[发明专利]宽带馈电网络、天线和通信设备

说明书

本申请涉及一种宽带馈电网络、天线和通信设备。该宽带馈电网络包括第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器和馈电相移网络；第一耦合器、第二耦合器和第三耦合器均为90°耦合器，馈电相移网络包括第一传输线、第二传输线和传输线匹配网络，其中，传输线匹配网络与第一传输线电连接，用于控制第一传输线与第二传输线之间的相位差与90°的差值小于预设阈值；第一耦合器通过第一传输线和传输线匹配网络与第二耦合器电连接，第一耦合器通过第二传输线与第三耦合器电连接，第二耦合器的两个输出端口分别连接第一天线馈电点和第二天线馈电点，第三耦合器的两个输出端口分别连接第三天线馈电点和第四天线馈电点，实现馈电网络的小型化和超宽带化。

技术领域

本申请涉及无线通信的天线技术领域，特别是涉及一种宽带馈电网络、天线和通信设备。

背景技术

随着现代无线通信事业的发展，全球卫星导航系统(Global NavigationSatellite System, GNSS)在国防工业中以及人们的日常生活中发挥了越来越大的作用。其中，卫星导航天线是GNSS的重要组成部分，也是保证高精度定位、授时和导航的关键零部件。天线的相位误差和远场圆极化辐射特性是衡量卫星导航天线性能的关键指标，为了实现导航天线“零”相位中心误差和优异的圆极化辐射特性，一方面需要选用严格中心轴对称的辐射体，比如圆形贴片微带天线，四臂螺旋天线等；另一方面需要设计出等幅度、相位依次正交(相位依次为0°, 90°, 180°, 270°)的小型化馈电网络，并且覆盖相应的工作带宽。中心轴对称的辐射体容易设计，而小型化馈电网络的设计较复杂。

目前的馈电网络采用2个正交（90°）耦合器和1个180°宽带耦合线耦合器组成，虽然相位误差较小并能够覆盖整个GNSS工作频段，但是体积过大。因此，如何在保证宽频段带宽的情况下，实现馈电网络的小型化成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够在保证宽频段带宽的情况下，实现馈电网络的小型化的宽带馈电网络、天线和通信设备。

第一方面，本申请提供了一种宽带馈电网络，包括：第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器和馈电相移网络；所述第一耦合器、所述第二耦合器和所述第三耦合器均为90°耦合器，所述馈电相移网络包括第一传输线、第二传输线和传输线匹配网络，其中，所述传输线匹配网络与所述第一传输线电连接，用于控制所述第一传输线与所述第二传输线之间的相位差与90°的差值小于预设阈值；

所述第一耦合器通过所述第一传输线和所述传输线匹配网络与所述第二耦合器电连接，所述第一耦合器通过所述第二传输线与所述第三耦合器电连接，所述第二耦合器的两个输出端口分别连接第一天线馈电点和第二天线馈电点，所述第三耦合器的两个输出端口分别连接第三天线馈电点和第四天线馈电点。

在其中一个实施例中，所述传输线匹配网络包括开路枝节和短路枝节，所述第一传输线包括第一部分和第二部分；

所述开路枝节并联在所述第一部分和所述第二部分之间，所述短路枝节并联在所述第一部分和所述第二部分之间后接地。

在其中一个实施例中，在所述开路枝节和短路枝节的作用下，所述第一传输线和所述第二传输线之间的相位差等于90°。

在其中一个实施例中，所述第一传输线的第一特性阻抗的取值范围为18Ω~30Ω，所述第一传输线的第一电长度的取值范围为10°~30°。

在其中一个实施例中，所述开路枝节的第二特性阻抗和所述短路枝节的第三特性阻抗相等。

在其中一个实施例中，所述第二特性阻抗或者所述第三特性阻抗的取值范围65Ω~75Ω，所述开路枝节的第二电长度和所述短路枝节的第三电长度均与所述第一特性阻抗、第二特性阻抗、第三特性阻抗、第二传输线的第四特性阻抗、第一电长度和第二传输线的第四电长度中的至少一个相关。

在其中一个实施例中，所述第二传输线的第四特性阻抗等于50Ω，所述第二传输线的第四电长度的取值范围为95°~120°。