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申请/专利权人：华南理工大学

摘要：本发明公开了一种平面16×16宽频巴特勒矩阵馈电网络，该馈电网络设有十六个输入端口和十六个输出端口，且设有八个八端口耦合器、四个四端口交叉耦合器以及十六个宽带移相器，当每个输入端口单独馈电时，在2GHz‑4GHz内输出等幅度且相邻排序输出端口相位差为±45°或±135°的信号，同时能够在宽带范围内为二维平面天线阵列提供二维波束扫描，相比起传统的立体二维巴勒特矩阵，本发明采用了一种三层介质板叠置的结构，即不存在层与层之间的微带电路的连接，实现巴特勒矩阵的完全平面化，具有设计简单、加工成本低、体积小、工作频带宽的优点。

主权项：1.一种平面16×16宽频巴特勒矩阵馈电网络，包括从上至下依次叠置的第一接地层（24）、第一介质板（21）、第二介质板（22）、第三介质板（23）和第二接地层（25），其特征在于：所述第二介质板（22）设置有馈电网络的第一输入端口（11）、第二输入端口（12）、第三输入端口（13）、第四输入端口（14）、第五输入端口（15）、第六输入端口（16）、第七输入端口（17）、第八输入端口（18）、第九输入端口（19）、第十输入端口（110）、第十一输入端口（111）、第十二输入端口（112）、第十三输入端口（113）、第十四输入端口（114）、第十五输入端口（115）和第十六输入端口（116）以及馈电网络的第一输出端口（117）、第二输出端口（118）、第三输出端口（119）、第四输出端口（120）、第五输出端口（121）、第六输出端口（122）、第七输出端口（123）、第八输出端口（124）、第九输出端口（125）、第十输出端口（126）、第十一输出端口（127）、第十二输出端口（128）、第十三输出端口（129）、第十四输出端口（130）、第十五输出端口（131）和第十六输出端口（132）、第一八端口耦合器（31）、第二八端口耦合器（32）、第三八端口耦合器（33）、第四八端口耦合器（34）、第五八端口耦合器（35）、第六八端口耦合器（36）、第七八端口耦合器（37）、第八八端口耦合器（38）、第一四端口交叉耦合器（41）、第二四端口交叉耦合器（42）、第三四端口交叉耦合器（43）、第四四端口交叉耦合器（44）、第一宽带移相器（51）、第二宽带移相器（52）、第三宽带移相器（53）、第四宽带移相器（54）、第五宽带移相器（55）、第六宽带移相器（56）、第七宽带移相器（57）、第八宽带移相器（58）、第九宽带移相器（59）、第十宽带移相器（510）、第十一宽带移相器（511）、第十二宽带移相器（512）、第十三宽带移相器（513）、第十四宽带移相器（514）、第十五宽带移相器（515）和第十六宽带移相器（516）；所述馈电网络的第一输入端口（11）、第二输入端口（12）、第三输入端口（13）、第四输入端口（14）、第五输入端口（15）、第六输入端口（16）、第七输入端口（17）、第八输入端口（18）、第九输入端口（19）、第十输入端口（110）、第十一输入端口（111）、第十二输入端口（112）、第十三输入端口（113）、第十四输入端口（114）、第十五输入端口（115）和第十六输入端口（116）与第一八端口耦合器（31）的四个输入端口、第二八端口耦合器（32）的四个输入端口、第三八端口耦合器（33）的四个输入端口和第四八端口耦合器（34）的四个输入端口一一对应相接，所述馈电网络的第一输出端口（117）、第二输出端口（118）、第三输出端口（119）、第四输出端口（120）、第五输出端口（121）、第六输出端口（122）、第七输出端口（123）、第八输出端口（124）、第九输出端口（125）、第十输出端口（126）、第十一输出端口（127）、第十二输出端口（128）、第十三输出端口（129）、第十四输出端口（130）、第十五输出端口（131）和第十六输出端口（132）与第五八端口耦合器（35）的四个输出端口、第六八端口耦合器（36）的四个输出端口、第七八端口耦合器（37）的四个输出端口和第八八端口耦合器（38）的四个输出端口一一对应相接；所述第一八端口耦合器（31）的四个输出端口分别与第一宽带移相器（51）的输入端口（5101）、第二宽带移相器（52）的输入端口（5201）、第三宽带移相器（53）的输入端口（5301）、第四宽带移相器（54）的输入端口（5401）一一对应相接，所述第二八端口耦合器（32）的四个输出端口分别与第五宽带移相器（55）的输入端口（5501）、第六宽带移相器（56）的输入端口（5601）、第七宽带移相器（57）的输入端口（5701）、第八宽带移相器（58）的输入端口（5801）一一对应相接，所述第三八端口耦合器（33）的四个输出端口分别与第九宽带移相器（59）的输入端口（5901）、第十宽带移相器（510）的输入端口（51001）、第十一宽带移相器（511）的输入端口（51101）、第十二宽带移相器（512）的输入端口（51201）一一对应相接，所述第四八端口耦合器（34）的输出端口分别与第十三宽带移相器（513）的输入端口（51301）、第十四宽带移相器（514）的输入端口（51401）、第十五宽带移相器（515）的输入端口（51501）、第十六宽带移相器（516）的输入端口（51601）一一对应相接，所述第一宽带移相器（51）的输出端口（5102）、第二宽带移相器（52）的输出端口（5202）、第三宽带移相器（53）的输出端口（5302）和第四宽带移相器（54）的输出端口（5402）分别与第五八端口耦合器（35）的第一输入端口（351）、第六八端口耦合器（36）的第一输入端口（361）、第七八端口耦合器（37）的第三输入端口（373）和第八八端口耦合器（38）的第三输入端口（383）一一对应相接；所述第五宽带移相器（55）的输出端口（5502）、第六宽带移相器（56）的输出端口（5602）、第七宽带移相器（57）的输出端口（5702）和第八宽带移相器（58）的输出端口（5802）分别与第六八端口耦合器（36）的第二输入端口（362）、第五八端口耦合器（35）的第二输入端口（352）、第八八端口耦合器（38）的第四输入端口（384）和第七八端口耦合器（37）的第四输入端口（374）一一对应相接；所述第九宽带移相器（59）的输出端口（5902）、第十宽带移相器（510）的输出端口（51002）、第十一宽带移相器（511）的输出端口（51102）和第十二宽带移相器（512）的输出端口（51202）分别与第七八端口耦合器（37）的第一输入端口（371）、第八八端口耦合器（38）的第一输入端口（381）、第五八端口耦合器（35）的第三输入端口（353）和第六八端口耦合器（36）的第三输入端口（363）一一对应相接；所述第十三宽带移相器（513）的输出端口（51302）、第十四宽带移相器（514）的输出端口（51402）、第十五宽带移相器（515）的输出端口（51502）和第十六宽带移相器（516）的输出端口（51602）分别与第八八端口耦合器（38）的第二输入端口（382）、第七八端口耦合器（37）的第二输入端口（372）、第六八端口耦合器（36）的第四输入端口（364）和第五八端口耦合器（35）的第四输入端口（354）一一对应相接；所述第二宽带移相器（52）与第十一宽带移相器（511）通过第一四端口交叉耦合器（41）交叉互连，所述第四宽带移相器（54）与第九宽带移相器（59）通过第二四端口交叉耦合器（42）交叉互连，所述第五宽带移相器（55）与第十六宽带移相器（516）通过第三四端口交叉耦合器（43）交叉互连，所述第七宽带移相器（57）与第十四宽带移相器（514）通过第四四端口交叉耦合器（44）交叉互连；所述馈电网络的第一输入端口（11）、第四输入端口（14）、第六输入端口（16）、第七输入端口（17）、第九输入端口（19）、第十二输入端口（112）、第十四输入端口（114）和第十五输入端口（115）以及馈电网络的第一输出端口（117）、第二输出端口（118）、第七输出端口（123）、第八输出端口（124）、第十一输出端口（127）、第十二输出端口（128）、第十三输出端口（129）、第十四输出端口（130）和第一宽带移相器（51）均包括第一传输线（26）；所述馈电网络的第二输入端口（12）、第三输入端口（13）、第五输入端口（15）、第八输入端口（18）、第十输入端口（110）、第十一输入端口（111）、第十三输入端口（113）和第十六输入端口（116）以及馈电网络的第三输出端口（119）、第四输出端口（120）、第五输出端口（121）、第六输出端口（122）、第九输出端口（125）、第十输出端口（126）、第十五输出端口（131）、第十六输出端口（132）和第十三宽带移相器（513）均包括第二传输线（27）；所述馈电网络的第一八端口耦合器（31）、第二八端口耦合器（32）、第三八端口耦合器（33）、第四八端口耦合器（34）、第五八端口耦合器（35）、第六八端口耦合器（36）、第七八端口耦合器（37）、第八八端口耦合器（38）、第一四端口交叉耦合器（41）、第二四端口交叉耦合器（42）、第三四端口交叉耦合器（43）、第四四端口交叉耦合器（44）、第二宽带移相器（52）、第三宽带移相器（53）、第四宽带移相器（54）、第五宽带移相器（55）、第六宽带移相器（56）、第七宽带移相器（57）、第八宽带移相器（58）、第九宽带移相器（59）、第十宽带移相器（510）、第十一宽带移相器（511）、第十二宽带移相器（512）、第十四宽带移相器（514）、第十五宽带移相器（515）和第十六宽带移相器（516）均包括第一传输线（26）和第二传输线（27），所述第一传输线（26）设置在第二介质板（22）的上表面，所述第二传输线（27）设置在第二介质板（22）的下表面；当信号从馈电网络的任意一个输入端口输入时，馈电网络的十六个输出端口在2GHz-4GHz内输出的信号幅度相等，且馈电网络的第一输出端口（117）、第二输出端口（118）、第三输出端口（119）和第四输出端口（120）之间输出的信号相位差为±45°或±135°，馈电网络的第五输出端口（121）、第六输出端口（122）、第七输出端口（123）和第八输出端口（124）之间输出的信号相位差为±45°或±135°，馈电网络的第九输出端口（125）、第十输出端口（126）、第十一输出端口（127）和第十二输出端口（128）之间输出的信号相位差为±45°或±135°，馈电网络的第十三输出端口（129）、第十四输出端口（130）、第十五输出端口（131）和第十六输出端口（132）之间输出的信号相位差为±45°或±135°，馈电网络的第一输出端口（117）、第五输出端口（121）、第九输出端口（125）和第十三输出端口（129）之间输出的信号相位差为±45°或±135°，馈电网络的第二输出端口（118）、第六输出端口（122）、第十输出端口（126）和第十四输出端口（130）之间输出的信号相位差为±45°或±135°，馈电网络的第三输出端口（119）、第七输出端口（123）、第十一输出端口（127）和第十五输出端口（131）之间输出的信号相位差为±45°或±135°，馈电网络的第四输出端口（120）、第八输出端口（124）、第十二输出端口（128）和第十六输出端口（132）之间输出的信号相位差为±45°或±135°。

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