CN105826684A - 移相装置和电调天线 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种移相装置和电调天线，其中，移相装置包括：接地板；两个底部基板，其分别位于接地板的两侧，并且耦接至接地板；两个顶部基板，其分别位于两个底部基板的两侧，每个顶部基板与每个底部基板构成一个移相单元；拉杆，耦接至两个顶部基板，用于调节两个顶部基板与两个底部基板之间的相对滑动，从而同时调整每个移相单元输出信号的相位。通过采用本发明中的技术方案，移相装置在组装时并不需要使用螺丝，提升了移相装置的PIM性能，并且具有较小的摩擦力，使得ACU能够在低温下驱动拉杆。移相装置的零件很少，成本较低，并且使用非金属的铆钉进行连接，十分容易组装和返工。

Description

移相装置和电调天线

技术领域

本发明概括而言涉及无线通信领域，更具体而言，涉及一种用于电调天线的移相装置。

背景技术

电调天线广泛地运用在无线传输中。除了辐射单元，反射板，移相网络(PhaseShifternetwork，PSN)是电调天线的一个重要组成部分。移相器主要用于电调天线中来调节馈电网络相位的变化，从而改变每一个或一组辐射单元的相位，达到改变垂直面波束倾角或水平面波束角度的目的。特别地，在当前的移相网络PSN中，往往采用空气带状线来传输信号，同时采用在带状线特定位置下方放置可移动介质的方式实现相位的改变。

带状线往往有如下缺点：首先，带状线很长且薄，因此很容易变形，并且有时在两个带状线之间需要进行焊接；其次，PSN中的有一部分通过螺丝进行固定，而金属的螺丝会影响PSN的无源互调(PIM)的性能；另外，目前的构成PSN的移相单元结构很复杂，难以组装和返工，而且PSN有时还可以包括更多的移相单元，当PSN用于环境测试时，天线控制单元(AntennaControlUnit，ACU)不能驱动移相装置，从而给PSN使用造成不便，限制了PSN的使用。

因此，亟需一种具有良好的PIM性能且易于组装的移相装置。

发明内容

针对以上问题，本发明对提出了一种具有良好的PIM性能且易于组装的移相装置以及采用该移相装置的电调天线。

本发明一方面提出了一种移相装置，其包括：接地板；至少两个底部基板，其分别位于所述接地板的两侧，并且耦接至所述接地板；至少两个顶部基板，其分别位于所述两个底部基板的两侧，每个所述顶部基板与每个所述底部基板构成一个移相单元；拉杆，其耦接至所述两个顶部基板，用于调节所述至少两个顶部基板与所述至两个底部基板之间的相对滑动，从而同时调整每个所述移相单元输出信号的相位。

因此，上述实施方式实现了具有至少两个移相单元的移相装置，并且能够同时以相反的相位变化趋势调整两个移相单元进行移相，实现了以较小的滑动行程实现较大的相位差，减小了移相装置的体积。

优选的，所述底部基板的、面向所述顶部基板的侧面设置有至少一根信号输入线和至少一根移相信号输出线。

优先的，所述顶部基板的、面向所述底部基板的侧面设置有至少一个U型线，所述至少一个U型线耦合至所述至少一根信号输入线和所述至少一根移相信号输出线。

如此，每个移相单元中将包含至少一个移相器，并且每个移相器与U型线一一对应。

优选的，所述移相装置还包括：固定部件，其用于将所述两个顶部基板相互固定，并且所述拉杆通过所述固定部件耦接至所述两个顶部基板。

优选的，所述固定部件包括：两个能够相互扣紧的第一固件和第二固件，当所述第一、第二固件扣紧时，所述顶部基板与所述底部基板贴合。

优选的，所述第一固件上设置有至少一个铆钉和至少一个凹槽，所述第二固件上对应地设置有至少一个铆钉和至少一个凹槽，从而所述第一固件和第二固件之间能够通过铆钉和凹槽的相匹配以形成固定连接。

如此，移相装置在组装时并不需要使用螺丝，提供了使用多种材料的可能性。

优选的，所述顶部基板上设置有至少两个通孔，以供所述第一、第二固件上的铆钉穿过；以及所述底部基板上设置有至少一个长孔，用于提供所述第一、第二固件上的铆钉的运动空间。

在顶部基板运动时，其摩擦力很小，使得ACU能够在低温下驱动拉杆。

优选的，移相装置还包括：板接铆钉，用于通过设置于所述两个底部基板上的通孔和设置于所述接地板上的通孔将所述两个底部基板与所述接地板相固定。

优选的，所述底部基板与所述顶部基板上除了焊接的位置，其它位置覆有绝缘层。

优选的，所述底部基板的、面向所述顶部基板的侧面设置有一根信号输入线和三根移相信号输出线，其中，所述三根移相信号输出线中的两根通过外部导体相连接。

优选的，所述固定部件和/或所述板接铆钉由非金属材料制成。

如此，移相装置并未采用或相对较少地使用金属元件，从而提升了移相装置PIM性能。

本发明另外一方面提出了一种电调天线，其包括：移相装置；天线控制单元，其耦接至所述拉杆，用于驱动所述拉杆，进而使得所述两个顶部基板能够同时地相对所述两个底部基板滑动。

通过采用本发明中的技术方案，移相装置在组装时并不需要使用螺丝，避免或相对较少地采用金属元件，从而提升了移相装置的PIM性能。另外，在顶部基板运动时，其摩擦力很小，使得ACU能够在低温下驱动拉杆，并且移相装置的零件很少，成本较低，使用非金属的铆钉进行连接，十分容易组装和返工。

附图说明

通过参考下列附图所给出的本发明的具体实施方式的描述之后，将更好地理解本发明，并且本发明的其他目的、细节、特点和优点将变得更加显而易见。在附图中：

图1为依据本发明实施例的移相装置爆炸图；

图2为依据本发明实施例的底部基板和顶部基板的简略示意图；

图3为依据本发明实施例的天线的移相信号示意图；

图4a为依据本发明实施例的移相装置组装后滑动之前的示意图；

图4b为依据本发明实施例的移相装置组装后滑动之后的示意图；

图5a为依据本发明实施例的移相装置在1900MH_z载频下的无源互调仿真图；

图5b为依据本发明实施例的移相装置在2600MH_z载频下的无源互调仿真图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1为依据本发明实施例的移相装置爆炸图。

由图1可知，移相装置包括：拉杆1、两个固定部件2、两个顶部基板3、两个底部基板5以及接地板6，其中，顶部基板3、底部基板5构成了移相单元，也就是说移相装置包含了分布于接地板上下两侧的两个移相单元，而每个移相单元可以包含至少一个移相器。

具体地，两个底部基板5分别位于接地板6的两侧，并且电气耦接至接地板6，两个底部基板5还包括信号输入线与移相信号输出线(图中未示出)；两个顶部基板3分别位于两个底部基板5的两侧，即顶部基板3、底部基板5和接地板6依次设置；拉杆1用于调节顶部基板与两个底部基板之间的相对滑动，从而能够同时并且以相反的相位变化趋势调整每个移相单元输出信号的相位。

图2为依据本发明实施例的底部基板和顶部基板的简略示意图。

底部基板5面向顶部基板3的侧面设置至少一根信号输入线和至少一根移相信号输出线，譬如，分别为一根信号输入线52和三根移相信号输出线53-55。顶部基板面向底部基板的侧面设置有至少一个U型线，譬如两个U型线32、33，当底部基板和顶部基板靠近甚至贴合时，即使其表面覆盖有绝缘层，两个基板之间的信号也能够通过耦合方式进行传输。因此，图中的两个U型线实现了两个移相器，也就是说，移相单元包含了两个移相器。可以理解的是，图2并未示出底部基板与顶部基板的所有细节，仅仅示出了与信号耦合相关的部分。

优选的，底部基板5与顶部基板3上除了焊接的位置，其它位置均覆有绝缘层，譬如液态光致阻焊剂(绿油)。

请仍然参阅图1，在本实施例中，固定部件2用于将位于接地板6两侧的两个顶部基板3相互固定。固定部件2还耦接至拉杆1，从而当拉杆1进行左右运动时，其将带动分布在接地板6两侧的顶部基板3以同样的方向运动。

优选的，固定部件2包括两个能够相互扣紧的第一固件和第二固件，当第一、第二固件扣紧时，顶部基板与底部基板贴合或是之间留有较小的间隙。具体地，第一固件上设置有至少一个铆钉21和至少一个凹槽，第二固件上对应地设置有至少一个铆钉21和至少一个凹槽，从而第一固件和第二固件之间能够通过铆钉和凹槽的相匹配以形成固定连接。相应地，顶部基板3上设置有至少两个通孔31，以供所述第一、第二固件上的铆钉21穿过，从而进行固定。在底部基板上还设置有至少一个长孔，譬如两个长孔51，用于提供第一、第二固件上的铆钉21的运动空间。也就是说，第一固件上的铆钉21将依次穿过通孔31、长孔51和长孔61然后再穿过另一侧的长孔51、通孔31，最终与第二固件上的凹槽相插合，以形成固定连接。当拉杆1进行左右运动时，两侧的顶部基板3以同样的方向运动，并且由于铆钉处于长孔51和61中，因此，其运动的摩擦力很小。

为了使得底部基板5与接地板6之间保持固定连接且不发生相对位移，因此，移相装置还包括板接铆钉7。该板接铆钉7通过设置于两个底部基板5上的通孔56和设置于接地板上的通孔62将两个底部基板与接地板相互固定。

图3为依据本发明实施例的天线的移相信号示意图。

在图2中，C0为输入电缆，C1、C2为功率分配器至移相器之间的电缆，C3-C4、C6-C7为移相器至功率分配器的电缆，C5为两个功率分配器之间的电缆，C8-C17为所需的移相信号。本实施例中的移相装置则是虚线框中的部分，因此，前述的设置在两个底部基板上的信号输入线52对应着C1和C2，同样，设置在两个底部基板上的移相输出线53-55则对应着C3-C4和C6-C7。

当该移相装置使用在天线中时，需要向其输入信号和接收其移相后的信号，因此，如图1所示，电缆8-11分别通过耦接块4耦接至底部基板5上设置的一根信号输入线52和三根移相信号输出线53-55。对应的，电缆8、12-14分别耦接至另一底部基板5上的信号输入线和三根移相信号输出线。

另外，将电缆9、10相接，电缆12、13相接，从而分别形成对应的C4和C6。

当拉杆1驱动上下两块顶部基板在同一方向上运动时，显然信号在上下两块顶部基板和两块底部基板之间的传输路径产生了变化，即一个变大一个变小，从而使得C3与C7之间的相位差变大，因此，本实施例通过上下两层基板的设置，使得顶部基板仅需要移动很小的距离，便可以达到改变相位差的效果，因此，移相装置可以做得相对较小，以节省成本。

优选的，上述的固定部件2和/或板接铆钉7由非金属材料制成，如此可以提升移相装置的PIM性能。这里的非金属材料可以是塑料、橡胶等等。

图4a示出了依据本发明实施例的移相装置组装后滑动前的状态示意图，图4b示出了依据本发明实施例的移相装置组装后滑动后的状态示意图。

显然，通过拉杆1带动顶部基板3的运动，可以明显改变信号的传输路径长度，从而可以通过仅仅滑动较小的距离，便可以在移相装置左右两边的实现较大的相位差。

本发明还提出了一种电调天线，包括：该天线包括前述的移相装置以及ACU，其中，ACU耦接至拉杆1，用于驱动拉杆1，进而使得两个顶部基板能够同时地相对两个底部基板滑动，从而能够以较小的滑动行程实现较大的相位差。

图5a为依据本发明实施例的移相装置在1900MHz载频下的无源互调仿真图，图5b为依据本发明实施例的移相装置在2600MHz载频下的无源互调仿真图。

因为无源器件的互调失真与载频功率的大小有关，因此采用相对值表达方式更能体现移相装置的无源互调的稳定性，即无源互调值与载频的比值，单位为dBc。

在发射功率为20W的条件下，由图5a可以观察到，移相装置在1900MHz载频下，无源互调最坏的情形为-173dBc；由图5b可以观察到，在2600MHz载频下，移相装置的无源互调最坏的情形为-172dBc。

因此，本发明的移相装置具有稳定的PIM性能。

综上所述，本发明的移相装置包含了两个移相单元，并且能够同时以相反的相位变化趋势调整两个移相单元进行移相，实现了以较小的滑动行程实现较大的相位差，减小了移相装置的体积。另外，移相装置在组装时并不需要使用螺丝，避免了使用金属元件影响移相装置的PIM性能，并且在顶部基板运动时，其摩擦力很小，使得ACU能够在低温下驱动拉杆。上述的移相装置的零件很少，成本较低，并且使用非金属的铆钉进行连接，十分容易组装和返工。

本领域技术人员能够理解的是，上述的状态仅仅用于示例，并非用于限定本发明的应用范围。本领域技术人员可以针对每种特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种移相装置，其特征在于，包括：

接地板；

至少两个底部基板，其分别位于所述接地板的两侧，并且耦接至所述接地板；

至少两个顶部基板，其分别位于所述两个底部基板的两侧，每个所述顶部基板与每个所述底部基板构成一个移相单元；

拉杆，其耦接至所述两个顶部基板，用于调节所述两个顶部基板与所述两个底部基板之间的相对滑动，从而同时调整每个所述移相单元输出信号的相位。

2.如权利要求1所述的移相装置，其特征在于，

所述底部基板上面向所述顶部基板的侧面设置有至少一根信号输入线和至少一根移相信号输出线。

3.如权利要求2所述的移相装置，其特征在于，

所述顶部基板的、面向所述底部基板的侧面设置有至少一个U型线，所述至少一个U型线耦合至所述至少一根信号输入线和所述至少一根移相信号输出线。

4.如权利要求1所述的移相装置，其特征在于，所述移相装置还包括：

固定部件，其用于将所述两个顶部基板相互固定，并且所述拉杆通过所述固定部件耦接至所述两个顶部基板。

5.如权利要求4所述的移相装置，其特征在于，所述固定部件包括：

两个能够相互扣紧的第一固件和第二固件，当所述第一、第二固件扣紧时，所述顶部基板与所述底部基板贴合。

6.如权利要求5所述的移相装置，其特征在于，

所述第一固件上设置有至少一个铆钉和至少一个凹槽，所述第二固件上对应地设置有至少一个铆钉和至少一个凹槽，从而所述第一固件和第二固件之间能够通过铆钉和凹槽的相匹配以形成固定连接。

7.如权利要求6所述的移相装置，其特征在于，

所述顶部基板上设置有至少两个通孔，以供所述第一、第二固件上的铆钉穿过；以及

所述底部基板上设置有至少一个长孔，用于提供所述第一、第二固件上的铆钉的运动空间。

8.如权利要求1所述的移相装置，其特征在于，还包括：

板接铆钉，用于通过设置于所述两个底部基板上的通孔和设置于所述接地板上的通孔将所述两个底部基板与所述接地板相固定。

9.如权利要求1所述的移相装置，其特征在于，

所述底部基板与所述顶部基板上除了焊接的位置，其它位置覆有绝缘层。

10.如权利要求1所述的移相装置，其特征在于，

所述底部基板的、面向所述顶部基板的侧面设置有一根信号输入线和三根移相信号输出线，其中，所述三根移相信号输出线中的两根通过外部导体相连接。

11.如权利要求1-10任一项所述的移相装置，其特征在于，

所述固定部件和/或所述板接铆钉由非金属材料制成。

12.一种电调天线，其特征在于，包括：

如权利要求1所述的移相装置；

天线控制单元，其耦接至所述拉杆，用于驱动所述拉杆，进而使得所述两个顶部基板能够同时地相对所述两个底部基板滑动。