一种交织极化的多波束天线制造技术

本发明专利技术实施例公开了一种交织极化的多波束天线，包括：至少一个双极化天线振子，所述双极化天线振子包括呈+45度极化的第一天线振子和呈-45度极化的第二天线振子；第一巴特勒矩阵以及第二巴特勒矩阵，所述第一巴特勒矩阵与所述第一天线振子连接，以使所述第一天线振子发射第一目标波束；所述第二巴特勒矩阵与所述第二天线振子连接，以使所述第二天线振子发射第二目标波束。因本实施例中的所述第一目标波束和所述第二目标波束之间呈交错设置，任意相邻的两个第一目标波束和第二目标波束的极化特性不同，则能够有效的减少巴特勒矩阵实现的复杂度，损耗以及成本，同时有效的减少相邻复用波束之间的干扰。

【技术实现步骤摘要】
一种交织极化的多波束天线
本专利技术涉及通信
，尤其涉及的是一种交织极化的多波束天线。
技术介绍
随着移动通信系统的不断升级，对天线提出新的指标要求，如多波束、小型化等成为现代天线设计的主要因素。多波束网络是利用空间选择性实现多波束天线的主要技术，利用空间选择性的方法可以带来两个方面的好处：一是进行选择性发射和接收，这样可以降低对于邻区的干扰和被干扰；二是多波束之间形成空间复用。多波束天线系统有两部分组成，一部分是由双极化天线单元构成的双极化阵列，另外一部分是巴特勒(Butler)矩阵，且该双极化阵列连接到巴特勒矩阵。巴特勒矩阵是一个完全无源的和互易的电路，该电路包括若干定向耦合器以及相移元件，且该巴特勒矩阵用于产生波束，并通过双极化阵列将巴特勒矩阵产生的波束发射出去。目前多波束天线系统应用中，对于两个极化方向采用相同的波束形成网络，因此在每个波束方向上都是有两个极化存在(见图1)，上述多波束天线系统成为同时交叉极化的多波束天线系统，这样的交叉极化多波束天线系统效果是在波束内部进行极化分集或者复用，而在波束之间实现复用。图1是一个由4列双极化天线形成的多波束，每个极化都采用表1的幅度和相位，两个极化都指向同样的方向。表1列1列2列3列4波束11∠-2251∠-1801∠-1351∠-90波束21∠451∠-901∠-2251∠0波束31∠-2701∠-1351∠01∠135波束41∠01∠-451∠-901∠-135同时交叉极化的多波束系统属于一种正交系统，即每个极化的每个波束最大值方向基本是同极化其它波束的零点或旁瓣，同时交叉极化的多波束系统主要问题在于：第一、这种系统一般形成的多部束数目较多时候由于多部束矩阵级数增加，比如要形成6波束需要采用三级网络，网络级数增加将大幅度增加加工难度和网络损耗；第二、旁瓣不容易降低，Butler类矩阵一般最边两个波束旁瓣电平较高，因而增加了相邻复用波束之间的干扰。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种交织极化的多波束天线；本专利技术实施例第一方面提供了一种交织极化的多波束天线，包括：至少一个双极化天线振子，所述双极化天线振子包括呈+45度极化的第一天线振子和呈-45度极化的第二天线振子；第一巴特勒矩阵以及第二巴特勒矩阵，其中，所述第一巴特勒矩阵与所述第一天线振子连接，以使所述第一天线振子发射第一目标波束，所述第一目标波束由所述第一巴特勒矩阵根据至少一个第一波束端口接收的第一输入信号所产生的，且各所述第一目标波束的指向不同；所述第二巴特勒矩阵与所述第二天线振子连接，以使所述第二天线振子发射第二目标波束，所述第二目标波束由所述第二巴特勒矩阵根据至少一个第二波束端口接收的第二输入信号所产生的，且各所述第二目标波束的指向不同，其中，任意相邻的两个所述第一目标波束之间设置有一个所述第二目标波束。结合本专利技术实施例第一方面，本专利技术实施例第一方面的第一种实现方式中，所述交织极化的多波束天线包括6个所述双极化天线振子，所述第一目标波束由所述第一巴特勒矩阵根据3个所述第一波束端口接收的所述第一输入信号所产生的，所述第二目标波束由所述第二巴特勒矩阵根据2个所述第二波束端口接收的所述第二输入信号所产生的。结合本专利技术实施例第一方面的第一种实现方式，本专利技术实施例第一方面的第二种实现方式中，所述第一巴特勒矩阵包括：第一组电桥，第二组电桥和第一组功分器，其中，所述第一组电桥与3个所述第一波束端口相连以接收3路所述第一输入信号，所述第一组电桥根据3路所述第一输入信号共生成4路信号输出，所述第二组电桥与所述第一组电桥连接以接收所述第一组电桥输出的4路信号，所述第二组电桥根据所述第一组电桥输出的4路信号共生成4路信号输出，所述第二组电桥将所述第二组电桥生成的2路信号输出至与所述第二组电桥连接的所述第一组功分器，所述第二组电桥将所述第二组电桥生成的另2路信号输出至2个所述双极化天线振子的第一天线振子；所述第一组功分器用于将从所述第二组电桥输入的2路信号一分为二，将形成的4路信号输出至4个所述双极化天线振子的第一天线振子，以使6个所述第一天线振子发射出所述第一目标波束。结合本专利技术实施例第一方面的第二种实现方式，本专利技术实施例第一方面的第三种实现方式中，所述第一组电桥包括第一电桥和第二电桥，且所述第一电桥为3分贝的90度电桥，所述第二电桥为3分贝的180度电桥；所述第二组电桥包括第三电桥和第四电桥，且所述第三电桥和所述第四电桥均为3分贝的180度电桥；所述第一组功分器包括第一功分器和第二功分器，且所述第一功分器和所述第二功分器的输出功分比为3:7。结合本专利技术实施例第一方面的第一种实现方式，本专利技术实施例第一方面的第四种实现方式中，所述第二巴特勒矩阵包括：第三组电桥、第四组电桥、第一组移相器、第二组功分器以及第二组移相器，其中，所述第三组电桥与2个所述第二波束端口相连以接收2路所述第二输入信号，所述第三组电桥根据2路所述第二输入信号共生成4路信号输出，所述第三组电桥将所述第三组电桥生成的2路信号输出至与所述第三组电桥连接的所述第一组移相器，所述第三组电桥将所述第三组电桥生成的另2路信号输出至与所述第三组电桥连接的第四组电桥；所述第四组电桥与所述第一组移相器连接，且所述第四组电桥接收经所述第一组移相器移相后输出的2路信号以及所述第三组电桥输出的2路信号以生成4路信号输出，所述第四组电桥将所述第四组电桥输出的2路信号输出至2个所述双极化天线振子的第二天线振子，所述第四组电桥将所述第四组电桥输出的另2路信号输出至与所述第四组电桥连接的第二组功分器；所述第二组功分器用于将从所述第四组电桥输入的2路信号一分为二共形成4路信号输出，所述第二组功分器将所述第二组功分器输出的2路信号输出至与所述第二组功分器连接的第二组移相器，所述第二组移相器将移相后的两路信号输出至2个所述双极化天线振子的第二天线振子，所述第二组功分器将所述第二组功分器输出的另2路信号输出至2个所述双极化天线振子的第二天线振子，以使6个所述第二天线振子发射出所述第二目标波束。结合本专利技术实施例第一方面的第四种实现方式，本专利技术实施例第一方面的第五种实现方式中，所述第三组电桥包括第五电桥和第六电桥，且所述第五电桥和所述第六电桥均为3分贝的90度电桥；所述第四组电桥包括第七电桥和第八电桥，且所述第七电桥和所述第八电桥均为3分贝的90度电桥；所述第一组移相器包括第一移相器和第二移相器，且所述第一移相器和所述第二移相器的移相均为-45度；所述第二组功分器包括第三功分器和第四功分器，且所述第三功分器和所述第四功分器的输出功分比为3:7；所述第二组移相器包括第三移相器和第四移相器，且所述第三移相器和所述第四移相器的移相均为-180度。本专利技术实施例公开了一种交织极化的多波束天线，包括：至少一个双极化天线振子，所述双极化天线振子包括呈+45度极化的第一天线振子和呈-45度极化的第二天线振子；第一巴特勒矩阵以及第二巴特勒矩阵，其中，所述第一巴特勒矩阵与所述第一天线振子连接以生成第一目标波束，所述第二巴特勒矩阵与所述第二天线振子连接，以生成第二目标波束。因本实施例中的所述第一目标波束和所述第二目标波束之间呈交错设置，任意相邻的两个第一目标波束和第二目标波束的极化特性不同，各所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交织极化的多波束天线，其特征在于，包括：至少一个双极化天线振子，所述双极化天线振子包括呈+45度极化的第一天线振子和呈‑45度极化的第二天线振子；第一巴特勒矩阵以及第二巴特勒矩阵，其中，所述第一巴特勒矩阵与所述第一天线振子连接，以使所述第一天线振子发射第一目标波束，所述第一目标波束由所述第一巴特勒矩阵根据至少一个第一波束端口接收的第一输入信号所产生的，且各所述第一目标波束的指向不同；所述第二巴特勒矩阵与所述第二天线振子连接，以使所述第二天线振子发射第二目标波束，所述第二目标波束由所述第二巴特勒矩阵根据至少一个第二波束端口接收的第二输入信号所产生的，且各所述第二目标波束的指向不同，其中，任意相邻的两个所述第一目标波束之间设置有一个所述第二目标波束。

【技术特征摘要】
1.一种交织极化的多波束天线，其特征在于，包括：至少一个双极化天线振子，所述双极化天线振子包括呈+45度极化的第一天线振子和呈-45度极化的第二天线振子；第一巴特勒矩阵以及第二巴特勒矩阵，其中，所述第一巴特勒矩阵与所述第一天线振子连接，以使所述第一天线振子发射第一目标波束，所述第一目标波束由所述第一巴特勒矩阵根据至少一个第一波束端口接收的第一输入信号所产生的，且各所述第一目标波束的指向不同；所述第二巴特勒矩阵与所述第二天线振子连接，以使所述第二天线振子发射第二目标波束，所述第二目标波束由所述第二巴特勒矩阵根据至少一个第二波束端口接收的第二输入信号所产生的，且各所述第二目标波束的指向不同，其中，任意相邻的两个所述第一目标波束之间设置有一个所述第二目标波束；其中，所述第一巴特勒矩阵包括：第一组电桥，第二组电桥和第一组功分器，所述第二组电桥与所述第一组电桥连接，所述第二组电桥与所述第一组功分器连接；所述第二巴特勒矩阵包括：第三组电桥、第四组电桥、第一组移相器、第二组功分器以及第二组移相器，所述第三组电桥与所述第一组移相器连接，所述第三组电桥与所述第四组电桥连接，所述第四组电桥与所述第一组移相器连接，所述第四组电桥与所述第二组功分器连接，所述第二组功分器与所述第二组移相器连接。2.根据权利要求1所述的交织极化的多波束天线，其特征在于，所述交织极化的多波束天线包括6个所述双极化天线振子，所述第一目标波束由所述第一巴特勒矩阵根据3个所述第一波束端口接收的所述第一输入信号所产生的，所述第二目标波束由所述第二巴特勒矩阵根据2个所述第二波束端口接收的所述第二输入信号所产生的。3.根据权利要求2所述的交织极化的多波束天线，其特征在于，所述第一巴特勒矩阵包括：第一组电桥，第二组电桥和第一组功分器，其中，所述第一组电桥与3个所述第一波束端口相连以接收3路所述第一输入信号，所述第一组电桥根据3路所述第一输入信号共生成4路信号输出，所述第二组电桥与所述第一组电桥连接以接收所述第一组电桥输出的4路信号，所述第二组电桥根据所述第一组电桥输出的4路信号共生成4路信号输出，所述第二组电桥将所述第二组电桥生成的2路信号输出至与所述第二组电桥连接的所述第一组功分器，所述第二组电桥将所述第二组电桥生成的另2路信号输出至2个所述双极化天线振子的第一天线振子；所述第一组功分器用于将从所述第二组电桥输入的2路信号一分为二，将形成的4路信号输出至4个所述双极化天线振子的第一天线振子，以使6个所述第一天线...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵建平，耿阳，解清明，
申请(专利权)人：上海华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31