[发明专利]双波束天线的巴特勒矩阵及双波束天线

说明书

本发明提供了一种双波束天线的巴特勒矩阵，包括均采用多层线路板的渐变形开槽耦合结构的第一级电桥、功分网络和第二级电桥；第一级电桥的两个输出端分别连接功分网络的输入端和/或第二级电桥的输入端，功分网络的两个输出端分别连接到第二级电桥的输入端和/或直接与天线子阵列的辐射单元相连，第二级电桥的两个输出端分别与天线子阵列的辐射单元相连；信号经第一级电桥的输出端和/或功分网络的输出端形成P路输出信号；P路输出信号按照功率大小分组后，连接到第二级电桥的输入端或直接与天线子阵列的辐射单元相连。本发明还提供一种具有所述巴特勒矩阵的双波束天线。借此，本发明巴特勒矩阵的输出信号的功率比具有随频率变化而变化的特点。

技术领域

本发明涉及移动通信基站天线技术领域，尤其涉及一种双波束天线的巴特勒矩阵及双波束天线。

背景技术

当前移动通信网络逐渐呈现2G、3G、4G和5G将长期共存的发展趋势，基站天线领域面临着频谱利用、天面共享以及天线集成方面的重大挑战。在这种大背景下多波束天线以其不需要新增频谱和天面资源即可提升网络覆盖和容量的特点而备受业界重视，尤其是双波束天线、三波束天线以及五波束天线。

与常规单波束天线相比，多波束天线新增的关键部件是多波束形成网络。现有技术方案常常采用具有恒定功率比的巴特勒矩阵，由于天线阵列的组阵间距是固定的，不同频率对应的电长度不同，对应的阵因子也不同，导致多波束天线的单波束水平面波束宽度范围过大，以功率比约为1:4:4:1的四单元巴特勒矩阵为例，对应双波束天线的1710MHz的水平面波束宽度约43°，2690MHz的水平面波束宽度约22°。

理论上双波束天线的水平面波束宽度应尽量收敛在33°附近，当其范围过大时会造成覆盖越区和空洞，例如当1800MHz的水平面波宽过宽时对应的覆盖范围过大导致越区覆盖；当2600MHz的水平面波宽过窄时对应的覆盖范围过小导致覆盖空洞，2600MHz用户回落在1800MHz，造成1800MHz网络拥塞，影响用户体验。

综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

发明内容

针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种双波束天线的巴特勒矩阵及双波束天线，其输出信号的功率比具有随频率变化而变化的特点，具体为频带低端的功率比较小，频带高端的功率比较大，从而使频带低端的水平面波束宽度变小，频带高端的水平面波束宽度变大，从而解决现有巴特勒矩阵功率比恒定，超宽频双波束天线的水平面波束宽度范围过大导致覆盖越区和空洞的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种双波束天线的巴特勒矩阵，包括依次电性连接的一个第一级电桥，至少一个功分网络和至少一个第二级电桥，所述第一级电桥和所述第二级电桥分别有两个输入端和两个输出端，所述功分网络包括有一个输入端和两个输出端；所述第一级电桥、所述功分网络和所述第二级电桥均采用多层线路板的渐变形开槽耦合结构；

所述第一级电桥的两个输入端为巴勒特矩阵的输入端，所述第一级电桥的两个输出端分别连接所述功分网络的输入端和/或所述第二级电桥的输入端，所述功分网络的两个输出端分别连接到所述第二级电桥的输入端和/或直接与天线子阵列的辐射单元相连，所述第二级电桥的两个输出端分别与天线子阵列的辐射单元相连；

信号经过所述第一级电桥的输出端和/或所述功分网络的输出端形成P路输出信号，P大于等于3；所述P路输出信号按照功率大小分组后，分别连接到所述第二级电桥的输入端或直接与天线子阵列的辐射单元相连，所述第二级电桥的输出端的输出信号分别与天线子阵列的辐射单元相连。

根据本发明所述巴特勒矩阵，所述P路输出信号按照功率较大的两路输出信号分为一组和/或功率较小的两路输出信号分为一组。

根据本发明所述巴特勒矩阵，所述P路输出信号的功率比随频率变化而变化，且频带低端的功率比较小，频带高端的功率比较大；和/或

所述P路输出信号的功率比范围为1:1-1:15，且斜率可控。