巴特勒矩阵结构及带有该巴特勒矩阵结构的电子装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及微波通信领域，尤其涉及一种巴特勒矩阵结构及带有该巴特勒矩阵结构的电子装置。该巴特勒矩阵结构包括多个输入端、多个输出端、多个耦合器、多个交叉电路及多个微带耦合线。该多个输入端和该多个输出端之间通过该多个耦合器、该多个交叉电路及该多个微带耦合线组成的网络相连接，每一该耦合器由两个口型结构的微带线连接而成，每一该交叉电路由两个该耦合器连接而成。每一微带耦合线包括微带线本体及开路曲折支线，通过调整微带线本体的线宽、线长和线距及开路曲折支线的线宽、线长可以调节巴特勒矩阵中信号的带宽和相位差。本案中的巴特勒矩阵结构具有带宽宽、信号隔离度高及相位差精度高的特点。

Butler matrix structure and electronic device with the Butler matrix structure

The invention relates to the field of microwave communication, in particular to a Butler matrix structure and an electronic device with the Butler matrix structure. The Butler matrix structure includes multiple inputs, multiple outputs, multiple couplers, multiple crossover circuits and multiple microstrip coupling lines. The plurality of input terminals and the multiple output terminals are connected by the multiple couplers, the plurality of cross circuits and the plurality of microstrip coupling lines. Each coupler is connected by two microstrip lines of the oral structure, each of which is connected by two couplers. Each microstrip coupling line includes the microstrip line body and the open circuit branch. By adjusting the line width, line length and line distance of the microstrip line, the line width and line length of the open circuit branch line, the bandwidth and phase difference of the signal in the Butler matrix can be adjusted. The Butler matrix structure in this case has the characteristics of wide bandwidth, high signal isolation and high phase difference.

【技术实现步骤摘要】
巴特勒矩阵结构及带有该巴特勒矩阵结构的电子装置
本专利技术涉及微波通信领域，尤其涉及一种巴特勒矩阵结构及带有该巴特勒矩阵结构的电子装置。
技术介绍
在微波通信领域，巴特勒矩阵常用来进行波束成型。然而，现有的巴特勒矩阵中的耦合器多为单节窄带结构，其对信号的隔离度较低，且巴特勒矩阵中的交叉电路无相移补偿且隔离度也较低。巴特勒矩阵中的移相器带宽也较窄，相位差精度低。
技术实现思路
鉴于以上内容，有必要提供一种巴特勒矩阵结构及带有巴特勒矩阵结构的电子装置以解决巴特勒矩阵带宽窄、信号隔离度低及相位差精度低的问题。一种巴特勒矩阵结构，包括多个输入端、多个输出端、多个耦合器、多个交叉电路及多个微带耦合线，每一微带耦合线包括微带线本体及与该微带线本体相连接的开路曲折支线，该多个输入端和该多个输出端之间通过该多个耦合器、该多个交叉电路及该多个微带耦合线组成的网络相连接，每一该耦合器由两个口型结构的微带线连而成，每一该交叉电路由两个该耦合器连接而成。优选地，每一耦合器采用两个口型结构连接而成，口型结构包括一耦合臂、两个传输枝节及一连接枝节，该两个口型结构通过该两个口型结构中的一口型结构的耦合臂对接而成，每一传输枝节包括第一端及与该第一端相对的第二端，该耦合臂的两端分别垂直连接该两个传输枝节的第一端，该连接枝节的两端分别垂直连接该两个传输枝节的第二端。优选地，该两个口型结构中一口型结构的每一传输枝节的第二端作为该耦合器的信号输入端，该两个口型结构中另一口型结构的每一传输枝节的第二端作为该耦合器的信号输出端。优选地，每一口型结构采用1/4波长传输线结构。优选地，两个耦合器结合并行的微带耦合线和实现一相位差补偿电路，该两个耦合器中的一耦合器的两个信号输出端分别通过微带线与另一耦合器的信号输入端连接，从而形成该交叉电路，其中，该两个耦合器中的一耦合器的两个信号输入端作为该交叉电路的信号输入端，该两个耦合器中的另一耦合器的两个信号输出端作为该交叉电路的信号输出端。优选地，该微带耦合线及微带线组成一宽带移相器。优选地，每该微带线本体的线宽、线长和线距及该开路曲折支线的线宽、线长用于调节该巴特勒矩阵结构中信号的带宽和相位差。优选地，该输入端的数量为4；该输出端的数量为4；该耦合器的数量为4；该交叉电路的数量为2；该微带耦合线的数量为6。一种带有所述巴特勒矩阵结构的电子装置，该电子装置还包括天线阵列及电路板，该巴特勒矩阵结构设置在该电路板上并与该天线阵列相连接。优选的，该电路板为双层板，该巴特勒矩阵结构蚀刻在该电路板的上层。本案中巴特勒矩阵的多个输入端和多个输出端之间通过多个耦合器、多个交叉电路及多个微带耦合线组成的网络相连接，其中，每一该耦合器由两个口型结构的微带线连而成，每一该交叉电路由两级该耦合器连接而成，如此，本案中的巴特勒矩阵结构具有带宽宽、信号隔离度高及相位差精度高的特点。附图说明图1为本专利技术一实施方式中电子装置的功能模块图。图2为本专利技术一实施方式中巴特勒矩阵结构的功能模块图。图3为本专利技术一实施方式中巴特勒矩阵结构的示意图。图4为本专利技术一实施方式中微带耦合线的示意图。图5为本专利技术一实施方式中耦合器的示意图。图6为本专利技术一实施方式中交叉电路的示意图。图7为本专利技术一实施方式中相位补偿电路的示意图。图8为本专利技术一实施方式中移相器的示意图。图9为本专利技术另一实施方式中相位补偿电路的示意图。图10为本专利技术一实施方式中巴特勒矩阵结构的相邻输出端信号隔离度的仿真示意图。图11为本专利技术一实施方式中巴特勒矩阵结构的相位测试图。主要元件符号说明如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本专利技术。具体实施方式请参考图1，所示为本专利技术一实施方式中电子装置1的功能模块图。该电子装置1包括巴特勒矩阵结构2、天线阵列3及电路板4。该巴特勒矩阵结构2设置在该电路板4上并与该天线阵列3相连接。该巴特勒矩阵结构2用于实现多波束成型。该电子装置1通过该天线阵列单元3发射或接收该巴特勒矩阵结构2产生的多波束。本实施方式中，该电路板4为双层板，该巴特勒矩阵结构2蚀刻在该电路板4的上层。本实施方式中将巴特勒矩阵结构2蚀刻在电路板4的上层可避免在将巴特勒矩阵结构2设置在电路板4的多层时而对电路板4进行穿层而产生的插入损耗上升的问题。在其他实施方式中，该电路板4为多层板，该巴特勒矩阵结构2蚀刻在该电路板4的至少两层上。请参考图2，所示为本专利技术一实施方式中巴特勒矩阵结构2的功能模块图。本实施方式中，该巴特勒矩阵结构2包括多个输入端21、多个输出端22、多个耦合器23、多个交叉电路24及多个微带耦合线25。该多个输入端21和该多个输出端22之间通过该多个耦合器23、该多个交叉电路24和该多个微带耦合线25组成的网络5相连接。每一输出端22与该天线阵列3相连接。本实施方式中，该输入端21、该输出端22、该耦合器23及该交叉电路24之间通过微带线连接。请参考图3，所示为本专利技术一实施方式中巴特勒矩阵结构2的结构示意图。该多个输入端21包括四个输入端口211、212、213和214。该多个输出端22包括四个输出端口221、222、223和224。该输入端口211、212、213和214与该输出端口221、222、223和224对称地位于该巴特勒矩阵结构2的两侧。该四个输入端口211、212、213和214与该四个输出端口221、222、223和224之间分别连接有四个耦合器231、232、233和234、两个交叉电路241和242及六个微带耦合线251、252、253、254、255和256。具体的，该四个输入端口211、212、213和214两两一组，形成两个输入组。该四个输出端口211、212、213和214形成一输出组。信号可从两个输入组的四个输入端口211、212、213和214中任一端口输入，并分别从输出组的四个输出端口211、212、213和214输出。一输入组与一耦合器231相连接并生成第一输出端S1和第二输出端S2。另一输入组与耦合器232相连接并生成第三输出端S3和第四输出端S4。该第一输出端S1与微带耦合线251连接后生成第五输出端S5。该第四输出端S4与该微带耦合线252相连接后生成第六输出端S6。该第二输出端S2和第三输出端S3与一交叉电路241相连接并生成第七输出端S7及第八输出端S8。该第七输出端S7与该微带耦合线253相连接后生成第九输出端S9。该第八输出端S8与该微带耦合线254相连接后生成第十输出端S10。该第五输出端S5与一微带线28连接后生成第十一输出端S11。该第六输出端S6与另一微带线28’连接后生成第十二输出端S12。本实施方式中，该微带线28、28’弯折而形成多个折线。该第十一输出端S11与该第九输出端S9分别与耦合器233相连接后生成第十三输出端S13及第十四输出端S14。该第十输出端S10与该第十二输出端S12分别与耦合器234相连接后生成第十五输出端S15和第十六输出端S16。该第十四输出端S1410和该第十五输出端S15与交叉电路242相连接后生成第十七输出端S17及第十八输出端S18。该第十三输出端S13与微带耦合线255连接后生成第十九输出端S19。该第十六输出端S16与微带耦合线256连接后生成第二十输出端S20。该第十九输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种巴特勒矩阵结构，包括多个输入端、多个输出端、多个耦合器及多个交叉电路，其特征在于，该巴特勒矩阵结构还包括多个微带耦合线，每一微带耦合线包括微带线本体及与该微带线本体相连接的开路曲折支线，该多个输入端和该多个输出端之间通过该多个耦合器、该多个交叉电路及该多个微带耦合线组成的网络相连接，每一该耦合器由两个口型结构的微带线连接而成，每一该交叉电路由两个该耦合器连接而成。

【技术特征摘要】
1.一种巴特勒矩阵结构，包括多个输入端、多个输出端、多个耦合器及多个交叉电路，其特征在于，该巴特勒矩阵结构还包括多个微带耦合线，每一微带耦合线包括微带线本体及与该微带线本体相连接的开路曲折支线，该多个输入端和该多个输出端之间通过该多个耦合器、该多个交叉电路及该多个微带耦合线组成的网络相连接，每一该耦合器由两个口型结构的微带线连接而成，每一该交叉电路由两个该耦合器连接而成。2.如权利要求1所述的巴特勒矩阵结构，其特征在于，每一耦合器采用两个口型结构连接而成，口型结构包括一耦合臂、两个传输枝节及一连接枝节，该两个口型结构通过该两个口型结构中的一口型结构的耦合臂对接而成，每一传输枝节包括第一端及与该第一端相对的第二端，该耦合臂的两端分别垂直连接该两个传输枝节的第一端，该连接枝节的两端分别垂直连接该两个传输枝节的第二端。3.如权利要求2所述的巴特勒矩阵结构，其特征在于，该两个口型结构中一口型结构的每一传输枝节的第二端作为该耦合器的信号输入端，该两个口型结构中另一口型结构的每一传输枝节的第二端作为该耦合器的信号输出端。4.如权利要求2所述的巴特勒矩阵结构，其特征在于，每一口型结构采用1/4波长传输线结构。5.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜洋洋，陈铁钰，
申请(专利权)人：富华科精密工业深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44