Eine Butler-Matrix ist ein Beamforming-Netzwerk, das in Antennen-Arrays und Phased-Array-Systemen verwendet wird. Seine Hauptfunktionen sind:
● Strahlsteuerung – Durch Umschalten des Eingangsanschlusses kann der Antennenstrahl in verschiedene Winkel gelenkt werden. Dadurch kann das Antennensystem seinen Strahl elektronisch scannen, ohne die Antennen physisch zu bewegen.
● Mehrstrahlformation – Sie kann ein Antennenarray so speisen, dass mehrere Strahlen gleichzeitig erzeugt werden, die jeweils in eine andere Richtung zeigen. Dies erhöht die Reichweite und Empfindlichkeit.
● Strahlteilung – Dabei wird ein Eingangssignal in mehrere Ausgangsports mit spezifischen Phasenbeziehungen aufgeteilt. Dadurch kann das angeschlossene Antennenarray gerichtete Strahlen bilden.
● Strahlkombination – Die reziproke Funktion der Strahlteilung. Sie kombiniert Signale von mehreren Antennenelementen zu einem einzigen Ausgang mit höherer Verstärkung.
Die Butler-Matrix erreicht diese Funktionen durch ihre Struktur aus Hybridkopplern und festen Phasenschiebern, die in einem Matrixlayout angeordnet sind. Einige wichtige Eigenschaften:
● Die Phasenverschiebung zwischen benachbarten Ausgangsports beträgt normalerweise 90 Grad (eine Viertelwellenlänge).
● Die Anzahl der Strahlen ist durch die Anzahl der Ports begrenzt (N x N Butler-Matrix erzeugt N Strahlen).
● Die Strahlrichtungen werden durch die Matrixgeometrie und die Phasenlage bestimmt.
● Verlustarmer, passiver und reziproker Betrieb.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Hauptfunktion einer Butler-Matrix darin besteht, ein Antennenarray so zu speisen, dass dynamische Strahlformung, Strahlsteuerung und Mehrstrahlfunktionen durch elektronische Steuerung ohne bewegliche Teile möglich sind. Es handelt sich um eine Schlüsseltechnologie für elektronisch gescannte Arrays und Phased-Array-Radare.
Concept Microwave ist ein weltweiter Anbieter der Butler-Matrix, die Mehrkanal-MIMO-Tests für bis zu 8+8 Antennenanschlüsse über einen großen Frequenzbereich unterstützt.
Weitere Einzelheiten finden Sie auf unserer Website: www.concept-mw.com oder per E-Mail an:sales@concept-mw.com.
Veröffentlichungszeit: 20. September 2023