【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微波天线领域，尤其涉及一种具有切比雪夫幅度分布的4×8波束形成网络。
技术介绍
1、全球第五代(5g)无线和通信系统的部署正在加快，在世界的许多地区，第六代(6g)的技术竞赛已经正式开始。5g具有高速率、低延迟、大容量以及高可靠性和安全性的特点，6g有望提供更大的覆盖率，显著降低成本和能源消耗率。5g及超5g系统的核心是多波束天线阵列，可以实现良好的连通性和高频谱效率。波束形成网络是多波束天线阵列的重要组成部分。波束形成网络最主要的功能就是，可以在天线上提供不同的功率和相位分布，从而可以实现对波束的方向性的控制以及形成多波束天线。在波束形成网络中较为常用的是butler矩阵、blass矩阵和nolen矩阵。butler矩阵具有方便、简单、损耗低等优点，在波束形成网络中得到了广泛的使用。但butler矩阵只能实现2的整数次方数量的输入输出端口，且随着端口数量的增加，butler矩阵的复杂程度也会大大增加，因此常见的butler矩阵只有4×4和8×8两种。为了简化butler矩阵的结构，后又提出了blass矩阵和nolen矩阵，可以实现任意数量的输入输出端口。blass矩阵主要由耦合器、移相器、负载端组成，与butler矩阵具有相同的输入输出端口。在blass矩阵的基础上又提出了nolen矩阵，nolen矩阵在结构上相较于butler矩阵减少了交叉结的使用，使整个电路构成更为简单，但是，由于nolen矩阵是串联网络，带宽通常比较窄，尤其是相位带宽。
2、无论是butler矩阵和blass矩阵，还是nolen
技术实现思路
1、根据现有技术存在的问题，本专利技术公开了一种具有切比雪夫幅度分布的4×8波束形成网络，包括：功分开关控制电路、第一4×4波束形成网络、第二4×4波束形成网络、输入端口和输出端口；
2、所述功分开关控制电路包括第一功分电路、第二功分电路、第三功分电路、第四功分电路、第五功分电路、第六功分电路、第七功分电路、第一开关控制电路、第二开关控制电路、第三开关控制电路、第四开关控制电路、第五开关控制电路、第六开关控制电路、第七开关控制电路、第八开关控制电路、第一蜿蜒线移相器、第二蜿蜒线移相器、第三蜿蜒线移相器、第四蜿蜒线移相器、第五蜿蜒线移相器、第六蜿蜒线移相器、第七蜿蜒线移相器、第八蜿蜒线移相器；
3、所述第一功分电路包括第一传输微带线、第二传输微带线、第三传输微带线、第四传输微带线、第一贴片电容、第一贴片电阻；所述第二功分电路、第三功分电路、第四功分电路、第五功分电路、第六功分电路、第七功分电路与第一功分电路均由传输线、贴片电容与贴片电阻组成；
4、所述第一开关控制电路包括第一传输微带线、第二传输微带线、第三传输微带线、第四传输微带线、第一贴片电阻、第二贴片电阻、第三贴片电阻、第四贴片电阻、第一贴片电容、第二贴片电容、第一短路针、第二短路针、第三短路针、第一焊接盘、第一开关二极管；所述第二开关控制电路、第三开关控制电路、第四开关控制电路、第五开关控制电路、第六开关控制电路、第七开关控制电路、第八开关控制电路与第一开关控制电路结构相同；
5、所述第一4×4波束形成网络包括第一移相器、第二移相器、第三移相器、第四移相器、第五移相器、第六移相器、第七移相器、第八移相器、第九移相器、第十移相器、第十一移相器、第十二移相器、第十三移相器、第十四移相器、第十五移相器、第十六移相器、第十七移相器、第十八移相器、第十九移相器、第一四分支定向耦合器、第二四分支定向耦合器、第三四分支定向耦合器、第四四分支定向耦合器、第五四分支定向耦合器、第六四分支定向耦合器、第七四分支定向耦合器、第八四分支定向耦合器、第九四分支定向耦合器、第十四分支定向耦合器、第十一四分支定向耦合器、第十二四分支定向耦合器、第一三分支定向耦合器、第二三分支定向耦合器、第三三分支定向耦合器、第四三分支定向耦合器；
6、所述第一四分支定向耦合器、第四四分支定向耦合器、第七四分支定向耦合器、第十四分支定向耦合器、第二四分支定向耦合器、第五四分支定向耦合器、第八四分支定向耦合器、第十一四分支定向耦合器、第三四分支定向耦合器、第六四分支定向耦合器、第九四分支定向耦合器、第十二四分支定向耦合器的耦合度从小到大排列；所述第一三分支定向耦合器、第二三分支定向耦合器、第三三分支定向耦合器、第四三分支定向耦合器的耦合度从小到大排列；
7、所述第二4×4波束形成网络的结构与第一4×4波束形成网络呈镜像关系，组成部分相同但结构参数不同。
8、所述输入端口包括第一输入端口；所述输出端口包括第一输出端口、第二输出端口、第三输出端口、第四输出端口、第五输出端口、第六输出端口、第七输出端口、第八输出端口；
9、所述第一输入端口与功分开关控制电路的第一功分电路的左端连接；所述第一功分电路的右上端与第二功分电路的左端连接；所述第一功分电路的右下端与第三功分电路的左端连接；所述第二功分电路的右上端与第四功分电路的左端连接；所述第二功分电路的右下端与第五功分电路的左端连接；所述第三功分电路的右上端与第六功分电路的左端连接；所述第三功分电路的右下端与第七功分电路的左端连接；所述第四功分电路的右上端与第一开关控制电路的左端连接；所述第四功分电路的右下端与第二开关控制电路的左端连接；所述第五功分电路的右上端与第三开关控制电路的左端连接；所述第五功分电路的右下端与第四开关控制电路的左端连接；所述第六功分电路的右上端与第五开关控制电路的左端连接；所述第六功分电路的右下端与第六开关控制电路的左端连接；所述第七功分电路的右上端与第七开关控制电路的左端连接；所述第七功分电路的右下端与第八开关控制电路的左端连接；所述第一开关控制电路的右端与功分开关控制电路中的第一蜿蜒线移相器的左端连接；所述第二开关控制电路的右端与功分开关控制电路中的第二蜿蜒线移相器的左端连接；所述第三开关控制电路的右端与功分开关控制电路中的第三蜿蜒线移相器的左端连接；所述第四开关控制电路的右端与功分开关控制电路中的第四蜿蜒线移相器的左端连接；所述第五开关控制电路的右端与功分开关控制电路中的第五蜿蜒线移相器的左端连接；所述第六开关控制电路的右端与功分开关控制电路中的第六蜿蜒线移相器的左端连接；所述第七开关控制电路的右端与功分开关控制电路中的第七蜿蜒线移相器的左端连接；所述第八开关控制电路的右端与功分开关控制电路中的第八蜿蜒线移相器的左端连接；
10、所述功分开关控制电路中第一蜿蜒线移相器的右端与第一4×4波束形成网络中的第一四分支定向耦合器的左上端连接；所述第一4×4波束形成网络中的第一四分支定向耦合器的右上端与第一移相器的左端连本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具有切比雪夫幅度分布的4×8波束形成网络，其特征在于包括：功分开关控制电路(01)、第一4×4波束形成网络(02)、第二4×4波束形成网络(03)、输入端口(04)和输出端口(05)；
2.根据权利要求1所述的具有切比雪夫幅度分布的4×8波束形成网络，其特征在于：通过功分开关控制电路(01)中的的第一开关控制电路(0108)、第二开关控制电路(0109)、第三开关控制电路(0110)、第四开关控制电路(0111)、第五开关控制电路(0112)、第六开关控制电路(0113)、第七开关控制电路(0114)、第八开关控制电路(0115)获得不同的波束；通过采用第一4×4波束形成网络(02)中的第一四分支定向耦合器(0220)、第二四分支定向耦合器(0221)、第三四分支定向耦合器(0222)、第四四分支定向耦合器(0223)、第五四分支定向耦合器(0224)、第六四分支定向耦合器(0225)、第七四分支定向耦合器(0226)、第八四分支定向耦合器(0227)、第九四分支定向耦合器(0228)、第十四分支定向耦合器(0229)、第十一四分支定向耦合器(0230)、第十
3.根据权利要求1所述的具有切比雪夫幅度分布的4×8波束形成网络，其特征在于：所述第一4×4波束形成网络(02)中的第一四分支定向耦合器(0220)的耦合度为0.095dB；第二四分支定向耦合器(0221)的耦合度为0.236dB；第三四分支定向耦合器(0222)的耦合度为0.538dB；第四四分支定向耦合器(0223)的耦合度为0.097dB；第五四分支定向耦合器(0224)的耦合度为0.239dB；第六四分支定向耦合器(0225)的耦合度为0.573dB；第七四分支定向耦合器(0226)的耦合度为0.100dB；第八四分支定向耦合器(0227)的耦合度为0.265dB；第九四分支定向耦合器(0228)的耦合度为0.645dB；第十四分支定向耦合器(0229)的耦合度为0.102dB；第十一四分支定向耦合器(0230)的耦合度为0.269dB；第十二四分支定向耦合器(0231)的耦合度为0.698dB；第一三分支定向耦合器(0232)的耦合度为0.892dB；第二三分支定向耦合器(0233)的耦合度为0.906dB；第三三分支定向耦合器(0234)的耦合度...
【技术特征摘要】
1.一种具有切比雪夫幅度分布的4×8波束形成网络，其特征在于包括：功分开关控制电路(01)、第一4×4波束形成网络(02)、第二4×4波束形成网络(03)、输入端口(04)和输出端口(05)；
2.根据权利要求1所述的具有切比雪夫幅度分布的4×8波束形成网络，其特征在于：通过功分开关控制电路(01)中的的第一开关控制电路(0108)、第二开关控制电路(0109)、第三开关控制电路(0110)、第四开关控制电路(0111)、第五开关控制电路(0112)、第六开关控制电路(0113)、第七开关控制电路(0114)、第八开关控制电路(0115)获得不同的波束；通过采用第一4×4波束形成网络(02)中的第一四分支定向耦合器(0220)、第二四分支定向耦合器(0221)、第三四分支定向耦合器(0222)、第四四分支定向耦合器(0223)、第五四分支定向耦合器(0224)、第六四分支定向耦合器(0225)、第七四分支定向耦合器(0226)、第八四分支定向耦合器(0227)、第九四分支定向耦合器(0228)、第十四分支定向耦合器(0229)、第十一四分支定向耦合器(0230)、第十二四分支定向耦合器(0231)、第一三分支定向耦合器(0232)、第二三分支定向耦合器(0233)、第三三分支定向耦合器(0234)、第四三分支定向耦合器(0235)与第二4×4波束形成网络(03)中的第一四分支定向耦合器(0317)、第二四分支定向耦合器(0318)、第三四分支定向耦合器(0319)、第四四分支定向耦合器(0320)、第五四分支定向耦合器(0321)、第六四分支定向耦合器(0322)、第七四分支定向耦合器(0323)、第八四分支定向耦合器(0324)、第九四分支定向耦合器(0325)、第十四分支定向耦合器(0326)、第十一四分支定向耦合器(0327)、第十二四分支定向耦合器(0328)、第一三分支定向耦合器(0329)、第二三分支定向耦合器(0330)、第三三分支定向耦合器(0331)、第四三分支定向耦合器(0332)获得带内平坦的切比雪夫幅度输出；通过功分开关控制电路(01)中的第一蜿蜒线移相器(0116)、第二蜿蜒线移相器(0117)、第三蜿蜒线移相器(0118)、第四蜿蜒线移相器(0119)、第五蜿蜒线移相器(0120)、第六蜿蜒线移相器(0121)、第七蜿蜒线移相器(0122)、第八蜿蜒线移相器(0123)、第一4×4波束形成网络(02)中的第一移相器(0201)、第二移相器(0202)、第三移相器(0203)、第四移相器(0204)、第五移相器(0205)、第六移相器(0206)、第七移相器(0207)、第八移相器(0208)、第九移相器(0209)、第十移相器(0210)、第十一移相器(0211)、第十二移相器(0212)、第十三移相器(0213)、第十四移相器(0214)、第十五移相器(0215)、第十六移相器(0216)、第十七移相器(0217)、第十八移相器(0218)、第十九移相器(0219)与第二4×4波束形成网络(03)中的第一移相器(0301)、第二移相器(0302)、第三移相器(0303)、第四移相器(0304)、第五移相器(0305)、第六移相器(0306)、第七移相器(0307)、第八移相器(0308)、第九移相器(0309)、第十移相器(0310)、第十一移相器(0311)、第十二移相器(0312)、第十三移相器(0313)、第十四移相器(0314)、第十五移相器(0315)、第十六移相器(0316)获得带内平坦的相位差输出。
3.根据权利要求1所述的具有切比雪夫幅度分布的4×8波束形成网络，其特征在于：所述第一4×4波束形成网络(02)中的第一四分支定向耦合器(0220)的耦合度为0.095db；第二四分支定向耦合器(0221)的耦合度为0.236db；第三四分支定向耦合器(0222)的耦合度为0.538db；第四四分支定向耦合器(0223)的耦合度为0.097db；第五四分支定向耦合器(0224)的耦合...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘宏梅，李硕，赵可心，张妍，王钟葆，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：
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