[发明专利]紧凑型Wilkinson功分器及阵列天线的馈电网络

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种紧凑型Wilkinson功分器及阵列天线的馈电网络。

背景技术

天线作为移动通信系统的咽喉要道，是辐射和接受电磁波的系统部件。天线性能的优劣，对移动通信系统的总体性能起着决定性的作用。如今，随着移动通信系统在容量和质量上的不断升级，人们对基站天线提出了越来越高的性能指标要求。

在蜂窝移动通信系统中，要求基站天线对使用相同频率的另一蜂窝辐射尽可能低的电平，而在服务区内辐射尽可能高的电平。因此必须对基站阵列天线的方向图进行波束赋形设计，这是高性能基站天线设计的关键因素。然而，基站阵列天线中阵列单元间的互耦会影响单元的激励系数，使方向图与设计值之间存在一定的偏差，最终导致其辐射方向图失真。此为阵列天线，尤其是平面阵列天线长期以来一直未得到有效解决的技术问题。

综上可知，现有基站阵列天线技术在实际使用上，显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

发明内容

针对上述的缺陷，本发明的目的之一在于提供一种紧凑型Wilkinson功分器，其结构紧凑、成本低、端口隔离度高并且具有较宽的工作带宽。

本发明的目的之二在于提供一种阵列天线的馈电网络，其布局紧凑，带宽较高，并且在降低馈电网络成本的同时，具有良好的幅相分配和阻抗匹配性能，从而有效地改善了基站阵列天线的辐射方向图失真的问题。

为了实现上述目的之一，本发明提供紧凑型Wilkinson功分器，至少包含依次连接的一组三线耦合线、一个隔离电阻和一组四线耦合线。

根据本发明所述的紧凑型Wilkinson功分器，所述三线耦合线的长度L₄约等于工作频段中心频率波长的八分之一；

所述四线耦合线的长度为L₅约等于工作频段中心频率波长的八分之一。

根据本发明所述的紧凑型Wilkinson功分器，所述三线耦合线的线宽依次为W₄₁，W₄₂，W₄₃，且所述三线耦合线的线宽W₄₂=W₄₃；

所述四线耦合线的线宽依次为W₅₁，W₅₂，W₅₃，W₅₄，且所述四线耦合线的线宽W₅₂=W₅₃。

根据本发明所述的紧凑型Wilkinson功分器，所述三线耦合线之间的边间距依次为S₄₁，S₄₂；所述四线耦合线之间的边间距依次为S₅₁，S₅₂，S₅₃；

所述三线耦合线之间的边间距S₄₁与所述四线耦合线之间的边间距S₅₁的取值规则为：S₁=min（S₄₁，S₅₁），S₁∈[30%W1，50%W1]，其中W1为S₁对应的相邻两条传输线中线宽较大的线宽值；

所述三线耦合线之间的边间距S₄₂与所述四线耦合线之间的边间距S₅₂的取值规则为：S₂=min（S₄₂，S₅₂），S₂∈[30%W2，50%W2]，所述W2为S₂对应的相邻两条传输线中线宽较大的线宽值。

根据本发明所述的紧凑型Wilkinson功分器，所述四线耦合线之间的边间距满足：S₅₁>S₅₂，S₅₃>S₅₂。

根据本发明所述的紧凑型Wilkinson功分器，所述四线耦合线之间的边间距S₅₃的取值范围为[30%W3，50%W3]，所述W3为W₅₃与W₅₄中的最大值。

根据本发明所述的紧凑型Wilkinson功分器，所述紧凑型Wilkinson功分器还包括第一端口、第二端口和第三端口，所述三线耦合线分别连接所述第一端口和所述第二端口，所述四线耦合线分别连接所述第一端口和所述第三端口。