CN104681896A - 一种多路一体化介质移相器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多路一体化介质移相器，包括腔体（10）、第一介质板（301）、第二介质板（302）和PCB板（90）；所述腔体（10）两端留有开孔，两边侧壁上分别设有导轨槽，PCB板（90）经导轨槽固定设置于腔体（10）中；所述PCB板（90）的上下表面对称地附着有馈电线路（80），PCB板（90）内部设置有金属化过孔（11）；所述第一介质板（301）、第二介质板（302）对称设置，分别覆盖在PCB板（90）的上下表面并能够沿腔体较长的侧壁方向滑动，第一介质板（301）和第二介质板（302）上设有与馈电线路（80）相应的通孔。本发明的移相器剖面低、体积小、零部件少、装配焊接一致性强。

Description

一种多路一体化介质移相器

技术领域

本发明涉及到移动通信基站天线领域，特别涉及到一种改变传输信号相位的介质移相器。

背景技术

移相器是电调天线的核心部件。移动通信基站天线的发展，对移相器提出了更高的要求，比如要求更小的体积、更宽的工作频段、更佳的互调性能以及更容易实现的加工工艺等。现有技术中，介质移相器是通过移动移相器内的介质，改变信号的传播速率，从而实现移相。

但是，现有技术的介质移相器，例如专利号CN102544733B的介质移相器，参见图9，包括功分器组、传输线和若干介质移相器，所述功分器组包括一个主功分器和若干从功分器，每一个介质移相器由两块结果相同的介质基板构成，介质基板上开有一个多边形槽，但现有技术主要存在如下问题：

1.使用该类移相器单元组成的多路移相器，用于多单元组阵的基站电调天线时，移相器长度较长，占用面积过大，非常不利于天线馈电网络的整体布局。

2.移相器零部件过多，装配复杂，导致基站电调天线整机装配的难度和一致性较差，制造成本偏高。

发明内容

本发明目的在于提供一种新型的移相器，可以克服现有技术的不足。

本发明提供的技术方案为一种多路一体化介质移相器，包括腔体10、第一介质板301、第二介质板302和PCB板90；

所述腔体10一体成型，呈长方体，两端留有开孔，两边侧壁上分别设有导轨槽，PCB板90经导轨槽固定设置于腔体10中；

所述PCB板90的上下表面对称地附着有馈电线路80，PCB板90内部设置有连通上下表面的馈电线路80的金属化过孔11；

所述第一介质板（301）、第二介质板（302）对称设置，分别覆盖在PCB板（90）的上下表面并能够沿腔体较长的侧壁方向滑动，第一介质板（301）和第二介质板（302）上设有与馈电线路（80）中的移相线路部分相应的通孔，每个移相线路部分相应有两个大小不相同的通孔。

而且，所述导轨槽由第一凸起201和第二凸起202构成。

或者，所述导轨槽为内陷式开槽31。

而且，所述腔体10的一边侧壁上设置有与馈电线路80的端口相应的若干焊接孔40，该侧壁下方设置相连的一条侧边60，侧边60上设置与各焊接孔40一一对应的电缆焊接座20。

而且，所述第一介质板301和第二介质板302的介电常数                                               。

而且，所述馈电线路80中相邻的参与移相的移相线路部分，不是在沿着腔体10较长的方向延伸排列，而是沿腔体10较短的方向平行排列。

而且，所述PCB板90的上下表面通过覆铜形成馈电线路80。

而且，所述馈电线路80的所有移相线路部分，采用相同的宽度的馈电线。

而且，所述馈电线路80的所有移相线路部分，采用不同的宽度的馈电线。

本发明的应用于基站电调天线的介质滑动型式的移相器，结构简单，加工容易，可用于各种通信制式的电调天线中，具有广泛的应用价值。与现有技术相比，本发明具备如下优点：

1.馈电线路附着在PCB板上，线宽设计不受限，制造加工容易，一致性较好。

2.零部件少，整体移相器仅包含金属腔体、PCB板、介质板及电缆焊接座四类部件，因而其制造装配简单、批量一致性好。

3.移相器整体体积，对应于实现同样功能的多路常规介质移相器，本发明移相器剖面低、体积大大缩小，方便了天线整机的馈电网络设计。

4.本发明的移相器，焊接点少，除焊接座紧固件外，再无其他不同金属材质部件的直接连接，因而互调性能好。

附图说明

图1为本发明实施例一中移相器的立体示意图；

图2为图1所示本发明实施例一中移相器的腔体示意图；

图3为图1所示本发明实施例一中移相器的A-A向示意图；

图4为本发明实施例二中移相器的A-A向示意图；

图5为本发明实施例一中移相器的馈电线路的示意图；

图6为本发明实施例一中移相器的馈电线路的局部放大图；

图7为本发明实施例一的原理示意图；

图8为本发明实施例二中移相器的馈电线路演变的示意图；

图9为专利号CN102544733B的介质移相器结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本附图和实施例对本发明技术方案做详细地阐述。

参见图1，本发明实施例一提供的多路一体化介质移相器101包括腔体10、第一介质板301、第二介质板302和PCB板90：

所述腔体10一体成型，呈长方体，两端分别留有开孔501、502，两边侧壁上分别设有导轨槽，PCB板90经导轨槽固定设置于腔体10中。设腔体10的长宽高分别为A、B、C，A大于B，长度为B的两端分别有开孔501、502，以便使用本发明提供的多路一体化介质移相器时，将第一介质板301、第二介质板302与作为移相器驱动的滑动介质部件连接；长度为A的两边侧壁上分别设有导轨槽。具体实施时，腔体10内部的导轨槽可由第一凸起201和第二凸起202构成，PCB板90可以固定在导轨槽内，如图2中第一凸起201和第二凸起202夹住PCB板90。或者，所述导轨槽为内陷式开槽31，如图3中导轨槽加工为内陷式开槽以固定PCB板90。

所述PCB板90的上下表面对称地附着有馈电线路80，PCB板90内部设置有连通上下表面的馈电线路80的金属化过孔11。具体实施时，可通过对PCB板90两面覆铜箔构成馈电线路80，PCB板90内部的金属化过孔11连通上下馈电线路80，使之成为一个整体。 

所述第一介质板301、第二介质板302对称设置，分别覆盖在PCB板90的上下表面并能够沿腔体较长的侧壁方向滑动，即沿着与腔体10较长的侧边平行的方向在腔体10内滑动；第一介质板301和第二介质板302上设有与馈电线路80相应的通孔。可以看作，第一介质板301、第二介质板302分别置于上、下形成中空夹层，PCB板10置于夹层中，实际中第一介质板301、第二介质板302与PCB板10的间隙很小。本发明进一步提出第一介质板301和第二介质板302上设置的通孔与馈电线路80中的移相线路部分相应，每个移相线路部分相应有两个大小不相同的通孔。馈电线路80附着在PCB板上，因此线宽设计不受限，馈电线路的所有位于介质孔下的实现相位改变的移相线路部分，可以采用相同的宽度，也可以为不同的宽度，带状线的阻抗可以灵活变换，更利于实现匹配。进一步地，第一介质板301和第二介质板302的介电常数。

本发明进一步提出设计转接装置，所述腔体10较长的一边侧壁上设置有与馈电线路80的端口相应的若干焊接孔40，该侧壁下方设置相连的一条侧边60，侧边60上设置与各焊接孔40一一对应的电缆焊接座20。所述电缆焊接座20和腔体10之间设置有间隙。腔体10一体成型时，可同时成型侧边60。如图1所示，腔体10的侧壁上设有焊接孔40，位于腔体10的同一侧。具体实施时，也可以将腔体10的上表面和侧面的一部分镂空成孔，构成焊接孔40。使用本发明所提供多路一体化介质移相器时，可将电缆焊接座20通过螺钉固定在腔体侧边60上，外接的电缆焊接在焊接座20上，电缆内导体通过焊接孔40和馈电线路80的各个端口焊接在一起，馈电线路80的端口包括输入端口和输出端口。同时，电缆焊接座20和腔体10侧壁之间留有间隙，保证移相器整体的三阶互调性能优良。

本发明进一步提出，馈电线路80中相邻的参与移相的移相线路部分，不是在沿着腔体10较长的方向即长度方向延伸排列，而是沿腔体10较短的方向即宽度方向平行排列。

具体实施时，如图7所示，以输入口115为中心，左右两侧分别依次连接移相器和功分器，左侧相位超前（Φ），右侧相位滞后（-Φ），中间有主功分器1，两侧各有3个从功分器2、3、4。左侧有输出端口110，111，112，113，114，右侧依次有输出口116，117，118，119。输出端口的数量根据实际具体情况而定。

本发明实施例一采用十端口的馈电线路，实施例二采用六端口的馈电线路。

如图4和图5所示，实施例一的输入端口为115，输出端口为110、111、112、113、114、116、117、118、119。馈电线路80中的移相线路部分和第一介质板301、第二介质板302一起构成移相单元，相邻的每一个移相单元平行地并排，而不是沿腔体纵向延伸，这样可以减少移相器的整体长度。第一介质板301和第二介质板302，两者分别位于PCB板的上表面和下表面。第一介质板301和第二介质板302上与馈电线路80中的馈电线相应开有多组通孔，每组包括两个大小不相同的通孔701和702，使用两个大小不同的通孔，电磁波经过空气和介质传输时，多次反射，实现了带状线从空气中的阻抗到介质中的阻抗变换的宽带匹配，比单个孔具有较多的反射次数和较宽的匹配带宽。建议采用两个大小不同的矩形通孔，利于制造和仿真。实施例一左边有4组，右边有4组。第一介质板301和第二介质板302完全对称。

如图6，以右侧的移相线路部分801、802、803、804为例，移相线路部分801、802、803、804在A-A方向上平行设置，与图9中现有技术的延伸设置方式明显不同，节约了大量长度。第一介质板301、第二介质板302在同步滑动过程中，移相线路部分801、802、803、804分别产生移相。具体过程是：信号从输入端口115依次经过功分器1、移相线路部分801、功分器2、到输出端口119产生的+Δ的相位差，信号从输入端口115依次经过功分器1、移相线路部分801、功分器2、移相线路部分802、功分器3到输出端口116产生+2Δ的相位差，信号从输入端口115依次经过功分器1、移相线路部分801、功分器2、移相线路部分802、功分器3、移相线路部分803，功分器4到输出端口118产生+3Δ的相位差，信号经输入端口115依次经过功分器1，移相线路部分801、功分器2、移相线路部分802、功分器3、移相线路部分803、功分器4，移相线路部分804到输出端口117产生+4Δ的相位差。同理，输出端口110、113、111、112分别产生-Δ，-2Δ，-3Δ，-4Δ的相位差。

如图5所示，功分器1、移相线路部分801、功分器2、移相线路部分802、功分器3、移相线路部分803、功分器4、移相线路部分804依次连接，功分器1、2、3、4可以根据实际需要设计成所需要的功率比。PCB覆铜构成的馈电线路比金属构成的馈电线路，在加工上更简易。同时阻抗变换可以设计成更多需要阻抗值，不会受到金属馈电线路加工不能过细的影响。使用本发明实施例一提供的多路一体化介质移相器101时，将各个输出端口连接辐射元，组成天线阵列，就能实现基站电调天线的波束下倾。

如图8所示，实施例二提供的多路一体化介质移相器101，包括腔体10、第一介质板301、第二介质板302和PCB板90，和实施例基本一致，只有馈电线路80的电路结构不同，但原理相同。实施例二的馈电线路80，右侧有移相线路部分801、802，左侧同样有两个移相线路部分，相应地，左边有2组通孔，右边有2组通孔。

以上所述为本发明的实施例而已，但本发明的保护范围不限于此。凡基于本发明的技术方案所作的任何修改、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多路一体化介质移相器，其特征在于：包括腔体（10）、第一介质板（301）、第二介质板（302）和PCB板（90）；

所述腔体（10）一体成型，呈长方体，两端留有开孔，两边侧壁上分别设有导轨槽，PCB板（90）经导轨槽固定设置于腔体（10）中；

所述PCB板（90）的上下表面对称地附着有馈电线路（80），PCB板（90）内部设置有连通上下表面的馈电线路（80）的金属化过孔（11）；

所述第一介质板（301）、第二介质板（302）对称设置，分别覆盖在PCB板（90）的上下表面并能够沿腔体较长的侧壁方向滑动，第一介质板（301）和第二介质板（302）上设有与馈电线路（80）中的移相线路部分相应的通孔，每个移相线路部分相应有两个大小不相同的通孔。

2.根据权利要求1所述多路一体化介质移相器，其特征在于：所述导轨槽由第一凸起（201）和第二凸起（202）构成。

3.根据权利要求1所述多路一体化介质移相器，其特征在于：所述导轨槽为内陷式开槽（31）。

4.根据权利要求1或2或3所述多路一体化介质移相器，其特征在于：所述腔体（10）的一边侧壁上设置有与馈电线路（80）的端口相应的若干焊接孔（40），该侧壁下方设置相连的一条侧边（60），侧边（60）上设置与各焊接孔（40）一一对应的电缆焊接座（20）。

5.根据权利要求4所述多路一体化介质移相器，其特征在于：所述电缆焊接座（20）和腔体（10）之间设置有间隙。

6.根据权利要求1或2或3所述的多路一体化移相器，其特征在于：所述第一介质板（301）和第二介质板（302）的介电常数                                               。

7.根据权利要求1或2或3所述多路一体化介质移相器，其特征在于：所述馈电线路（80）中相邻的参与移相的移相线路部分，不是在沿着腔体（10）较长的方向延伸排列，而是沿腔体（10）较短的方向平行排列。

8.根据权利要求1或2或3所述多路一体化介质移相器，其特征在于：所述PCB板（90）的上下表面通过覆铜形成馈电线路（80）。

9.根据权利要求1或2或3所述的一种介质移相器，其特征在于：所述馈电线路（80）的所有移相线路部分，采用相同的宽度的馈电线。

10.根据权利要求1或2或3所述的一种介质移相器，其特征在于：所述馈电线路（80）的所有移相线路部分，采用不同的宽度的馈电线。