使用改进Butler八单元圆环阵实现多波束天线技术

"该资源是一篇2002年发表于《电子科技大学学报》的自然科学类论文，标题为‘一种八单元圆环阵实现多波束的方法’，作者包括张熙瑜、杨峰和聂在平。文章讨论了一种通过改进的Butler八单元圆环阵来构建固定多波束天线阵的方法，用于信号到达角的粗略估计和水平面的全面覆盖。" 这篇论文探讨的核心技术是基于Butler网络的八单元圆环阵列在实现多波束天线阵中的应用。Butler网络是一种常用于多波束生成的射频电路，它能够通过调整各天线单元的相位来控制天线阵的辐射模式，从而形成多个独立的波束。在传统的Butler矩阵基础上，论文提出了一种改进的方案，具体是在原有的基础上增加了八个额外的移相器。 论文的焦点在于如何通过改变馈电端口，即调整馈送给每个半波振子的信号相位，来控制天线阵的波束指向。这种八单元圆环阵由八个垂直于地面放置的半波振子构成，每个振子都是一个基本的辐射单元。通过巧妙地设计馈电网络和移相器，可以使得天线阵产生八个并行的波束，这些波束可以覆盖整个水平面，极大地扩展了天线的覆盖范围。 这种多波束技术在移动通信中具有重要价值，特别是在日益拥挤的无线频谱中，能够提供更高效的空间复用和容量提升。通过多波束天线，可以实现空分多址（SDMA），即在同一频率和时间上，利用不同空间位置的信号差异来区分不同的用户，从而提高系统的容量和抗干扰能力。 论文还提到了这种多波束天线阵可以用于信号到达角（DoA，Direction of Arrival）的粗略估计。DoA估计是无线通信系统中定位和跟踪的重要手段，通过分析接收到的信号相位信息，可以大致确定信号源的方向，这对于无线通信网络的管理和优化至关重要。 这篇论文的研究对于理解和开发智能天线系统，尤其是在移动通信、雷达系统和卫星通信等领域有着重要的理论和实践意义。通过改进的Butler八单元圆环阵，不仅可以实现多波束覆盖，还能进行初步的信号源定位，为无线通信系统的设计提供了新的思路。