专利名称：小型宽波瓣低副瓣波束可调天线的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种波東可调天线，尤其是涉及一种小型宽波瓣低副 瓣波東可调天线。
背景技术：
现有通信领域中所用的波東可调天线一般由信号输入端口 、 Butler 馈电网络以及天线阵列组成。其中，Butler矩阵馈电网络是由3-dB电桥
构成，而3-dB电桥的尺寸都约等于i,因此其尺寸是很大的。而辐射天
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线单元一般釆用微带天线的形式，微带天线是半波长谐振器，同时单元间
距一般要求不小于i,因此整个阵列的尺寸也是很大的。由于一般的通信
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系统工作的频率都比较低，因此，由Butler馈电网络和微带天线阵列组 合成的波東可调天线的整体面积比较大，占用了系统的很大空间，同时使 得成本大大提高。同时，某些系统又要求所设计的波東可调天线具有宽波 瓣性能以覆盖主辐射方向上的所有区域，如LMDS等等，然而到目前为止， 只有通过改变Butler馈电网络的形式来实现宽波瓣的天线。低副瓣也是 波束可调天线的一个指标要求，目前降低副瓣的主要方法是增加天线单元 的个数，而这势必增加整个结构的尺寸。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提 供一种小型宽波瓣低副瓣波束可调天线，其结构简单、整体面积小且使用 操作方便、性能优良，能有效解决波束可调天线整体面积较大的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型釆用的技术方案是 一种小型宽波瓣低副瓣波束可调天线，由多个并行的输入端口、对应与所述输入端口相接 的多个单元天线以及接在输入端口和单元天线之间的水平馈电网络组成， 所述多个单元天线组成辐射阵列天线，所述水平馈电网络为由3-dB电桥、 移相器和O-dB跨接电路组成的Butler矩阵馈电网络，所述输入端口、馈 电网络和单元天线均经腐蚀刻制在微带板上，其特征在于所述3-dB电 桥、O-dB跨接电路和单元天线均采用分形几何结构。
所述输入端口和单元天线的数量均为4个，所述移相器为45度移相 器；所述Butler矩阵馈电网络由4个3-dB电桥、2个"度移相器和2 个O-dB跨接电路组成。
所述微带板的介电常数为2. 2-4. 9，厚度为0. 3-2mm。
所述输入端口为SMA型接头。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点，1、结构简单、新颖且使 用操作方便、性能优良；2、整体面积缩小，以带有4个并行输入端口的 波東可调天线为例，其水平馈电网络的面积只有78. 32cm2,而传统波束可 调天线馈电网络的面积为1.5义gXl.5/^-191cm2，因此，水平馈电网络面积缩
小了近60%;天线阵列的面积只有93 cm2,而传统波東可调天线的天线阵 列的面积为f8x丄/Jxf2x丄/0- 339cm2，因此，本实用新型将天线阵列的面
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积缩小近73%; 3、波瓣增宽，由测量结果可知，3-dB波瓣宽度达到了 40 度左右，而传统波東可调天线的3-dB波瓣宽度只有25-30度左右；4、使
得波東可调天线的副瓣降低，由测量结果可知，本实用新型的副瓣都处于 -lOdB以下。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本实用新型的电路原理框图。 图2为本实用新型的整体结构示意图。图3为本实用新型输入端口的反射系数测试结果示意图。 图4为本实用新型辐射阵列天线的辐射方向示意图。
附图标记说明
l一输入端口； 2—单元天线； 4 —3-dB电桥；
5—45度移相器； 6 — 0-dB跨接电路。
具体实施方式
如图l、图2所示，本实用新型由多个并行的输入端口 1、对应与所述 输入端口 l相接的多个单元天线2以及接在输入端口 l和单元天线2之间 的水平馈电网络组成。其中，所述多个单元天线2组成辐射阵列天线，所 述水平馈电网络为由3-dB电桥4、移相器和O-dB跨接电路6组成的Butler 矩阵馈电网络，也就是说，所述辐射阵列天线的馈电网络为Butler矩阵 馈电网络。所述输入端口 1、馈电网络和单元天线2均经腐蚀刻制在微带 板4上；并且所述3-dB电桥4、 0-dB跨接电路6和单元天线2均釆用分
形几何结构，通过分形几何结构实现波束可调天线的小型化。另外，所述 微带板4的介电常数为2.2-4.9、厚度为0. 3-2mm,而输入端口 l为SMA
型接头。
本实施例中，所述输入端口 1和单元天线2的数量均为4个，也就是 说，水平馈电网络在输入端口 l和单元天线2之间总共有4个并行的信号 传输线路，所述移相器为45度移相器5且其数量为2个。所述Butler矩 阵馈电网络由4个3-dB电桥4、 2个45度移相器5和2个0-dB跨接电路 6组成。其中，在2个3-dB电桥4。具体是在第1个和第4个传输线路 上分别串接有一个45度移相器5;在第1个和第2个传输线路之间接有两 个3-dB电桥4并且该两个3-dB电桥4分别位于45度移相器5的前后两 侧；而在第3个和第4个传输线路之间也接有两个3-dB电桥4并且该两 个3-dB电桥4也分别位于45度移相器5的前后两侧；另外，在第2个和 第3个传输线路之间接有两个0-dB跨接电路6，其中l个O-dB跨接电路
56位于两个3-dB电桥4之间，另 一个O-dB跨接电路6位于3-dB电桥4 和单元天线2之间。
结合图3、图4,经试验测定本实用新型的中心工作频率/=1. 8GHz, 工作带宽为土50MHz,完全符合波東可调天线的设计指标要求；并且其馈电 网络面积小于90cm2，而天线阵列面积小于150 cm2;另外，本波束可调天 线在中心频率1.8GHz处的波束指向分别为-15度、45度、-48度、18度， 误差不超过3度。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限 制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更 以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
权利要求1. 一种小型宽波瓣低副瓣波束可调天线，由多个并行的输入端口(1)、对应与所述输入端口(1)相接的多个单元天线(2)以及接在输入端口(1)和单元天线(2)之间的水平馈电网络组成，所述多个单元天线(2)组成辐射阵列天线，所述水平馈电网络为由3-dB电桥(4)、移相器和0-dB跨接电路(6)组成的But1er矩阵馈电网络，所述输入端口(1)、馈电网络和单元天线(2)均经腐蚀刻制在微带板(4)上，其特征在于所述3-dB电桥(4)、0-dB跨接电路(6)和单元天线(2)均采用分形几何结构。
2. 按照权利要求1所述的小型宽波瓣低副瓣波束可调天线，其特征在 于所述输入端口 (1)和单元天线(2)的数量均为4个，所述移相器为 45度移相器(5);所述Butler矩阵馈电网络由4个3-dB电桥(4) 、 2 个45度移相器(5)和2个0-dB跨接电路(6)组成。
3. 按照权利要求l或2所述的小型宽波瓣低副瓣波束可调天线，其特 征在于所述微带板(4)的介电常数为2. 2-4.9，厚度为0. 3-2mm。
4. 按照权利要求l或2所述的小型宽波瓣低副瓣波束可调天线，其特 征在于所述输入端口 (1)为SMA型接头。
专利摘要本实用新型公开了一种小型宽波瓣低副瓣波束可调天线，由多个并行的输入端口、对应与所述输入端口相接的多个单元天线以及接在输入端口和单元天线之间的水平馈电网络组成，所述多个单元天线组成辐射阵列天线，所述水平馈电网络为由3-dB电桥、移相器和0-dB跨接电路组成的Butler矩阵馈电网络，所述输入端口、馈电网络和单元天线均经腐蚀刻制在微带板上，所述3-dB电桥、0-dB跨接电路和单元天线均采用分形几何结构。本实用新型结构简单、整体面积小且使用操作方便、性能优良，能有效解决波束可调天线整体面积较大的问题，同时本实用新型结构能获得宽波瓣、低副瓣等优点。
文档编号H01Q21/00GK201282195SQ20082022183
公开日2009年7月29日 申请日期2008年10月14日 优先权日2008年10月14日
发明者王光明, 陈文灵 申请人:陈文灵