CN108598707B - 一种移相器开关 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种移相器开关，包括PCB线路板，PCB线路板的第一面设有第一线路、第二线路以及第三线路，第二线路位于第一线路和第三线路之间；PCB线路板在位于第三线路的位置安装有PCB指针滑块，PCB指针滑块以第三线路为支点从第一线路上转动到第二线路上或从第二线路上转动到第一线路上；PCB指针滑块的靠近PCB线路板的一面设有耦合线路，耦合线路与第三线路之间耦合连接，当PCB指针滑块转动到第一线路上时，耦合线路与第一线路之间耦合连接，从而第一线路与第三线路连通，当PCB指针滑块转动到第二线路上时，耦合线路与第二线路之间耦合连接，从而第二线路与第三线路连通。本发明可实现同一台基站天线中的电调部分和固定倾角部分的随意切换，降低了成本。

Description

一种移相器开关

【技术领域】

本发明涉及移动通信技术领域，尤其是涉及一种基站天线的移相器开关。

【背景技术】

基站天线是无线通信的必备设备，起到能量转换的作用，即馈线中的高频电流能量转换为自由空间的电磁波发射出去(发射天线)或反之亦可(接收天线)。

电调天线，即下倾角连续可调的移动天线。电下倾的原理是通过改变阵列天线辐射单元间的相对相位，改变每个辐射单元在空间合成电场强度矢量占比，从而改变天线在垂直方向的最大辐射角度，即下倾角。另外结构上保持垂直安装，便于美化；可根据覆盖区域内话务量的变化实时、动态、便捷地调整下倾角；能有效克服机械下倾角的覆盖缺陷，电调天线的水平方向图均匀收缩，能有效控制RF(射频)干扰，并且系统不停机的情况下电调天线对下倾角调整的精度较高(为0.1°)，因此可以对网络实现精细调整，大下倾时波束不变形，倾角调整对邻区覆盖影响小；机械下倾天线水平方向图随着下倾角的变化畸变越来越严重；当机械调节角度超过垂直面半功率波束宽度时，水平面方向图明显畸变，前后比变差，后瓣上翘。

固定倾角天线，即垂直面主波束下倾角固定不可发生变化的移动天线。它也是通过内置阵列天线振子间的固定相位差，改变垂直分量和水平分量的幅值大小，改变合成分量场强强度，从而使天线的垂直方向性图下倾。但相对于电调天线，同样下倾角的情况下，固定下倾角天线具有成本低、增益高、波瓣窄、稳定性更好等优点。

对于实际应用过程中的基站天线选型问题，可根据网络的覆盖要求、话务量分布、抗干扰要求和网络服务质量等实际情况来合理的解决。天线类型的选择与地形、地物以及话务量分布等紧密相关，所以在某种特殊的需求下，一种兼具电调天线功能和固定倾角天线功能的基站天线应运而生。

传统的基站天线，在同一台天线中实现固定倾角天线功能的固定倾角部分的射频输出端口和实现电调天线功能的电调部分的射频输出端口是相互独立的，传统的移相器技术无法在有限的物理空间里在同一台基站天线中实现电调部分和固定倾角部分间的随意切换，且传统的基站天线结构复杂，装配难度高，成本高。

【发明内容】

本发明的目的在于克服上述技术的不足，提供一种移相器开关，可实现同一台基站天线中的电调部分和固定倾角部分间的随意切换，且电调部分的信号和固定倾角部分的信号通过同一个射频输出端口输出。

本发明提供的一种移相器开关，包括PCB线路板，所述PCB线路板的第一面设有第一线路、第二线路以及第三线路，所述第二线路位于所述第一线路和第三线路之间；所述PCB线路板在位于所述第三线路的位置安装有PCB指针滑块，所述PCB指针滑块以所述第三线路为支点从所述第一线路上转动到所述第二线路上或从所述第二线路上转动到所述第一线路上；所述PCB指针滑块的靠近所述PCB线路板的一面设有耦合线路，所述耦合线路与所述第三线路之间耦合连接，当所述PCB指针滑块转动到所述第一线路上时，耦合线路与第一线路之间耦合连接，从而第一线路与第三线路连通，当所述PCB指针滑块转动到所述第二线路上时，耦合线路与第二线路之间耦合连接，从而第二线路与第三线路连通。

进一步地，当所述PCB指针滑块转动到所述第一线路上时，所述移相器开关的工作模式为电调模式，当所述PCB指针滑块转动到所述第二线路上时，所述移相器开关的工作模式为固定倾角模式，当PCB指针滑块转动到第一线路和第二线路之间时，所述移相器开关为非工作模式。

进一步地，所述第三线路的内端的位置安装有介质件，所述介质件上安装有所述PCB指针滑块，PCB指针滑块可围绕所述介质件转动；所述耦合线路包括相互连接的第一连接部和第二连接部，所述第一连接部的外端端部与第三线路的内端端部重叠，第一连接部的外端与第三线路的内端之间耦合连接。

进一步地，所述PCB线路板呈半圆状，所述第三线路的内端位于PCB线路板的圆心位置，所述PCB指针滑块的靠近PCB线路板的径向外周的一端通过一介质卡件连接到所述PCB线路板的径向外周，从而PCB指针滑块可围绕所述介质件沿PCB线路板的径向外周转动。

进一步地，所述PCB指针滑块的远离PCB线路板的径向外周的一端伸出所述PCB线路板之外并连接一拉杆，所述拉杆与所述PCB线路板平行。

进一步地，所述PCB线路板呈半圆状，所述第一线路包括沿所述PCB线路板的径向外周到PCB线路板的圆心的方向依次间隔排列的第一支路、第二支路和第三支路，所述第一支路、第二支路和第三支路分别包括第一弧部、第二弧部和第三弧部，所述第一弧部、第二弧部和第三弧部的轴线与所述PCB线路板的圆心位于同一条直线上；当所述PCB指针滑块转动到所述第一弧部、第二弧部和第三弧部上时，所述耦合线路分别与第一弧部、第二弧部、第三弧部之间耦合连接。

进一步地，所述耦合线路包括相互连接的第一连接部和第二连接部，所述第二连接部上设有耦合部，当所述PCB指针滑块转动到所述第一弧部、第二弧部和第三弧部上时，所述第一连接部的内端端部重叠于第三弧部，第一连接部的内端与第三弧部之间耦合连接，所述耦合部重叠于第二弧部，耦合部与第二弧部之间耦合连接，所述第二连接部的外端端部重叠于第一弧部，第二连接部的外端与第一弧部之间耦合连接。

进一步地，所述第一线路包括第一支路、第二支路和第三支路；所述第一支路的两端、第二支路的两端和第三支路的两端分别通过金属化过孔与设置在所述PCB线路板的第二面的对应的第一同轴电缆连接，每个所述第一同轴电缆用于与对应的基站天线的电调部分的辐射单元连接。

进一步地，所述第二线路呈L状，包括第一部分以及连接到第一部分一端的第二部分；所述耦合线路包括相互连接的第一连接部和第二连接部，当所述PCB指针滑块转动到所述第二线路的第二部分上时，所述第二连接部的外端端部重叠于第二部分，第二连接部的外端与第二部分之间耦合连接；所述第一部分靠近所述第三线路的外端，且第一部分的远离所述第二部分的一端通过金属化过孔与设置在所述PCB线路板的第二面的第二同轴电缆连接，所述第二同轴电缆用于与对应的基站天线的固定倾角部分的辐射单元连接。

进一步地，所述第三线路的外端通过金属化过孔与设置在所述PCB线路板的第二面的第三同轴电缆连接，所述第三同轴电缆用于与基站天线的射频接头连接。

本发明的移相器开关可实现同一台基站天线中的电调部分和固定倾角部分的随意切换，且电调部分的信号和固定倾角部分的信号可通过同一个射频输出端口输出，从而实现了基站天线的电调天线功能和固定倾角功能。同时相对传统的基站天线，本发明简化了装配工序，节省了时间，降低了成本，提高了生产效率。

【附图说明】

图1为本发明一实施例提供的一种移相器开关的结构示意图；

图2是图1所示移相器开关的PCB线路板的俯视示意图；

图3是图1所示移相器开关的第一线路的第二支路和第三支路、第一同轴电缆的局部示意图；

图4是图3所示移相器开关的第一同轴电缆、接地层的局部示意图；

图5是图1所示移相器开关的工作状态示意图；

图6是图1所示移相器开关应用到兼具电调天线功能和固定倾角天线功能的基站天线中的电气原理图。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

参考图1和图2，本发明提供的一种移相器开关，包括呈近似半圆状的PCB线路板10。PCB线路板10的正面(即第一面)设有第一线路20、第二线路30以及第三线路40。第三线路40沿PCB线路板10的径向延伸，第三线路40的内端位于PCB线路板10的圆心的位置，第三线路40的外端靠近PCB线路板10的径向外周的一侧。第二线路30位于第一线路20和第三线路40之间并靠近第三线路40的外端。PCB线路板10的背面(即第二面)设有用于接地的接地层11(见图4)。本说明书中将PCB线路板10设置第一线路20、第二线路30、第三线路40的第一面定义为PCB线路板10的正面，将PCB线路板10的设置接地层11的第二面定义为PCB线路板10的背面。

第一线路20包括沿PCB线路板10的径向外周到PCB线路板10的圆心的方向依次间隔排列的第一支路21、第二支路22和第三支路23。第二线路30位于第三支路23和第三线路40之间。第一支路21、第二支路22和第三支路23分别包括第一弧部211、第二弧部221和第三弧部231，第一弧部211、第二弧部221和第三弧部231的轴线与PCB线路板10的圆心位于同一条直线上。第一弧部211、第二弧部221和第三弧部231与PCB线路板10的径向外周平行。第一弧部211、第二弧部221和第三弧部231的弧长依次减小。

第一支路21包括相互连接的第一支路单元、第二支路单元。第一支路单元包括第一直段212a以及连接到第一直段212a一端的第一弧段212b。第二支路单元包括第二直段213a以及连接到第二直段213a一端的第二弧段213b。第一弧段212b与第二弧段213b连接形成上述的第一弧部211，第一直段212a、第二直段213a分别位于第一弧部211的两侧。

类似地，第二支路22包括相互连接的第三支路单元、第四支路单元。第三支路单元包括第三直段222a以及连接到第三直段222a一端的第三弧段222b。第四支路单元包括第四直段223a以及连接到第四直段223a一端的第四弧段223b。第三弧段222b和第四弧段223b连接形成上述的第二弧部221，第三直段222a、第四直段223a分别位于第二弧部221的两侧。

第三支路23包括相互连接的第五支路单元、第六支路单元。第五支路单元包括第五直段232a以及连接到第五直段232a一端的第五弧段232b。第六支路单元包括第六直段233a以及连接到第六直段233a一端的第六弧段233b。第五弧段232b和第六弧段233b连接形成上述的第三弧部231，第五直段232a、第六直段233a分别位于第三弧部231的两侧。

其中，第二直段213a、第四直段223a、第六直段233a位于PCB线路板10径向外周的一侧并与第二线路30、第三线路40位于同一侧。第一直段212a、第三直段222a、第五直段232a位于PCB线路板10的径向外周的另一侧。

结合图3和图4所示，第一支路21的两端(即第一直段212a的端部和第二直段213a的端部)、第二支路22的两端(即第三直段222a的端部和第四直段223a的端部)和第三支路23的两端(即第五直段232a的端部和第六直段233a的端部)分别设有金属化过孔24，分别通过金属化过孔24与设置在PCB线路板10的背面的对应的第一同轴电缆25连接，每个第一同轴电缆25用于与对应的基站天线的电调部分的辐射单元连接，以实现电调天线功能。

具体的，第一同轴电缆25包括内导体251、包覆在内导体251外周的介质层252以及包覆在介质层252外周的外导体253。内导体251的端部伸出介质层252的端部之外焊接到对应的金属化过孔24。介质层252的端部伸出外导体253的端部之外以防止焊接短路。外导体253的端部焊接到接地层11。介质层252的端部的长度为1毫米。

第二线路30呈近似L状。第二线路30包括第一部分31以及连接到第一部分31一端的第二部分32。第一部分31靠近第三线路40的外端。第二部分32靠近第三支路23。第二部分32的轴线与PCB线路板10的圆心位于同一条直线上。

第一部分31的远离第二部分32的一端设有金属化过孔33，通过金属化过孔33与设置在PCB线路板10背面的第二同轴电缆34电连接，第二同轴电缆34用于与对应的基站天线的固定倾角部分的辐射单元连接，以实现固定倾角天线功能。第二同轴电缆34的结构及固定方式与第一同轴电缆25相同，这里不再赘述。

第三线路40为射频信号输入端口。第三线路40的外端设有金属化过孔41，通过金属化过孔41与设置在PCB线路板10的背面的第三同轴42电缆连接，第三同轴电缆42用于与基站天线的射频接头连接，以输入射频信号。第三同轴电缆42的结构及固定方式与第一同轴电缆25相同，这里不再赘述。

PCB线路板10在位于第三线路40的位置安装有PCB指针滑块50。PCB指针滑块50以第三线路40为支点从第一线路20上转动到第二线路30上或从第二线路30上转动到第一线路20上。PCB指针滑块50的靠近PCB线路板10的一面设有耦合线路70，耦合线路70与第三线路40耦合连接。耦合线路70的轴线优选与PCB指针滑块50的轴线重合。耦合线路70沿PCB指针滑块50的轴线延伸。当PCB指针滑块50转动到第一线路20上时，耦合线路70与第一线路20之间耦合连接，从而第一线路20与第三线路40连通，移相器开关的工作模式为电调模式，当PCB指针滑块50转动到第二线路30上时，耦合线路70与第二线路30耦合连接，从而第二线路30与第三线路40连通，移相器开关的工作模式为固定倾角模式，当PCB指针滑块50转动到第一线路20和第二线路30之间时，移相器开关为非工作模式。

具体的，第三线路40的内端的位置安装有介质件60，介质件60上安装有PCB指针滑块50，PCB指针滑块50可围绕介质件60转动，即PCB指针滑块50以PCB线路板10的圆心位置为转动中心进行转动。优选地，介质件60为一R型塑料铆钉。耦合线路70包括相互连接的第一连接部71和第二连接部72。第一连接部71的宽度大于第二连接部72的宽度。第二连接部72的中间位置上设有耦合部721。第一连接部71的外端端部与第三线路40的内端端部重叠，第一连接部71的外端71a与第三线路40的内端40a之间耦合连接。

当PCB指针滑块50转动到第一线路20的第一弧部211、第二弧部221、第三弧部231上时，第二连接部72的外端端部重叠于第一弧部211，第二连接部72的外端72a与第一弧部211之间耦合连接，耦合部721重叠于第二弧部221，耦合部721与第二弧部221之间耦合连接，第一连接部71的内端端部重叠于第三弧部231，第一连接部71的内端71b与第三弧部231之间耦合连接，从而第一线路20和第三线路40连通，经第三同轴电缆42输入到第三线路40的信号会经第一线路20的第一弧部211、第二弧部221、第三弧部231分别传输到各支路，从而在实际应用到基站天线中时，会通过各支路的第一同轴电缆25与对应的电调部分的辐射单元连接，从而实现基站天线的电调天线功能。

当PCB指针滑块50转动到第二线路30的第二部分32上时，第二连接部72的外端端部重叠于第二部分32，第二连接部72的外端72a与第二部分32之间耦合连接，从而第二线路30和第三线路40连通，经第三同轴电缆42输入到第三线路40的信号会传输到第二线路30，从而在实际应用到基站天线中时，会通过第二同轴电缆34与对应的固定倾角部分的辐射单元连接，从而实现基站天线的固定倾角天线功能。

本实施例中，PCB指针滑块50的靠近PCB线路板10的径向外周的一端通过一介质卡件80连接到PCB线路板10的外周，使得PCB指针滑块50可围绕介质件60沿PCB线路板10的径向外周转动。介质卡件80一端固定到PCB指针滑块50，另一端卡设到PCB线路板10的径向外周，可保证PCB指针滑块50在沿PCB线路板10的径向外周转动的过程中，耦合线路70与第一线路20、第二线路30的耦合连接，并且平稳转动。优选地，介质卡件80为一塑料卡件。

PCB指针滑块50的远离PCB线路板10的径向外周的一端伸出PCB线路板10之外并通过销钉91连接一拉杆90，拉杆90与PCB线路板10平行，沿着与PCB线路板10平行的方向拉动拉杆90可带动PCB指针滑块50围绕介质件60沿PCB线路板10的径向外周转动，操作方便，便于切换移相器开关的工作模式。

下面以PCB线路板10上的位置a、位置b和位置c对本发明的工作原理进行举例说明。

参考图5，将PCB指针滑块50转动到第一线路20的第一弧部211、第二弧部221、第三弧部231的两端上的位置，分别定义为位置a和位置b，将PCB指针滑块50转动到第二线路30的第二部分32的位置定义为位置c，位置a和位置b之间的夹角为60度，位置b和位置c之间的夹角为50度。拉动拉杆90，当PCB指针滑块50围绕介质件60在位置a和位置b之间转动时，PCB指针滑块50上的耦合线路70的第二连接部72的外端72a、耦合部721、第一连接部71的内端71b分别与第一线路20的第一弧部211、第二弧部221和第三弧部231之间耦合连接，第一线路20和第三线路40连通，第二线路30不工作，从而在实际应用到基站天线中时可实现电调天线功能。拉动拉杆90，当PCB指针滑块50围绕介质件60转动到位置c时，PCB指针滑块50上的耦合线路40的第二连接部72的外端72a与第二线路30的第二部分32之间耦合连接，第二线路30和第三线路40连通，第一线路20不工作，从而在实际应用到基站天线中时可实现固定倾角天线功能。拉动拉杆90，当PCB指针滑块50在位置b和位置c之间转动时，第一线路20和第二线路30都不工作，移相器开关为非工作模式。

参考图6，为本发明的移相器开关应用到兼具电调天线功能和固定倾角天线功能的基站天线的电气原理图。本实施例中，基站天线包括七个双极化辐射单元，其中辐射单元1-6为实现电调天线功能的辐射单元，即电调部分的辐射单元，辐射单元7为实现固定倾角天线功能的辐射单元，即固定倾角部分辐射单元。第一线路20的各支路的两端分别通过第一同轴电缆25与辐射单元1-6连接。第二线路30的第一部分31通过第二同轴电缆34与辐射单元7连接。结合图5，当移相器开关的PCB指针滑块50围绕介质件60在位置a和位置b之间转动时，PCB指针滑块50的耦合线路70与第一线路20之间耦合连接，第一线路20和第三线路40连通，辐射单元1-6被激励，构成基站天线的电调部分，从而可实现基站天线的电调天线功能。当移相器开关的PCB指针滑块50围绕介质件60转动到位置c时，PCB指针滑块50上的耦合线路70与第二线路30之间耦合连接，第二线路30和第三线路40连通，辐射单元7被激励，构成基站天线的固定倾角部分，从而可实现基站天线的固定倾角功能。当移相器开关的PCB指针滑块50围绕介质件60在位置b和位置c之间转动时，移相器开关为非工作模式，此时基站天线为非工作状态。基站天线的电调部分的信号和固定倾角部分的信号最终可通过同一射频输出端口输出。

通过本发明的移相器开关，可实现基站天线在电调部分和固定倾角部分间的随意切换，简化了基站天线的结构，降低了基站天线的装配难度，提高了生产效率，并降低了成本，同时基站天线的电调部分的信号和固定倾角部分的信号最终可通过同一射频输出端口输出。

以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，如对各个实施例中的不同特征进行组合等，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种移相器开关，包括PCB线路板，其特征在于：所述PCB线路板的第一面设有第一线路、第二线路以及第三线路，所述第二线路位于所述第一线路和第三线路之间；所述PCB线路板在位于所述第三线路的位置安装有PCB指针滑块，所述PCB指针滑块以所述第三线路为支点从所述第一线路上转动到所述第二线路上或从所述第二线路上转动到所述第一线路上；所述PCB指针滑块的靠近所述PCB线路板的一面设有耦合线路，所述耦合线路与所述第三线路之间耦合连接，当所述PCB指针滑块转动到所述第一线路上时，耦合线路与第一线路之间耦合连接，从而第一线路与第三线路连通，当所述PCB指针滑块转动到所述第二线路上时，耦合线路与第二线路之间耦合连接，从而第二线路与第三线路连通，所述第二线路呈近似L状，所述第二线路包括第一部分以及连接到第一部分一端的第二部分；所述耦合线路包括相互连接的第一连接部和第二连接部，所述PCB线路板呈半圆状，所述第一线路包括沿所述PCB线路板的径向外周到PCB线路板的圆心的方向依次间隔排列的第一支路、第二支路和第三支路，所述第一支路、第二支路和第三支路分别包括第一弧部、第二弧部和第三弧部，所述第一弧部、第二弧部和第三弧部的轴线与所述PCB线路板的圆心位于同一条直线上；当所述PCB指针滑块转动到所述第一弧部、第二弧部和第三弧部上时，所述耦合线路分别与第一弧部、第二弧部、第三弧部之间耦合连接。

2.根据权利要求1所述的移相器开关，其特征在于：当所述PCB指针滑块转动到所述第一线路上时，所述移相器开关的工作模式为电调模式，当所述PCB指针滑块转动到所述第二线路上时，所述移相器开关的工作模式为固定倾角模式，当PCB指针滑块转动到第一线路和第二线路之间时，所述移相器开关为非工作模式。

3.根据权利要求1所述的移相器开关，其特征在于：所述第三线路的内端的位置安装有介质件，所述介质件上安装有所述PCB指针滑块，PCB指针滑块可围绕所述介质件转动；所述耦合线路包括相互连接的第一连接部和第二连接部，所述第一连接部的外端端部与第三线路的内端端部重叠，第一连接部的外端与第三线路的内端之间耦合连接。

4.根据权利要求3所述的移相器开关，其特征在于：所述PCB线路板呈半圆状，所述第三线路的内端位于PCB线路板的圆心位置，所述PCB指针滑块的靠近PCB线路板的径向外周的一端通过一介质卡件连接到所述PCB线路板的径向外周，从而PCB指针滑块可围绕所述介质件沿PCB线路板的径向外周转动。

5.根据权利要求4所述的移相器开关，其特征在于：所述PCB指针滑块的远离PCB线路板的径向外周的一端伸出所述PCB线路板之外并连接一拉杆，所述拉杆与所述PCB线路板平行。

6.根据权利要求1所述的移相器开关，其特征在于：所述耦合线路包括相互连接的第一连接部和第二连接部，所述第二连接部上设有耦合部，当所述PCB指针滑块转动到所述第一弧部、第二弧部和第三弧部上时，所述第一连接部的内端端部重叠于第三弧部，第一连接部的内端与第三弧部之间耦合连接，所述耦合部重叠于第二弧部，耦合部与第二弧部之间耦合连接，所述第二连接部的外端端部重叠于第一弧部，第二连接部的外端与第一弧部之间耦合连接。

7.根据权利要求1所述的移相器开关，其特征在于：所述第一支路的两端、第二支路的两端和第三支路的两端分别通过金属化过孔与设置在所述PCB线路板的第二面的对应的第一同轴电缆连接，每个所述第一同轴电缆用于与对应的基站天线的电调部分的辐射单元连接。

8.根据权利要求1所述的移相器开关，其特征在于：当所述PCB指针滑块转动到所述第二线路的第二部分上时，所述第二连接部的外端端部重叠于第二部分，第二连接部的外端与第二部分之间耦合连接；所述第一部分靠近所述第三线路的外端，且第一部分的远离所述第二部分的一端通过金属化过孔与设置在所述PCB线路板的第二面的第二同轴电缆连接，所述第二同轴电缆用于与对应的基站天线的固定倾角部分的辐射单元连接。

9.根据权利要求1所述的移相器开关，其特征在于：所述第三线路的外端通过金属化过孔与设置在所述PCB线路板的第二面的第三同轴电缆连接，所述第三同轴电缆用于与基站天线的射频接头连接。