[实用新型]一种低成本相控阵新型馈电网络

说明书

本实用新型涉及一种低成本相控阵新型馈电网络，它包括天线单元、移相器和阵列馈电网络；阵列馈电网络包括由五个单层C‑BFN组成，每个单层C‑BFN包括两个输入端口和三个输出端口，其中两个单层C‑BFN作为阵列馈电网络的输入层，剩余三个单层C‑BFN作为输出层；输入层中每个单层C‑BFN的三个输出端口分别与输入层中三个单层C‑BFN的其中一个输入端口连接；输入层中每个单层C‑BFN的两侧输出端通过一位数字（0°/180°）移相器连接一个天线单元。本发明通过多个馈电网络的级联实现四个输入端口对3×3的阵列的波束控制。最终将T/R组件的使用数量从九个减少至四个，且拓宽了阵列天线的扫描角度。

技术领域

本实用新型涉及天线技术领域，尤其涉及一种低成本相控阵新型馈电网络。

背景技术

相控阵天线是一种多天线系统，它可以增强特定方向的辐射特性，并在非期望的方向进行抑制。相控阵天线能够在非机械运动的条件下实现波束的灵活扫描与波束赋形。这种独特的性能使相控阵在该技术问世后得到了广泛的应用。相控阵传统上用于军事应用已有几十年。尽管相控阵技术有广泛的应用前景，但还没有广泛应用于商业领域，在民用中普及的可能性引起研究者的浓厚兴趣。其中相控阵的高成本和复杂性是其在任何大规模商业应用时需要面对的关键性问题。因此，如何降低相控阵系统的成本和复杂度是目前需要考虑的问题。

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，提供了一种低成本相控阵新型馈电网络，解决了现有相控阵系统存在的问题。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种低成本相控阵新型馈电网络，它包括多个天线单元、移相器和阵列馈电网络；所述阵列馈电网络包括由五个单层C-BFN组成，每个单层C-BFN包括两个输入端口和三个输出端口，其中两个单层C-BFN作为阵列馈电网络的输入层，剩余三个单层C-BFN作为阵列馈电网络的输出层；输入层中每个单层C-BFN的三个输出端口分别与输入层中三个单层C-BFN的其中一个输入端口连接；输入层中每个单层C-BFN连接一个天线单元，且每个单层C-BFN两侧的输出端口通过移相器与天线单元连接，中间的输出端口直接与天线单元连接。

所述单层C-BFN包括第一拆分S节点、第二拆分S节点和重组R节点，重组R节点设置在两个拆分S节点之间，两个拆分S节点上分别有一输入端口和一输出端口，重组R节点上有一输出端口；所述拆分S节点用于接收功率并将其平均分配到输出端口以及与其他单层C-BFN连接；所述重组R节点用于对通过其输入端口输入的功率进行重新组合，并将合成的功率传输到两个拆分S节点或者直接输出。

所述第一拆分S节点包括第一功分器，第二拆分S节点第三功分器，重新R节点包括第三功分器，每个功分器包括第一端口、第二端口、第三端口、第四端口和第五端口；第一功分器的第三端口与第二功分器的第二端口连接，第二功分器的第三端口与第三功分器的第二端口连接；第一功分器的第一端口和第三功分器的第一端口作为单层C-BFN的两个输入端口；第一功分器的第二端口、第二功分器的第一端口和第三功分器的第三端口作为单层C-BFN的三个输出端口；三个功分器的第四端口和第五端口连接隔离负载。

所述天线单元包括设置在基板上的三组天线，每组天线包括两个引向阵子、一个激励阵子和一个反射阵子，两个引向阵子设置与激励阵子的一端，反射阵子设置与激励阵子的另一端；所述激励阵子与反射阵子连接，并通过微带线与馈线连接；在其中两组天线上设置有移相器，移相器通与激励阵子连接。

所述移相器的一端与第一功分器的第二端口和第三功分器的第三端口连接，另一端通过微带线与其中两组天线中的激励阵子连接；所述第二功分器的第一端口与剩余一组天线的激励阵子连接。

所述移相器包括由两段长度相差半波长的支路一、支路二和直流偏置电路组成；所述直流偏置电路和支路二与所述支路一连接；开关a和开关b的通断状态由直流偏置电路控制，利用开关a和开关b的通断使信号通过支路一或者支路二，最终输出0°或者180°两种相位状态，实现移相。