CN104051821B - 介质移相器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种介质移相器，包括具有纵长状容置空间的腔体和内置入该容置空间的移相电路以及可滑动地安装于该容置空间且与该移相电路平行设置的介质元件，所述腔体的内壁上，设有使所述移动介质元件与移相电路保持非接触的导轨。通过在移相电路与介质元件之间设有若干导轨，从而避免介质与馈电网络直接接触，使馈电网络不会额外受力，可靠性好，同时可以避免移相器工作时馈电网络和/或介质的磨损。

Description

介质移相器

【技术领域】

本发明涉及通信器件领域，特别涉及一种介质移相器。

【背景技术】

在移动通信网络覆盖中，电调基站天线是覆盖网络的关键设备之一，而移相器又是电调基站天线的最核心部件，移相器性能的优劣直接决定了电调天线性能，进而影响到网络覆盖质量，故移相器在移动基站天线领域的重要性是不言而喻的。

现有的移相器中，主要采用两种手段来实现移相的目的。其一是通过改变移相器内信号通过路径的电长度来实现；另一种是通过移动移相器内的介质，改变信号在移相器中的传播速率，由此可使流经移相器输出的信号形成连续的线性相位差，从而实现移相的目的。

然而，现有的通过加载介质来实现移相目的的移相器中，存在如下问题：

1、介质元件与馈电网络直接接触，在长期的移动过程中，介质元件与馈电网络相互磨损，影响电路性能。

2、介质元件与馈电网络接触时，特别是介质元件直接置于馈电网络上时，会使馈电网络受力，不仅使移相器的结构可靠性变差，还会引入无源互调产物。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种介质移相器，以克服现有技术的不足，从电气性能、物理特征对现有技术进行优化。

为实现该目的，本发明采用如下技术方案：

一种介质移相器，包括具有纵长状容置空间的腔体和内置入该容置空间的移相电路以及可滑动地安装于该容置空间且与该移相电路平行设置的介质元件，所述腔体的内壁上，设有使所述移动介质元件与移相电路保持非接触的导轨。

所述导轨设置在腔体与介质元件相对的内壁上，腔体的该内壁设置单条的所述导轨，介质元件与导轨相应的位置处设有滑槽，以导轨与滑槽相配合安装。

所述导轨设置在腔体位于介质元件两侧的一对相对内壁上，每个所述的内壁各设一条导轨，介质元件与移相电路分居于所述导轨的两侧。

所述移相电路包括移相导体和用于使移相导体与所述腔体相固定的介质支撑件。

所述介质支撑件为电路板，所述移相导体印制在该电路板上。

所述移相导体为金属板。

所述腔体的容置空间贯通该腔体设置。

进一步地，所述腔体中的介质元件可以设有多个。

当所述介质移相器包括两个所述的介质元件时，每个介质元件由腔体与所述介质元件相对的一个内壁上的导轨支撑。

当所述介质移相器包括两个所述的介质元件时，每个所述的介质元件由腔体的一对相对内壁上的一个导轨支撑。

更进一步地，所述介质移相器包括两个所述的介质元件和两对大致平行设置的导轨，两对导轨之间形成供所述移相电路安装的卡槽，每个介质元件由一对相对内壁上的一对导轨支撑。

或者，所述介质移相器包括两个所述的介质元件、两个分别设于所述移相电路正上方和正下方的内壁上的导轨，所述介质元件与所述导轨对应的位置处设有滑槽，每个所述介质元件通过其滑槽分别与一个所述导轨相配合安装。

与现有技术相比，本发明具备如下优点：

1、本发明的介质移相器设有若干导轨，可以避免介质与馈电网络接触，使馈电网络不会额外受力，可靠性好，同时可以避免移相器工作时馈电网络和/或介质的磨损。

2、本发明的介质移相器具有电路指标优秀、移相精度高、线性度高和无源互调产物低的特点。

【附图说明】

图1为本发明实施例一的移相器的结构示意图；

图2为图1所示的移相器的A-A向剖视图；

图3为图1所示的移相器的另一种实施方式的剖视图；

图4为图1所述的移相器的又另一种实施方式的剖视图；

图5为本发明实施例二的移相器的结构示意图；

图6为图5所示的移相器的A-A向剖视图；

图7为实施例二的另一种移相器的腔体的横截面图。

【具体实施方式】

下面结合附图和示例性实施例对本发明作进一步地描述，其中附图中相同的标号全部指的是相同的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出本发明的特征是不必要的，则将其省略。

实施例一

如图1至图3所示，本发明的介质移相器1，包括腔体11、移相电路12、介质元件13及导轨14。

参见图1，所述腔体11由金属材料拉挤或压铸一体成型，具有包括环绕腔体11纵长方向设置的四个封装壁110在内的五个封装壁110和由所述五个封装壁110限定的容置空间111。所述腔体11的一端不设封装壁110以预留开口端，并且所述容置空间111贯通该腔体11设置，以方便移相电路12、介质元件13、及其他组件的安装，同时便于介质元件13受力沿腔体11纵长方向做直线运动。当然，所述腔体11也可以沿纵长方向两端不设封装壁以预留开口端。在其他实施方式中，所述腔体11也可以由一个至少一端不设封装壁以预留开口端的槽体(未图示)和用于盖合该槽体的盖板(未图示)组成。

所述移相电路12包括移相导体和用于使移相导体121与所述腔体11相固定的介质支撑件120。

其中，所述介质支撑件120可以为电路板120，所述移相导体121印制在所述电路板120上。所述电路板120可以是单层PCB板，即所述移相导体121印制在PCB板120的一面；其也可以是双层板，即所述移相导体121印制在PCB板120的两面(参见图4)，该双层PCB板120两面的移相导体121可以通过若干过孔(未图示)相连接。所述电路板120在其靠近封装壁110的一面设有金属焊接件16，所述金属焊接件16被焊接在所述封装壁110上，从而将电路板120(也即移相电路12)固定于所述腔体11内。

理论上，当PCB板120两面设有完全不相干扰的移相导体121时，该移相器1相当于，以所述PCB板120为分界，所述容置空间11、介质元件13和移相电路12均被分成相对独立的两部分，形成两个能各自独立对流经其中的信号移相的移相器单体。

在其他实施方式中，所述移相导体也可以是金属导体，例如金属条或金属板。所述金属导体根据移相电路的原理组合成所述移相导体，并由介质支撑件固定于所述腔体的容置空间中，参见实施例二。

众所周知，任何传输介质对在其中传导的波动都会引入相移。本发明的移相器1的腔体11内设有可受力沿腔体11纵长方向做直线运动的介质元件13。通过移动该介质元件13，可以改变腔体11内的等效介电常数，从而，改变信号在移相器1中的传播速率，进而，可使流经移相器1的信号形成连续的线性相位差，实现移相的目的。

本发明的介质元件13优选为长条状，其所选用的材料可以是一种或多种，并且该介质元件13的介电常数ε_r＞1.0。所述介质元件13的材料，除了要求有高介电常数，优选还具有低损耗正切角特性。此外，为了使该移相器1具有较高的等效介电常数，所述容置空间内应尽可能多地由所述介质元件13填充。

如果所述介质元件13与所述移相电路12直接接触，例如所述介质元件13直接置于所述移相电路12上时，除了会使移相电路12受力，还会在操纵介质元件13移动过程中对移相电路12和/或介质元件13造成磨损。

参见图2和图3，为了避免如上问题的出现，本发明的介质移相器1在腔体11内设有至少一个用于在所述介质元件13与所述移相电路12之间形成间隙的导轨14，以避免所述介质元件13和所述移相电路12的直接接触。

所述导轨14呈长条状，设于沿所述腔体11纵长方向的封装壁110内壁上，并沿腔体11的纵长方向延伸。所述导轨14既可以与所述腔体11的封装壁110一体成型，也可在所述腔体11成型后，加工生成于所述腔体11的封装壁110内壁上。

所述介质元件13设有单条时，该条导轨14设于与介质元件13相对的封装壁110内壁上。此处所称与介质元件13相对的封装壁110，是指介质元件13较宽端面所对的封装壁110，也即介质元件13正上方或正下方的封装壁110。所述介质元件13在与所述导轨14相应的位置处设有滑槽139，所述介质元件13以其滑槽139中嵌入所述导轨14的方式与所述导轨14相安装，以供所述介质元件13沿该导轨14做直线运动，并避免所述介质元件13在移动的过程中触碰到所述移相电路12，从而增强该移相器1的可靠性。所述导轨14的截面形状可以为圆形、三角形、矩形、梯形或其他多边形，可由本领域技术人员根据需要设置，下同。

参见图2，所述导轨14设有两个时，所述两个导轨14可以是形状完全相同的一对导轨，该对导轨14分别设于腔体11位于介质元件13两侧的封装壁110的内壁上，并且该对导轨14中的两个导轨被设于两个封装壁110的大致等同的高度处。之所以说两个导轨14被设于两个封装壁110的大致等同的高度处，是由于所述腔体11可能不是严格意义上的长方体，或者由于加工误差导致两个导轨14在腔体11的封装壁110上的高度不能严格相等。然而，应当注意的是，尽管该对导轨14不能做到严格等高设置，还是可以实现本发明的导轨14具有的功能。另外，应当注意的是，此处所称介质元件13两侧的封装壁110，是指该对封装壁与所述介质元件13的厚度方向大体平行，与前述的“与介质元件13相对的封装壁”为相对概念。

为了使容置空间内尽量多地填充介质元件13，所述移相电路12优选安装于该对导轨14之间。如此，则可以在所述移相电路12的上方和下方均设置介质元件13(如上层介质元件130和下层介质元件131)，以使本发明的移相器1获得尽量大的等效介电常数。

为了适于所述移相电路12的安装，该对导轨14的每个导轨的厚度应大于所述移相电路12的厚度，以避免被支撑于所述导轨14上的所述介质元件13与所述移相电路12相接触。

所述两个导轨14还可以分别设在移相电路12正上方和移相电路12正下方的封装壁110内壁上。此时，所述导轨14可以参照上述一个导轨的设置方式设置，即，使介质元件13与导轨14通过导轨14嵌于介质元件13的滑槽139相安装。

当所述导轨14在腔体11内设有两个，并且所述两个导轨14分别设于移相电路12正上方和正下方时，它们也可以设为不同的两个。至于在所述腔体11内如何设置所述两个导轨14及所述两个导轨14的形状，具体可参照腔体内只设一个导轨14时的设置，恕不赘述。

参见图3，所述腔体11内可以设置更多导轨14，例如所述导轨14在所述腔体11内设有两对。所述两对导轨14在介质元件13两侧的一对相对的侧壁封装壁110上大致平行设置，并且两对导轨14之间形成一对沿腔体11纵长方向延伸的、用于装设所述移相电路12的卡槽111。所述移相电路12被承载于PCB板之类的基板，所述卡槽111用于夹设移相电路12的基板(即上述介质支撑件120)。如此，则在移相电路12上方和下方各形成一对导轨(如上导轨141和下导轨142)。

与此相应地，所述介质元件13包括设于上导轨141上的上层介质元件130和设于下导轨142下方的下层介质元件131。由于所述两对导轨14的设置，所述介质元件13的活动空间受到了限制，从而避免在介质元件13移动的过程中碰触到所述移相电路12，达到改善交调和提高可靠性的目的。

请结合图1，为了使上层介质元件130和下层介质元件131同步移动，所述介质元件13还包括介质连接元件132。此外，为了使所述介质元件13能受电机(未图示)等外部设备驱动，本发明的移相器1还可以设有与所述介质元件13连接并设于所述腔体11开口端的外力致动元件15。

本领域的技术人员可以推导并将本实施例中的移相电路、介质元件及导轨的相关结构的设置手段应用于后文的其他实施例中。因此，如果下文对本实施例中的个别结构不做具体描述，也并不能说本发明的其他实施方式中的移相器不能具有该结构，应该由本领域技术人员根据需要设置，以能够实现本发明的目的为准。

实施例二

参见图5至图7，本实施例中，所述介质移相器为合成的移相器2，由多个例如两个移相器单体201，202共用一个腔体21组成。

所述腔体21内形成上下并排的两个容置空间，所述容置空间用于安装移相电路22、介质元件23和其他组件，及供所述介质元件23沿腔体21纵长方向做直线运动。两个容置空间中安装相同的移相电路22时，该合成的移相器2工作于同一个频段，适用于单频双极化天线；两个容置空间中装设不同的移相电路22时，该合成的移相器2可工作于不同频段，适用于多频天线。

类似于实施例一，本实施例中，每个所述移相器单体201或202的腔体由多个封装壁210和所述多个封装壁210限定的容置空间构成，所述容置空间内设有移相电路22，所述移相电路22与所述封装壁210之间设有介质元件23。

所述移相电路22包括金属导体220根据移相电路原理组成的移相导体220，和用于将所述金属导体220固定于所述腔体21内的介质支撑件221。所述金属导体220折弯出大致呈U型的形状，包括两个直臂2201和连接两个所述的直臂的基部2202，所述两个直臂2201远离基部2202的端部用于连接传输线缆(未标号)，如图5所示。

参见图6，为了防止移相电路22和所述介质元件23直接接触，所述移相电路22与所述介质元件23之间设有用于使移相电路22与介质元件23保持非接触的导轨24。

每个移相器单体201或202的容置空间内均相应设有一对导轨24，所述导轨24以一个大致相等的高度设在所述封装壁210内壁上。所述导轨24的高度大于所述移相电路22的厚度，所述移相电路22设于该对导轨之间，并且所述移相电路22正上方和正下方均设有介质元件23，例如上层介质元件230和下层介质元件231。

为了便于操纵所述介质元件23沿腔体纵长方向做直线运动，所述移相器2还包括与所述介质元件23连接的外力致动元件25。另外，为了保持上层介质元件230和下层介质元件231同步移动，所述介质元件23还设有介质连接元件232。

参见图7，图7为实施例二的另一种移相器的腔体的横截面图。所述介质移相器2由四个移相器单体201、202、203、204通过上下、左右的并排关系组合而成。

所述导轨24在每个移相器单体(如204)内均设有一对，并且该对导轨24设于一对相对的封装壁210内壁大致相同的高度的位置上。

此外，所述的介质元件23和所述的导轨24在每个移相单体中的设置方式，例如所述介质元件和所述导轨的数量、形状、结构和所在位置，可以参照实施例一，此处恕不赘述。

综上所述，本发明通过在移相器的腔体内设置若干导轨，介质元件沿所述导轨相对于腔体和移相电路移动，从而实现对移相器内的信号的调相，由于避免了介质元件与移相电路的直接接触，从而使移相器的电气特性和物理特性均得以大大优化。

虽然上面已经示出了本发明的一些示例性实施例，但是本领域的技术人员将理解，在不脱离本发明的原理或精神的情况下，可以对这些示例性实施例做出改变，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种介质移相器，包括具有纵长状容置空间的腔体和内置入该容置空间的移相电路以及可滑动地安装于该容置空间且与该移相电路平行设置的介质元件，其特征在于：

所述腔体为一体成型的腔体；

所述腔体的内壁上，设有两对使所述介质元件与移相电路保持非接触的导轨；

两对所述导轨大致平行设于介质元件两侧的一对相对的内壁上；

两对导轨之间形成一对沿腔体纵长方向延伸的、用于装设所述移相电路的卡槽；

所述导轨与所述腔体一体成型。

2.根据权利要求1所述的介质移相器，其特征在于，所述移相电路包括移相导体和用于使移相导体与所述腔体相固定的介质支撑件。

3.根据权利要求2所述的介质移相器，其特征在于，所述介质支撑件为电路板，所述移相导体印制在该电路板上。

4.根据权利要求2所述的介质移相器，其特征在于，所述移相导体为金属板。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的介质移相器，其特征在于，所述腔体的容置空间贯通该腔体设置。