多波束天线馈电装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种多波束天线馈电装置及方法，该装置包括两个输入耦合器模块、两个输出耦合器模块、四个输入及四个输出端口；各耦合器模块分别包括两个入口和两个出口，各输入耦合器模块的入口分别连接至各输入端口，各输出耦合器模块的出口分别连接至各输出端口，输入耦合器模块的出口与输出耦合器模块的入口连接；各耦合器模块分别包括多个不同相位差的子耦合器及选择开关，选择开关用于选择一个子耦合器与端口及其他耦合器模块连接。应用本发明专利技术，可以根据实际需求，通过选择开关选择不同相位差的子输入耦合器和子输出耦合器的组合，能够得到不同的输出相位差，实现灵活的相位差输出，为波束辐射方向提供灵活的选择。

Multi beam antenna feeder and method

【技术实现步骤摘要】
多波束天线馈电装置及方法
本专利技术涉及通信
，特别是涉及一种多波束天线馈电装置及方法。
技术介绍
多波束天线可以同时形成多个波束指向，以覆盖特定的空域，多波束天线接收某一设备传输的信号并将该信号以电磁波的方式辐射到其他设备，完成该空域内设备间信号的传输，在军事和民用领域得到了广泛的应用，比如天地一体化信息网络建设、无人机侦察、战场广播系统建设皆用到了多波束天线。现有的多波束天线馈电装置有很多，如Blass矩阵、Rotman透镜、Nolen矩和Butler矩阵，由于结构相对简单且功耗低，Butler矩阵是目前常用的一种装置。传统的Bulter矩阵有N个输入和N个输出，当信号在输入端口输入时，可以在输出端口实现等幅输出，且相邻输出端口的相位差相等。例如，现有技术中通过采用-45°定向耦合器与90°定向耦合器组合构成4×4Butler矩阵，输出相位差固定为±45°、±145°。然而输出相位差固定，导致天线阵列波束辐射方向难以根据实际需求调整，天线系统的抗干扰性能较差。
技术实现思路
本专利技术提供一种多波束天线馈电装置及方法，为波束辐射方向提供灵活的选择。具体技术方案如下：第一方面，本专利技术实施例提供一种多波束天线馈电装置，包括两个输入耦合器模块、两个输出耦合器模块、四个输入端口及四个输出端口；各输入耦合器模块和各输出耦合器模块分别包括两个入口和两个出口，所述各输入耦合器模块的入口分别连接至各输入端口，所述各输出耦合器模块的出口分别连接至各输出端口；各输入耦合器模块分别包括多个不同相位差的子输入耦合器及第一选择开关，各输出耦合器模块分别包括多个不同相位差的子输出耦合器及第二选择开关，所述第一选择开关用于选择输入耦合器模块的一个子输入耦合器与输入端口及输出耦合器模块连接，所述第二选择开关用于选择输出耦合器模块的一个子输出耦合器与输出端口及输入耦合器模块连接；针对任一输入耦合器模块，该输入耦合器模块的两个出口分别连接至所述两个输出耦合器模块的入口，且一个输出耦合器模块的一个入口仅连接一个输入耦合器模块的出口。特别的，第一输入耦合器模块的第一出口连接至第一输出耦合器模块的第一入口，其中，所述第一输入耦合器模块为所述两个输入耦合器模块中的任一个，所述第一出口为所述第一输入耦合器模块的两个出口中的任一个，所述第一输出耦合器模块为所述两个输出耦合器模块中的任一个，所述第一入口为所述第一输出耦合器模块的两个入口中的任一个；所述第一输入耦合器模块的第二出口连接至第二输出耦合器模块的第二入口，其中，所述第二出口为所述第一输入耦合器模块的两个出口中除所述第一出口外的另一个出口，所述第二输出耦合器模块为所述两个输出耦合器模块中除所述第一输出耦合器模块外的另一个输出耦合器模块，所述第二入口为所述第二输出耦合器模块的两个入口中的任一个；所述第一入口直通的出口所连接的第一输出端口与所述第二入口直通的出口所连接的第二输出端口为相邻输出端口。特别的，选择出的两个子输出耦合器为相位差相同的耦合器，选择出的两个子输入耦合器为相位差不同的耦合器。第二方面，本专利技术实施例提供一种多波束天线馈电方法，应用于上述的多波束天线馈电装置；所述方法包括：获取天线设置请求，所述天线设置请求包括多波束天线的波束辐射方向；根据所述波束辐射方向，选择输入端口连接的子输入耦合器及输出端口连接的子输出耦合器；接收从所述输入端口输入的馈电信号，经过所选择的子输入耦合器及子输出耦合器对所述馈电信号进行处理，并通过所述子输出耦合器连接的输出端口输出处理后的信号。特别的，所述根据所述波束辐射方向，选择输入端口连接的子输入耦合器及输出端口连接的子输出耦合器，包括：根据所述波束辐射方向，计算将馈电信号输入各输入端口分别对应的输出相位差；根据各输出相位差，计算各输入耦合器模块及各输出耦合器模块的待定相位差；基于所述各输入耦合器模块的待定相位差，确定所述各输入耦合器模块的子输入耦合器，并基于所述各输出耦合器模块的待定相位差，确定所述各输出耦合器模块的子输出耦合器。特别的，所述根据各输出相位差，计算各输入耦合器模块及各输出耦合器模块的待定相位差，包括：根据各输出相位差，利用输出相位差计算公式，计算各输出耦合器模块的待定相位差，其中，所述各输出耦合器模块的待定相位差相同，所述相位差计算公式为：根据所述各输出耦合器模块的待定相位差，利用相位差映射关系式，计算各输入耦合器模块的待定相位差，所述相位差映射关系式为：其中，β1、β2分别为所述两个输入耦合器模块的待定相位差，β3为所述各输出耦合器模块的待定相位差，Δθ1、Δθ2、Δθ3、Δθ4为所述馈电信号分别从所述各输入端口输入得到的输出相位差，且Δθ1≠Δθ2≠Δθ3≠Δθ4，n1、n2、n3、n4为整数，β1、β2、β3的范围为0～π。特别的，所述馈电信号从一个输入端口输入时，其余输入端口处于断开状态。本专利技术实施例提供一种多波束天线馈电装置及方法，装置包括两个输入耦合器模块、两个输出耦合器模块、四个输入端口及四个输出端口，各输入耦合器模块和各输出耦合器模块分别包括两个入口和两个出口，各输入耦合器模块的入口分别连接至各输入端口，各输出耦合器模块的出口分别连接至各输出端口；各输入耦合器模块分别包括多个不同相位差的子输入耦合器及第一选择开关，各输出耦合器模块分别包括多个不同相位差的子输出耦合器及第二选择开关，第一选择开关用于选择输入耦合器模块的一个子输入耦合器与输入端口及输出耦合器模块连接，第二选择开关用于选择输出耦合器模块的一个子输出耦合器与输出端口及输入耦合器模块连接；针对任一输入耦合器模块，该输入耦合器模块的两个出口分别连接至所述两个输出耦合器模块的入口，且一个输出耦合器模块的一个入口仅连接一个输入耦合器模块的出口。应用本专利技术，通过第一选择开关可以选择不同相位差的子输入耦合器，通过第二选择开关可以选择不同相位差的子输出耦合器，因此根据实际需求，可以通过选择开关选择不同相位差的子输入耦合器和子输出耦合器的组合，能够得到不同的输出相位差，实现灵活的相位差输出，为波束辐射方向提供灵活的选择。当然，实施本专利技术的任一产品或方法必不一定需要同时达到以上所述的所有优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供一种多波束天线馈电装置结构示意图。图2为本专利技术实施例提供一种输入耦合器模块结构示意图。图3为本专利技术实施例提供一种多波束天线馈电方法流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多波束天线馈电装置，其特征在于，包括两个输入耦合器模块、两个输出耦合器模块、四个输入端口及四个输出端口；/n各输入耦合器模块和各输出耦合器模块分别包括两个入口和两个出口，所述各输入耦合器模块的入口分别连接至各输入端口，所述各输出耦合器模块的出口分别连接至各输出端口；/n各输入耦合器模块分别包括多个不同相位差的子输入耦合器及第一选择开关，各输出耦合器模块分别包括多个不同相位差的子输出耦合器及第二选择开关，所述第一选择开关用于选择输入耦合器模块的一个子输入耦合器与输入端口及输出耦合器模块连接，所述第二选择开关用于选择输出耦合器模块的一个子输出耦合器与输出端口及输入耦合器模块连接；/n针对任一输入耦合器模块，该输入耦合器模块的两个出口分别连接至所述两个输出耦合器模块的入口，且一个输出耦合器模块的一个入口仅连接一个输入耦合器模块的出口。/n

【技术特征摘要】
1.一种多波束天线馈电装置，其特征在于，包括两个输入耦合器模块、两个输出耦合器模块、四个输入端口及四个输出端口；
各输入耦合器模块和各输出耦合器模块分别包括两个入口和两个出口，所述各输入耦合器模块的入口分别连接至各输入端口，所述各输出耦合器模块的出口分别连接至各输出端口；
各输入耦合器模块分别包括多个不同相位差的子输入耦合器及第一选择开关，各输出耦合器模块分别包括多个不同相位差的子输出耦合器及第二选择开关，所述第一选择开关用于选择输入耦合器模块的一个子输入耦合器与输入端口及输出耦合器模块连接，所述第二选择开关用于选择输出耦合器模块的一个子输出耦合器与输出端口及输入耦合器模块连接；
针对任一输入耦合器模块，该输入耦合器模块的两个出口分别连接至所述两个输出耦合器模块的入口，且一个输出耦合器模块的一个入口仅连接一个输入耦合器模块的出口。


2.根据权利要求1所述装置，其特征在于，
第一输入耦合器模块的第一出口连接至第一输出耦合器模块的第一入口，其中，所述第一输入耦合器模块为所述两个输入耦合器模块中的任一个，所述第一出口为所述第一输入耦合器模块的两个出口中的任一个，所述第一输出耦合器模块为所述两个输出耦合器模块中的任一个，所述第一入口为所述第一输出耦合器模块的两个入口中的任一个；
所述第一输入耦合器模块的第二出口连接至第二输出耦合器模块的第二入口，其中，所述第二出口为所述第一输入耦合器模块的两个出口中除所述第一出口外的另一个出口，所述第二输出耦合器模块为所述两个输出耦合器模块中除所述第一输出耦合器模块外的另一个输出耦合器模块，所述第二入口为所述第二输出耦合器模块的两个入口中的任一个；
所述第一入口直通的出口所连接的第一输出端口与所述第二入口直通的出口所连接的第二输出端口为相邻输出端口。


3.根据权利要求1所述装置，其特征在于，选择出的两个子输出耦合器为相位差相同的耦合器，选择出的两个子输入耦合器为相位差不同的耦合器。


4.一种多波束天线馈电方法，应用于权利要求1所述的多波束天线馈电装...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩可，李务雨，王钰程，刘义彬，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京;11