基于Butler矩陣的多波束天線陣列的研究.pdf

1、本文的主要工作是研究C波段基于Butler矩陣的多波束天線系統(tǒng)。主要對小型化微帶寬帶Butler矩陣進行設(shè)計,以及對連接Butler矩陣輸入端口的微波控制電路,即基于PIN二極管的寬帶微波開關(guān)進行設(shè)計,并利用Butler矩陣激勵寬帶圓極化微帶陣列多波束天線進行測試以及分析。
　　通過采用六邊形貼片縫隙耦合技術(shù)結(jié)合八邊形縫隙接地結(jié)構(gòu),對4×4微帶Butler矩陣進行設(shè)計,并對所設(shè)計的 Butler矩陣進行加工測試。測試結(jié)果表明,在4

2、.5GHz~5.1GHz頻帶范圍內(nèi),Butler矩陣各輸入端口的反射系數(shù)均小于-15dB,1號端口輸入時,各輸出端口的傳輸系數(shù)均大于-7.5dB,分別采用各輸入端口做為輸入時,輸出端口間的相位差為-45°±4°、135°±8°、-135°±7°、45°±3°,Butler矩陣的大小僅為67mm×39mm,獲得了小型化寬帶微帶Butler矩陣。
　　采用串并聯(lián)結(jié)構(gòu),設(shè)計了基于PIN二極管的單刀單擲、單刀四擲寬帶微波開關(guān),并進行加工測

3、試。所研制的單刀單擲微波開關(guān)在4.5GHz~5.1GHz頻帶范圍內(nèi),輸入端口反射系數(shù)小于-13.6dB,輸出端口反射系數(shù)小于-13dB,導(dǎo)通時插入損耗小于1.5dB。所研制的單刀四擲微波開關(guān)在4.5GHz~5.1GHz頻帶范圍內(nèi),輸入端口反射系數(shù)小于-15dB,導(dǎo)通支路輸出端口反射系數(shù)小于-17dB,導(dǎo)通支路的插入損耗小于2.45dB,截止支路的隔離度大于34dB。
　　對寬帶圓極化微帶天線陣進行研究,并利用Butler矩陣激勵8

4、單元陣列多波束天線進行測試以及分析。經(jīng)測試Butler矩陣連接天線陣后,在4.5GHz~5.1GHz范圍內(nèi),各輸入端口的反射系數(shù)均優(yōu)于-12.6dB。分別采用Butler矩陣的輸入端口做為輸入時,在中心頻率4.8GHz,天線陣四波束的指向分別為8°、-35°、28°、-11.7°,3dB波瓣寬度分別為19°、20°、27°、19°,增益分別為15.5dB、14.2dB、13.7dB、15.8dB,其中Butler矩陣4號端口輸入時,波束