩阵，但他采用的解决方案是将部分输出端口对应接入的天线单元与其他的天线单元之间采用一种反相的结构来弥补需要在巴特勒矩阵上实现的反相。

在现有的文献中，有很多关于基片集成波导毫米波段的巴特勒矩阵设计，这些巴特勒矩阵很少能够在边射的方向上实现辐射波束，因此本文设计了一种毫米波段应用的5×8巴特勒矩阵馈电网络。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种毫米波段应用的5×8巴特勒矩阵馈电网络，该馈电网络具有5个输入端口和8个输出端口，当每个端口单独馈电时，输出端口能够在28GHz-32GHz的毫米波段内实现输出端口信号等幅度，且相邻输出端口的相位差分别为-135°、-45°、0°、+45°和+135°。控制不同的输入端时，能够输出不同的相位差来控制天线阵列实现多波束。