微波毫米波槽间隙波导多端口馈电多波束天线阵列制造技术

本发明专利技术提供了一种微波毫米波槽间隙波导多端口馈电多波束天线阵列，其馈电层包括：由四个耦合器、四个移相器、两个交叉过桥形成的4

【技术实现步骤摘要】
微波毫米波槽间隙波导多端口馈电多波束天线阵列


[0001]本专利技术涉及微波毫米波天线
，尤其涉及一种微波毫米波槽间隙波导多端口馈电多波束天线阵列。

技术介绍

[0002]近些年来，无线通信系统正在历经技术革命，更高更快地宽带数据传输非常吸引人们的视线，但是更高更快即意味着以更短地波长传输，宽带意味着更广阔的频段，并且微波中低频段的使用趋于饱和，这些都使得人们朝着更高的频段进行开发研究，也即是毫米波频段，同时由于5G移动通信的快速发展普及，作为5G的核心频段的28GHz附近也成为了众多研究的热门。天线作为信号的发射、接收终端，是无线通信系统中具有至关重要作用的一种结构，对于它的研究在5G移动通信中具有深远地意义。
[0003]因此，通过设计天线进一步提高5G移动通信中的宽带数据传输速度成为亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种微波毫米波槽间隙波导多端口馈电多波束天线阵列，以提高空分复用，减少路径损耗，从而提高5G移动通信中的宽带数据传输速度。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采用以下方案实现：
[0006]根据本专利技术实施例的一个方面，提供了一种微波毫米波槽间隙波导多端口馈电多波束天线阵列，包括：馈电层、耦合层及辐射层；其中，所述耦合层位于所述馈电层和所述辐射层之间；所述馈电层包括：
[0007]第一耦合器，用于将从第一输入端口或第二输入端口输入的信号分成两路；
[0008]第一移相器，用于对第一耦合器输出的其中一路信号进行移相；
[0009]第一交叉过桥，用于将第一耦合器输出的其中另一路信号传输到与其关于交叉中心对称的路径上；
[0010]第三耦合器，用于将源自从第一输入端口或第二输入端口输入的且经由第一移相器移相后的信号分成两路进行输出；
[0011]第四耦合器，用于将源自从第一输入端口或第二输入端口输入的且经由第一交叉过桥输出的信号分成两路；
[0012]第三移相器，用于对第三耦合器输出的其中一路信号进行移相，并传输至第一输出端口进行输出；
[0013]第二交叉过桥，用于对源自从第一输入端口或第二输入端口输入的且经由第四耦合器输出的其中一路信号及经由第三耦合器输出的其中另一路信号调整传输路径后分两路交叉传输至第二输出端口和第三输出端口进行输出；
[0014]第四移相器，用于对源自从第一输入端口或第二输入端口输入的且经由第四耦合器输出的其中另一路信号进行移相，并传输至第四输出端口进行输出；
[0015]第二耦合器，用于将从第三输入端口或第四输入端口输入的信号分成两路；
[0016]第二移相器，用于对第二耦合器输出的其中一路信号进行移相；
[0017]所述第一交叉过桥，还用于将第二耦合器输出的其中另一路信号交叉传输到与其关于交叉中心对称的路径上；
[0018]所述第四耦合器，还用于将源自从第三输入端口或第四输入端口输入的且经由第二移相器移相后的信号分成两路进行输出；
[0019]所述第三耦合器，还用于将源自从第三输入端口或第四输入端口输入且经由第一交叉过桥输出的信号分成两路；
[0020]所述第三移相器，还用于将源自从第三输入端口或第四输入端口输入且经由第三耦合器输出的其中一路信号进行移相，并传输至第一输出端口进行输出；
[0021]所述第二交叉过桥，还用于将源自从第三输入端口或第四输入端口输入的且经由第三耦合器输出的其中另一路信号及经由第四耦合器输出的其中一路信号调整传输路径后分两路分别传输至第二输出端口和第三输出端口进行输出；
[0022]所述第四移相器，还用于对源自从第三输入端口或第四输入端口输入且经由第四耦合器输出的其中另一路信号进行移相，并传输至第四输出端口进行输出；其中，第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器、第四耦合器、第一移相器、第二移相器、第三移相器、第四移相器、第一交叉过桥及第二交叉过桥均通过分布于馈电层金属板的周期性金属销钉实现且一起构成4
×
4巴特勒矩阵馈电结构，而且第一交叉过桥和第二交叉过桥均还包含分布于所述馈电层金属板的调谐匹配销钉，其中，第一交叉过桥和第二交叉过桥的调谐匹配销钉的尺寸均小于其各自的周期性金属销钉的尺寸；所述第一输出端口、所述第二输出端口、所述第三输出端口及所述第四输出端口用于将其各自输出的信号传输至耦合层中相应的耦合单元并使耦合单元输出的电磁波从辐射层中的辐射单元辐射出去。
[0023]在一些实施例中，所述第一交叉过桥和所述第二交叉过桥自身关于同一个轴呈轴对称，所述第一耦合器与所述第二耦合器、所述第一移相器与所述第二移相器、所述第三耦合器与所述第四耦合器、所述第三移相器与所述第四移相器均关于所述轴对称。
[0024]在一些实施例中，所述第一移相器与所述第二移相器均为
‑
45
°
移相器，所述第三移相器与所述第四移相器均为0
°
移相器，所述第一耦合器、所述第二耦合器、所述第三耦合器及所述第四耦合器均为3
‑
dB耦合器。
[0025]在一些实施例中，从第一输入端口输入时，各相邻输出端口输出的信号之间的相位差均为
‑
45
°
，且幅值减为四分之一；从第二输入端口输入时，各相邻输出端口输出的信号之间的相位差为
‑
90
°
，且幅值减为四分之一；从第三输入端口输入时，各相邻输出端口输出的信号之间的相位差为
‑
135
°
，且幅值减为四分之一；从第四输入端口输入时，各相邻输出端口输出的信号之间的相位差为
‑
180
°
，且幅值减为四分之一；所述馈电层的工作频段为26～30GHz。
[0026]在一些实施例中，所述第一输入端口与所述第四输入端口、所述第二输入端口与所述第三输入端口、所述第一输出端口与所述第四输出端口、所述第二输出端口与所述第三输出端口均关于所述轴对称；和/或
[0027]所述第一输入端口、所述第二输入端口、所述第三输入端口、所述第四输入端口均为同轴输入端口且均通过分布于所述馈电层金属板的周期性金属销钉形成，所述第一输出
端口、所述第二输出端口、所述第三输出端口及所述第四输出端口均通过分布于所述馈电层金属板的周期性金属销钉形成。
[0028]在一些实施例中，所述第一耦合器、所述第二耦合器、所述第三耦合器及所述第四耦合器均在其各自的进口端和出口端设置有分布于所述馈电层金属板其尺寸小于相应周期性金属销钉的调谐匹配销钉；所述第一交叉过桥和所述第二交叉过桥均在其各自的进口端、出口端及中部设置有分布于所述馈电层金属板的调谐匹配销钉。
[0029]在一些实施例中，所述耦合层包括耦合层金属板和设置于所述耦合层金属板上的四个耦合单元，所述辐射层包括辐射层金属板和设置于所述辐射层金属板的四个辐射单元，所述耦合层的每个耦合单元位于所述辐射层的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微波毫米波槽间隙波导多端口馈电多波束天线阵列，其特征在于，包括：馈电层、耦合层及辐射层；其中，所述耦合层位于所述馈电层和所述辐射层之间；所述馈电层包括：第一耦合器，用于将从第一输入端口或第二输入端口输入的信号分成两路；第一移相器，用于对第一耦合器输出的其中一路信号进行移相；第一交叉过桥，用于将第一耦合器输出的其中另一路信号传输到与其关于交叉中心对称的路径上；第三耦合器，用于将源自从第一输入端口或第二输入端口输入的且经由第一移相器移相后的信号分成两路进行输出；第四耦合器，用于将源自从第一输入端口或第二输入端口输入的且经由第一交叉过桥输出的信号分成两路；第三移相器，用于对第三耦合器输出的其中一路信号进行移相，并传输至第一输出端口进行输出；第二交叉过桥，用于对源自从第一输入端口或第二输入端口输入的且经由第四耦合器输出的其中一路信号及经由第三耦合器输出的其中另一路信号调整传输路径后分两路交叉传输至第二输出端口和第三输出端口进行输出；第四移相器，用于对源自从第一输入端口或第二输入端口输入的且经由第四耦合器输出的其中另一路信号进行移相，并传输至第四输出端口进行输出；第二耦合器，用于将从第三输入端口或第四输入端口输入的信号分成两路；第二移相器，用于对第二耦合器输出的其中一路信号进行移相；所述第一交叉过桥，还用于将第二耦合器输出的其中另一路信号交叉传输到其与关于交叉中心对称的路径上；所述第四耦合器，还用于将源自从第三输入端口或第四输入端口输入的且经由第二移相器移相后的信号分成两路进行输出；所述第三耦合器，还用于将源自从第三输入端口或第四输入端口输入且经由第一交叉过桥输出的信号分成两路；所述第三移相器，还用于将源自从第三输入端口或第四输入端口输入且经由第三耦合器输出的其中一路信号进行移相，并传输至第一输出端口进行输出；所述第二交叉过桥，还用于将源自从第三输入端口或第四输入端口输入的且经由第三耦合器输出的其中另一路信号及经由第四耦合器输出的其中一路信号调整传输路径后分两路分别传输至第二输出端口和第三输出端口进行输出；所述第四移相器，还用于对源自从第三输入端口或第四输入端口输入且经由第四耦合器输出的其中另一路信号进行移相，并传输至第四输出端口进行输出；其中，第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器、第四耦合器、第一移相器、第二移相器、第三移相器、第四移相器、第一交叉过桥及第二交叉过桥均通过分布于馈电层金属板的周期性金属销钉实现且一起构成4
×
4巴特勒矩阵馈电结构，而且第一交叉过桥和第二交叉过桥均还包含分布于所述馈电层金属板的调谐匹配销钉，其中，第一交叉过桥和第二交叉过桥的调谐匹配销钉的尺寸均小于其各自的周期性金属销钉的尺寸；所述第一输出端口、所述第二输出端口、所述第三输出端口及所述第四输出端口用于将其各自输出的信号传输至耦
合层中相应的耦合单元并使耦合单元输出的电磁波从辐射层中的辐射单元辐射出去。2.如权利要求1所述的微波毫米波槽间隙波导多端口馈电多波束天线阵列，其特征在于，所述第一交叉过桥和所述第二交叉过桥自身关于同一个轴呈轴对称，所述第一耦合器与所述第二耦合器、所述第一移相器与所述第二移相器、所述第三耦合器与所述第四耦合器、所述第三移相器与所述第四移相器均关于所述轴对称。3.如权利要求2所述的微波毫米波槽间隙波导多端口馈电多波束天线阵列，其特征在于，所述第一移相器与所述第二移相器均为
‑
45
°
移相器，所述第三移相器与所述第四移相器均为0
°
移相器，所述第一耦合器、所述第二耦合器、所述第三耦合器及所述第四耦合器均为3
‑
dB耦合器。4.如权利要求3所述的微波毫米波槽间隙波导多端口馈电多波...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴永乐，王杰，王卫民，杨雨豪，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：