[实用新型]一种多波束宽度天线系统和馈电网络

说明书

技术领域

本实用新型涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种多波束宽度天线系统和馈电网络。

背景技术

随着无线通讯技术的迅猛发展，在日益多样化、复杂化的通信环境中，对通讯系统的覆盖面、容量等要求也越来越高。随着用户数量的不断增长，通信网络基站呈现出密集化的趋势，覆盖广度和网络容量性能也不断提升。在多样复杂的通信网络中，有时覆盖的区域是动态变化的，可能需要窄波束来提升特定区域的容量性能，也可能需要宽波束来覆盖广阔区域，这就需要天线具有可以变化的波束宽度来满足这种需求。

参照图1，为现有技术的多波束天线系统结构图。如图1所示，现有技术中，采用巴特勒矩阵对阵列天线进行正交馈电，实现多波束天线系统。这种馈电网络由一系列耦合器、混合电路合成器和移相器相互连接而成。它具有N个输入端口和N个输出端口(N＝2ⁿ，n＝1、2、3······)，其中N个输出端口给平面阵的每个单元天线提供渐进馈电相位。对于巴特勒矩阵的不同输入端口，各输出端口分别提供对应不同波束指向且正交的波束馈电相位，使得巴特勒矩阵馈电阵列天线具有N个不同指向的正交波束。

如图1所示，该巴特勒矩阵50a具有4个输入端口，分别为35a、36a、37a和38a；4个输出端口，分别为31a、32a、33a、34a；4个等分电桥，分别为41a、42a、43a和44a；以及两个负45度移相器(使得输出信号的相位比输入信号滞后45度)，分别为51a和52a。图1所示巴特勒矩阵的各输出端口分别连接天线单元21a、22a、23a和24a。通过对不同的输入端口进行馈电，则该阵列天线就具有4个不同指向的正交波束，该4个正交波束的方向图如图2所示。

现有技术的多波束天线系统中，其波束的偏转角度是可变的，但是其波束宽度不能改变，因此无法利用该结构实现天线的宽范围覆盖。

实用新型内容

本实用新型提供了一种多波束宽度天线系统和馈电网络，能够实现在对该天线系统的不同输入端馈电时，其输出端得到不同宽度的波束，进一步的可以灵活的改变该天线系统覆盖范围的大小。

第一方面，提供了一种馈电网络，所述馈电网络包括两层电桥；其中，第一层电桥包括：第一不等分电桥；第二层电桥包括：第一等分电桥、第二等分电桥、第一移相器、第二移相器、第三移相器和第四移相器；所述第一不等分电桥的两个输入端分别接所述馈电网络的第一输入端和第二输入端；所述第一不等分电桥的第一输出端接所述第一等分电桥的第二输入端，所述第一不等分电桥的第二输出端接所述第二等分电桥的第二输入端；所述第一等分电桥的第一输出端经所述第一移相器接所述馈电网络的第一输出端；所述第一等分电桥的第二输出端经所述第二移相器接所述馈电网络的第二输出端；所述第二等分电桥的第一输出端经所述第三移相器接所述馈电网络的第三输出端；所述第二等分电桥的第二输出端经所述第四移相器接所述馈电网络的第四输出端。

在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述第一不等分电桥的功分比大于1∶1；所述第一移相器的相移值等于所述第四移相器的相移值；所述第二移相器的相移值等于所述第三移相器的相移值；且所述第一移相器的相移值比所述第二移相器的相移值超前90度或者滞后270度；所述第三移相器的相移值比所述第四移相器的相移值超前90度或者滞后270度。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述第一不等分电桥的功分比为4∶1；所述第一移相器的相移值为-90度；所述第二移相器的相移值为0度；所述第三移相器的相移值为0度；所述第四移相器的相移值为-90度。

在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述第一层电桥还包括：第二不等分电桥；所述第二不等分电桥的两个输入端分别接所述馈电网络的第三输入端和第四输入端；所述第二不等分电桥的第一输出端接所述第一等分电桥的第一输入端，所述第二不等分电桥的第二输出端接所述第二等分电桥的第一输入端。

结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述第一不等分电桥的功分比大于1∶1，所述第二不等分电桥的功分比小于1∶1；所述第一移相器的相移值等于所述第四移相器的相移值；所述第二移相器的相移值等于所述第三移相器的相移值；且所述第一移相器的相移值比所述第二移相器的相移值超前90度或者滞后270度；所述第三移相器的相移值比所述第四移相器的相移值超前90度或者滞后270度。