一種雙頻電控可重構(gòu)butler矩陣饋電網(wǎng)絡(luò)，主要由具有雙頻帶特性的90°電橋、電控可重構(gòu)45°相移矩陣、雙頻帶跨接連接器和開關(guān)矩陣構(gòu)成。所述電控可重構(gòu)45°相移矩陣通過控制開關(guān)矩陣切換在不同的頻率上，從而使該butler矩陣可以在兩個(gè)不同工作頻率下任意切換，實(shí)現(xiàn)工作頻率可重構(gòu)。該電控可重構(gòu)butler矩陣饋電網(wǎng)絡(luò)可通過平面印刷技術(shù)實(shí)現(xiàn)，并且結(jié)構(gòu)緊湊，適用于小型無線通訊系統(tǒng)。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于微波工程領(lǐng)域，涉及一種矩陣饋電網(wǎng)絡(luò)。
技術(shù)介紹
隨著無線通信技術(shù)的快速增長，無線通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)容量受到了極大的限制。為了提高頻譜資源的利用率，增大通道容量，智能天線在衛(wèi)星通信系統(tǒng)、個(gè)人通信系統(tǒng)和無線局域網(wǎng)等系統(tǒng)中已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用。目前，智能天線主要分為自適應(yīng)天線和多波束天線兩類，而多波束天線因其結(jié)構(gòu)簡單、波束切換靈活、性能優(yōu)越等特點(diǎn)，已在無線通信領(lǐng)域中扮演了重要角色。基于butler矩陣的多波束形成網(wǎng)絡(luò)是多波束天線的核心部件，它可以有效地控制天線陣的相位分布，從而實(shí)現(xiàn)波束的不同指向。butler矩陣饋電網(wǎng)絡(luò)通常是由3dB電橋、跨接連接器以及相移器構(gòu)成，其工作原理是當(dāng)對(duì)每一輸入端口進(jìn)行激勵(lì)時(shí)，輸入功率以一定的比例分配給輸出端口且在相鄰輸出端口之間會(huì)產(chǎn)生特定的相位差，但微波能量從不同輸入端口輸入時(shí)，輸出端口的相位差不同。因此激勵(lì)不同的輸入端口，可以得到不同的相位差，從而使天線的波束指向不同，實(shí)現(xiàn)多波束。但傳統(tǒng)的butler矩陣通常由僅能工作在單一頻段的3dB電橋、跨接連接器以及固定相移器構(gòu)成，因此，一旦設(shè)計(jì)完成，導(dǎo)致其僅能工作在單一通信頻帶內(nèi)，無法滿足多頻段工作需求，因此限制了butler矩陣的應(yīng)用范圍。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)解決的技術(shù)問題是：針對(duì)現(xiàn)有butler矩陣僅能工作在單一頻段上，無法滿足多頻帶選通工作的需求，提出了一種雙頻電控可重構(gòu)的butler矩陣饋電網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)雙頻段選通工作。本專利技術(shù)的技術(shù)解決方案是：一種雙頻電控可重構(gòu)butler矩陣饋電網(wǎng)絡(luò)，包
括第一90°電橋、第二90°電橋、第三90°電橋、第四90°電橋、跨接連接器、第一電控可重構(gòu)45°相移矩陣、第二電控可重構(gòu)45°相移矩陣、開關(guān)矩陣、第一偏置電路和第二偏置電路；第一90°電橋的四個(gè)端口中，位于下方同一側(cè)的兩個(gè)端口作為饋電網(wǎng)絡(luò)的第一輸入端和第二輸入端，位于上方一側(cè)的兩個(gè)端口中，左側(cè)端口與第一電控可重構(gòu)45°相移矩陣的輸入端相連，右側(cè)端口與跨接連接器的下方左側(cè)第一輸入端相連；第三90°電橋的四個(gè)端口中，位于上方同一側(cè)的兩個(gè)端口作為饋電網(wǎng)絡(luò)的第一輸出端和第二輸出端，位于下方一側(cè)的兩個(gè)端口中，左側(cè)端口與第一電控可重構(gòu)45°相移矩陣的輸出端相連，右側(cè)端口與跨接連接器的上方左側(cè)第二輸出端相連；第二90°電橋的四個(gè)端口中，位于下方同一側(cè)的兩個(gè)端口作為饋電網(wǎng)絡(luò)的第三輸入端和第四輸入端，位于上方一側(cè)的兩個(gè)端口中，右側(cè)端口與第二電控可重構(gòu)45°相移矩陣的輸入端相連，左側(cè)端口與跨接連接器的下方右側(cè)第二輸入端相連；第四90°電橋的四個(gè)端口中，位于上方同一側(cè)的兩個(gè)端口作為饋電網(wǎng)絡(luò)的第三輸出端和第四輸出端，位于下方一側(cè)的兩個(gè)端口中，右側(cè)端口與第二電控可重構(gòu)45°相移矩陣的輸出端相連，左側(cè)端口與跨接連接器的上方右側(cè)第一輸出端相連；所述的跨接連接器通過跨接將送入第一輸入端的信號(hào)通過第一輸出端輸出，將送入第二輸入端的信號(hào)通過第二輸出端輸出；所述的第一90°電橋、第二90°電橋、第三90°電橋、第四90°電橋具有相同的雙頻帶特性，所述跨接連接器具有雙頻帶特性且兩個(gè)工作頻帶與第一90°電橋相同；所述的第一電控可重構(gòu)45°相移矩陣、第二電控可重構(gòu)45°相移矩陣具有相同的雙頻帶特性，且在第一90°電橋的兩個(gè)工作頻段中心頻點(diǎn)上可分別實(shí)現(xiàn)選通，且在對(duì)應(yīng)的兩個(gè)工作頻段中心頻點(diǎn)上的相移量均為45°；所述的開關(guān)矩陣為偏置信號(hào)的控制單元，開關(guān)矩陣的偏置信號(hào)分別通過第一偏置電路送至第一電控可重構(gòu)45°相移矩陣控制第一電控可重構(gòu)45°相移矩陣工作的頻段，通過第二偏置電路送至第二電控可重構(gòu)45°相移矩陣控制第二電控可重構(gòu)45°相移矩陣工作的頻段。所述的第一電控可重構(gòu)45°相移矩陣和第二電控可重構(gòu)45°相移矩陣的結(jié)
構(gòu)相同，均由兩條不同長度的微帶線組成，兩條微帶線的電長度分別對(duì)應(yīng)第一90°電橋的兩個(gè)工作頻段中心頻點(diǎn)的八分之一波長。所述的跨接連接器為雙頻帶跨接連接器，其中的信號(hào)傳輸線均采用微帶線形式實(shí)現(xiàn)。所述的第一90°電橋、第二90°電橋、第三90°電橋、第四90°電橋的結(jié)構(gòu)相同，均為雙頻帶90°電橋，其中的信號(hào)傳輸線均采用微帶線形式實(shí)現(xiàn)。本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于：1)本專利技術(shù)雙頻電控可重構(gòu)的butler矩陣饋電網(wǎng)絡(luò)可以在兩個(gè)工作頻帶上任意選通工作，且兩個(gè)工作頻帶間互不干擾；2)本專利技術(shù)中的90°電橋?yàn)殡p頻帶器件，可同時(shí)工作在兩個(gè)頻帶，且兩頻帶間有較好的隔離度；3)本專利技術(shù)的跨接連接器采用雙頻帶設(shè)計(jì)，可同時(shí)工作在兩個(gè)頻帶，且兩頻帶間隔離度高；4)本專利技術(shù)采用的電控可重構(gòu)45°相移矩陣結(jié)構(gòu)，可方便的在兩個(gè)頻帶間任意選通；5)本專利技術(shù)采用開關(guān)矩陣對(duì)工作頻帶的選通進(jìn)行統(tǒng)一控制，具有切換速度快、易操作等特點(diǎn)。附圖說明圖1為本專利技術(shù)電控可重構(gòu)butler矩陣饋電網(wǎng)絡(luò)的原理圖；圖2為本專利技術(shù)實(shí)施例中電控可重構(gòu)butler矩陣饋電網(wǎng)絡(luò)頂部結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本專利技術(shù)實(shí)施例中電控可重構(gòu)butler矩陣饋電網(wǎng)絡(luò)底部結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本專利技術(shù)實(shí)施例中電控可重構(gòu)butler矩陣饋電網(wǎng)絡(luò)側(cè)視圖；圖5為本專利技術(shù)實(shí)施例中90°電橋示意圖；圖6為本專利技術(shù)實(shí)施例中跨接連接器示意圖；圖7為本專利技術(shù)實(shí)施例中選通在2.5GHz時(shí)，激勵(lì)信號(hào)由p1饋入時(shí)端口的插損特性；圖8為本專利技術(shù)實(shí)施例中選通在5.2GHz時(shí)，激勵(lì)信號(hào)由p1饋入時(shí)端口的插損特性；圖9為本專利技術(shù)實(shí)施例中選通在2.5GHz時(shí)，激勵(lì)信號(hào)由p2饋入時(shí)端口的插損特性；圖10為本專利技術(shù)實(shí)施例中選通在5.2GHz時(shí)，激勵(lì)信號(hào)由p2饋入時(shí)端口的插損特性。具體實(shí)施方式本專利技術(shù)的雙頻電控可重構(gòu)butler矩陣饋電網(wǎng)絡(luò)，由具有雙頻帶特性的90°電橋、跨接連接器和電控可重構(gòu)45°相移矩陣構(gòu)成。通過開關(guān)矩陣選通電控可重構(gòu)相移矩陣中工作在不同頻段的45°傳輸線，從而控制饋電網(wǎng)絡(luò)工作在不同的頻率下。如圖1所示，本專利技術(shù)butler矩陣饋電網(wǎng)絡(luò)主要包括：四個(gè)輸入端p1，p2，p3和p4，四個(gè)輸出端p5，p6，p7和p8，90°電橋1，90°電橋2，90°電橋3，90°電橋4，跨接連接器5，電控可重構(gòu)45°相移矩陣6，電控可重構(gòu)45°相移矩陣7，開關(guān)矩陣8，偏置電路9和偏置電路10。90°電橋1的端口①與電控可重構(gòu)45°相移矩陣6的端口⑤連接，90°電橋2的端口④與電控可重構(gòu)45°相移矩陣7的端口⑧連接。90°電橋3的端口與電控可重構(gòu)45°相移矩陣6的端口⑨連接，90°電橋4的端口與電控可重構(gòu)45°相移矩陣7的端口連接。跨接連接器5的端口⑥與90°電橋1的端口②連接，跨接連接器5的端口⑦與90°電橋2的端口③連接，跨接連接器5的端口⑩與90°電橋3的端口連接，跨接連接器5的端口與90°電橋4的端口連接。進(jìn)一步的，90°電橋1，90°電橋2，90°電橋3，90°電橋4結(jié)構(gòu)相同,均為3dB 90°電橋，均可工作在兩個(gè)頻帶上。以90°電橋1為例，若信號(hào)由端口p1輸入，則端口1和端口2在兩個(gè)工作頻段上均輸出具有等幅、90°相差的兩路信號(hào)，端口p2隔離；若信號(hào)由端口p2輸入，則端口1和端口2在兩個(gè)工作
頻段上均輸出具有等幅、90°相差的兩路信號(hào)，端口p2隔離；若信號(hào)由端口1輸入，則端口p1和端口p2在兩個(gè)工作頻段上均輸出具有等幅、90°相差的兩路信號(hào)，端口2隔離；若信號(hào)由端口2輸入，則端口本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種雙頻電控可重構(gòu)butler矩陣饋電網(wǎng)絡(luò)，其特征在于包括：第一90°電橋(1)、第二90°電橋(2)、第三90°電橋(3)、第四90°電橋(4)、跨接連接器(5)、第一電控可重構(gòu)45°相移矩陣(6)、第二電控可重構(gòu)45°相移矩陣(7)、開關(guān)矩陣(8)、第一偏置電路(9)和第二偏置電路(10)；第一90°電橋(1)的四個(gè)端口中，位于下方同一側(cè)的兩個(gè)端口作為饋電網(wǎng)絡(luò)的第一輸入端和第二輸入端，位于上方一側(cè)的兩個(gè)端口中，左側(cè)端口與第一電控可重構(gòu)45°相移矩陣(6)的輸入端相連，右側(cè)端口與跨接連接器(5)的下方左側(cè)第一輸入端相連；第三90°電橋(3)的四個(gè)端口中，位于上方同一側(cè)的兩個(gè)端口作為饋電網(wǎng)絡(luò)的第一輸出端和第二輸出端，位于下方一側(cè)的兩個(gè)端口中，左側(cè)端口與第一電控可重構(gòu)45°相移矩陣(6)的輸出端相連，右側(cè)端口與跨接連接器(5)的上方左側(cè)第二輸出端相連；第二90°電橋(2)的四個(gè)端口中，位于下方同一側(cè)的兩個(gè)端口作為饋電網(wǎng)絡(luò)的第三輸入端和第四輸入端，位于上方一側(cè)的兩個(gè)端口中，右側(cè)端口與第二電控可重構(gòu)45°相移矩陣(7)的輸入端相連，左側(cè)端口與跨接連接器(5)的下方右側(cè)第二輸入端相連；第四90°電橋(4)的四個(gè)端口中，位于上方同一側(cè)的兩個(gè)端口作為饋電網(wǎng)絡(luò)的第三輸出端和第四輸出端，位于下方一側(cè)的兩個(gè)端口中，右側(cè)端口與第二電控可重構(gòu)45°相移矩陣(7)的輸出端相連，左側(cè)端口與跨接連接器(5)的上方右側(cè)第一輸出端相連；所述的跨接連接器(5)通過跨接將送入第一輸入端的信號(hào)通過第一輸出端輸出，將送入第二輸入端的信號(hào)通過第二輸出端輸出；所述的第一90°電橋(1)、第二90°電橋(2)、第三90°電橋(3)、第四90°電橋(4)具有相同的雙頻帶特性，所述跨接連接器(5)具有雙頻帶特性且兩個(gè)工作頻帶與第一90°電橋(1)相同；所述的第一電控可重構(gòu)45°相移矩陣(6)、第二電控可重構(gòu)45°相移矩陣(7)具有相同的雙頻帶特性，且在第一90°電橋(1)的兩個(gè)工作頻段中心頻點(diǎn)上可分別實(shí)現(xiàn)選通，且在對(duì)應(yīng)的兩個(gè)工作頻段中心頻點(diǎn)上的相移量均為45°；所述的開關(guān)矩陣(8)為偏置信號(hào)的控制單元，開關(guān)矩陣(8)的偏置信號(hào)分別通過第一偏置電路(9)送至第一電控可重構(gòu)45°相移矩陣(6)控制第一電控可重構(gòu)45°相移矩陣(6)工作的頻段，通過第二偏置電路(10)送至第二電控可重構(gòu)45°相移矩陣(7)控制第二電控可重構(gòu)45°相移矩陣(7)工作的頻段。...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種雙頻電控可重構(gòu)butler矩陣饋電網(wǎng)絡(luò)，其特征在于包括：第一90°電橋(1)、第二90°電橋(2)、第三90°電橋(3)、第四90°電橋(4)、跨接連接器(5)、第一電控可重構(gòu)45°相移矩陣(6)、第二電控可重構(gòu)45°相移矩陣(7)、開關(guān)矩陣(8)、第一偏置電路(9)和第二偏置電路(10)；第一90°電橋(1)的四個(gè)端口中，位于下方同一側(cè)的兩個(gè)端口作為饋電網(wǎng)絡(luò)的第一輸入端和第二輸入端，位于上方一側(cè)的兩個(gè)端口中，左側(cè)端口與第一電控可重構(gòu)45°相移矩陣(6)的輸入端相連，右側(cè)端口與跨接連接器(5)的下方左側(cè)第一輸入端相連；第三90°電橋(3)的四個(gè)端口中，位于上方同一側(cè)的兩個(gè)端口作為饋電網(wǎng)絡(luò)的第一輸出端和第二輸出端，位于下方一側(cè)的兩個(gè)端口中，左側(cè)端口與第一電控可重構(gòu)45°相移矩陣(6)的輸出端相連，右側(cè)端口與跨接連接器(5)的上方左側(cè)第二輸出端相連；第二90°電橋(2)的四個(gè)端口中，位于下方同一側(cè)的兩個(gè)端口作為饋電網(wǎng)絡(luò)的第三輸入端和第四輸入端，位于上方一側(cè)的兩個(gè)端口中，右側(cè)端口與第二電控可重構(gòu)45°相移矩陣(7)的輸入端相連，左側(cè)端口與跨接連接器(5)的下方右側(cè)第二輸入端相連；第四90°電橋(4)的四個(gè)端口中，位于上方同一側(cè)的兩個(gè)端口作為饋電網(wǎng)絡(luò)的第三輸出端和第四輸出端，位于下方一側(cè)的兩個(gè)端口中，右側(cè)端口與第二電控可重構(gòu)45°相移矩陣(7)的輸出端相連，左側(cè)端口與跨接連接器(5)的上方右側(cè)第一輸出端相連；所述的跨接連接器(5)通過跨接將送入第一輸入端的信號(hào)通過第一輸出端輸出，將送入第二輸入端的信號(hào)通過第二輸出端輸出；所述的第一90°電橋(1)、第...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李志鵬，吳江牛，黃惠軍，方進(jìn)勇，孫靜，
申請(專利權(quán))人：西安空間無線電技術(shù)研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：陜西;61
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