一种智能天线系统的制作方法

本技术涉及通信，特别涉及一种智能天线系统。

背景技术：

1、在通信技术领域，智能天线系统作为提升信号传输效率、优化网络覆盖质量的核心设备，被广泛应用于5g/6g移动通信、卫星通信、物联网等场景。随着通信业务对带宽、速率及多用户接入能力的需求持续增长，传统智能天线系统逐渐暴露出多方面技术瓶颈，难以满足复杂应用场景下的性能要求，具体问题如下：

2、1、波束可控性与适配性不足：传统智能天线多依赖固定波束或简单相位调节机制，仅能覆盖有限方向的信号，无法根据用户分布、信道环境动态调整波束的方向、形状及增益。例如在密集城区移动通信场景中，用户终端随机分布且存在多路径干扰，固定波束易出现信号覆盖盲区或重叠区，导致部分用户通信速率下降、丢包率升高。

3、2、通道一致性差，信号失真风险高：智能天线系统包含多组信号传输通道（如馈电网络、辐射单元等），传统设计中缺乏有效的实时校准机制。受器件加工误差、环境温度变化、电磁干扰等因素影响，各通道的相位偏移、幅度衰减存在显著差异，导致波束成形精度降低，甚至出现波束偏移、副瓣电平升高的问题，严重影响信号传输的稳定性与抗干扰能力。

4、3、系统集成度与扩展性受限：传统智能天线的多波束生成、功率分配、相位调节功能常通过独立模块实现，模块间连接复杂，不仅增加了系统体积与功耗，还难以根据应用需求灵活扩展波束数量或调整辐射参数。例如在卫星通信中，若需增加波束覆盖区域，需重新设计并更换多个核心模块，成本高且适配周期长。

5、4、能效与资源利用率低：由于无法精准控制波束指向与覆盖范围，传统智能天线在信号传输过程中存在大量能量浪费（如向无用户区域辐射信号），同时多用户共享同一波束时易出现资源竞争，导致系统整体能效与资源利用率偏低，难以适配物联网海量终端低功耗、广连接的需求。

6、综上，亟需一种具备实时校准能力、灵活波束调控特性且高集成度的智能天线系统，以解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种智能天线系统。

2、本实用新型的一种实施例解决其技术问题所采用的技术方案是：一种智能天线系统，包括多波束网络、功分移相网络以及校准网络；

3、多波束网络的输入端馈入射频信号、输出端与功分移相网络的输入端连接；

4、功分移相网络的输出端与校准网络的输入端连接；

5、校准网络的第一输出端与辐射模块连接、第二输出端接入控制器；

6、控制器可根据校准网络反馈的各个通道的相位/或幅度来调节输入至多波束网络的射频信号，以使辐射模块辐射出具有特定方向、形状和增益的电磁波波束。

7、作为本实用新型的优选实施例之一，辐射模块包括12个天线阵列，多波束网络设置为8×8巴特勒矩阵，功分移相网络包括4个混合耦合器，4个混合耦合器的输入端与8×8巴特勒矩阵的4个输出端连接，4个混合耦合器的输入端以及8×8巴特勒矩阵的另外4个输出端与12个天线阵列一一连接。

8、作为本实用新型的优选实施例之一，8×8巴特勒矩阵包括12个90°定向耦合器、4个67.5°移相器和4个45°移相器；

9、12个90°定向耦合器排列成3级，每级包括4个90°定向耦合器；

10、4个67.5°移相器一一对应连接于第一级90°定向耦合器与第二级90°定向耦合器之间；

11、4个45°移相器一一对应连接于第二级90°定向耦合器与第三级90°定向耦合器之间；

12、第一级90°定向耦合器的输入端馈入射频信号，第三级90°定向耦合器的输出端与功分移相网络的输入端连接。

13、作为本实用新型的优选实施例之一，混合耦合器由微带线构成，混合耦合器的2个输出端的相位分别为θ1=0°和θ2=180°。

14、作为本实用新型的优选实施例之一，校准网络包括12个耦合器、6个第一2×1合路器、3个第二2×1合路器以及1个3×1合路器；

15、12个耦合器与4个混合耦合器的输入端以及8×8巴特勒矩阵的另外4个输出端一一对应连接；

16、6个第一2×1合路器的输入端与12个耦合器的输出端一一对应连接；

17、3个第二2×1合路器的输入端与6个第一2×1合路器的输出端一一对应连接；

18、3×1合路器的输入端与3个第二2×1合路器的输出端一一对应连接，3×1合路器的输出端与控制器连接。

19、作为本实用新型的优选实施例之一，天线阵列包括多个偶极子辐射单元。

20、本实用新型的有益效果：一种智能天线系统，包括多波束网络、功分移相网络以及校准网络；多波束网络的输入端馈入射频信号、输出端与功分移相网络的输入端连接；功分移相网络的输出端与校准网络的输入端连接；校准网络的第一输出端与辐射模块连接、第二输出端接入控制器；控制器可根据校准网络反馈的各个通道的相位/或幅度来调节输入至多波束网络的射频信号，以使辐射模块辐射出具有特定方向、形状和增益的电磁波波束；通过上述结构能够根据应用需求由一维多波束智能天线系统向二维乃至多维多波束智能天线系统进行灵活延展，不仅实现用户容量增加，而且传输效率速率均得以提升；同时也实现多波束实时调控，更好的满足不同用户场景需求。

1.一种智能天线系统，其特征在于：包括多波束网络（10）、功分移相网络（20）以及校准网络（30）；

2.根据权利要求1所述的一种智能天线系统，其特征在于：所述辐射模块（40）包括12个天线阵列（41），所述多波束网络（10）设置为8×8巴特勒矩阵，所述功分移相网络（20）包括4个混合耦合器（21），4个所述混合耦合器（21）的输入端与所述8×8巴特勒矩阵的4个输出端连接，4个所述混合耦合器（21）的输入端以及所述8×8巴特勒矩阵的另外4个输出端与12个所述天线阵列（41）一一连接。

3.根据权利要求2所述的一种智能天线系统，其特征在于：所述8×8巴特勒矩阵包括12个90°定向耦合器（11）、4个67.5°移相器（12）和4个45°移相器（13）；

4.根据权利要求2所述的一种智能天线系统，其特征在于：所述混合耦合器（21）由微带线构成，所述混合耦合器（21）的2个输出端的相位分别为θ1=0°和θ2=180°。

5.根据权利要求2所述的一种智能天线系统，其特征在于：所述校准网络（30）包括12个耦合器（31）、6个第一2×1合路器（32）、3个第二2×1合路器（33）以及1个3×1合路器（34）；

6.根据权利要求2所述的一种智能天线系统，其特征在于：所述天线阵列（41）包括多个偶极子辐射单元。