摘要：随着无线通信技术的快速发展,5G通信技术已经慢慢走进人们的视野中。在数据传输速率的高速发展要求下,智能天线技术提供了很好的解决高频段高速率传输难题的方法。其中多波束智能天线技术更是受到广泛应用,其技术的重要部分就是天线阵列前端的馈电网络的设计。butler矩阵正是一种性能优秀的无源多波束馈电网络。本文首先选择单层微带线结构来实现butler矩阵网络,针对3dB定向耦合器、0dB交叉结及移相器的设计和butler矩阵的原理,设计出25G频率下的4x4 butler矩阵的模型,并对其材料进行优化,获得误差更小的幅度特性和相位特性。其次在25G的频率下设计8x8butler矩阵网络以满足8个端口的波束形成网络,并根据传输的收发要求设计了8个并列的天线单元组成的天线阵,并通过仿真验证了其有效性。

摘要：本文设计了一款新型超宽带butler矩阵,采用以Sinc函数为基础构造的水滴型耦合贴片,实现了110%的相对带宽。在2~7 GHz的频带内,butler矩阵各端口的回波损耗及隔离度均大于10 dB,传输系数在-5.5~-8.8 dB之间,相位起伏在±13°左右。相比于传统的单层结构,本设计节省了两个交叉结,实现了小型化设计。

摘要：采用多层微带缝隙耦合技术设计的宽带3 dB定向耦合器及45°移相器,为多波束天线设计并制作了小型化宽带butler矩阵。与传统微带butler矩阵相比,该butler矩阵减少了0 dB交叉耦合器,实现了小型化。通过电磁仿真软件CST进行仿真,并对所设计的butler矩阵进行加工测试,其实测结果与仿真结果基本吻合,达到了设计要求。

摘要：提出并实现了一种新型的基于半模基片集成波导技术的butler矩阵,实际制作的样品工作在X波段(10GHz),实测插入损耗为2dB,样品尺寸为24 cm×6.5 cm。采用了标准的双面PCB工艺,该结构与传统的微带电路相比具有插入损耗低、功率容量大等特点,与基片集成波导相比具有面积小的优点,是一种适合于在微波毫米波频段多波束天线使用的波束形成网络。文中给出了具体设计过程和测试结果。

摘要：提出并实现一种基于双层微带结构的新型8×8 butler矩阵。利用双层微波电路结构将器件分置于上下层以省略跨接器;采用两段近似λg/8阶梯耦合微带线Schiffman结构实现宽频带移相;采用三分支线定向耦合器作为宽带电桥。采用该方法设计并实现工作于C波段的8×8 butler矩阵样品;实测结果表明,其可在(4.2～5.3)GHz范围内实现各端口回波损耗不大于10dB、端口隔离不小于17dB、功分比误差不超过±1.5dB、相位误差不大于±12°等指标,实测平均插入损耗约2.5dB。新型butler矩阵较之采用跨接器的经典结构损耗小,更加适用于较大规模多波束成型网络。

摘要：文章提出并实现了一种结构新颖的星载S频段8×8规模的butler矩阵,单元电路采用小型化微带分支线定向耦合器,采用了标准的双面PCB工艺制作。实际制作的样品工作在S波段,实测插入损耗为1.2 dB。样品尺寸仅为155 cm×145 cm,是一种适合于在微波频段多波束天线使用的波束形成网络。文章中给出了具体设计过程和测试结果。

摘要：设计了一种双频双圆极化多波束天线,同时设计了工作在L和S两个频段的4×4微带butler矩阵,采用该矩阵作为多波束天线的馈电网络,从而实现波束切换。为减小天线安装口径面积,垂直于天线阵面安装butler矩阵,对整个系统进行仿真优化并进行驻波和方向图测试,结果表明:该多波束天线具有较低的插损且可以实现天线法线±60°范围内增益大于5dB的波束覆盖,适用于要求高增益大角度覆盖的通信系统。

摘要：多波束天线可以通过馈源产生多个独立的高增益窄波束,不仅能够解决毫米波在自由空间中高损耗和信号干扰的问题,而且能够动态控制波束方向,实现波束切换,扩大信号覆盖范围。本文基于butler矩阵以及多波束天线理论设计了一种Ka波段多波束天线子系统。采用铜基微同轴工艺设计宽带正交耦合器、移相器以及交叉结三个基本单元,实现4×4 butler矩阵,采用Vivaldi天线设计1×4天线阵列并将butler矩阵作为其馈相网络。利用铜基微同轴-倒装芯片封装技术,实现铜基微同轴与有源芯片的异构集成,butler矩阵的输入端口集成开关芯片,butler矩阵的输出端口与天线之间集成放大器芯片。最终仿真设计出Ka波段butler矩阵馈电1×4多波束天线子系统,在28~35 GHz的频段内,多波束天线的增益可达14.47 dBi,波束最大覆盖范围可达±32°,有利于提升毫米波通信系统的信噪比、通信容量、抗干扰能力以及信号覆盖范围。

摘要：本文提出一种应用于RFID群读的多波束扫描方案,其基本原理是基于butler矩阵移相网络理论设计馈电网络,该馈电网络输出端口与各天线单元通过同轴电缆相连,实现各单元天线间信号相位差的调节。由这些天线单元组成的固定间距的直线阵列天线,即可实现射频信号波束方向的偏转,并结合时分复用技术,实现多波束扫描功能。本文给出了馈电网络及天线结构的具体设计,并通过仿真计算发现,该设计方案的各项参数与理论基本一致。