双波束天线的巴特勒矩阵及双波束天线制造技术

本发明专利技术提供了一种双波束天线的巴特勒矩阵，包括均采用多层线路板的渐变形开槽耦合结构的第一级电桥、功分网络和第二级电桥；第一级电桥的两个输出端分别连接功分网络的输入端和/或第二级电桥的输入端，功分网络的两个输出端分别连接到第二级电桥的输入端和/或直接与天线子阵列的辐射单元相连，第二级电桥的两个输出端分别与天线子阵列的辐射单元相连；信号经第一级电桥的输出端和/或功分网络的输出端形成P路输出信号；P路输出信号按照功率大小分组后，连接到第二级电桥的输入端或直接与天线子阵列的辐射单元相连。本发明专利技术还提供一种具有所述巴特勒矩阵的双波束天线。借此，本发明专利技术巴特勒矩阵的输出信号的功率比具有随频率变化而变化的特点。

【技术实现步骤摘要】
双波束天线的巴特勒矩阵及双波束天线
本专利技术涉及移动通信基站天线
，尤其涉及一种双波束天线的巴特勒矩阵及双波束天线。
技术介绍
当前移动通信网络逐渐呈现2G、3G、4G和5G将长期共存的发展趋势，基站天线领域面临着频谱利用、天面共享以及天线集成方面的重大挑战。在这种大背景下多波束天线以其不需要新增频谱和天面资源即可提升网络覆盖和容量的特点而备受业界重视，尤其是双波束天线、三波束天线以及五波束天线。与常规单波束天线相比，多波束天线新增的关键部件是多波束形成网络。现有技术方案常常采用具有恒定功率比的巴特勒矩阵，由于天线阵列的组阵间距是固定的，不同频率对应的电长度不同，对应的阵因子也不同，导致多波束天线的单波束水平面波束宽度范围过大，以功率比约为1:4:4:1的四单元巴特勒矩阵为例，对应双波束天线的1710MHz的水平面波束宽度约43°，2690MHz的水平面波束宽度约22°。理论上双波束天线的水平面波束宽度应尽量收敛在33°附近，当其范围过大时会造成覆盖越区和空洞，例如当1800MHz的水平面波宽过宽时对应的覆盖范围过大导致越区覆盖；当2600MHz的水平面波宽过窄时对应的覆盖范围过小导致覆盖空洞，2600MHz用户回落在1800MHz，造成1800MHz网络拥塞，影响用户体验。综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。
技术实现思路
针对上述的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种双波束天线的巴特勒矩阵及双波束天线，其输出信号的功率比具有随频率变化而变化的特点，具体为频带低端的功率比较小，频带高端的功率比较大，从而使频带低端的水平面波束宽度变小，频带高端的水平面波束宽度变大，从而解决现有巴特勒矩阵功率比恒定，超宽频双波束天线的水平面波束宽度范围过大导致覆盖越区和空洞的问题。为了实现上述目的，本专利技术提供一种双波束天线的巴特勒矩阵，包括依次电性连接的一个第一级电桥，至少一个功分网络和至少一个第二级电桥，所述第一级电桥和所述第二级电桥分别有两个输入端和两个输出端，所述功分网络包括有一个输入端和两个输出端；所述第一级电桥、所述功分网络和所述第二级电桥均采用多层线路板的渐变形开槽耦合结构；所述第一级电桥的两个输入端为巴勒特矩阵的输入端，所述第一级电桥的两个输出端分别连接所述功分网络的输入端和/或所述第二级电桥的输入端，所述功分网络的两个输出端分别连接到所述第二级电桥的输入端和/或直接与天线子阵列的辐射单元相连，所述第二级电桥的两个输出端分别与天线子阵列的辐射单元相连；信号经过所述第一级电桥的输出端和/或所述功分网络的输出端形成P路输出信号，P大于等于3；所述P路输出信号按照功率大小分组后，分别连接到所述第二级电桥的输入端或直接与天线子阵列的辐射单元相连，所述第二级电桥的输出端的输出信号分别与天线子阵列的辐射单元相连。根据本专利技术所述巴特勒矩阵，所述P路输出信号按照功率较大的两路输出信号分为一组和/或功率较小的两路输出信号分为一组。根据本专利技术所述巴特勒矩阵，所述P路输出信号的功率比随频率变化而变化，且频带低端的功率比较小，频带高端的功率比较大；和/或所述P路输出信号的功率比范围为1:1-1:15，且斜率可控。根据本专利技术所述巴特勒矩阵，所述第一级电桥和所述第二级电桥为3dB电桥；和/或所述巴特勒矩阵的工作频段为1710-2690MHz，水平面波束宽度为25-41°。根据本专利技术所述巴特勒矩阵，包括依次电性连接的一个所述第一级电桥，一个所述功分网络和一个所述第二级电桥；所述第一级电桥的两个输出端分别接到所述功分网络的输入端和所述第二级电桥的一个输入端，所述功分网络的两个输出端分别连接到所述第二级电桥的另一个输入端和一个天线子阵列的辐射单元，所述第二级电桥的两个输出端分别与两个天线子阵列的辐射单元相连；信号经过所述第一级电桥的一个输出端和所述功分网络的两个输出端形成三路输出信号；所述第一级电桥的输出信号和所述功分网络中功率较小的输出信号组合连接到所述第二级电桥的两个输入端，所述第二级电桥的两个输出端的输出信号分别与两个天线子阵列的辐射单元相连，所述功分网络中功率较大的输出信号直接与一个天线子阵列的辐射单元相连；或者信号经过所述第一级电桥的一个输出端和所述功分网络的两个输出端形成三路输出信号；所述第一级电桥的输出信号和所述功分网络中功率较大的输出信号组合连接到所述第二级电桥的两个输入端，所述第二级电桥的两个输出端的输出信号分别与两个天线子阵列的辐射单元相连，所述功分网络中功率较小的输出信号直接与一个天线子阵列的辐射单元相连。根据本专利技术所述巴特勒矩阵，包括依次电性连接的一个所述第一级电桥，两个所述功分网络和两个所述第二级电桥；所述第一级电桥的两个输出端分别接到两个所述功分网络的输入端，两个所述功分网络的两个输出端分别连接到两个所述第二级电桥的两个输入端，两个所述第二级电桥的两个输出端分别与四个天线子阵列的辐射单元相连；信号经过两个所述功分网络的两个输出端分别形成四路输出信号；两个所述功分网络中功率较小的两路输出信号连接到一个所述第二级电桥的两个输入端，两个所述功分网络中功率较大的两路输出信号连接到另一个所述第二级电桥的两个输入端；两个所述第二级电桥的两个输出端的输出信号分别与四个所述天线子阵列的辐射单元相连。根据本专利技术所述巴特勒矩阵，所述多层线路板的渐变形开槽耦合结构至少包括依次连接的上层线路层、地板和下层线路层；所述上层线路层和所述下层线路层分别对应设有一渐变形线路，所述地板对应设有渐变形开槽，两个所述渐变形线路均位于所述渐变形开槽中。根据本专利技术所述巴特勒矩阵，所述渐变形线路和所述渐变形开槽呈中间宽且向两端方向逐渐变窄的形状。根据本专利技术所述巴特勒矩阵，所述多层线路板的渐变形开槽耦合结构包括依次连接的所述上层线路层、上层介质基板、所述地板、粘合层、下层介质基板和所述下层线路层。本专利技术还提供一种包括所述巴特勒矩阵的双波束天线。本专利技术双波束天线的巴特勒矩阵包括第一级电桥，功分网络和第二级电桥，三者依次相连形成一个具有两路输入信号，P路输出信号的网络，P路输出信号分别与天线子阵列的P个辐射单元相连。第一级电桥，功分网络、第二级电桥均采用多层线路板渐变形开槽耦合结构，信号在经过第一级电桥或功分网络后按功率大小分组连接到第二级电桥的输入端或直接作为巴特勒矩阵的输出信号，借此实现超宽带阻抗匹配，同时使信号随着频率增大耦合度变小且斜率可控，因此P路输出信号的功率比具有随频率变化而变化的特点，具体为频带低端的功率比较小，频带高端的功率比较大，从而使频带低端的水平面波束宽度变小，频带高端的水平面波束宽度变大，以解决超宽频双波束天线的水平面波束宽度范围过大导致覆盖越区和空洞的问题。附图说明图1是本专利技术第一实施例中双波束天线的巴特勒矩阵的结构示意图；图2是本专利技术第二实施例中双波束天线的巴特勒矩阵的结构示意图；图3是本专利技术多层线路板的渐本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双波束天线的巴特勒矩阵，其特征在于，包括依次电性连接的一个第一级电桥，至少一个功分网络和至少一个第二级电桥，所述第一级电桥和所述第二级电桥分别有两个输入端和两个输出端，所述功分网络包括有一个输入端和两个输出端；所述第一级电桥、所述功分网络和所述第二级电桥均采用多层线路板的渐变形开槽耦合结构；/n所述第一级电桥的两个输入端为巴勒特矩阵的输入端，所述第一级电桥的两个输出端分别连接所述功分网络的输入端和/或所述第二级电桥的输入端，所述功分网络的两个输出端分别连接到所述第二级电桥的输入端和/或直接与天线子阵列的辐射单元相连，所述第二级电桥的两个输出端分别与天线子阵列的辐射单元相连；/n信号经过所述第一级电桥的输出端和/或所述功分网络的输出端形成P路输出信号，P大于等于3；所述P路输出信号按照功率大小分组后，分别连接到所述第二级电桥的输入端或直接与天线子阵列的辐射单元相连，所述第二级电桥的输出端的输出信号分别与天线子阵列的辐射单元相连。/n

【技术特征摘要】
20200927 CN 20201103039851.一种双波束天线的巴特勒矩阵，其特征在于，包括依次电性连接的一个第一级电桥，至少一个功分网络和至少一个第二级电桥，所述第一级电桥和所述第二级电桥分别有两个输入端和两个输出端，所述功分网络包括有一个输入端和两个输出端；所述第一级电桥、所述功分网络和所述第二级电桥均采用多层线路板的渐变形开槽耦合结构；
所述第一级电桥的两个输入端为巴勒特矩阵的输入端，所述第一级电桥的两个输出端分别连接所述功分网络的输入端和/或所述第二级电桥的输入端，所述功分网络的两个输出端分别连接到所述第二级电桥的输入端和/或直接与天线子阵列的辐射单元相连，所述第二级电桥的两个输出端分别与天线子阵列的辐射单元相连；
信号经过所述第一级电桥的输出端和/或所述功分网络的输出端形成P路输出信号，P大于等于3；所述P路输出信号按照功率大小分组后，分别连接到所述第二级电桥的输入端或直接与天线子阵列的辐射单元相连，所述第二级电桥的输出端的输出信号分别与天线子阵列的辐射单元相连。


2.根据权利要求1所述巴特勒矩阵，其特征在于，所述P路输出信号按照功率较大的两路输出信号分为一组和/或功率较小的两路输出信号分为一组。


3.根据权利要求1所述巴特勒矩阵，其特征在于，所述P路输出信号的功率比随频率变化而变化，且频带低端的功率比较小，频带高端的功率比较大；和/或
所述P路输出信号的功率比范围为1:1-1:15，且斜率可控。


4.根据权利要求1所述巴特勒矩阵，其特征在于，所述第一级电桥和所述第二级电桥为3dB电桥；和/或
所述巴特勒矩阵的工作频段为1710-2690MHz，水平面波束宽度为25-41°。


5.根据权利要求1所述巴特勒矩阵，其特征在于，包括依次电性连接的一个所述第一级电桥，一个所述功分网络和一个所述第二级电桥；
所述第一级电桥的两个输出端分别接到所述功分网络的输入端和所述第二级电桥的一个输入端，所述功分网络的两个输出端分别连接到所述第二级电桥的另一个输入端和一个天线子阵列的辐射单元，所述第二级电桥的两个输出端分别与两个天线子阵列的辐射单元相连；
信号经过所述第一级电...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晴宇，曾骏，黄平娥，罗经崔，王学民，
申请(专利权)人：摩比天线技术深圳有限公司，摩比科技深圳有限公司，摩比通讯技术吉安有限公司，摩比科技西安有限公司，深圳市晟煜智慧网络科技有限公司，西安摩比天线技术工程有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44