CN106654494A - 一种双系统移相合路模块及独立电调天线 - Google Patents
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Abstract
一种双系统移相合路模块及独立电调天线，双系统移相合路模块包括系统1移相器、系统2移相器、合路器PCB板和主馈PCB板，系统1移相器和系统2移相器分别工作于两个独立的频段；系统1移相器和系统2移相器共用型材腔体，合路器PCB板和主馈PCB板位于同一平面；合路器PCB板固定于型材腔体表面，输入端采用短接线分别与系统1移相器和系统2移相器连接，输出端与输出端口同轴电缆连接；主馈PCB板固定于型材腔体表面，输出端采用短接线分别与系统1移相器和系统2移相器连接，输入端与主馈输入同轴电缆连接。此移相合路模块具有成本较低，装配方便，重量较轻，指标优良和较低剖面的优点，可以灵活实现多路移相。
Description
技术领域
本发明涉及到移动通信基站天线领域，具体是一种应用于双系统独立电调天线的移相合路模块，以及相应的独立电调天线。
背景技术
近年来，移动运营商逐年加大4G网络覆盖的投入，这样就形成了3G和4G网络同时存在的局面，运营商为了节约成本希望能够在一个站点同时满足3G和4G业务覆盖的需要，这样，双系统独立电调天线应运而生，它既同时支持3G和4G两种制式，又可以很好的满足上述两个网络独立灵活覆盖的需要。
目前为止，双系统独立电调天线的移相合路方案主要包括以下两种：1、系统1和系统2的移相器都与合路器分开，中间用电缆进行连接，系统1和系统2分别进行赋形，移相器采用六路以下的移相方式，该方案电缆走线和结构布局都比较复杂、重量较重、成本偏高，指标一致性较差，且不适用于量产。2、系统1和系统2的移相器中有一种移相器与合路器直接相连，另外一种移相器通过电缆与合路器进行连接，当采用六路以上的移相方式时移相合路器的设计将会非常困难，电缆走线也会比较复杂，可量产性偏差但比第一种要好。
总体来说，双系统独立电调天线在复杂度和指标等方面很难兼顾，这样就迫切需要开发一款移相合路模块，能够在成本、重量、复杂度和指标等方面得到改善，使整机具备良好的可生产性，满足多制式网络独立覆盖的需要。
发明内容
针对目前双系统移相合路方案存在的指标与一致性偏差、装配复杂和成本较高等诸多问题，本发明提出一种双系统移相合路模块和相应独立电调天线，该移相合路模块可以明显克服上述诸多缺点，使用此种移相合路模块组成的双系统独立电调天线具有赋形效果较好，装配简单，成本较低，综合性能优良的优势。
本发明提供一种双系统移相合路模块，包括系统1移相器、系统2移相器、合路器PCB板和主馈PCB板，系统1移相器和系统2移相器分别工作于两个独立的频段；
所述系统1移相器包括型材腔体、系统1馈电网络PCB板和介质板；
所述系统2移相器包括型材腔体、系统2馈电网络PCB板和介质板；
所述系统1移相器和系统2移相器共用型材腔体；
合路器PCB板和主馈PCB板位于同一平面；
所述合路器PCB板固定于型材腔体表面，输入端采用短接线分别与系统1移相器和系统2移相器进行电气连接，输出端与输出端口同轴电缆进行电气连接；
所述主馈PCB板固定于型材腔体表面，输出端采用短接线分别与系统1移相器和系统2移相器进行电气连接，输入端与主馈输入同轴电缆进行电气连接。
而且，系统1馈电网络PCB板位于型材腔体中间的凹槽中，长度与型材腔体的长度保持一致，采用双层PCB板，上下两层带线中采用多个通孔进行连接。
而且，系统2馈电网络PCB板位于型材腔体中间的凹槽中，长度与型材腔体的长度保持一致，采用双层PCB板，上下两层带线中采用多个通孔进行连接。
而且，系统1移相器和系统2移相器采用同样的介质板，分别包括上下两层介质板，系统1移相器的上下两层介质板采用凹凸扣接方式分布在系统1馈电网络PCB板的两侧，系统2移相器的上下两层介质板采用凹凸扣接方式分布在系统1馈电网络PCB板的两侧。
而且，当介质板长度≥500mm时采用拼接方式提供。
而且，所述短接线是在铜棒周围包裹一圈介质材料，介质材料位于铜棒的中间位置，短接线两端各留出一段铜棒。
而且，设置焊接块，焊接块采用螺钉方式紧固在型材腔体的裙边上，系统1和系统2的主馈输入电缆的外导体与焊接块焊接在一起，电缆馈芯分别与主馈PCB板中系统1和系统2的输入端进行电气连接。
而且，所述系统1移相器和系统2移相器采用1进3出、1进5出、1进7出或1进9出的方式。
而且，采用两套传动机构分别拉动系统1和系统2移相器的介质板在型材腔体长度方向进行滑动来完成独立移相功能。
本发明还提供一种独立电调天线，包括采用上述的双系统移相合路模块。
本发明解决了目前双系统移相合路方案中普遍存在的主要问题，通过合理布局和设计，实现了两种系统之间只采用一种合路器来进行连接，从而简化了设计，有效提高了两种系统移相器在共电缆方式下垂直面的赋形效果。整个移相合路模块把移相器、合路器PCB板和主馈PCB板集成在一起，避免了繁琐的电缆走线和功分器部件，具有装配简单和可生产性较强的优点。该移相合路模块采用空气微带PCB形式的馈电网络方式，腔体、介质板等主要部件采用开模方式来进行加工制作，从而可以有效降低量产成本，保证指标一致性。
并且，馈电网络PCB板的设计方式有效缩短了移相合路模块的长度，减小了尺寸。系统1和系统2的移相器采用同一种介质板，这样可以有效提高两种系统移相器在共电缆方式下垂直面的赋形效果；当介质板长度较长时采用拼接的方式来进行加工制作，既可以实现其功能又可以提高加工精度和满足量产需要。
综上，该移相合路模块高度集成化，在指标，可装配性，成本，和批量一致性等综合方面具备较强的优势，采用该款移相合路模块的独立电调天线也将在电气和结构等方面具备较强的竞争力。
附图说明
图1为本发明实施例FA/D移相合路模块的剖面示意图。
图2为本发明实施例介质板的俯视示意图。
图3为本发明实施例焊接块的结构示意图。
图4为本发明实施例FA/D移相合路模块的仰视示意图。
图5为本发明实施例FA/D移相合路模块的俯视示意图。
图6为本发明实施例短接线的侧视图。
图7为本发明实施例短接线的俯视图。
图8为本发明实施例FA移相器的剖面俯视图。
图9为本发明实施例D移相器的剖面俯视图。
图10为本发明实施例的立体图。
具体实施方式
以下通过实施例结合附图来详细说明本发明的技术方案。
本发明提供一种双系统移相合路模块，主要包括系统1移相器、系统2移相器、合路器PCB板和主馈PCB板这几个部分，具体包括型材腔体、合路器PCB板、主馈PCB板、系统1馈电网络PCB板、系统2馈电网络PCB板、介质板、短接线和焊接块等部件；其中，系统1移相器和系统2移相器分别主要包括系统1馈电网络PCB板、系统2馈电网络PCB板，且分别工作于两个独立的频段。即系统1和系统2为工作于不同频段的两种系统，例如可以是GSM,CDMA,DCS,PCS,UMTS,TD-LTE,TD-SCDMA等。
系统1移相器，包括型材腔体、系统1馈电网络PCB版和介质板。系统2移相器包括型材腔体，系统2馈电网路PCB和介质板。
上述系统1移相器和系统2移相器共用型材腔体，腔体采用铝合金型材加工而成。
具体实施时，上述双系统移相合路模块，可以采用1进3出（2路），1进5出（4路），1进7（6路）出或者1进9出（8路）的方式来完成多种移相功能。系统1移相器和系统2移相器采用一致的方式。
合路器PCB板的位置、数量和主馈PCB板的位置、数量，根据系统1移相器和系统2移相器的具体设计而定。例如1进9出的方式，有9个输出端口，设置9个合路器PCB板和1个主馈PCB板。合路器PCB板由塑料铆钉或者其它方式 (例如塑料卡扣等非金属固定装置)固定于型材腔体表面，其输入端采用短接线分别与系统1移相器和系统2移相器进行电气连接，输出端与输出端口同轴电缆进行电气连接。
上述主馈PCB板由塑料铆钉或者其它方式 (例如塑料卡扣等非金属固定装置)固定于型材腔体表面，其与合路器PCB位于同一平面，其输入端采用短接线分别与系统1移相器和系统2移相器进行电气连接，输出端与主馈输入同轴电缆进行电气连接。
上述系统1馈电网络PCB板和系统2馈电网络PCB板均位于型材腔体中间的凹槽中，介质板位于型材腔体中，上下两层介质板采用凹凸扣接方式分布在馈电网络PCB板的两侧。
上述短接线位于型材腔体中，其一端与馈电网络PCB板进行电气连接，另一端与合路器PCB板或者主馈PCB板进行电气连接。焊接块采用螺钉方式紧固在型材腔体的裙边上，系统1和系统2主馈输入电缆的外导体与焊接块焊接在一起，电缆馈芯分别与主馈PCB板的系统1和系统2的输入端进行电气连接。采用两套传动机构分别拉动上述系统1和系统2移相器的介质板在型材腔体长度方向进行滑动来实现独立移相功能。
系统1馈电网络PCB板位于型材腔体中间的凹槽中，厚度为0.5mm-2.5mm，长度与型材腔体的长度保持一致。其采用高频硬质双层PCB板，上下两层带线中采用多个通孔进行连接。
系统2馈电网络PCB板位于型材腔体中间的凹槽中，厚度为0.5mm-2.5mm，长度与型材腔体的长度保持一致。其采用高频硬质双层PCB板，上下两层带线中采用多个通孔进行连接。
具体实施时，型材腔体可以并行提供两个凹槽，分别用于安放系统1馈电网络PCB板和系统2馈电网络PCB板。
进一步地，介质板采用低插损工程塑料或其他介质材料，厚度为1.5mm-5mm，其位于型材腔体中，上下两层介质板采用凹凸扣接方式分布在馈电网络PCB板的两侧，当长度≥500mm时可以采用拼接的方式来保证加工精度。
进一步地，短接线采用嵌件注塑或者其它方式在直径为0.8-2mm的铜棒周围包裹一圈介质材料，介质材料位于铜棒的中间位置，短接线两端各留出约1mm-5mm的铜棒。短接线位于型材腔体中，其一端与馈电网络PCB板进行电气连接，另一端与合路器PCB板或者主馈PCB板进行电气连接。
进一步地，焊接块采用锌合金压铸而成，焊接块采用螺钉方式紧固在型材腔体的裙边上，系统1和系统2主馈输入电缆的外导体与焊接块焊接在一起，电缆馈芯分别与主馈PCB板中系统1和系统2的输入端进行电气连接。
实施例提供FA/D移相合路模块，具体实施时采用其他系统移相器的实现方式相同。
如图1至图10所示，本实施例中所涉及的FA/D移相合路模块主要包括FA移相器、D移相器、合路器PCB板3和主馈PCB板5，具体包括型材腔体2、合路器PCB板3、主馈PCB板5、FA馈电网络PCB板1、D馈电网络PCB板22、介质板4、短接线8和焊接块6等部件。其中FA移相器工作于FA频段，即1880MHz-1920MHz和2010MHz-2025MHz，D移相器工作于D频段，即2575MHz-2635MHz。实施例提供的是1进9出（8路）情况下的FA/D移相合路模块。
如图8所示的FA移相器主要包括FA馈电网络PCB板1和上下两层介质板4，如图9所示的D移相器主要包括D馈电网络PCB板22和上下两层介质板4，上述FA移相器和D移相器共用型材腔体2。本实施例中，FA移相器的腔体宽度比D移相器的腔体宽度要宽5mm，从而可以确保在纵向长度尺寸一致的情况下分别实现FA移相器和D移相器的阻抗匹配。上述FA馈电网络PCB板和D馈电网络PCB板可以统称为馈电网络PCB板。
型材腔体2的截面图如图1中标注2所示，型材腔体2的仰视图如图4中标注2所示。为了便于焊接，进一步地，在型材腔体2上设置孔11。如图4所示，型材腔体2中标注为11的孔可以方便电烙铁头伸入腔体中进行焊接操作，用于焊接短接线。上述FA馈电网络PCB板1和D馈电网络PCB板22均位于型材腔体2中间的凹槽中，具体如图1所示。FA馈电网络PCB板1和D馈电网络PCB板22的厚度均为1mm，两者长度都与型材腔体2的长度保持一致，均采用高频硬质双层PCB板，馈电网络PCB板的上下两层走线中采用多个通孔14进行电气连接，通孔结构可以使馈电网络PCB板具有空气微带性质，从而有效降低PCB板的损耗。馈电网络PCB板上面有如图8和图9中所示的滑槽23，FA馈电网络PCB板1的上下两层介质板4扣接在一起，D馈电网络PCB板22的上下两层介质板4扣接在一起，在如图5中X轴方向上进行移动，滑槽23起到行程限位的作用，确保了介质板4在移动过程中的稳定性。馈电网络PCB板中标注为12处所示的孔可以确保塑料铆钉顺利穿出合路器PCB板3或主馈PCB板5，同时可以有效防止馈电网络PCB板在X轴方向上发生位移。具体孔12的数量与正面固定合路器的塑料铆钉数量一致，位置不固定。
本实施例中介质板4的厚度采用2.5mm，材料采用低插损的工程塑料，其位于型材腔体中，上下两层介质板4采用凹凸扣接方式分布在馈电网络PCB板的上下两侧，如图1所示，FA馈电网络PCB板1上下各分布一层介质板4，D馈电网络PCB板22上下各分布一层介质板4。本实施例中的介质板4长度为808mm，进一步地，由中间断开分成两部分且采用凹凸扣接的方式组合在一起，如图2中标注9所示扣接部位。这样分成两部分有利于确保注塑加工的尺寸稳定性。介质板4采用模具注塑的方式进行加工制作，从而有效确保尺寸稳定性和指标一致性。如图2中标注13处的过渡段部分可以在介质板滑动过程中有效保证频段范围内的阻抗匹配。
如图8和图9所示，FA和D馈电网络PCB板的纵向匹配段大部分均处于介质板4的覆盖中，而且单个节点只采用两个匹配段来完成阻抗匹配和功率分配，不同于传统馈电网络需要三个匹配段，馈电网络PCB板的上述设计方式取消了纵向的匹配段，有效缩短了移相合路模块的长度，减小了尺寸。进一步地，FA和D移相器采用同一种介质板，这样可以有效提高FA和D移相器在共电缆方式下垂直面的赋形效果。
如图1和图5所示，合路器PCB板3由塑料铆钉7固定于型材腔体2表面，其输入端16和17采用短接线8分别与FA移相器和D移相器进行电气连接，输出端15与输出端口同轴电缆进行电气连接。通过合理布局和设计，实现了FA和D移相器之间只采用一种合路器来进行连接，从而简化了设计，有效提高了FA和D移相器在共电缆方式下垂直面的赋形效果。
如图5所示，主馈PCB板5由塑料铆钉固定于型材腔体2的表面，其与合路器PCB板3位于同一平面，输出端20采用短接线与D移相器进行电气连接，输出端21采用短接线与FA移相器进行电气连接，输入端18与D主馈输入同轴电缆进行电气连接，输入端19与FA主馈输入同轴电缆进行电气连接。
短接线8的侧视和俯视图如图6所示，其采用嵌件注塑方式在直径为1mm的铜棒24周围包裹一圈介质材料25；介质材料25的外径为3mm，其位于铜棒24的中间位置；短接线8两端各留出约3mm的铜棒。短接线8位于型材腔体中，其一端与馈电网络PCB板进行电气连接，另一端与合路器PCB板或者主馈PCB板进行电气连接，如图1所示。
焊接块6的结构示意图如图3所示，焊接块采用锌合金压铸而成，其采用螺钉方式紧固在型材腔体的裙边26上，FA和D主馈输入电缆的外导体与焊接块焊接在一起，电缆馈芯分别与主馈PCB板的FA和D输入端19、18进行电气连接。
本实施例中的FA/D移相合路模块采用两套传动机构分别拉动FA和D移相器的介质板中标注10的传动连接部分，在型材腔体长度方向上进行滑动来完成独立移相功能。
上述移相合路模块将FA移相器，D移相器、合路器PCB板和主馈PCB板集成在一起，在电气指标、可装配性、成本、和批量一致性等综合方面具备较强的优势，采用该款移相合路模块的独立电调天线也将充分满足多制式网络覆盖的需要。
上述实施例为本专利的优选实施方式，并非用来限制本发明的实施范围，凡未背离本发明的原理所作的任何改进、润饰和组合等，均属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种双系统移相合路模块，其特征在于：包括系统1移相器、系统2移相器、合路器PCB板和主馈PCB板，系统1移相器和系统2移相器分别工作于两个独立的频段；
所述系统1移相器包括型材腔体、系统1馈电网络PCB板和介质板；
所述系统2移相器包括型材腔体、系统2馈电网络PCB板和介质板；
所述系统1移相器和系统2移相器共用型材腔体；
合路器PCB板和主馈PCB板位于同一平面；
所述合路器PCB板固定于型材腔体表面，输入端采用短接线分别与系统1移相器和系统2移相器进行电气连接，输出端与输出端口同轴电缆进行电气连接；
所述主馈PCB板固定于型材腔体表面，输出端采用短接线分别与系统1移相器和系统2移相器进行电气连接，输入端与主馈输入同轴电缆进行电气连接。
2.根据权利要求1所述双系统移相合路模块，其特征在于：系统1馈电网络PCB板位于型材腔体中间的凹槽中，长度与型材腔体的长度保持一致，采用双层PCB板，上下两层带线中采用多个通孔进行连接。
3.根据权利要求1所述双系统移相合路模块，其特征在于：系统2馈电网络PCB板位于型材腔体中间的凹槽中，长度与型材腔体的长度保持一致，采用双层PCB板，上下两层带线中采用多个通孔进行连接。
4.根据权利要求1或2或3所述双系统移相合路模块，其特征在于：系统1移相器和系统2移相器采用同样的介质板，分别包括上下两层介质板，系统1移相器的上下两层介质板采用凹凸扣接方式分布在系统1馈电网络PCB板的两侧，系统2移相器的上下两层介质板采用凹凸扣接方式分布在系统1馈电网络PCB板的两侧。
5.根据权利要求4所述双系统移相合路模块，其特征在于：当介质板长度≥500mm时采用拼接方式提供。
6.根据权利要求1或2或3所述双系统移相合路模块，其特征在于：所述短接线是在铜棒周围包裹一圈介质材料，介质材料位于铜棒的中间位置，短接线两端各留出一段铜棒。
7.根据权利要求1或2或3所述双系统移相合路模块，其特征在于：设置焊接块，焊接块采用螺钉方式紧固在型材腔体的裙边上，系统1和系统2的主馈输入电缆的外导体与焊接块焊接在一起，电缆馈芯分别与主馈PCB板中系统1和系统2的输入端进行电气连接。
8.根据权利要求1或2或3所述双系统移相合路模块，其特征在于：所述系统1移相器和系统2移相器采用1进3出、1进5出、1进7出或1进9出的方式。
9.根据权利要求1或2或3所述双系统移相合路模块，其特征在于：采用两套传动机构分别拉动系统1和系统2移相器的介质板在型材腔体长度方向进行滑动来完成独立移相功能。
10.一种独立电调天线，其特征在于：采用如权利要求1-9所述的双系统移相合路模块。
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