一种宽带二维波束赋形网络.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112072311A(43)申请公布日2020.12.11(21)申请号202010869843.0(22)申请日2020.08.26(71)申请人华南理工大学地址510640广东省广州市天河区五山路381号(72)发明人陈付昌秦冲(74)专利代理机构广州市华学知识产权代理有限公司44245代理人冯炳辉(51)Int.Cl.H01Q3/40(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图7页(54)发明名称一种宽带二维波束赋形网络(57)摘要本发明公开了一种宽带二维波束赋形网络，该波束赋形网络有4个输入端口，16个输出端口，主要由六个相同的2×4的巴特勒矩阵设置在堆叠介质中的不同介质板上，构成平面化的二维波束赋形网络，每个2×4的巴特勒矩阵设置有第一输入端口、第二输入端口、第一输出端口、第二输出端口、第三输出端口、第四输出端口、3dB/90°定向耦合器、第一等幅反相功率分配器和第二等幅反相功率分配器，能够在2GHz‑4GHz的范围内输出等幅度且相邻输出端口之间相位差为+90°或‑90°的信号，能够直接与二维天线阵列相连接；本发明能够节省大量的空间，有利于系统的小型化，具有设计简单、加工成本低、工作带宽大的特点。CN112072311ACN112072311A权利要求书1/2页1.一种宽带二维波束赋形网络，其特征在于：包括第一2×4巴特勒矩阵、第二2×4巴特勒矩阵、第三2×4巴特勒矩阵、第四2×4巴特勒矩阵、第五2×4巴特勒矩阵、第六2×4巴特勒矩阵以及依次叠置的第一接地层、第一介质板、第二介质板、第三介质板、第二接地层、第四介质板、第五介质板、第六介质板和第三接地层；所述第一2×4巴特勒矩阵和第二2×4巴特勒矩阵设置在第二介质板上，所述第三2×4巴特勒矩阵、第四2×4巴特勒矩阵、第五2×4巴特勒矩阵和第六2×4巴特勒矩阵设置在第五介质板上，所述第一2×4巴特勒矩阵和第二2×4巴特勒矩阵的输出端口分别与第三2×4巴特勒矩阵、第四2×4巴特勒矩阵、第五2×4巴特勒矩阵和第六2×4巴特勒矩阵的输入端口连接，信号能够从第一2×4巴特勒矩阵和第二2×4巴特勒矩阵的4个输入端口中的任意一个输入，传输到第三2×4巴特勒矩阵、第四2×4巴特勒矩阵、第五2×4巴特勒矩阵和第六2×4巴特勒矩阵的16个输出端口输出。2.根据权利要求1所述的一种宽带二维波束赋形网络，其特征在于：所述第一2×4巴特勒矩阵和第二2×4巴特勒矩阵由第一传输线和第二传输线组成，所述第一传输线设置在第二介质板的上表面，所述第二传输线设置在第二介质板的下表面，所述第三2×4巴特勒矩阵、第四2×4巴特勒矩阵、第五2×4巴特勒矩阵和第六2×4巴特勒矩阵由第三传输线和第四传输线组成，所述第三传输线设置在第五介质板的上表面，所述第四传输线设置在第五介质板的下表面，所述第一传输线与第三传输线通过第一连接导体连接，所述第二传输线与第四传输线通过第二连接导体连接。3.根据权利要求1所述的一种宽带二维波束赋形网络，其特征在于：每个2×4巴特勒矩阵均设置有第一输入端口、第二输入端口、第一输出端口、第二输出端口、第三输出端口、第四输出端口、定向耦合器、第一等幅反相功率分配器和第二等幅反相功率分配器；其中，所述定向耦合器包括第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，每个等幅反相功率分配器包括输入端、第一输出端和第二输出端，所述定向耦合器的第一输入端与第一输入端口连接，所述定向耦合器的第一输出端与第一等幅反相功率分配器的输入端连接，所述第一等幅反相功率分配器的第一输出端与第一输出端口连接，所述第一等幅反相功率分配器的第二输出端与第二输出端口连接，所述定向耦合器的第二输入端与第二输入端口连接，所述定向耦合器的第二输出端与第二等幅反相功率分配器的输入端连接，所述第二等幅反相功率分配器的第一输出端与第三输出端口连接，所述第二等幅反相功率分配器的第二输出端与第四输出端口连接。4.根据权利要求3所述的一种宽带二维波束赋形网络，其特征在于：所述定向耦合器为3dB/90°定向耦合器。5.根据权利要求1至4任意一项所述的一种宽带二维波束赋形网络，其特征在于：当信号从第一2×4巴特勒矩阵的第一输入端口输入时，信号最终会传输至第三2×4巴特勒矩阵、第四2×4巴特勒矩阵、第五2×4巴特勒矩阵和第六2×4巴特勒矩阵的16个输出端口，16个输出端口的信号幅度相等，同一个2×4巴特勒矩阵的输出端口相位差为-90°，各个2×4巴特勒矩阵的第一输出端口之间、第二输出端口之间、第三输出端口之间、第四输出端口之间的相位差为-90°，且能够在2GHz-4GHz的宽带范围内保持稳定。6.根据权利要求1至4任意一项所述的一种宽带二维波束赋形网络，其特征在于：当信