全文摘要
本申请公开一种混合多波束天线，包括天线阵列和双工器模组；辐射单元子阵列包括若干个辐射单元；双工器模组包括若干个双工器子模组；双工器子模组包括至少一个双工器；双工器包括合路端口、第一频段端口和第二频段端口；合路端口连接辐射单元；还包括第一天线馈电网络、若干个第二天线馈电网络和若干个巴特勒矩阵单元；巴特勒矩阵单元包括第一侧端口和若干个第二侧端口，第一侧端口连接第一天线馈电网络，各第二侧端口与双工器子模组的各第一频段端口一一对应相连；各第二天线馈电网络与双工器子模组的各第二频段端口一一对应相连。通过采用双工器将辐射单元分割为两个不同工作频段的端口，极大的减小了融合天线的体积。
主设计要求
1.一种混合多波束天线，其特征在于，包括天线阵列和双工器模组；所述天线阵列包括若干排辐射单元子阵列；所述辐射单元子阵列包括若干个辐射单元；所述双工器模组包括若干个双工器子模组，各所述双工器子模组与各所述辐射单元子阵列一一对应相连；所述双工器子模组包括至少一个双工器；所述双工器包括合路端口、第一频段端口和第二频段端口；所述合路端口连接所述辐射单元；还包括第一天线馈电网络、若干个第二天线馈电网络和若干个巴特勒矩阵单元；各所述巴特勒矩阵单元与各所述双工器子模组一一对应相连；所述巴特勒矩阵单元包括第一侧端口和若干个第二侧端口，所述第一侧端口连接所述第一天线馈电网络，各所述第二侧端口与所述双工器子模组的各所述第一频段端口一一对应相连；各所述第二天线馈电网络与所述双工器子模组的各所述第二频段端口一一对应相连。
设计方案
1.一种混合多波束天线，其特征在于，包括天线阵列和双工器模组；所述天线阵列包括若干排辐射单元子阵列；所述辐射单元子阵列包括若干个辐射单元；所述双工器模组包括若干个双工器子模组，各所述双工器子模组与各所述辐射单元子阵列一一对应相连；所述双工器子模组包括至少一个双工器；所述双工器包括合路端口、第一频段端口和第二频段端口；所述合路端口连接所述辐射单元；
还包括第一天线馈电网络、若干个第二天线馈电网络和若干个巴特勒矩阵单元；各所述巴特勒矩阵单元与各所述双工器子模组一一对应相连；所述巴特勒矩阵单元包括第一侧端口和若干个第二侧端口，所述第一侧端口连接所述第一天线馈电网络，各所述第二侧端口与所述双工器子模组的各所述第一频段端口一一对应相连；各所述第二天线馈电网络与所述双工器子模组的各所述第二频段端口一一对应相连。
2.根据权利要求1所述的混合多波束天线，其特征在于，所述第一天线馈电网络为双波束馈电网络或多波束馈电网络。
3.根据权利要求2所述的混合多波束天线，其特征在于，所述第二天线馈电网络为65°天线馈电网络。
4.根据权利要求3所述的混合多波束天线，其特征在于，所述第一频段端口为低频段端口；所述第二频段端口为高频段端口；
连接同一列所述辐射单元的各所述双工器的第二频段端口、与所述第二天线馈电网络依次相连。
5.根据权利要求3所述的混合多波束天线，其特征在于，所述第一频段端口为高频段端口；所述第二频段端口为低频段端口；
连接同一列所述辐射单元的相邻两个所述双工器中，至多一个所述双工器的第二频段端口连接所述第二天线馈电网络。
6.根据权利要求4或5所述的混合多波束天线，其特征在于，所述低频段端口为1400-2200MHz工作频段的端口，所述高频段端口为2490-2690MHz工作频段的端口；
或
所述低频段端口为1400-1520MHz工作频段的端口，所述高频段端口为1690-2690MHz工作频段的端口。
7.根据权利要求6所述的混合多波束天线，其特征在于，所述双工器为频分双工器。
8.根据权利要求6所述的混合多波束天线，其特征在于，所述天线阵列中所述辐射单元之间的列间距为所述辐射单元工作频段的中心频点的二分之一波长。
9.根据权利要求6所述的混合多波束天线，其特征在于，所述辐射单元为宽带辐射单元。
10.根据权利要求9所述的混合多波束天线，其特征在于，所述宽带辐射单元为1400-2690MHz工作频段的辐射单元。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及移动通信技术领域，特别是涉及一种混合多波束天线。
背景技术
随着移动通信技术的发展，多波束天线(包括双波束天线)已成为扇区扩容的重要手段之一。同时，在某些频段运营商需要使用常规65°天线进行4T4R(4发射4接收)甚至8T8R(8发射8接收)覆盖，因此需求一种能够同时支持常规65°与多波束扇区劈裂功能的天线。
在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：传统的65°天线与多波束天线的融合天线，通常是采用将两个不同的天线阵上下或左右布局摆放来设计，但天线体积过大，占用过多天面资源，风载荷过大以及重量过重。
实用新型内容
基于此，有必要针对传统的融合天线中，天线体积过大的问题，提供一种混合多波束天线。
为了实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种混合多波束天线，包括天线阵列和双工器模组；天线阵列包括若干排辐射单元子阵列；辐射单元子阵列包括若干个辐射单元；双工器模组包括若干个双工器子模组，各双工器子模组与各辐射单元子阵列一一对应相连；双工器子模组包括至少一个双工器；双工器包括合路端口、第一频段端口和第二频段端口；合路端口连接辐射单元；
还包括第一天线馈电网络、若干个第二天线馈电网络和若干个巴特勒矩阵单元；各巴特勒矩阵单元与各双工器子模组一一对应相连；巴特勒矩阵单元包括第一侧端口和若干个第二侧端口，第一侧端口连接第一天线馈电网络，各第二侧端口与双工器子模组的各第一频段端口一一对应相连；各第二天线馈电网络与双工器子模组的各第二频段端口一一对应相连。
在其中一个实施例中，第一天线馈电网络为双波束馈电网络或多波束馈电网络。
在其中一个实施例中，第二天线馈电网络为65°天线馈电网络。
在其中一个实施例中，第一频段端口为低频段端口；第二频段端口为高频段端口；
连接同一列辐射单元的各双工器的第二频段端口、与第二天线馈电网络依次相连。
在其中一个实施例中，第一频段端口为高频段端口；第二频段端口为低频段端口；
连接同一列辐射单元的相邻两个双工器中，至多一个双工器的第二频段端口连接第二天线馈电网络。
在其中一个实施例中，低频段端口为1400-2200MHz工作频段的端口，高频段端口为2490-2690MHz工作频段的端口；
或
低频段端口为1400-1520MHz工作频段的端口，高频段端口为1690-2690MHz工作频段的端口。
在其中一个实施例中，双工器为频分双工器。
在其中一个实施例中，天线阵列中辐射单元之间的列间距为辐射单元工作频段的中心频点的二分之一波长。
在其中一个实施例中，辐射单元为宽带辐射单元。
在其中一个实施例中，宽带辐射单元为1400-2690MHz工作频段的辐射单元。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：
基于各双工器子模组与各辐射单元子阵列一一对应相连，双工器的合路端口与辐射单元，双工器的第一频段端口与巴特勒矩阵单元的第二侧端口相连，双工器的第二频段端口与第二天线馈电网络；巴特勒矩阵单元的第一侧端口连接第一天线馈电网络。进而可通过第一天线馈电网络将第一电信号通过双工器馈入对应的辐射单元；通过第二天线馈电网络将第二电信号依次经过巴特勒矩阵单元和双工器馈入对应的辐射单元，实现天线阵列复用。通过采用双工器将天线阵列分割为两个不同工作频段的端口(第一频段端口和第二频段端口)，实现不同天线的融合，同时极大的减小了天线体积，进而缩减了占用的天面资源，减小了风载荷以及减小了天线重量。
附图说明
图1为一个实施例中混合多波束天线的第一结构示意图；
图2为一个实施例中混合多波束天线的第二结构示意图；
图3为一个实施例中混合多波束天线的第三结构示意图；
图4为一个实施例中混合多波束天线的第四结构示意图；
图5为一个实施例中混合多波束天线的第五结构示意图；
图6为一个实施例中混合多波束天线的第六结构示意图；
图7为一个实施例中混合多波束天线的第六结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的首选实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及\/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
为了解决传统的融合天线中，天线体积过大的问题，本实用新型实施例提供了一种混合多波束天线，图1为一个实施例中混合多波束天线的第一结构示意图。如图1所示，包括天线阵列11和双工器模组13；天线阵列11包括若干排辐射单元子阵列110；辐射单元子阵列110包括若干个辐射单元112；双工器模组13包括若干个双工器子模组130，各双工器子模组130与各辐射单元子阵列110一一对应相连；双工器子模组130包括至少一个双工器132；双工器132包括合路端口、第一频段端口和第二频段端口；合路端口连接辐射单元112。
上述混合多波束天线还包括第一天线馈电网络15、若干个第二天线馈电网络17和若干个巴特勒矩阵单元19；各巴特勒矩阵单元19与各双工器子模组130一一对应相连；巴特勒矩阵单元19包括第一侧端口和若干个第二侧端口，第一侧端口连接第一天线馈电网络15，各第二侧端口与双工器子模组130的各第一频段端口一一对应相连；各第二天线馈电网络17与双工器子模组130的各第二频段端口一一对应相连。
其中，天线阵列11指的是由多个相同的辐射单元(阵元)按照一定规律排列组成的天线系阵；天线阵列11的排数(即行数)和列数可以是多个；天线阵列11的每一排可包括多个辐射单元112，天线阵列11的每一列可包括多个辐射单元112；辐射单元112指的是能够有效辐射或接收无线电波的器件。辐射单元子阵列110指的是由天线阵列中的一排辐射单元组成。双工器模组13可由多个双工器子模组130组成，双工器子模组130可由至少一个双工器132组成。双工器132可用来将发射信号和接收信号相隔离，双工器132可传输不同频段的信号。双工器132的第一频段端口可用来传输工作频段为第一频段的信号；双工器132的第二频段端口可用来传输工作频段为第二频段的信号；双工器132的合路端口可用来向相应的幅度单元112馈电；双工器132的合路端口也可接收辐射单元112发送的信号，并分别通过第一频段端口和第二频段端口传输。第一天线馈电网络15可用来向辐射单元112馈入工作频段为第一频段的信号；第二天线馈电网络17可用来想辐射单元112馈入工作频段为第二频段的信号。巴特勒矩阵单元19指的是巴特勒矩阵结构的模块单元，巴特勒矩阵单元19可用于多波束形成网络，使得相连接的天线阵列形成不同指向的波束。在一个示例中，巴特勒矩阵单元19可由定向耦合器电路、功分器电路和固定移相器电路组成。
具体地，双工器子模组130用于连接辐射单元子阵列110，将各双工器子模组130与各辐射单元子阵列110一一对应相连；巴特勒矩阵单元19用于连接双工器子模组130，将各巴特勒矩阵单元19与各双工器子模组130一一对应相连。双工器子模组130包含的双工器132的合路端口与对应辐射单元子阵列110的辐射单元112相连。巴特勒矩阵单元19的第一侧端口连接第一天线馈电网络15，巴特勒矩阵单元19的各个第二侧端口与双工器子模组130包含的各个双工器132的第一频段端口一一对应相连；双工器子模组包含的各个双工器的第二频段端口与各个第二天线馈电网络一一对应相连。进而可通过第一天线馈电网络15将第一频段的电信号依次通过巴特勒矩阵单元19和双工器132传输给辐射单元112；通过第二天线馈电网络17将第二频段的电信号通过双工器132传输给辐射单元112，实现天线阵列满足不同信号覆盖要求。
进一步的，辐射单元112可将接收到的信号通过双工器132分频输出，将第一频段的信号通过巴特勒矩阵单元19传输给第一天线馈电网络15，将那个第二频段的信号传输给第二天线馈电单元17，实现不同类型天线的融合复用。
上述的混合多波束天线中，基于各双工器子模组130与各辐射单元子阵列110一一对应相连，双工器132的合路端口与辐射单元112，双工器132的第一频段端口与巴特勒矩阵单元19的第二侧端口相连，双工器132的第二频段端口与第二天线馈电网络17；巴特勒矩阵单元19的第一侧端口连接第一天线馈电网络15。进而可通过第一天线馈电网络15将第一电信号通过双工器132馈入对应的辐射单元112；通过第二天线馈电网络17将第二电信号依次经过巴特勒矩阵单元19和双工器132馈入对应的辐射单元112，实现天线阵列复用。通过采用双工器132将天线阵列11分割为两个不同工作频段的端口(第一频段端口和第二频段端口)，实现不同天线的融合，同时极大的减小了天线体积，进而缩减了占用的天面资源，减小了风载荷以及减小了天线重量；进而实现天线小型化，降低成本。
在一个实施例中，第一天线馈电网络为双波束馈电网络或多波束馈电网络。
其中，双波束馈电网络指的是能够产生两个不同相位差的馈电网络，进而能够使得天线阵列产生两个不同的波束。多波束馈电网络指的是能够产生多个不同相位差的馈电网络，进而能够使得天线阵列产生多个不同的波束。
例如，第一天线馈电网络为双波束馈电网络时，双波束馈电网络可包括第一波束馈电网络和第二波束馈电网络，通过第一波束馈电网络和第二波束馈电网络分别向巴特勒矩阵单元馈电，进而巴特勒矩阵单元通过双工器向辐射单元馈电，实现天线阵列中的双波束信号覆盖。第一天线馈电网络为多波束馈电网络时，多波束馈电网络可包括多个波束馈电网络，各个波束馈电网络可分别向巴特勒矩阵单元馈电，进而巴特勒矩阵单元通过双工器向辐射单元馈电，实现天线阵列中的多波束信号覆盖。
在一个实施例中，第二天线馈电网络为65°天线馈电网络。
其中，65°天线馈电网络可用来向65°天线馈电的馈电网络；65°天线指的是水平波瓣角度为65度的天线。
具体地，基于65°天线馈电网络连接双工器的第二频段端口，进而65°天线馈电网络通过双工器向辐射单元馈电，实现天线阵列中的水平波瓣角度为65度的信号覆盖，进而实现3扇区覆盖天线。
进一步的，第一天线馈电网络为双波束馈电网络(或多波束馈电网络)，第二天线馈电网络为65°天线馈电网络时，双工器的第一频段端口通过巴特勒矩阵单元连接双波束馈电网络；通过双工器的第二频段端口连接65°天线馈电网络。基于天线阵列的复用方式，采用双工器将天线阵列切割为两个不同频段，实现65°天线与双波束天线的融合天线，进而实现天线小型化，减小了天线体积。
在一个实施例中，双工器为频分双工器。其中，频分双工器可用来传输不同频段的信号，通过频分双工器可天线阵列中的辐射单元频段划分为第一频段和第二频段，进而通过第一频段端口可传输第一频段的信号，通过第二频段端口可传输第二频段的信号。通过频分双工器将天线阵列的工作频段切割为两个不同的频段，可实现融合双波束天线(或多波束天线)和65°天线的融合，实现双波束馈电网络(或多波束馈电网络)和65°馈电网络共用天线阵列中的辐射单元，进而可极大减小融合后天线的体积。
需要说明的是，可采用合路器替代双工器，采用合路器替代双工器时，合路器的连接关系和信号传输过程，与双工器的连接关系和信号传输过程一致，在此不再重复赘述。
在一个实施例中，辐射单元为宽带辐射单元。其中，宽度辐射单元指的是具有一定工作频段的辐射单元。在一个示例中，宽度辐射单元为1400-2690MHz工作频段的辐射单元，即宽带辐射单元的工作频段为1400-2690MHz(兆赫兹)。
具体地，通过双工器的合路端口连接辐射单元，双工器的第一频段端口通过巴特勒矩阵单元连接第一天线馈电网络，双工器的第二频段端口连接第二天线馈电网络，进而可将辐射单元的工作频段切割为第一频段和第二频段。例如可将1400-2690MHz的工作频段切割为1400-2200MHz的窄频段和2490-2690MHz的窄频段；还可将1400-2690MHz的工作频段切割为1400-1520MHz的窄频段和1690-2690MHz的窄频段。
在一个实施例中，天线阵列中辐射单元之间的列间距为辐射单元工作频段的中心频点的二分之一波长。
具体地，将天线阵列中辐射单元之间的列间距设置为辐射单元工作频段的中心频点的二分之一波长，进而增大天线阵列中各列辐射单元之间的电磁耦合，对于工作频段的低频部分(如1400-2200MHz的窄频段)，列间距通常小于该低频部分的二分之一波长。过大的电磁耦合使得每列辐射单元的水平面波束宽度较宽(通常在90度至100度左右)；对于工作频段的高频部分(如2490-2690MHz的窄频段)，各列辐射单元间的电磁耦合较小，各列辐射单元的水平波束宽度仍能维持在一定宽度(如60度至70度左右)，进而能够满足天线波束指向的相位设计需求和水平面副瓣需求。
需要说明的是，当天线阵列中辐射单元之间的列间距大于辐射单元工作频段的中心频点的二分之一波长时，同样相位造成的波束指向将偏小，且水平面栅瓣将升高，导致影响网络应用。
在一个实施例中，第一频段端口为低频段端口；第二频段端口为高频段端口；连接同一列辐射单元的各双工器的第二频段端口、与第二天线馈电网络依次相连。
其中，低频段端口的工作频段小于高频段端口的工作频段，在一个示例中，低频段端口为1400-2200MHz工作频段的端口；高频段端口为2490-2690MHz工作频段的端口。即低频段端口的频段范围为1400-2200MHz；高频段端口的频段范围为2490-2690MHz。又如低频段端口为1400-1520MHz工作频段的端口；高频段端口为1690-2690MHz工作频段的端口。即低频段端口的频段范围为1400-1520MHz，高频段端口的频段范围为1690-2690MHz。需要说明的是，低频段端口和高频段端口的频段范围组合不限于上述两种，频段端口和高频段端口还可以是其他频段范围的组合的端口，在此不再一一赘述。
具体地，连接同一列辐射单元的各双工器的高频段端口与第二天线馈电网络依次相连；双工器子模组包含的各双工器的低频段端口与巴特勒矩阵单元的各第二侧端口一一对应相连；巴特勒矩阵单元的第一侧端口连接第一天线馈电网络。进而第一天线馈电网络可将电信号依次通过巴特勒矩阵单元和双工器馈入辐射单元；第二天线馈电网络可将电信号通过双工器馈入辐射单元。通过第一天线馈电网络与第二天线馈电网络复用天线阵列的辐射单元，实现天线小型化。
在一个具体的实施例中，如图2所示，第一天线馈电网络为多波束馈电网络，第二天线馈电网络为65°天线馈电网络，双工器子模组包括4个双工器，双工器的第一频段端口为低频段端口(如工作频段为1400-2200MHz)，双工器的第二频段端口为高频段端口(如工作频段为2490-2690MHz)。
其中，辐射单元子阵列可包括多个辐射单元，即天线阵列中一排可包括多个辐射单元，例如辐射单元子阵列包括7个辐射单元，可将任意4个辐射单元与双工器子模组包括的4个双工器一一对应相连，而将7个辐射单元中的剩余3个辐射单元与巴特勒矩阵单元的第二侧端口相连。
具体地，通过双工器复用辐射单元，将辐射单元的工作频段切割为两个窄频段(低频段和高频段)，双工器的合路端口连接辐射单元，双工器的低频段端口连接巴特勒矩阵单元，进而多波束馈电网络可将电信号依次通过巴特勒矩阵和双工器馈入辐射单元，实现天线阵列的多波束信号覆盖；双工器的高频段端口连接65°天线馈电网络，进而65°天线馈电网络可将电信号通过双工器后馈入辐射单元，实现3扇区覆盖天线，进而实现多个端口的多波束天线和多个端口的65°天线融合，极大的减小了天线体积，相比传统的左右或上下摆放设计的天线，实现上述混合多波束天线的小型化。
进一步的，如图3所示，为混合多波束天线的另一结构示意图，第一天线馈电网络为多波束馈电网络，第二天线馈电网络为65°天线馈电网络，双工器子模组包括4个双工器，双工器的第一频段端口为低频段端口(如工作频段为1400-2200MHz)，双工器的第二频段端口为高频段端口(如工作频段为2490-2690MHz)。辐射单元子阵列可包括4个辐射单元，4个辐射单元与双工器子模组包括的4个双工器一一对应相连。通过双工器复用辐射单元，将辐射单元的工作频段切割为两个窄频段(低频段和高频段)，双工器的低频段端口连接巴特勒矩阵单元，进而多波束馈电网络可将电信号依次通过巴特勒矩阵和双工器馈入辐射单元，实现天线阵列的多波束信号覆盖；双工器的高频段端口连接65°天线馈电网络，进而65°天线馈电网络可将电信号通过双工器后馈入辐射单元，实现3扇区覆盖天线，进而实现多个端口的多波束天线和多个端口的65°天线融合，极大的减小了天线体积。
在一个示例中，上述混合多波束天线采用双极化天线结构，第一天线馈电网络采用双波束馈电网络，第二天线馈电网络为65°天线馈电网络，在如图3所示的混合多波束天线的结构基础上，通过调整双工器的数量及连接位置，能够实现4个端口的双波束天线和8个端口的65°天线融合(图中为示出)，在满足天线阵列信号覆盖，同时实现天线小型化。
进一步的，如图4所示，为混合多波束天线的另一结构示意图，第一天线馈电网络为多波束馈电网络，第二天线馈电网络为65°天线馈电网络，双工器子模组包括2个双工器，双工器的第一频段端口为低频段端口(如工作频段为1400-2200MHz)，双工器的第二频段端口为高频段端口(如工作频段为2490-2690MHz)。辐射单元子阵列可包括4个辐射单元，任意2个辐射单元与双工器子模组包括的2个双工器一一对应相连，剩余2个辐射单元与分别连接巴特勒矩阵单元。通过双工器复用辐射单元，将辐射单元的工作频段切割为两个窄频段(低频段和高频段)，双工器的低频段端口连接巴特勒矩阵单元，进而多波束馈电网络可将电信号依次通过巴特勒矩阵和双工器馈入辐射单元，实现天线阵列的多波束信号覆盖；双工器的高频段端口连接65°天线馈电网络，进而65°天线馈电网络可将电信号通过双工器后馈入辐射单元，实现3扇区覆盖天线，进而实现多个端口的多波束天线和多个端口的65°天线融合，极大的减小了天线体积。
在一个示例中，上述混合多波束天线采用双极化天线结构，第一天线馈电网络采用双波束馈电网络，第二天线馈电网络为65°天线馈电网络，在如图4所示的混合多波束天线的结构基础上，通过调整双工器的数量及连接位置，能够实现4个端口的双波束天线和4个端口的65°天线融合(图中为示出)，通过复用技术，在满足天线阵列信号覆盖，同时上述的混合多波束天线体积减少近50％，实现天线小型化。
需要说明的是，一个双工器可与一个辐射单元相连，实现双工器的复用；一个双工器还可与两个甚至多个辐射单元相连，进一步实现双工器复用。
在一个实施例中，第一频段端口为高频段端口；第二频段端口为低频段端口；连接同一列辐射单元的相邻两个双工器中，至多一个双工器的第二频段端口连接第二天线馈电网络。
其中，低频段端口的工作频段小于高频段端口的工作频段，例如低频段端口为1400-2200MHz工作频段的端口；高频段端口为2490-2690MHz工作频段的端口。即低频段端口的频段范围为1400-2200MHz；高频段端口的频段范围为2490-2690MHz。又如低频段端口为1400-1520MHz工作频段的端口；高频段端口为1690-2690MHz工作频段的端口。即低频段端口的频段范围为1400-1520MHz，高频段端口的频段范围为1690-2690MHz。需要说明的是，低频段端口和高频段端口的频段范围组合不限于上述两种，频段端口和高频段端口还可以是其他频段范围的组合的端口，在此不再一一赘述。
具体地，连接同一列辐射单元的各双工器的低频段端口与第二天线馈电网络交错相连；双工器子模组包含的各双工器的高频段端口与巴特勒矩阵单元的各第二侧端口一一对应相连；巴特勒矩阵单元的第一侧端口连接第一天线馈电网络。进而辐射单元可将接收到的信号依次通过双工器和巴特勒矩阵单元传输至第一天线馈电网络，通过第一天线馈电网络输出信号；辐射单元可将接收到的信号通过双工器传输至第二天线馈电网络，通过第二天线馈电网络输出信号，使得天线阵列获得较为合适的水平面波束宽度，同时实现天线的小型化。
在一个具体的实施例中，如图5所示，第一天线馈电网络为多波束馈电网络，第二天线馈电网络为65°天线馈电网络，双工器子模组包括4个双工器，双工器的第一频段端口为高频段端口(如工作频段为2490-2690MHz)，双工器的第二频段端口为低频段端口(如工作频段为1400-2200MHz)。
其中，辐射单元子阵列可包括4个辐射单元，即天线阵列中一排可包括4个辐射单元，可将4个辐射单元与双工器子模组包括的4个双工器一一对应相连，连接同一列辐射单元的各双工器的第二频段端口与第二天线馈电网络交错相连，即在连接同一列辐射单元的相邻两个双工器中，至多一个双工器的第二频段端口连接同一个第二天线馈电网络，进而可减小收窄较大的电磁耦合而导致的波束宽度。
具体地，通过双工器复用辐射单元，将辐射单元的工作频段切割为两个窄频段(低频段和高频段)，双工器的合路端口连接辐射单元，双工器的高频段端口连接巴特勒矩阵单元，进而辐射单元的电信号可依次通过双工器和巴特勒矩阵传输至多波束馈电网络，通过多波束馈电网络输出电信号，进而在辐射单元工作频段的高频部分实现多波束功能；双工器的低频段端口连接65°天线馈电网络，进而辐射单元的电信号通过双工器传输至65°天线馈电网络，通过65°天线馈电网络输出电信号，进而在辐射单元工作频段的低频部分实现65°天线功能，通过在低频部分采用交错布阵结构(例如可采用电桥或S形布阵等水平面波束合成方式)，使得天线获得较为合适的水平面波束宽度；通过对多个端口的多波束天线和多个端口的65°天线融合，极大的减小了天线体积。
进一步的，如图6所示，为混合多波束天线的另一结构示意图，第一天线馈电网络为多波束馈电网络，第二天线馈电网络为65°天线馈电网络，双工器子模组包括2个双工器，双工器的第一频段端口为高频段端口(如工作频段为2490-2690MHz)，双工器的第二频段端口为低频段端口(如工作频段为1400-2200MHz)，辐射单元子阵列可包括4个辐射单元。辐射单元交错选取与双工器相连，即在连接同一列辐射单元的相邻两个双工器中，至多一个双工器的第二频段端口连接同一个65°天线馈电网络。通过双工器复用辐射单元，将辐射单元的工作频段切割为两个窄频段(低频段和高频段)，双工器的高频段端口连接巴特勒矩阵单元，双工器的低频段端口连接65°天线馈电网络。进而在辐射单元工作频段的高频部分实现多波束功能；在辐射单元工作频段的低频部分实现65°天线功能，同时实现天线小型化。
需要说明的是，辐射单元交错选取连接双工器可以是全阵列交错选取设置，也可以是部分阵列交错选取设置。
在一个示例中，上述混合多波束天线采用双极化天线结构，第一天线馈电网络采用双波束馈电网络，第二天线馈电网络为65°天线馈电网络，在如图6所示的混合多波束天线的结构基础上，通过调整双工器的数量及连接位置，能够实现4个端口的双波束天线和4个端口的65°天线融合(图中为示出)，在满足天线阵列信号覆盖，同时实现天线小型化。
进一步的，如图7所示，为混合多波束天线的另一结构示意图，第一天线馈电网络为多波束馈电网络，第二天线馈电网络为65°天线馈电网络，双工器子模组包括1个双工器，双工器的第一频段端口为高频段端口(如工作频段为2490-2690MHz)，双工器的第二频段端口为低频段端口(如工作频段为1400-2200MHz)，辐射单元子阵列可包括4个辐射单元。交错选取相应的辐射单元与双工器相连，即在连接同一列辐射单元的相邻两个双工器中，至多一个双工器的第二频段端口连接同一个65°天线馈电网络。通过双工器复用辐射单元，将辐射单元的工作频段切割为两个窄频段(低频段和高频段)，双工器的高频段端口连接巴特勒矩阵单元，双工器的低频段端口连接65°天线馈电网络。进而在辐射单元工作频段的高频部分实现多波束功能；在辐射单元工作频段的低频部分实现65°天线功能，同时实现天线小型化。
在一个示例中，上述混合多波束天线采用双极化天线结构，第一天线馈电网络采用双波束馈电网络，第二天线馈电网络为65°天线馈电网络，在如图6所示的混合多波束天线的结构基础上，通过调整双工器的数量及连接位置，能够实现4个端口的双波束天线和2个端口的65°天线融合(图中为示出)，在满足天线阵列信号覆盖，同时实现天线小型化。
需要说明的是，双波束馈电网络也可称为双波束移相网络；多波束馈电网络也可称为多波束移相网络。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201822277361.7
申请日:2018-12-29
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:81(广州)
授权编号:CN209183736U
授权时间:20190730
主分类号:H01Q 1/50
专利分类号:H01Q1/50;H01Q3/00;H01Q21/00;H01Q21/06;H01Q21/30;H01Q23/00
范畴分类:38G;
申请人:华南理工大学;京信通信技术（广州）有限公司;京信通信系统（中国）有限公司;京信通信系统（广州）有限公司;天津京信通信系统有限公司
第一申请人:华南理工大学
申请人地址:510640 广东省广州市天河区五山路381号
发明人:贾飞飞;孙善球;薛泉
第一发明人:贾飞飞
当前权利人:华南理工大学;京信通信技术（广州）有限公司;京信通信系统（中国）有限公司;京信通信系统（广州）有限公司;天津京信通信系统有限公司
代理人:黄隶凡
代理机构:44224
代理机构编号:广州华进联合专利商标代理有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计