一种多波束天线及其设计方法技术

本发明专利技术涉及天线技术领域，尤其是一种多波束天线及其设计方法，多波束天线包括依次连接的辐射模块、功分模块、接线模块和矩阵模块；所述辐射模块包括M个子阵列，所述子阵列包括N个辐射单元；所述矩阵模块包括巴特勒矩阵，所述巴特勒矩阵具有N个输入端和M个输出端；所述功分网络包括M个功分器，所述功分器具有N个输出端；M个所述功分器的输入端通过接线模块与所述巴特勒矩阵的M个输出端一一对应的连接；所述功分器的N个输出端分别与对应的子阵列中的N个辐射单元一一对应的连接；本发明专利技术能够节约电缆成本且安装工序少。电缆成本且安装工序少。电缆成本且安装工序少。

【技术实现步骤摘要】
一种多波束天线及其设计方法


[0001]本专利技术涉及天线
，尤其是一种多波束天线及其设计方法。

技术介绍

[0002]随着移动通信技术的发展，多输入多输出MIMO技术的提出为提高通信容量提供了崭新的途径，但是，当多个天线在有限空间下布局时，对成本、尺寸和安装复杂度提出了更高的要求。
[0003]因此，业界一直渴望提供一种解决方案，能够节约多波束天线的电缆成本，且减少安装工序和安装空间。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，本专利技术提供一种多波束天线及其设计方法，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]一方面，提供一种多波束天线，包括：
[0007]依次连接的辐射模块、功分模块、接线模块和矩阵模块；
[0008]所述辐射模块包括M个子阵列，所述子阵列包括N个辐射单元；所述矩阵模块包括巴特勒矩阵，所述巴特勒矩阵具有N个输入端和M个输出端；
[0009]所述功分网络包括M个功分器，所述功分器具有N个输出端；
[0010]M个所述功分器的输入端通过接线模块与所述巴特勒矩阵的M个输出端一一对应的连接；所述功分器的N个输出端分别与对应的子阵列中的N个辐射单元一一对应的连接。
[0011]在一些实施例中，所述多波束天线还包括接头模块和N个射频输入接口，所述接头模块的两端分别将N个所述射频输入接口和所述巴特勒矩阵的N个输入端一一对应的连接。
[0012]在一些实施例中，所述矩阵模块还包括级联的定向耦合器，所述定向耦合器的输入端通过主传输线连接所述接线模块，所述定向耦合器的输出端连接所述巴特勒矩阵的输入端。
[0013]在一些实施例中，所述主传输线两端分别加载有四分之一波长的短路枝节。
[0014]在一些实施例中，所述主传输线两端分别加载有四分之一波长的开路枝节。
[0015]在一些实施例中，所述矩阵模块还包括多个不等功分器和多个180度的移相器，所述不等功分器的输入端连接所述巴特勒矩阵的输出端，所述不等功分器的输出端连接所述移相器的输入端，所述移相器的输出端连接所述接头模块的输入端。
[0016]在一些实施例中，所述接线模块采用多层PCB板或多个单层PCB板。
[0017]在一些实施例中，所述辐射模块、功分模块、接线模块和矩阵模块采用微带线作为传输线。
[0018]在一些实施例中，所述辐射模块、功分模块、接线模块和矩阵模块均采用公母接头套件进行连接。
[0019]另一方面，提供一种多波束天线的设计方法，应用于上述任一所述的多波束天线，所述方法包括以下步骤：
[0020]获取多波束天线的波束数量；
[0021]基于所述波束数量确定子阵列中辐射单元的数量、功分器的输出端数量、接线模块的端口数量以及巴特勒矩阵的输出端数量；
[0022]将所述辐射模块、功分模块、接线模块和矩阵模块一一对应的连接。
[0023]本专利技术的有益效果：通过采用模块化设计的方式，依次连接的辐射模块、功分模块、接线模块和矩阵模块均采用模块化的连接方式，无需采用电缆连接，节约电缆成本且安装工序少。
附图说明
[0024]图1是一实施例提供的一种多波束天线的整体结构图；
[0025]图2是图1中多波束天线的正视图；
[0026]图3是图1中多波束天线的切面图；
[0027]图4是一实施例提供的多波束天线的拓扑图；
[0028]图5是一实施例提供的矩阵模块的拓扑图；
[0029]图6是一实施例提供的多波束天线的背部示意图；
[0030]图7是图6中多波束天线的切面图。
具体实施方式
[0031]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清晰，下面将结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的描述。
[0032]在本专利技术的描述中，若干的含义是不定量，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
[0033]在本专利技术的描述中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。
[0034]如图1、图2、图3和图4所示，本专利技术实施例提供的一种多波束天线，包括：依次连接的辐射模块100、功分模块200、接线模块300和矩阵模块400；
[0035]所述辐射模块100包括M个子阵列110，所述子阵列110包括N个辐射单元111；所述矩阵模块400包括巴特勒矩阵420，所述巴特勒矩阵420具有N个输入端和M个输出端；
[0036]所述功分网络包括M个功分器210，所述功分器210具有N个输出端；
[0037]M个所述功分器210的输入端通过接线模块300与所述巴特勒矩阵420的M个输出端一一对应的连接；所述功分器210的N个输出端分别与对应的子阵列110中的N个辐射单元111一一对应的连接。
[0038]需要说明的是，本专利技术的方法是采用一体化模块设计，在一些实施例中，所述辐射单元111为双极化模式，采用巴伦耦合馈电实现。所述辐射单元111的工作频段为1690
‑
2690MHz。所述多波束天线为六波束，当然也可以设计为更多波束。以六波束为例，所述多波
束天线的子阵列110包括六个辐射单元111，六个辐射单元111预置下倾一定角度。所述六个辐射单元111通过一个一分六的功分网络连接组成子阵列110，所述子阵列110通过铆接或卡接固定在所述反射板上。
[0039]本专利技术提供的实施例中，所述辐射单元111整体采用模块化设计，通过将全部辐射单元111模块化形成多个子阵列110，或者将多个子阵列110模块化形成一个辐射阵列，对外只有接头，无任何电缆，节约电缆成本且安装工序少。所述接线模块300和矩阵模块400的外侧只有输入端的接头和输出端的接头，具有更高的集成度和空间利用率。
[0040]结合图5、图6和图7，在一些改进的实施例中，所述多波束天线还包括接头模块500和N个射频输入接口600，所述接头模块500的两端分别将N个所述射频输入接口600和所述巴特勒矩阵420的N个输入端一一对应的连接。
[0041]需要说明的是，本专利技术提供的实施例中，通过接头模块500将多个接头作为一个整体单独设计；多波束天线的整体连接形式为接头模块500到矩阵模块400，再到接线模块300，再到辐射单元111阵列模块。所述射频输入接口600可以使用接线板转接到接头模块500或直接连接接头模块500。所述辐射模块100的输入端与接线模块300的输出端连接；所述接线模块300的输入端与矩阵模块400的输出端连接；所述矩阵本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多波束天线，其特征在于，包括：依次连接的辐射模块、功分模块、接线模块和矩阵模块；所述辐射模块包括M个子阵列，所述子阵列包括N个辐射单元；所述矩阵模块包括巴特勒矩阵，所述巴特勒矩阵具有N个输入端和M个输出端；所述功分网络包括M个功分器，所述功分器具有N个输出端；M个所述功分器的输入端通过接线模块与所述巴特勒矩阵的M个输出端一一对应的连接；所述功分器的N个输出端分别与对应的子阵列中的N个辐射单元一一对应的连接。2.根据权利要求1所述的多波束天线，其特征在于，所述多波束天线还包括接头模块和N个射频输入接口，所述接头模块的两端分别将N个所述射频输入接口和所述巴特勒矩阵的N个输入端一一对应的连接。3.根据权利要求2所述的多波束天线，其特征在于，所述矩阵模块还包括级联的定向耦合器，所述定向耦合器的输入端通过主传输线连接所述接线模块，所述定向耦合器的输出端连接所述巴特勒矩阵的输入端。4.根据权利要求3所述的多波束天线，其特征在于，所述主传输线两端分别加载有四分之一波长的短路枝节。5.根据权利要求3所述的多波束天线，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：苗卫强，李传奇，杨华，章玉涛，叶桦，高其金，
申请(专利权)人：广东盛路通信有限公司，
类型：发明
国别省市：