CN102377001A - 一种小型化电调天线移相器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种小型化电调天线移相器，包括多层耦合线路板，弹性压片，塑料盖板和滑杆，其特征在于：通过弹性压片，塑料盖板和滑杆可以实现多层耦合线路板之间的紧密接触，同时最上层的滑动线路板是可顺畅移动，滑动方向与天线波束下倾方向相同。制造方法：①制备主体各部件模具；②进行铸造成型；③各部件组装而成。本发明结构紧凑小巧，占用空间小，在实际应用中获得了很好的效果，电气性能稳定，移相器损耗低，不同层间的线路无直接接触，改善了天线的无源交调。该方案的移相器所用主要物料为印制线路板和模塑塑料，加工方便，在生产过程中装配简单，很好的提高了生产效率。

Description

一种小型化电调天线移相器及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种移动通信天线的移相器，尤其涉及用于动态调整基站天线电下倾角的一种小型化电调天线移相器，并涉及该移相器的制造方法。 

背景技术

在移动通信系统中，基站天线的下倾角对所覆盖小区的覆盖范围、邻区干扰、以及软切换都有重要的影响。连续可调电下倾角天线可以实现基站天线电下倾角的实时改变，对移动通信的网络优化起到了重大作用，因此在移动通信网络中得到了大量的应用。 

移动通信的迅猛发展，对给类制式的基站天线的大量需求造成了在城市中的各个区域出现了越来越多的天线，由此所带来的视觉污染，人们对电磁辐射的心里压力给基站的架设带来了越来越大的压力。希望基站天线更为小型化，集成化，多频化的呼声也越来越大。 

移相器是连续可调电下倾角天线的核心元件，通过移相器实现对基站天线各个辐射单元馈送信号的相位延迟的动态连续变化，从而实现天线垂直面方向图波束指向的连续调整，因此移相器的性能对于基站天线的性能有决定性的作用。在天线小型化，集成化，多频化的风潮中，天线中所需移相器的数目急剧增加，移相器采用的结构形式对基站天线内部的布局、成本与可生产性等都有很大的影响，迫切需要一种高性能、小型化的移相器。 

传统的移相器设计方法主要有两种：一.采用介质加载在传输线路上的方式，如专利号200620053705.0中所提出的电调天线移相器，采用介质基片加载空气带状线传输线的形式，实现传输线路的连续移相。该方案带来的问题就是整个移相器的体积太大， 占用了天线内部很大的空间，不利于天线的小型化和多频化。装配复杂同时也该给天线生产和成本控制带来了较大压力。二.采用改变传输线路电长度的方式，如专利号00802132.5中所描述的移相器方案，通过改变移相器中连接导体的角度，实现各个导体传输段的相对长度的同时变化，从而实现信号相位的连续变化。该方案同样存在体积大，重量重的问题，并且移相器传动结构的实现也较为复杂。 

发明内容

本发明的目的在于克服以上不足之处提供一种更小型化的高性能电调天线的移相器，采用多层线路板耦合的形式实现，它的主要功能是为天线的各个辐射单元分配一定的功率，在功分器线路板上的一些微带传输线路上紧密覆盖有一层薄耦合介质，在薄耦合介质上压有一块滑动线路板，滑动线路板上的导体线路和功分器线路板上的微带传输线通过薄耦合介质层组成了微带耦合传输线，滑动线路板在薄耦合介质层上的移动就可以改变微带耦合传输线的长度，从而改变信号的相位实现移相的功能。多层线路板之间的紧密接触以及滑动线路板的顺畅移动是靠弹性压片，塑料盖板和滑杆的组合来实现的。通过移相组件数目的增加可实现可调整相位的成倍增加，从而达到不同辐射单元数目电调天线的要求，并能在完成提供天线所需连续可调相位性能的同时，具有明显的小型化特征，并具备良好的可生产性和成本竞争力。 

本发明的目的还在于提供上述小型化的高性能电调天线的移相器的制造方法，以使这种小型化的高性能电调天线的移相器满足上述要求。 

本发明的目的的技术方案是这样来达到的，研制了一种小型化电调天线移相器，该移相器包括多层耦合线路板，弹性压片，塑料盖板和滑杆，其特征在于：通过弹性压片，塑料盖板和滑杆可以实现多层耦合线路板之间的紧密接触，同时最上层的滑动线路板是可顺畅移动，滑动方向与天线波束下倾方向相同。 

所述多层耦合线路板包括下端的功率分配器线路板，上端一层的滑动线路板以及在 这两层线路板中间设置薄耦合介质层。 

所述的多层耦合线路板中，在功率分配器线路板上蚀刻有两条平行微带传输线路，在滑动线路板上蚀刻有一U型导体线路，所述U型导体线路由两条平行导体线路和一段与此两条平行导体线路垂直的一段导体线路组成，此两条平行导体线路分别位于功率分配器线路板上的两条微带传输线路的正上方，导体线路和微带传输线路平行并有部分重叠，该重叠部分的长度为所设计传输频率的波长的四分之一。 

所述弹性压片为非金属的塑料介质，在弹性压片的下方有数个卡槽，通过卡槽4将滑动线路板和弹性压片紧密结合在一起，在弹性压片上设置有数个被设计和模塑成微上曲的弹性触点，在弹性压片上还被设计和模塑出数个塑料定位柱，该塑料定位柱垂直向上。 

在弹性压片和滑动线路板的上方设置塑料盖板，在塑料盖板中开有定位槽，定位槽的宽度能容下弹性压片和滑动线路板，在定位槽中弹性压和滑动线路板可以沿着定位槽的长度方向自由移动，弹性压片通过弹性触点和定位槽接触。 

所述塑料盖板的定位槽中间还开有一定位通孔，该定位通孔被设计为能容纳弹性压片上的塑料定位柱通过，通过一根滑杆和塑料定位柱连接，滑杆移动带动塑料盖板的定位槽中的滑动线路板和弹性压片沿着定位槽的长度方向移动。 

本发明所述小型化电调天线移相器的制造方法，包含以下步骤。 

①、制备移相器主体各部件模具； 

②、将①过程制备的各部件模具进行压铸成型或其他加工成型； 

③、将②过程成型的各部件通过焊接及螺钉组装。 

本发明的积极效果在于，采用多层线路板耦合的方式实现的移相器组件，结构紧凑小巧，占用空间小，在实际应用中获得了很好的效果。在移相过程中电气性能稳定，移相器损耗低。移相器组件中由于采用微带耦合传输线的形式，不同层间的线路无直 接接触，改善了天线的无源交调。该方案的移相器所用主要物料为印制线路板和模塑塑料，加工方便，在生产过程中装配简单，很好的提高了生产效率。 

附图说明

图1为本发明的结构装配示意图； 

图2是功率分配器线路板的顶视图； 

图3是滑动线路板的示意图； 

图4微带耦合传输线的组合示意图； 

图5是弹性压片的示意图； 

图6塑料盖板的示意图 

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，但不作为本发明的限定。参见附图1所示的结构示意图，本发明包括一个功率分配器线路板1，薄耦合介质层2，滑动线路板3，弹性压片4，塑料盖板5和滑杆6组成。其中功率分配器线路板1，薄耦合介质层2，滑动线路板3组合完成了一个完整的微波信号通路。弹性压片4，塑料盖板5实现了功率分配器线路板1，薄耦合介质层2，滑动线路板3的紧密接触。滑杆6和滑动线路板3的组合实现了改变微波信号通路信号相位的功能。 

如图2所示，功率分配器线路板1一面上蚀刻有两条平行导体线路，这两条平行导体线路和功率分配器线路板1另一面的金属地板构成了两条微带传输线路101，102。在这两条微带传输线路101，102的上方，与之相对应的有一薄耦合介质层2和滑动线路板3，其中薄耦合介质层2位于功率分配器线路板1和滑动线路板3的中间。如图3所示，在滑动线路板3靠近两条微带传输线路101，102的一面上蚀刻有一U型导体线路31。该U型导体线路31由两条平行导体线路301，302和一段与此两条平 行导体线路垂直的一段导体线路303组成。 

如图4所示，该U型导体线路31中的两条平行导体线路301，302分别位于功率分配器线路板上的两条微带传输线路101，102的正上方，导体线路301和微带传输线路101平行并有部分重叠，导体线路302和微带传输线路102平行并有部分重叠。该重叠部分的长度大药为所设计传输频率的波长的四分之一。在功率分配器线路板1和滑动线路板之间3的薄耦合介质层2隔开了导体线路301，302和微带传输线路101，102，实现了导体线路301，302和微带传输线路101，102之间的电磁能量的耦合，它的厚度和介电常数对导体线路301，302和微带传输线路101，102之间的耦合度有很大的影响。导体线路301和微带传输线路101以及它们之间的薄耦合介质层构成了一条微带耦合传输线311，导体线路302和微带传输线路102以及它们之间的薄耦合介质层构成了另一条微带耦合传输线312。微带耦合传输线和微带耦合传输线以及滑动线路板上的导体线路302就构成了一个完整的微波耦合传输线路13。 

如图5所示，滑动线路板3上套有一弹性压片4，该弹性压片4是非金属的塑料介质，在弹性压片的下方有数个卡槽401，通过卡槽401可以把滑动线路板3和弹性压片4紧密结合在一起，在弹性压片4的上有数个被设计和模塑成微上曲的弹性触点402，在弹性压片4上还被设计和模塑出数个塑料定位柱403，该塑料定位柱403垂直向上。 

如图6所示在弹性压片4和滑动线路板3的上方有一塑料盖板5，在塑料盖板中5开有定位槽501，定位槽501的宽度刚好容下弹性压片4和滑动线路板3，在定位槽中501弹性压片4和滑动线路板3可以沿着定位槽501的长度方向自由移动。弹性压片4通过几个弹性触点402和定位槽501接触，通过合理的控制定位槽501的深度，就可以通过塑料盖板5上的定位槽501，弹性压片4上的弹性触点402对滑动线路板3产生一个弹性压力，该弹性压力使滑动线路板3和薄耦合介质层2之间保持一个紧密地 接触，同时防止出现因为压力过大时滑动线路板3无法滑动，或者压力过小时滑动线路板3和薄耦合介质层2之间接触不够紧密，从而影响微带耦合传输线311，312耦合度的情况。 

所述塑料盖板5是通过一些接触面502压在功率分配器线路板1和薄耦合介质层2的上方，通过螺钉或者一些其他联结方式使这三者结合为一体，通过这些接触面502，塑料盖板5可以压紧功率分配器线路板1和薄耦合介质层2，这种方式避免了采用了胶水或其他粘合物，简单可靠，同时使微带耦合传输线311，312得到良好的耦合。 

所述塑料盖板3的定位槽501中间还开有一定位通孔503，该定位通孔503被设计为刚好可以容纳弹性压片4上的塑料定位柱403通过，通过一根滑杆6和这些塑料定位柱403连接，滑杆6的移动就可以带动塑料盖板5的定位槽501中的滑动线路板3和弹性压片4沿着定位槽501的长度方向移动。 

如图4所示，随着滑动线路板3的滑动，微带耦合传输线311，312的耦合线段长度发生了变化，该变化使微波耦合传输线311，312的长度发生了变化，从而改变了微波耦合传输线路13的信号相位，实现了微波信号移相的功能，滑动方向与天线波束下倾方向相同。需要加以说明的是，因为采取了这种微波耦合传输线路移相的方式，在移相过程中，功率分配器线路板1上的微带传输线路101，102和滑动线路板上的导体线路301，302不直接接触，从而保证了整个微波耦合传输线路13的一个良好的无源交调控制。 

另外，本发明不意味着被示意图及说明书所局限，在没有脱离设计宗旨的前提下可以有所变化，都在本发明的要求保护范围内。 

Claims (7)

1.一种小型化电调天线移相器，包括多层耦合线路板，弹性压片，塑料盖板和滑杆，其特征在于：通过弹性压片，塑料盖板和滑杆可以实现多层耦合线路板之间的紧密接触，同时最上层的滑动线路板是可顺畅移动，滑动方向与天线波束下倾方向相同。

2.根据权利要求1所述的移相器，其特征在于：所述多层耦合线路板包括下端的功率分配器线路板，上端一层的滑动线路板以及在这两层线路板中间设置薄耦合介质层。

3.根据权利要求2所述的多层耦合线路板中，其特征在于：在功率分配器线路板上蚀刻有两条平行微带传输线路，在滑动线路板上蚀刻有一U型导体线路，所述U型导体线路由两条平行导体线路和一段与此两条平行导体线路垂直的一段导体线路组成，此两条平行导体线路分别位于功率分配器线路板上的两条微带传输线路的正上方，导体线路和微带传输线路平行并有部分重叠，该重叠部分的长度为所设计传输频率的波长的四分之一。

4.根据权利要求1所述的移相器，其特征在于：在滑动线路板上套有一弹性压片，所述弹性压片为非金属的塑料介质，在弹性压片的下方有数个卡槽，通过卡槽4将滑动线路板和弹性压片紧密结合在一起，在弹性压片上设置有数个被设计和模塑成微上曲的弹性触点，在弹性压片上还被设计和模塑出数个塑料定位柱，该塑料定位柱垂直向上。

5.根据权利要求1所述的移相器，其特征在于：在弹性压片和滑动线路板的上方设置塑料盖板，在塑料盖板中开有定位槽，定位槽的宽度能容下弹性压片和滑动线路板，在定位槽中弹性压和滑动线路板可以沿着定位槽的长度方向自由移动，弹性压片通过弹性触点和定位槽接触。

6.根据权利要求5所述的移相器，其特征在于：所述塑料盖板的定位槽中间还开有一定位通孔，该定位通孔被设计为能容纳弹性压片上的塑料定位柱通过，通过一根滑杆和塑料定位柱连接，滑杆移动带动塑料盖板的定位槽中的滑动线路板和弹性压片沿着定位槽的长度方向移动。

7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的移相器，其特征在于：它包括以下方法步骤：

①、制备移相器主体各部件模具；

②、将①过程制备的各部件模具进行压铸成型或其他加工成型；

③、将②过程成型的各部件通过焊接及螺钉组装。

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