專利名稱：小型寬波瓣低副瓣波束可調(diào)天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種波東可調(diào)天線，尤其是涉及一種小型寬波瓣低副 瓣波東可調(diào)天線。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有通信領(lǐng)域中所用的波東可調(diào)天線一般由信號(hào)輸入端口 、 Butler 饋電網(wǎng)絡(luò)以及天線陣列組成。其中，Butler矩陣饋電網(wǎng)絡(luò)是由3-dB電橋
構(gòu)成，而3-dB電橋的尺寸都約等于i,因此其尺寸是很大的。而輻射天
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線單元一般釆用微帶天線的形式，微帶天線是半波長諧振器，同時(shí)單元間
距一般要求不小于i,因此整個(gè)陣列的尺寸也是很大的。由于一般的通信
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系統(tǒng)工作的頻率都比較低，因此，由Butler饋電網(wǎng)絡(luò)和微帶天線陣列組 合成的波東可調(diào)天線的整體面積比較大，占用了系統(tǒng)的很大空間，同時(shí)使 得成本大大提高。同時(shí)，某些系統(tǒng)又要求所設(shè)計(jì)的波東可調(diào)天線具有寬波 瓣性能以覆蓋主輻射方向上的所有區(qū)域，如LMDS等等，然而到目前為止， 只有通過改變Butler饋電網(wǎng)絡(luò)的形式來實(shí)現(xiàn)寬波瓣的天線。低副瓣也是 波束可調(diào)天線的一個(gè)指標(biāo)要求，目前降低副瓣的主要方法是增加天線單元 的個(gè)數(shù)，而這勢(shì)必增加整個(gè)結(jié)構(gòu)的尺寸。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提 供一種小型寬波瓣低副瓣波束可調(diào)天線，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、整體面積小且使用 操作方便、性能優(yōu)良，能有效解決波束可調(diào)天線整體面積較大的問題。
為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型釆用的技術(shù)方案是 一種小型寬波瓣低副瓣波束可調(diào)天線，由多個(gè)并行的輸入端口、對(duì)應(yīng)與所述輸入端口相接 的多個(gè)單元天線以及接在輸入端口和單元天線之間的水平饋電網(wǎng)絡(luò)組成， 所述多個(gè)單元天線組成輻射陣列天線，所述水平饋電網(wǎng)絡(luò)為由3-dB電橋、 移相器和O-dB跨接電路組成的Butler矩陣饋電網(wǎng)絡(luò)，所述輸入端口、饋 電網(wǎng)絡(luò)和單元天線均經(jīng)腐蝕刻制在微帶板上，其特征在于所述3-dB電 橋、O-dB跨接電路和單元天線均采用分形幾何結(jié)構(gòu)。
所述輸入端口和單元天線的數(shù)量均為4個(gè)，所述移相器為45度移相 器；所述Butler矩陣饋電網(wǎng)絡(luò)由4個(gè)3-dB電橋、2個(gè)"度移相器和2 個(gè)O-dB跨接電路組成。
所述微帶板的介電常數(shù)為2. 2-4. 9，厚度為0. 3-2mm。
所述輸入端口為SMA型接頭。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)，1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、新穎且使 用操作方便、性能優(yōu)良；2、整體面積縮小，以帶有4個(gè)并行輸入端口的 波東可調(diào)天線為例，其水平饋電網(wǎng)絡(luò)的面積只有78. 32cm2,而傳統(tǒng)波束可 調(diào)天線饋電網(wǎng)絡(luò)的面積為1.5義gXl.5/^-191cm2，因此，水平饋電網(wǎng)絡(luò)面積縮
小了近60%;天線陣列的面積只有93 cm2,而傳統(tǒng)波東可調(diào)天線的天線陣 列的面積為f8x丄/Jxf2x丄/0- 339cm2，因此，本實(shí)用新型將天線陣列的面
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積縮小近73%; 3、波瓣增寬，由測(cè)量結(jié)果可知，3-dB波瓣寬度達(dá)到了 40 度左右，而傳統(tǒng)波東可調(diào)天線的3-dB波瓣寬度只有25-30度左右；4、使
得波東可調(diào)天線的副瓣降低，由測(cè)量結(jié)果可知，本實(shí)用新型的副瓣都處于 -lOdB以下。
下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

圖1為本實(shí)用新型的電路原理框圖。 圖2為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)用新型輸入端口的反射系數(shù)測(cè)試結(jié)果示意圖。 圖4為本實(shí)用新型輻射陣列天線的輻射方向示意圖。
附圖標(biāo)記說明
l一輸入端口； 2—單元天線； 4 —3-dB電橋；
5—45度移相器； 6 — 0-dB跨接電路。
具體實(shí)施方式
如圖l、圖2所示，本實(shí)用新型由多個(gè)并行的輸入端口 1、對(duì)應(yīng)與所述 輸入端口 l相接的多個(gè)單元天線2以及接在輸入端口 l和單元天線2之間 的水平饋電網(wǎng)絡(luò)組成。其中，所述多個(gè)單元天線2組成輻射陣列天線，所 述水平饋電網(wǎng)絡(luò)為由3-dB電橋4、移相器和O-dB跨接電路6組成的Butler 矩陣饋電網(wǎng)絡(luò)，也就是說，所述輻射陣列天線的饋電網(wǎng)絡(luò)為Butler矩陣 饋電網(wǎng)絡(luò)。所述輸入端口 1、饋電網(wǎng)絡(luò)和單元天線2均經(jīng)腐蝕刻制在微帶 板4上；并且所述3-dB電橋4、 0-dB跨接電路6和單元天線2均釆用分
形幾何結(jié)構(gòu)，通過分形幾何結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)波束可調(diào)天線的小型化。另外，所述 微帶板4的介電常數(shù)為2.2-4.9、厚度為0. 3-2mm,而輸入端口 l為SMA
型接頭。
本實(shí)施例中，所述輸入端口 1和單元天線2的數(shù)量均為4個(gè)，也就是 說，水平饋電網(wǎng)絡(luò)在輸入端口 l和單元天線2之間總共有4個(gè)并行的信號(hào) 傳輸線路，所述移相器為45度移相器5且其數(shù)量為2個(gè)。所述Butler矩 陣饋電網(wǎng)絡(luò)由4個(gè)3-dB電橋4、 2個(gè)45度移相器5和2個(gè)0-dB跨接電路 6組成。其中，在2個(gè)3-dB電橋4。具體是在第1個(gè)和第4個(gè)傳輸線路 上分別串接有一個(gè)45度移相器5;在第1個(gè)和第2個(gè)傳輸線路之間接有兩 個(gè)3-dB電橋4并且該兩個(gè)3-dB電橋4分別位于45度移相器5的前后兩 側(cè)；而在第3個(gè)和第4個(gè)傳輸線路之間也接有兩個(gè)3-dB電橋4并且該兩 個(gè)3-dB電橋4也分別位于45度移相器5的前后兩側(cè)；另外，在第2個(gè)和 第3個(gè)傳輸線路之間接有兩個(gè)0-dB跨接電路6，其中l(wèi)個(gè)O-dB跨接電路
56位于兩個(gè)3-dB電橋4之間，另 一個(gè)O-dB跨接電路6位于3-dB電橋4 和單元天線2之間。
結(jié)合圖3、圖4,經(jīng)試驗(yàn)測(cè)定本實(shí)用新型的中心工作頻率/=1. 8GHz, 工作帶寬為土50MHz,完全符合波東可調(diào)天線的設(shè)計(jì)指標(biāo)要求；并且其饋電 網(wǎng)絡(luò)面積小于90cm2，而天線陣列面積小于150 cm2;另外，本波束可調(diào)天 線在中心頻率1.8GHz處的波束指向分別為-15度、45度、-48度、18度， 誤差不超過3度。
以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何限 制，凡是根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更 以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1. 一種小型寬波瓣低副瓣波束可調(diào)天線，由多個(gè)并行的輸入端口(1)、對(duì)應(yīng)與所述輸入端口(1)相接的多個(gè)單元天線(2)以及接在輸入端口(1)和單元天線(2)之間的水平饋電網(wǎng)絡(luò)組成，所述多個(gè)單元天線(2)組成輻射陣列天線，所述水平饋電網(wǎng)絡(luò)為由3-dB電橋(4)、移相器和0-dB跨接電路(6)組成的But1er矩陣饋電網(wǎng)絡(luò)，所述輸入端口(1)、饋電網(wǎng)絡(luò)和單元天線(2)均經(jīng)腐蝕刻制在微帶板(4)上，其特征在于所述3-dB電橋(4)、0-dB跨接電路(6)和單元天線(2)均采用分形幾何結(jié)構(gòu)。
2. 按照權(quán)利要求1所述的小型寬波瓣低副瓣波束可調(diào)天線，其特征在 于所述輸入端口 (1)和單元天線(2)的數(shù)量均為4個(gè)，所述移相器為 45度移相器(5);所述Butler矩陣饋電網(wǎng)絡(luò)由4個(gè)3-dB電橋(4) 、 2 個(gè)45度移相器(5)和2個(gè)0-dB跨接電路(6)組成。
3. 按照權(quán)利要求l或2所述的小型寬波瓣低副瓣波束可調(diào)天線，其特 征在于所述微帶板(4)的介電常數(shù)為2. 2-4.9，厚度為0. 3-2mm。
4. 按照權(quán)利要求l或2所述的小型寬波瓣低副瓣波束可調(diào)天線，其特 征在于所述輸入端口 (1)為SMA型接頭。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種小型寬波瓣低副瓣波束可調(diào)天線，由多個(gè)并行的輸入端口、對(duì)應(yīng)與所述輸入端口相接的多個(gè)單元天線以及接在輸入端口和單元天線之間的水平饋電網(wǎng)絡(luò)組成，所述多個(gè)單元天線組成輻射陣列天線，所述水平饋電網(wǎng)絡(luò)為由3-dB電橋、移相器和0-dB跨接電路組成的Butler矩陣饋電網(wǎng)絡(luò)，所述輸入端口、饋電網(wǎng)絡(luò)和單元天線均經(jīng)腐蝕刻制在微帶板上，所述3-dB電橋、0-dB跨接電路和單元天線均采用分形幾何結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、整體面積小且使用操作方便、性能優(yōu)良，能有效解決波束可調(diào)天線整體面積較大的問題，同時(shí)本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)能獲得寬波瓣、低副瓣等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01Q21/00GK201282195SQ20082022183
公開日2009年7月29日 申請(qǐng)日期2008年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月14日
發(fā)明者王光明, 陳文靈 申請(qǐng)人:陳文靈