,信息通信六端口Butler矩阵馈电双极化多波束天线阵列张炫,边庆,田征戈(航空工业西安航空计算技术研究所,陕西西安710068)摘要:多波束天线作为一种常用的阵列天线,能够调和毫米波天线频率与增益、覆盖之间的矛盾,以达到高增益、广覆盖的特点。文章提出了基于六端口Buter矩阵的双极化多波束天线阵列,达到了宽角度低旁瓣扫描的效果,阵列在垂直方向形成四角度波束,分别为-12°+40°、-40°和+14°,在波束扫描范围内,旁瓣电平优于-14dB,最大增益为18dBi。关键词:Butler矩阵;低旁瓣;双极化中图分类号:TP393ADual-PolarizedMulti-beamAntennaArrayBasedOn6PortButlerMatrix(AeronauticsComputingTechnologyResearchInstitute,Xi'an710068,China)Abstract:Asacommonantennaarray,multi-beamantennagainedwideusageinalleviatingthecontradictionbetweengain,coverageandfrequency,andcontributestohighgainandwidepropagation.Adual-polarizedmulti-beamantennaarraybasedonButlermatrixisproposedinthispaper,withacharacteristicoflowsidelobelevelinwideanglescanning,withinrangeofthebeamscan,theantennaproposedgainssidelobelevelbelow-14dBandthemaximumgainof18dBi.Keywords:Butlermatrix;lowsidelobe;dual-polarization1引言多波束天线具有高定向性、高增益以及广覆盖的特点,在多个领域得到广泛发展与使用。无源型天线通过光学或成形网络的方式形成多个波束,典型的应用包括基于Rotman透镜的光学型多波束天线[1-4]和基于Blass矩阵[5]、Nolen矩阵[6-8]和Butler矩阵19-1的波束成形网络型多波束天线。Butler矩阵结构简洁、性能稳定,得到了广泛的应用,但由于Butler矩阵自身的输出特性,成形的波束多呈现高旁瓣的特征(文中所述旁瓣,特指第一副瓣,因其距离主瓣最近,对主瓣造成的影响最大,因此是本文的主要关注点)。高旁瓣这一特征,一方面使得能量不能更多集中于主瓣,降低天线增益,另一方面,较高的旁瓣对于主瓣构成干扰,影响信号接收。本文通过对Butler矩阵馈电强度进行改进,削弱旁瓣的馈电,降低旁瓣水平,减少了对主瓣的干扰。2波束扫描原理Butler矩阵形成多波束的原理在于对输出信号相位的控制,图1对波束指向与天线间距、输入相位之间的关系作出简单示意。2023年第05期(总第245期)文献标识码:A文章编号:2096-9759(2023)05-0150-04ZHANGXuan,BIANQing,TianZhenggeButler矩阵具有等幅输出功率,因此它的激励电流幅度也...