CN109802234A - 基站天线及其移相馈电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种移相馈电装置，包括金属腔体、移相电路及馈电网络板。金属腔体为U型槽结构，且与接地层配合形成屏蔽腔，从而起到传统移相器腔体的作用。由于接地层作为屏蔽腔的一个侧壁，故金属腔体相较于传统的移相器腔体则省略了一个侧壁，从而在保证移相馈电装置功能的前提下，显著减小金属腔体的厚度及重量。此外，金属腔体与馈电网络板的共地设置，而信号端子与馈电线路电连接，故还可在不采用同轴馈线的基础上实现馈电线路对移相电路馈电。因此，上述移相馈电装置的体积减小、结构简化，从而有利于实现基站天线的小型化。此外，本发明还提供一种基站天线。
Description
技术领域
本发明涉及无线通讯技术领域，特别涉及一种基站天线及其移相馈电装置。
背景技术
随着天线技术发展，小型化天线成为基站天线的发展趋势。移相馈电装置是基站天线的核心元件，电信号通过移相馈电装置进行功分、移相处理后进入对应的天线通道内，实现信号辐射。
目前，移相馈电装置一般由移相器及馈电网络板两个单独的元器件组合而成。而且，移相器需与馈电网络板的馈电线路之间，要通过馈电电缆实现馈电。因此，加工移相馈电装置时需要设置同轴电缆并进行接头焊接，从而会造成移相馈电装置的尺寸变大、重量偏重，进而不利于基站天线的小型化。
发明内容
基于此，有必要针对现有移相馈电装置不利于基站天线小型化的问题，提供一种利于实现基站天线小型化的移相馈电装置。
一种移相馈电装置，包括：
金属腔体，为一侧开口的U型槽结构；
移相电路，安装于所述金属腔体内，所述移相电路具有多个信号端子；及
馈电网络板，包括基板、形成于所述基板至少一侧的接地层及形成于所述基板一侧的馈电线路，且所述接地层构成所述馈电线路的底层，所述基板覆设于所述开口；
其中，所述金属腔体与所述接地层电连接，以与所述接地层配合形成收容所述移相电路的屏蔽腔，所述多个信号端子与所述馈电线路电连接。
在其中一个实施例中，所述开口的边缘形成有朝所述馈电网络板突出的插脚，所述基板上开设有与所述接地层电连接的金属化卡槽，所述插脚插设于所述金属化卡槽内。
在其中一个实施例中，所述金属化卡槽贯穿所述基板，且所述金属化卡槽背向所述金属腔体的一侧的边缘设置有接地焊盘，所述插脚的一端突出于所述金属化卡槽并与所述接地焊盘焊接。
在其中一个实施例中，所述基板开设有贯穿所述基板的多个馈电孔，且每个所述馈电孔背向所述金属腔体一侧的边缘设置有与所述馈电线路电连接的馈电焊盘，所述信号端子经所述馈电孔与所述馈电焊盘电连接。
在其中一个实施例中，所述移相电路与所述多个馈电孔对应的位置形成有多个支脚，所述多个信号端子分别位于所述多个支脚上，所述支脚穿设于所述馈电孔并与所述馈电焊盘焊接。
在其中一个实施例中，所述移相馈电装置还包括穿设于所述馈电孔的馈电导线，所述馈电导线的一端与所述信号端子焊接，另一端与所述馈电焊盘焊接。
在其中一个实施例中，所述馈电导线的一端形成有限位帽，所述信号端子上开设有通孔，所述馈电导线穿设于所述通孔并使所述限位帽与所述通孔的边缘抵接。
在其中一个实施例中，所述接地层为单层结构并位于所述基板朝向所述金属腔体的一侧，所述馈电线路位于所述基板背向所述金属腔体的一侧；
或者，所述接地层包括形成于所述基板相对两侧的第一金属层及第二金属层，且所述第一金属层及所述第二金属层通过金属化过孔电连接，所述馈电线路位于所述基板朝向所述金属腔体的一侧。
在其中一个实施例中，所述金属腔体为多个，并与所述接地层配合形成多个所述屏蔽腔，所述移相电路为多个，且分别收容于多个所述屏蔽腔内。
上述移相馈电装置，金属腔体为U型槽结构，且与接地层配合形成屏蔽腔，从而起到传统移相器腔体的作用。由于接地层作为屏蔽腔的一个侧壁，故金属腔体相较于传统的移相器腔体则省略了一个侧壁，从而在保证移相馈电装置功能的前提下，显著减小金属腔体的厚度及重量。此外，金属腔体与馈电网络板的共地设置，而信号端子与馈电线路电连接，故还可在不采用同轴馈线的基础上实现馈电线路对移相电路馈电。因此，上述移相馈电装置的体积减小、结构简化，从而有利于实现基站天线的小型化。
一种基站天线，其特征在于，包括如上述优选实施例中任一项所述的移相馈电装置。
附图说明
图1为本发明较佳实施例中移相馈电装置的结构示意图；
图2为图1所示移相馈电装置的爆炸结构示意图；
图3为图2所示移相馈电装置另一视角的结构示意图；
图4为实施例二中移相馈电装置的横向剖视图；
图5为实施例三中移相馈电装置的爆炸结构示意图；
图6为图5所示移相馈电装置另一视角的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明提供了一种基站天线及移相馈电装置，该基站天线包含该移相馈电装置。而且，基站天线一般还包括多个辐射单元，移相馈电装置的多个输出端口与多个辐射单元通讯连接形成多个天线通道。移相馈电装置对电信号进行功分、移相后，以使不同相位的信号分别经多个辐射单元辐射。
请参阅图1、图2及图3，本发明较佳实施例中的移相馈电装置100包括金属腔体110、移相电路120及馈电网络板130。
金属腔体110为一侧开口的U型槽结构。金属腔体110一般呈长条形，其开口101则也沿其长度方向延伸。具体的，U型槽结构指的是金属腔体110的横截面呈U形。其中，金属腔体110可由底壁及沿底壁两侧延伸且相对设置的两个侧壁围成，也可由仅由一个弧形侧壁围成。因此，金属腔体110与传统移相器腔体相比，相当于缺省一个侧壁，故其厚度及重量均可显著减小。
移相电路120安装于金属腔体110内，移相电路120具有多个信号端子121。信号端子121用于实现电信号的输入及输出，根据应用场景的不同，信号端子121的数量可对应调整。移相电路120的电路形式可以为PCB板结构、金属立体结构、带状线结构或微带线结构等。
具体本实施例中，移相电路120的电路形式为PCB板结构或采用现有工艺制作而成的金属立体结构。而且，为了便于移相电路120的安装固定，金属腔体110的侧壁开设有固定卡槽111，以将移相电路120卡紧并可对移相电路120起到较好的定位作用。移相电路120可从金属腔体110的开口处插入金属腔体110内的固定卡槽111中，相对于传统的移相器腔体而言，大幅提高了移相电路120的安装便利性。
移相电路120的主要功能是实现电信号的相位变化。根据移相原理的不同，可分介质滑动式移相器及导体滑动式移相器。由于介质滑动式移相器具有结构紧凑、互调干扰小等优势，故本实施例中也采用介质滑动的方式实现移相。因此，移相馈电装置100还包括移相介质板140。移相介质板140可滑动地收容于金属腔体110内并与移相电路120相对设置。通过滑动移相介质板140，可改变移相电路120中的电长度，从而使得各信号端子121实现输出相位的差异。
馈电网络板130包括基板131、接地层133及馈电线路135。基板131一般由介电常数较高的材料成型；接地层133可以是通过镀膜、印刷等方式形成于基板131表面的金属层；馈电线路135可以是带状线或微带线结构，也可是与基板131一体的PCB电路结构；馈电线路135一般由功分电路、滤波电路部分构成。
接地层133形成于基板131至少一侧，馈电线路135则形成于基板131的任一侧。而且，接地层133与馈电线路135之间绝缘设置，接地层133构成馈电线路135的底层。也就是说，至少部分接地层133与馈电线路135位于基板131相对的两侧。
基板131覆设于金属腔体110的开口101，且金属腔体110与接地层133形成电连接。因此，金属腔体110与接地层133配合形成的屏蔽腔(图未标)。屏蔽腔为封闭结构，相当于传统移相器腔体，用于收容移相电路120。移相电路120与屏蔽腔配合，构成移相器模块，可实现移相器的功能。因此，在金属腔体110的厚度及重量显著减小的前提下，还能保证移相馈电装置100功能不受影响。
需要指出的是，根据基站天线集成复杂程度的区别，每个馈电网络板130可对应多个移相器模块。具体在本实施例中，金属腔体110为多个，并与接地层133配合形成多个屏蔽腔，移相电路120为多个，且分别收容于多个屏蔽腔内。即，一个馈电网络板130上可集成多个移相电路120及多个金属腔体110。其中，一个移相电路120与一个金属腔体110构成一对移相器模块，且每个移相器模块与馈电网络板130之间的安装关系相同。
请再次参阅图2及图3，具体在本实施例中，接地层133为单层结构并位于基板131朝向金属腔体110的一侧，馈电线路135位于基板131背向金属腔体110的一侧。
此时，接地层133仅分布于基板131的一侧，且与馈电线路135分别位于基板131相对的两侧。接地层133即构成馈电线路135的底层，又可作为屏蔽腔的一个侧壁。因此，馈电线路板130的电路层数较少、结构更加紧凑，有利于进一步减小移相馈电装置100的体积。
基板131可通过焊接、卡接等方式与金属腔体110实现固定，从而使得馈电线路板130与移相电路120、金属腔体110实现集成。具体在本实施例中，开口101的边缘形成有朝馈电网络板130突出的插脚113，基板131上开设有与接地层133电连接的金属化卡槽1312，插脚113插设于金属化卡槽1312内。
插脚113与金属腔体110为一体成型的结构，插脚113与金属化卡槽1312配合，可实现快速定位。而且，插脚113与金属化卡槽1312插接方便，可快速实现金属腔体110与基板131之间的安装。另外，金属化卡槽1312内壁金属化，故可增大接地层133与插脚113的接触面积，从而提升金属腔体110与接地层133电连接的可靠性。
进一步的，在本实施例中，金属化卡槽1312贯穿基板131，且金属化卡槽1312背向金属腔体110的一侧的边缘设置有接地焊盘1314。插脚113的一端突出于金属化卡槽1312并与接地焊盘1314焊接。
具体的，接地焊盘1314与接地层133可以是一体的，通过将插脚113与接地焊盘1314焊接，可进一步提升金属腔体110与接地层133电连接的可靠性。而且，由于金属化卡槽1312贯穿基板131，故焊接操作可在基板131背向金属腔体110的一侧进行。此时，金属腔体110及移相电路120均对焊接部位形成避位，从而便于操作。
此外，多个信号端子121与馈电线路135电连接。因此，电信号可在馈电线路135与移相电路120之间传导。其中，由于金属腔体110与馈电网络板130的共地设置，而信号端子121又与馈电线路135电连接，故起到了相当于传统的同轴馈线的作用。因此，移相馈电装置100无需采用同轴馈线，便可实现馈电线路135对移相电路120馈电。
相对于现有移相器而言，由于无需采用同轴馈线实现移相电路120与馈电线路135的电连接。因此，金属腔体110的外壁上也无需设置安装同轴馈线的布线槽，同时避免了因同轴馈线需与金属腔体110外壁的布线槽焊接而普遍存在的焊接效率低、焊接质量较差的问题，有利于提升移相馈电装置100的电气性能。
信号端子121与馈电线路135之间可通过焊接、导线连接、插接等方式实现电连接。在本实施例中，基板131开设有贯穿基板131的多个馈电孔1313，且每个馈电孔1313背向金属腔体110一侧的边缘设置有与馈电线路135电连接的馈电焊盘1315，信号端子121经馈电孔1313与馈电焊盘1315电连接。
具体的，通过馈电孔1313可将信号端子121引至基板131背向金属腔体110一侧。根据不同需求，馈电孔1313可以是金属化过孔，也可是普通通孔。此时，无论采用何种方式使信号端子121与馈电焊盘1315电连接，由于金属腔体110及移相电路120均可对电连接的部位形成避位，故操作方便。
进一步的，在本实施例，移相电路120与多个馈电孔1313对应的位置形成有多个支脚123，多个信号端子121分别位于多个支脚123上，支脚123穿设于馈电孔1313并与馈电焊盘1315焊接。
具体的，支脚123与移相电路120一体成型，例如PCB板边缘的延伸凸起。支脚123与馈电孔1313配合，可实现信号端子121与馈电线路135的快速定位。而且，通过支脚123引出信号端子121，故只需要在馈电焊盘1315处进行一次焊接操作，从而减少了焊接次数。此外，由于馈电孔1313的限位作用，支脚123不易脱落，从而还可提升移相电路120与馈电线路135电连接的可靠性。
需要指出的是，移相电路120与馈电线路135之间还可采用其他方式实现电连接。譬如，图4所示实施例二中的移相馈电装置100，其采用馈电导线150连接移相电路120与馈电线路135。
在实施例二中，移相馈电装置100与本发明较佳实施例中的移相馈电装置100的区别在于：移相馈电装置100还包括穿设于馈电孔1313的馈电导线150。馈电导线150的一端与信号端子121焊接，另一端与馈电焊盘1315焊接。
具体的，该馈电导线150可以为金属导体棒、金属导体片或者PCB线路板。当馈电导线150在穿过馈电孔1313时，可发生弯折、扭曲。因此，即使多个信号端子121未与多个馈电孔1313一一对齐，也可最终通过馈电导线150顺利实现电连接。也就是说，上述电连接的方式对于移相电路120的装配精度及基板131开孔精度的要求相对较低，这有利于提升产品良率。
进一步的，在本实施例中，馈电导线150的一端形成有限位帽151，信号端子121上开设有通孔(图未示)，馈电导线150穿设于通孔并使限位帽151与通孔的边缘抵接。
限位帽151的直径较大，故使得馈电导线150的纵向截面呈T型。焊接馈电导线150时，可先将远离限位帽151的一端插入信号端子121的通孔，馈电导线150可在限位帽151的阻挡下避免滑出，从而便于装配。
请参阅图5及图6，本发明实施例三中的移相馈电装置100与本发明较佳实施例中的移相馈电装置100的区别在于：接地层133包括形成于基板相对两侧的第一金属层1332及第二金属层1334，且第一金属层1332及第二金属层1334通过金属化过孔1336电连接，馈电线路135位于基板131朝向金属腔体110的一侧。
此时，馈电线路135与移相电路120位于基板131的同侧。接地层133为双层结构，第一金属层1332作为屏蔽腔的侧壁，第二金属层1334构成馈电线路135的底层。
其中，第一金属层1332与馈电线路135位于基板131的同侧，但两者之间相绝缘。具体的，第一金属层1332的局部镂空，馈电线路135形成于镂空区域内。因此，馈电线路125与第一金属层1332之间通过形成间隙实现绝缘。而且，第二金属层1334为整面板状结构，故可对第一金属层1332的镂空区域实现遮挡，从而使得屏蔽腔的封闭性更好，以提升屏蔽效果。
而且，为了对馈电线路135实现避位，金属腔体110开口101的边缘还开设有避位缺口102。
可以理解，在实施例二的基础上，也可将实施例三中移相电路120与馈电线路135的电连接方式变形为馈电导线150连接。
上述移相馈电装置100，金属腔体110为U型槽结构，且与接地层133配合形成屏蔽腔，从而起到传统移相器腔体的作用。由于接地层133作为屏蔽腔的一个侧壁，故金属腔体110相较于传统的移相器腔体则省略了一个侧壁，从而在保证移相馈电装置100功能的前提下，显著减小金属腔体110的厚度及重量。此外，金属腔体110与馈电网络板130的共地设置，而信号端子121与馈电线路135电连接，故还可在不采用同轴馈线的基础上实现馈电线路135对移相电路120馈电。因此，上述移相馈电装置100的体积减小、结构简化，从而有利于实现基站天线的小型化。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，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，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种移相馈电装置，其特征在于，包括：
金属腔体，为一侧开口的U型槽结构；
移相电路，安装于所述金属腔体内，所述移相电路具有多个信号端子；及
馈电网络板，包括基板、形成于所述基板至少一侧的接地层及形成于所述基板一侧的馈电线路，且所述接地层构成所述馈电线路的底层，所述基板覆设于所述开口；
其中，所述金属腔体与所述接地层电连接，以与所述接地层配合形成收容所述移相电路的屏蔽腔，所述多个信号端子与所述馈电线路电连接。
2.根据权利要求1所述的移相馈电装置，其特征在于，所述开口的边缘形成有朝所述馈电网络板突出的插脚，所述基板上开设有与所述接地层电连接的金属化卡槽，所述插脚插设于所述金属化卡槽内。
3.根据权利要求2所述的移相馈电装置，其特征在于，所述金属化卡槽贯穿所述基板，且所述金属化卡槽背向所述金属腔体的一侧的边缘设置有接地焊盘，所述插脚的一端突出于所述金属化卡槽并与所述接地焊盘焊接。
4.根据权利要求1所述的移相馈电装置，其特征在于，所述基板开设有贯穿所述基板的多个馈电孔，且每个所述馈电孔背向所述金属腔体一侧的边缘设置有与所述馈电线路电连接的馈电焊盘，所述信号端子经所述馈电孔与所述馈电焊盘电连接。
5.根据权利要求4所述的移相馈电装置，其特征在于，所述移相电路与所述多个馈电孔对应的位置形成有多个支脚，所述多个信号端子分别位于所述多个支脚上，所述支脚穿设于所述馈电孔并与所述馈电焊盘焊接。
6.根据权利要求4所述的移相馈电装置，其特征在于，所述移相馈电装置还包括穿设于所述馈电孔的馈电导线，所述馈电导线的一端与所述信号端子焊接，另一端与所述馈电焊盘焊接。
7.根据权利要求6所述的移相馈电装置，其特征在于，所述馈电导线的一端形成有限位帽，所述信号端子上开设有通孔，所述馈电导线穿设于所述通孔并使所述限位帽与所述通孔的边缘抵接。
8.根据权利要求1至7任一项所述的移相馈电装置，其特征在于，所述接地层为单层结构并位于所述基板朝向所述金属腔体的一侧，所述馈电线路位于所述基板背向所述金属腔体的一侧；
或者，所述接地层包括形成于所述基板相对两侧的第一金属层及第二金属层，且所述第一金属层及所述第二金属层通过金属化过孔电连接，所述馈电线路位于所述基板朝向所述金属腔体的一侧。
9.根据权利要求1所述的移相馈电装置，其特征在于，所述金属腔体为多个，并与所述接地层配合形成多个所述屏蔽腔，所述移相电路为多个，且分别收容于多个所述屏蔽腔内。
10.一种基站天线，其特征在于，包括如上述权利要求1至9任一项所述的移相馈电装置。
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