[发明专利]基于馈电网络的高增益双波束扫描阵列天线

说明书

本发明公开了一种基于馈电网络的高增益双波束扫描阵列天线，其包括一个馈电网络及由四个相同天线单元组成的阵列天线。其中馈电网络电路包括多个3dB定向耦合器、交叉耦合器、移相器及延迟传输线，阵列天线包括多个天线单元。激励馈电网络电路不同输入端口并将其输出信号发送至阵列天线以实现不同辐射角度的双波束切换扫描。本发明利用了特殊拓扑以及阵列天线的特性，通过切换激励端口实现双波束切换扫描，实现了尺寸的压缩及成本的降低，与传统的单波束切换扫描的多波束天线相比，能够以更少数量的天线、更简单的拓扑结构实现更高的辐射增益及更宽角度范围的双波束扫描。本发明应用于无线通信技术领域。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其是一种基于馈电网络的高增益双波束扫描阵列天线。

背景技术

定向性天线相比于传统的全向性天线可以将能量限制在某一特定的区域而非均匀散射，从而减小多径效应及干扰效应以改善通信质量，定向性天线可以是单波束、双波束或多波束天线。双波束或多波束天线可以从一个口径辐射出多个定向波束，这类天线由于其可通过相对更少的天线而改善链路质量的特性而有利于室内无线通信系统。

然而，基于传统的波束赋形馈电网络的多波束天线阵列通常只能实现单波束切换扫描，即分别激励馈电网络的不同输入端口，天线阵列获得不同的幅度相位关系从而辐射出不同指向的单波束以实现多波束扫描，当需求更高的增益及更宽的波束扫描范围时，通常需要更为复杂的馈电网络以及更多的天线单元。为了进一步简化宽角度、高增益扫描时的馈电网络拓扑以及减少天线单元数目，设计能够提高扫描效率的实现双波束切换扫描的馈电网络是十分必要的。

发明内容

针对目前射频识别技术中对电子标签发送的信号频率适应性差等技术问题，本发明的目的在于提供一种基于馈电网络的高增益双波束扫描阵列天线。

所述基于馈电网络的高增益双波束扫描阵列天线包括馈电网络、第一天线单元、第二天线单元、第三天线单元和第四天线单元；

所述馈电网络包括第一输入端口、第二输入端口、第三输入端口、第四输入端口、第一输出端口、第二输出端口、第三输出端口、第四输出端口、第一微带分支线定向耦合器、第二微带分支线定向耦合器、第三微带分支线定向耦合器、第四微带分支线定向耦合器、第一交叉耦合器、第二交叉耦合器、第一移相器、第二移相器、第三移相器、第四移相器、第一微带延迟传输线、第二微带延迟传输线、第三微带延迟传输线和第四微带延迟传输线；

所述第一微带分支线定向耦合器的一个输出端口通过所述第一移相器连接到第三微带分支线定向耦合器的一个输入端口，所述第一微带分支线定向耦合器的另一个输出端口通过所述第一交叉耦合器连接到所述第四微带分支线定向耦合器的一个输入端口；所述第二微带分支线定向耦合器的一个输出端口通过所述第二移相器连接到所述第四微带分支线定向耦合器的另一个输入端口，第二微带分支线定向耦合器的另一个输出端口通过所述第一交叉耦合器连接到所述第三微带分支线定向耦合器的另一个输入端口；

所述第三微带分支线定向耦合器的一个输出端口依次通过所述第三移相器和所述第一微带延迟传输线连接到所述第一输出端口，所述第三微带分支线定向耦合器的另一个输出端口依次通过所述第二交叉耦合器与所述第三微带延迟传输线连接到所述第三输出端口；

所述第四微带分支线定向耦合器的一个输出端口依次通过所述第四移相器和所述第四微带延迟传输线连接到所述第四输出端口，所述第四微带分支线定向耦合器的另一个输出端口依次通过所述第二交叉耦合器与所述第二微带延迟传输线相连到所述第二输出端口；

所述第一天线单元与所述第一输出端口连接，所述第二天线单元与所述第二输出端口连接，所述第三天线单元与所述第三输出端口连接，所述第四天线单元与所述第四输出端口连接。

进一步地，所述第一微带分支线定向耦合器、第二微带分支线定向耦合器、第三微带分支线定向耦合器、第四微带分支线定向耦合器均为3dB定向耦合器；