专利名称：巴特勒矩阵的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及枝干稱合器(branch-line coupler),特别是涉及缩小型的巴特
勒矩阵。
背景技术：
天线阵列(array antenna)是利用多个以特定周期性排列的天线,并通过调整天线阵列的输入相位来对天线阵列的辐射波束进行塑形。因此天线阵列常被运用于军事扫瞄与追踪定位上。为了控制辐射波束的方位，传统的作法是利用机械式转台来控制，但缺点是机械式转台的转动速度较慢且转台的机械损耗大。因此，之后便发展出电子式的波束形成器，电子式的波束形成器对于辐射波束的方向转换较快，且机械损耗相当小。巴特勒矩阵(Bulter matrix)为1961年由巴特勒所提出的切换式波束形成器，巴特勒矩阵具有结构简单与电路整合容易等优点。然而，与传统的枝干耦合器相同，巴特勒矩阵的尺寸与所占用的面积主要是随着所使用的射频波段的波长来决定，因此针对设计时的使用波长(或射频频率)，传统的巴特勒矩阵的尺寸通常是具有固定的尺寸。
实用新型内容本实用新型实施例提供一种缩小型巴特勒矩阵，用以减少巴特勒矩阵的尺寸与所占用的面积(或空间)。本实用新型实施例提供一种巴特勒矩阵，包括N个输入端口、多级3-dB耦合器、多级相移器、多级交叉跨线与N个输出端口。N为2的m次方，m为大于I的整数。多级3_dB耦合器具有N/2个第M级3-dB耦合器，M为大于或等于I的奇数，其中所述输入端口为两两一组地分别与所述第I级3-dB耦合器的其中之一电性连接。其中每一第M级3-dB耦合器具有四个顶点以及四个延伸部，每一延伸部与每一个顶点相对应，且每一延伸部通过所对应的顶点向第M级3-dB耦合器的内侧延伸。多级相移器具有N/2个第M+1级相移器，多级交叉跨线具有I个或多个第M+1级交叉跨线，所述多级相移器、多级交叉跨线与多级3-dB耦合器为彼此交错地串接，其中所述第M+1级相移器与第M+1极交叉跨线为两两一组地分别与所述第M级3-dB耦合器的其中之一电性连接。N个输出端口电性连接于所述多级相移器、多级交叉跨线与多级3-dB耦合器彼此交错串接的最后一级。根据本实用新型的一实施例，每一第M级3-dB耦合器为微带线。根据本实用新型的一实施例，每一第M+1级相移器为具有多个弯折的微带线。根据本实用新型的一实施例，每一第M+1级交叉跨线为两个3-dB耦合器串连合成的微带线。根据本实用新型的一实施例，延伸部是形状为方形的导电平板。本实用新型实施例提供一种四阶式的巴特勒矩阵，包括第一 3-dB耦合器、第二3-dB耦合器、第一相移器、第二相移器、第三3-dB耦合器、第四3-dB耦合器、第一交叉跨线与第二交叉跨线。第一 3-dB稱合器电性连接第一输入端口与第二输入端口。第二 3-dB率禹合器电性连接第三输入端口与第四输入端口。第一相移器电性连接第一 3-dB f禹合器。第二相移器电性连接第二 3-dB f禹合器。第三3-dB稱合器电性连接第一相移器、第一输出端口与第二输出端口。第四3-dB耦合器电性连接第二相移器、第三输出端口与第四输出端口。第一交叉跨线电性连接第一 3-dB耦合器、第二 3-dB耦合器、第三3-dB耦合器与第四3-dB耦合器。第一 3-dB耦合器、第二 3-dB耦合器、第三3-dB耦合器与第四3-dB耦合器均分别具有四个顶点与四个延伸部，每一延伸部与每一顶点相对应，每一延伸部通过所对应的顶点向第一 3-dB耦合器、第二 3-dB耦合器、第三3-dB耦合器或第四3-dB耦合器的内侧延伸。根据本实用新型的一实施例，所述第一相移器与所述第二相移器为45度相移器。根据本实用新型的一实施例，所述第一 3-dB耦合器、第二 3-dB耦合器、第三3-dB耦合器和第四3-dB耦合器为微带线。根据本实用新型的一实施例，第一相移器与第二相移器为具有多个弯折的微带线。根据本实用新型的一实施例，第一交叉跨线为两个3-dB耦合器串连合成的微带线。根据本实用新型的一实施例，所述延伸部是形状为方形的导电平板。综上所述，本实用新型实施例所提供的缩小型巴特勒矩阵通过3-dB耦合器的延伸部来减少3-dB耦合器的尺寸，并进一步缩小矩阵的尺寸，藉此减少制作巴特勒矩阵的相关成本。同时，缩小型巴特勒矩阵可以达到相同于传统的巴特勒矩阵的信号传递效果。为使能更进一步了解本实用新型的特征及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，但是此等说明与所附图式仅是用来说明本实用新型，而非对本实用新型的权利要求范围作任何的限制。
图1是本实用新型实施例的四阶式的巴特勒矩阵的电路示意图。图2A是本实用新型实施例的四阶式的巴特勒矩阵以第一输入端口输入的相位示意图。图2B是本实用新型实施例的四阶式的巴特勒矩阵以第二输入端口输入的相位示意图。图2C是本实用新型实施例的四阶式的巴特勒矩阵以第三输入端口输入的相位示意图。图2D是本实用新型实施例的四阶式的巴特勒矩阵以第四输入端口输入的相位示意图。图3是本实用新型实施例的利用N阶式的巴特勒矩阵的数组天线的主波束的角度示意图。图4是本实用新型实施例的四阶式的巴特勒矩阵的结构示意图。图5是本实用新型实施例的四阶式的缩小型巴特勒矩阵的结构示意图。图6是本实用新型实施例的N阶式的巴特勒矩阵的设计架构图。图7是本实用新型实施例的八阶式的巴特勒矩阵的结构示意图。[0028]图8是本实用新型实施例的八阶式的缩小型巴特勒矩阵的结构示意图。主要元件符号说明1、1’:四阶式的巴特勒矩阵2:四阶式的缩小型巴特勒矩阵10:基板lla、21a:第一 3-dB f禹合器llc、21c:第二 3-dB 耦合器lib,21b:第三 3-dB 耦合器lld、21d:第四 3-dB 耦合器31、41:3_dB 耦合器12a,22:第一交叉跨线12b:第二交叉跨线32、42:交叉跨线13a、23a:第一相移器13b,23b:第二相移器
`[0043]33、43:相移器Pl:第一输入端口P2:第二输入端口P3:第三输入端口P4:第四输入端口P5:第五输入端口P6:第六输入端口P7:第七输入端口P8:第八输入端口a、b、c、d:节点201:延伸部PA..%一输出端口PB:第二输出端口PC:第三输出端口PD:第四输出端口P9、P10、P12、P13、P14、P15、P16:输出端口3:八阶式的巴特勒矩阵4:八阶式的缩小型巴特勒矩阵
具体实施方式
〔缩小型巴特勒矩阵的实施例〕巴特勒矩阵包含三种元件:(I) 3-dB耦合器(3-dB Coupler)(也称为枝干耦合器(branch-line coupler)) ; (2)交叉跨线(Crossover) ; (3)固定式的相移器(Phaseshifter)。N阶巴特勒矩阵能提供N组不同输出相位,使天线阵列能在空间中切换N组主波束，其中N为自然数。以下先以4阶巴特勒矩阵为例子来说明。请参照图1，图1是本实用新型实施例的四阶式的巴特勒矩阵的电路示意图。四阶式的巴特勒矩阵I包括第一 3-dB稱合器I la、第二 3_dB稱合器11c、第一相移器13a、第二相移器13b、第三3-dB耦合器lib、第四3-dB耦合器lid、第一交叉跨线12a与第二交叉跨线12b。第一输入端口 P1、第二输入端口 P2、第三输入端口 P3、第四输入端口 P4用以接收外部的信号馈入，第一输出端口 PA、第二输出端口 PB、第三输出端口 PC、第四输出端口 H)用以连接天线阵列的天线单元(未图标)，通常天线单元的数目与输出端口的数目相同，例如:当天线单元为四个，每一个天线单元单独连接其中一个输出端口。然而，本实用新型并不限定天线单元与输出端口的对应与连接方式，天线单元与输出端口的对应与连接方式可以随着设计规格而调整。第一 3_dB稱合器Ila电性连接第一输入端口 Pl与第二输入端口 P2。第二 3_dB率禹合器Ilc电性连接第三输入端口 P3与第四输入端口 P4。第一相移器13a电性连接第一3-dB耦合器11a。第二相移器13b电性连接第二 3_dB耦合器11c。第三3_dB耦合器Ilb电性连接第一相移器13a与第 一输出端口 PA。第四3-dB f禹合器Ild电性连接第二相移器13b与第四输出端口 H)。第一交叉跨线12a电性连接第一 3-dB耦合器11a、第二 3_dB耦合器11c、第三3-dB耦合器Ilb与第四3-dB耦合器lid。第二交叉跨线12b电性连接第三3-dB耦合器lib、第四3-dB耦合器lid、第二输出端口 PB与第三输出端口 PC。第一相移器13a与所述第二相移器13b为45度相移器。第一交叉跨线12a与第二交叉跨线12b分别为两个3-dB耦合器串连合成，第二交叉跨线12b可以是非必要性的，仅用以针对第二输出端PB和第三输出端PC的相位排序使用。若第二交叉跨线12b被去除，则第三3-dB耦合器Ilb是电性连接第二输出端口 PB，且第四3-dB耦合器Ild是电性连接第三输出端口 PC。请同时参照图1与图3，图3是本实用新型实施例的利用N阶式的巴特勒矩阵的天线阵列的主波束的角度示意图。当决定天线阵列左右边第η组主波束时，定义各输出信号
的相位差为
权利要求1.一种巴特勒矩阵，其特征在于，所述巴特勒矩阵包括: N个输入端口，N为2的m次方，m为大于I的整数； 多级3-dB耦合器，具有N/2个第M级3-dB耦合器，M为大于或等于I的奇数，其中所述输入端口两两一组地分别与所述第I级3-dB耦合器的其中之一电性连接，其中每一所述第M级3-dB耦合器具有四个顶点以及四个延伸部，每一所述延伸部与每一所述顶点相对应，且每一所述延伸部通过所对应的所述顶点向所述第M级3-dB耦合器的内侧延伸； 多级相移器，具有N/2个第M+1级相移器； 多级交叉跨线，具有I个或多个第M+1级交叉跨线，所述多级相移器、所述多级交叉跨线与所述多级3-dB耦合器彼此交错地串接，其中所述第M+1级相移器与所述第M+1级交叉跨线两两一组地分别与所 述第M级3-dB耦合器的其中之一电性连接；以及 N个输出端口，所述输出端口电性连接于彼此交错地串接的所述多级相移器与所述多级3-dB稱合器的最后一级。
2.根据权利要求1所述的巴特勒矩阵，其特征在于，每一所述第M级3-dB耦合器为微带线。
3.根据权利要求1所述的巴特勒矩阵，其特征在于，每一所述第M+1级相移器为具有多个弯折的微带线。
4.根据权利要求1所述的巴特勒矩阵，其特征在于，每一所述第M+1级交叉跨线为两个3-dB耦合器串连合成的微带线。
5.根据权利要求1所述的巴特勒矩阵，其特征在于，所述延伸部是形状为方形的导电平板。
6.一种四阶式的巴特勒矩阵，其特征在于，包括: 一第一 3-dB稱合器，电性连接一第一输入端口以及一第二输入端口 ； 一第二 3-dB f禹合器，电性连接一第三输入端口以及一第四输入端口 ； 一第一相移器，电性连接所述第一 3-dB稱合器； 一第二相移器，电性连接所述第二 3-dB耦合器； 一第三3-dB f禹合器，电性连接所述第一相移器、一第一输出端口以及一第二输出端Π ； 一第四3-dB耦合器，电性连接所述第二相移器、一第三输出端口以及一第四输出端口 ；以及 一第一交叉跨线，电性连接所述第一 3-dB耦合器、所述第二 3-dB耦合器、所述第三3-dB耦合器以及所述第四3-dB耦合器； 其中，所述第一 3-dB耦合器、所述第二 3-dB耦合器、所述第三3-dB耦合器以及所述第四3-dB耦合器均分别具有四个顶点以及四个延伸部，每一所述延伸部与每一所述顶点相对应，每一所述延伸部通过所对应的所述顶点向所述第一 3-dB耦合器、所述第二 3-dB耦合器、所述第三3-dB耦合器或所述第四3-dB耦合器的内侧延伸。
7.根据权利要求6所述的巴特勒矩阵，其特征在于，所述第一相移器与所述第二相移器为45度相移器。
8.根据权利要求6所述的巴特勒矩阵，其特征在于，所述第一3-dB耦合器、所述第二3-dB耦合器、所述第三3-dB耦合器以及所述第四3-dB耦合器为微带线。
9.根据权利要求6所述的巴特勒矩阵，其特征在于，所述第一相移器与所述第二相移器为具有多个弯折的微带线。
10.根据权利要求6所述的巴特勒矩阵，其特征在于，所述第一交叉跨线为两个3-dB耦合器串连合成的微带线。
11.根据权利要求6所述的巴特勒矩阵，其特征在于，所述延伸部是形状为方形的导电 平板。
专利摘要本实用新型提供一种巴特勒矩阵，包括N个输入端口、多级3-dB耦合器、多级相移器、多级交叉跨线与N个输出端口。N为2的m次方，m为大于1的整数。多级3-dB耦合器具有N/2个第M级3-dB耦合器，M为大于或等于1的奇数。所述输入端口分别电性连接所述第1级3-dB耦合器的其中之一。每一第M级3-dB耦合器具有四个顶点以及四个延伸部，每一延伸部对应其中一个顶点且由每一顶点往第M级3-dB耦合器的内侧延伸。多级相移器具有N/2个第M+1级相移器，多级交叉跨线具有1或多个第M+1级交叉跨线，多级相移器、多级交叉跨线与多级3-dB耦合器彼此交错地串接。本实用新型的巴特勒矩阵通过3-dB耦合器的延伸部来减小3-dB耦合器的尺寸，缩小矩阵的尺寸，减少制作巴特勒矩阵的成本。
文档编号H01Q3/40GK203071234SQ20122069066
公开日2013年7月17日 申请日期2012年12月13日 优先权日2012年11月28日
发明者黄钧麟 申请人:寰波科技股份有限公司