CN102082327B - 一体化移相器馈电网络 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一体化移相器馈电网络，包括金属反射板、一条以上金属导体带、多路复合移相器及一个以上馈电柱，所述金属导体带的一端与多路复合移相器的对应支路之间通过馈电柱串联连接，金属导体带的另一端与天线辐射单元相连；其中，金属导体带固定在金属反射板的底部；本产品将馈电网络和移相器合二为一，整体结构紧凑，可靠性及批量生产的一致性进一步得到提高；此外，所有组件都是一体化加工，减少了常规天线对相位较敏感区域的焊接和组装工序，可进一步提高天线的一致性和集成度，减小整体尺寸。

Description

一体化移相器馈电网络

技术领域

 本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种移动通信基站电调天线馈电网络。

背景技术

  本发明涉及移动通信领域内一种电子下倾角天线的馈电及移相网络。在目前网络覆盖中，随着市区人口密度和业务量的进一步提高，基站的合理选址和网络优化势在必行。电可调下倾角天线的引入可以有效解决网络中越区覆盖和干扰等的问题，而且由于结构上的受限，在天线的环境美化方面，也需要引入电可调功能。

多天线在移动通信中的应用将越来越普及，典型的多天线包括有智能天线以及MIMO多天线，在调节下倾角时，需要多个列元同步联动，对移相及馈电的尺寸、一致性以及可靠性提出很高的要求。

本发明利用传输线和移相器组件的平面化设计，将馈电网络和移相器合二为一，整体结构紧凑，可靠性及批量生产的一致性进一步得到提高。上述方案完全可以解决单列天线一致性和尺寸较大等诸多问题。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种整体结构紧凑、尺寸小且移相及馈电的一致性好、可靠性高的移动通信基站电调天线馈电网络。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：

一体化移相器馈电网络，其特征在于：包括金属反射板、一条以上金属导体带、多路复合移相器及一个以上馈电柱，所述金属导体带的一端与多路复合移相器的对应支路之间通过馈电柱串联连接，金属导体带的另一端与天线辐射单元相连；其中，金属导体带固定在金属反射板的底部。

其中，所述多路复合移相器为一等相差分多路复合移相器，其包括上下反射板及设置在上下反射板之间的滑动装置、若干移相器子单元和若干功率分配器子单元，所述移相器子单元与功率分配器子单元的主电路串联连接；所述移相器子单元体现在物理结构上，是由固定传输线和相对固定传输线而言可滑动传输线两部分组成，两者之间的电信号相互耦合，所述功率分配器子单元体现在物理结构上，是由固定传输线的一主电路分成若干支路或若干支路汇合成一主电路组成；所述滑动装置将可滑动传输线连接固定在一起并保证其同步移动。

作为上述放案的进一步改进，所述馈电柱由内导体、外导体和绝缘介质组成，所述内导体的一端与金属导体带相连，内导体的另一端与多路复合移相器的固定传输线相连；其中，所述馈电柱的绝缘介质采用低损耗和低介电常数材料制成，其形状为柱状。

进一步，所述固定传输线为微带传输线或带状线传输线；所述滑动传输线为微带传输线或带状线传输线。

进一步，所述金属导体带为微带线或带状线，构成微带线或带状线的填充基材是低损耗微波介质材料或玻纤环氧树脂普通介质材料或空气。

进一步，所述金属导体带设置有两条以上，呈不规则分布，且各金属导体带的的宽度相同或不同。

作为上述放案的进一步改进，所述金属导体带设置在一印刷电路板上。

本发明的有益效果是：本发明多路复合移相器内的移相单元对应一个天线辐射单元或者多个，在移相单元间均预设有功率分配器，使得阵列辐射单元满足不同的功率分配；在功率分配器的输出端通过馈电柱联结有金属导体带，可对不同单元的激励相位进行补偿；将馈电网络和移相器合二为一，整体结构紧凑，可靠性及批量生产的一致性进一步得到提高；此外，所有组件都是一体化加工，减少了常规天线对相位较敏感区域的焊接和组装工序，可进一步提高天线的一致性和集成度，减小整体尺寸。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明实施例馈电网络为微带线结构时的局部分解示意图；

图2为图1的完整结构分解示意图；

图3为本发明实施例馈电网络为五天线单元时的整体侧视图；

图4为本发明实施例馈电网络为五天线单元时的整体正视图；

图5为本发明实施例的馈电柱结构示意图；

图6为本发明实施例馈电网络中金属导体带组成的相位补偿网络示意图；

图7为本发明实施例馈电网络为五天线单元时的天线阵馈电示意图。

具体实施方式

参照图1、图2，图中所示为本发明采用四个移相子单元构成的等相差分多路复合移相器和金属导体带为微带线时组成的一体化移相器的馈电网络应用于五个单列天线幅射单元时的实施例。本实施例的一体化移相器的馈电网络包括金属反射板01、一条以上金属导体带、多路复合移相器09及一个以上馈电柱08，本实施例中采用五对金属导体带（07a、07a’）~(07e、07e’）、四路复合移相器09及五对馈电柱（08a、08a’）~（08e、08e’），当然具体数量可以根据需要设置；所述金属导体带（07a、07a’）~(07e、07e’）的一端与多路复合移相器09的对应支路之间通过馈电柱（08a、08a’）~（08e、08e’）串联连接，金属导体带（07a、07a’）~(07e、07e’）的另一端与天线辐射单元19a~19e相连；其中，金属导体带（07a、07a’）~(07e、07e’）固定在金属反射板01的内侧，天线辐射单元19a~19e在本实施例中可设置在金属反射板01的外侧。

上述多路复合移相器09可为一等相差分多路复合移相器，本实施例采用等相差分四路复合移相器，其包括上下反射板13、11及设置在上下反射板13、11之间的滑动装置、四个移相器子单元20a~20d和三个功率分配器子单元21a~21c，所述移相器子单元20a~20d与功率分配器子单元21a~21c的主电路串联连接；所述移相器子单元20a~20d体现在物理结构上，是由固定传输线（15a、15a’）~(15e、15e’）和相对固定传输线（15a、15a’）~(15e、15e’）而言滑动的可滑动传输线16a~16d两部分组成，两者之间的电信号相互耦合，所述功率分配器子单元21a~21c体现在物理结构上，是由固定传输线（15a、15a’）~(15e、15e’）的一主电路分成若干支路或若干支路汇合成一主电路组成；所述滑动装置由拉杆10及固定在拉杆10上的弹性滑块17a~17d组成，所述可滑动传输线16a~16d固定在弹性滑块17a~17d上，保证滑动传输线16a~16d与滑动装置同步移动。

进一步参照图2、图3、图4，本实施例的具体连接关系为：馈电柱（08a、08a’、08b、08b’、08c、08c’、08d、08d’和08e、08e’）穿过对应移相器下反射板11的通孔（14a、14a’、14b、14b’、14c、14c’、14d、14d’和14e、14e’），一端连接于复合式多路移相器09输出端的固定传输线（15a、15a ’、15b、15b’、15c、15c’、15d、15d’和15e、15e’），另一端连接于金属导体带（07a、07a’、07b、07b’、07c、07c’、07d、07d’和07e、07e’）一端的对应连接点（06a、06a’、06b、06b’、06c、06c’、06d、06d’和06e、06e’）。其中，金属导体带另一端的对应连接点（05a、05a’、05b、05b’、05c、05c’、05d、05d’和05e、05e’）分别连接到对应天线辐射单元19a~19e。此外，反射板01上分别有通孔（02a、02a’、02b、02b’、02c、02c’、02d、02d’和02e、02e’）和（03a、03a’、03b、03b’、03c、03c’、03d、03d’和03e、03e’）共10组，其中通孔（02a、02a’）~（02e、02e’）内空间用于天线辐射单元馈电部件与金属导体带（07a、07a’）~(07e、07e’）一端的对应连接点（05a、05a’）~(05e、05e’）连接，内壁充当上述馈电连接的外导体；通孔（03a、03a’）~(03e、03e’）内空间用于金属导体带（07a、07a’）~(07e、07e’）另一端对应连接点（06a、06a’）~(06e、06e’）与对应馈电柱（08a、08a’）~(08e、08e’）的连接，四者彼此级联构成单列天线，整体效果如图3和图4所示。

进一步参照图5，图中所示为馈电柱08，该馈电柱由内导体、外导体和绝缘介质组成，用于移相器09和由金属导体带07组成的相位补偿网络之间的电流传输。馈电柱08的外导体为铜或者表面经过处理的金属良导体，且可以通过金属锡进行焊接，防止电路因接地不良发生失配或者谐振等现象出现。馈电柱中绝缘介质选择介电常数较小且可靠性较高的材料，如聚四氟乙烯等。馈电柱内导体同样选择金属良导体，且可以通过金属锡将两端焊接于移相器与金属导体带（07a、07a’ 、07b、07b’、07c、07c’、07d、07d’和07e、07e’）相对应的输入端（15a、15a’、15b、15b’、15c、15c’、15d、15d’和15e、15e’）。

进一步参照图6，该图是所述金属导体带（07a、07a’）~(07e、07e’）组成的相位补偿网络，其设置在一印刷电路板04上，呈不规则分布，其数量与天线辐射单元数量一一对应，每个天线辐射单元对应唯一金属导体带，金属导体带只充当传输线的作用，其长度取决于天线单元电流激励相位，且各金属导体带的的宽度可相同，也可不同。

其中，所述金属导体带为微带线或带状线，构成微带线或带状线的填充基材是低损耗微波介质材料或玻纤环氧树脂普通介质材料，也可以是空气。

进一步，所述固定传输线（15a、15a’）~(15e、15e’）为固定微带传输线或固定带状线传输线，其设置在一介质基片12上；所述滑动传输线16a~16d为滑动微带传输线或滑动带状线传输线。

进一步参照图7，图中所示为本发明所述实施例的原理图，由5个基本天线单元和4组移相器子单元组成，19a、19b、19c、19d和19e为五个偶极子天线在垂直方向排列成一线阵（为方便起见图中只给出单极化天线单元）。21a、21b和21c分别为具有一定功率分配关系的功分器，20a、20b 、20c和20d分别为移相器子单元，分别控制19c之外对应的偶极子19的其余单元，当移相器09内的拉杆10受力移动时，移相器09中的固定传输线（15a、15a’）~(15e、15e’）与滑动传输线16a~16d相对位置关系发生变化，因此移相器09输出端端口信号相位将发生线性变化，通过金属导体带（07a、07a’）~(07e、07e’）信号传输后，天线辐射单元19a~19e激励信号的相位同时也跟着发生变化，由于移相器输出信号等相位差分，满足电调天线信号激励关系，最终导致天线主瓣偏离，产生电子下倾。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换,这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (7)

1.一体化移相器馈电网络，其特征在于：包括金属反射板、一条以上金属导体带、多路复合移相器及一个以上馈电柱，所述金属导体带的一端通过馈电柱与多路复合移相器的对应支路串联连接，金属导体带的另一端连接到天线辐射单元；其中，金属导体带固定在金属反射板的底侧；其中，所述多路复合移相器为一等相差分多路复合移相器，其包括上下反射板及设置在上下反射板之间的滑动装置、若干移相器子单元和若干功率分配器子单元，所述移相器子单元与功率分配器子单元的主电路串联连接；所述移相器子单元体现在物理结构上，是由固定传输线和相对固定传输线而言可滑动传输线两部分组成，两者之间的电信号相互耦合，所述功率分配器子单元体现在物理结构上，是由固定传输线的一主电路分成若干支路或若干支路汇合成一主电路组成；所述滑动装置将可滑动传输线连接固定在一起并保证其同步移动。

2.根据权利要求1 所述的一体化移相器馈电网络，其特征在于：所述馈电柱由内导体、外导体和绝缘介质组成，所述内导体的一端与金属导体带相连，内导体的另一端与多路复合移相器的固定传输线相连。

3.根据权利要求1 所述的一体化移相器馈电网络，其特征在于：所述固定传输线为微带传输线或带状线传输线；所述可滑动传输线为微带传输线或带状线传输线。

4.根据权利要求1所述的一体化移相器馈电网络，其特征在于：所述金属导体带为微带线或带状线，构成微带线或带状线的填充基材是低损耗微波介质材料或玻纤环氧树脂介质材料或空气。

5.根据权利要求1所述的一体化移相器馈电网络，其特征在于：所述金属导体带设置有两条以上，且各金属导体带的宽度相同或不同。

6.根据权利要求5 所述的一体化移相器馈电网络，其特征在于：所述金属导体带设置在一印刷电路板上。

7.根据权利要求2 所述的一体化移相器馈电网络，其特征在于：所述馈电柱的绝缘介质为低损耗和低介电常数材料制成，其形状为柱状。