CN111029776A - 一种组合移相器及多频天线网络系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及到通讯的技术领域，公开了一种天线，包括至少两个层叠的移相器，且每个移相器的频段不同，其中，每个移相器包括信号层以及可相对所述信号层滑动并用于改变所述信号层的输出端的相位的部件，其中，所述信号层的输出端设置有滤波电路；至少两个移相器对应的滤波电路的输出端通过导体连通，并通过一个公共输出端输出。在本发明的技术方案中，通过采用导体将两个不同频率的移相器的输出端整合到一起输出，在此，便于整机布局，减少了多频天线网络系统中的线缆的使用，便于布局，从而方便了多频天线网络系统的设置，减轻整机重量，节约成本。此外，本发明实施例提供的组合移相器还可以提高天线增益，优化方向图参数。

Description

一种组合移相器及多频天线网络系统
技术领域
本发明涉及到通讯的技术领域，尤其涉及到一种组合移相器及多频天线网络系统。
背景技术
移相器是基站天线的核心组成部分，目前开发的移相器不仅能够调节相位，可还要调节幅度，这样对基站天线在空间发射的方向图指向起调节作用，以满足灵活调节覆盖不同用户区域的需求。移相器性能的优异不仅影响到天线的增益、方向图、隔离等指标，还影响到尺寸、成本。
现有技术方案：高频腔体移相器
图1所示是一种腔体移相器，其包括壳体1，壳体1内设置有腔体，位于腔体内的基板3设置在基板上的导体4，设置在基板3两侧的活动介质2。
所示导体4可以是以活动介质为基板，也可以以空气为基板；所示活动活动介质2包括上下两部分，将导体4固定在活动介质2中。活动介质2沿导体4布线方向自由滑动，改变其覆盖导体4的位置及覆盖面积，这样就影响传播信号的介电常数发生变化。即输出信号的相位发生改变，实现移相的目的。
图2所示为目前传统多频天线的网络连接图(注：CMB表示合路器)，移相器与合路器分开设计，线缆较多，布线复杂，随着单面基站天线集成的频段越来越多，这种网络连接已经很难再满足需求。
发明内容
本发明提供了一种组合移相器多频天线网络系统，用以减少多频天线网络系统的线缆，方便多频天线网络系统的设置。
第一方面，提供了一种组合移相器，该组合移相器包括至少两个层叠的移相器，且每个移相器的频段不同，其中，每个移相器包括信号层以及可相对所述信号层滑动并用于改变所述信号层的输出端的相位的部件，其中，所述信号层的输出端设置有滤波电路；
所述至少两个移相器对应的滤波电路的输出端通过导体连通，并通过一个公共输出端输出。
结合上述第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述信号线层包括一个输入端，与所述输入端连接的功分器，与所述功分器连接的第一输出端以及两个信号传输线，其中，每个信号传输线连接有至少一个分支传输线，每个分支传输线连接有一个滤波电路，所述滤波电路连接有所述输出端。
结合上述第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述公共输出端具有一个U形的卡环结构或者通孔结构，所述导体卡装在所述U形的卡环结构或者通孔结构内并信号连接。
结合上述第一方面的第一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述两个信号传输线对称分布在所述功分器的两侧。
结合上述第一方面、第一方面的第一种可能的实现方式、第一方面的第二种可能的实现方式、第一方面的第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述移相器为物理移相器，所述部件为摆臂，且所述移相器的信号层贴附在基板。
结合上述第一方面的第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述移相器的个数为两个，且所述两个移相器的信号层分别贴附在所述基板相对的两面。
结合上述第一方面、第一方面的第一种可能的实现方式、第一方面的第二种可能的实现方式、第一方面的第三种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，还包括壳体，所述壳体内设置有与每个移相器对应的腔室，每个腔室内设置有用于承载该腔体内的移相器的信号层的基板。
结合上述第一方面的第六种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，所述基板为塑料或陶瓷材料制作的基板。
结合上述第一方面的第六种可能的实现方式，在第八种可能的实现方式中，所述至少两个移相器中的一个移相器的滤波电路的输出端连接有所述公共输出端。
结合上述第一方面的第八种可能的实现方式，在第九种可能的实现方式中相邻的腔体之间设置有隔板，且所述隔板设置有用于所述导体穿设的通孔。
结合上述第一方面的第九种可能的实现方式，在第十种可能的实现方式中每个腔体内设置有用于卡装所述移相器的卡槽。
第二方面，提供了一种多频天线网络系统，该多频天线网络系统包括上述任一项所述的组合移相器。
在第一方面提供了一种组合移相器，第二方面提供了一种多频天线网络系统中，通过采用导体将两个不同频率的移相器的输出端整合到一起输出，同时，本实施例提供的组合移相器不需使用额外的合路器，与现有技术相比，减少了使用的器件，还减少了多频天线网络系统中的线缆的使用，，便于布局，从而方便了多频天线网络系统的设置，此外，便于整机布局，减轻整机重量，节约成本。此外，本发明实施例提供的组合移相器还可以提高天线增益，优化方向图参数。
附图说明
图1为现有技术中的组合移相器的剖视图；
图2为现有技术中的多频天线网络系统的系统图；
图3为本发明实施例提供的组合移相器的分解示意图；
图4为本发明实施例提供的组合移相器的截面图；
图5为本发明实施例提供的组合移相器的信号线层的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的另一信号线层的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的另一组合移相器的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的另一组合移相器的侧视图；
图9为本发明实施例提供的另一组合移相器的结构示意图；
图10为本发明实施例提供的多频天线网络系统的系统图。
附图标记：
1-壳体 2-活动介质 3-基板
4-导体 10-壳体 11-第一腔体
12-第二腔体 20-第一信号线层 20a1-输入端
20a2-功分器 20a3、20a5-信号传输线 20a4、20a6、20a7、20a8-分支信号传输线
20b1、20b2-滤波电路
21-第二信号线层 21a2-功分器 21a3、21a5-信号传输线
21a4、21a6、21a7、21a8-分支信号传输线 21b1、21b2-滤波电路
30-第一基板 31-第二基板 40-第一介质层
41-第二介质层 50、51-导体 60、61、66-公共输出端
62、63-第一输出端 64、65-输出端
70-输入端 70_b1-功分器 70_b2、70_b3、70_b4-传输线
70_b6-耦合矩形片 70_a1、70_a2、70_a3、70_a4、70_a5-输出端
71-输入端 71_a1、71_a2、71_a3、71_a4、71_a5-输出端
72、73-摆臂、74-弧形线 75-转轴
80-基板 81-金属地 90-导体
91、92，93、94-具有滤波功能的枝节
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明实施例提供了一种组合移相器，该组合移相器包括至少两个层叠的移相器，且每个移相器的频段不同，其中，每个移相器包括信号层以及可相对所述信号层滑动并用于改变所述信号层的输出端的相位的部件，其中，所述信号层的输出端设置有滤波电路；
所述至少两个移相器对应的滤波电路的输出端通过导体连通，并通过一个公共输出端输出。
在上述实施例中，通过采用导体将两个不同频率的移相器的输出端整合到一起输出，同时，本实施例提供的组合移相器不需使用额外的合路器，与现有技术相比，减少了使用的器件，还减少了多频天线网络系统中的线缆的使用，，便于布局，从而方便了多频天线网络系统的设置，此外，便于整机布局，减轻整机重量，节约成本。此外，本发明实施例提供的组合移相器还可以提高天线增益，优化方向图参数。
为了方便理解本实施例提供的组合移相器的结构，以下结合附图详细说明本实施例提供给的组合移相器的结构。
为了方便对本实施例提供的组合移相器的说明，下面以具体的实施例进行说明，其中，组合移相器还包括壳体，壳体内设置有与每个移相器对应的腔室，每个腔室内设置有用于承载该腔体内的移相器的信号层的基板。
下面以壳体具有两层腔体，每个腔体内设置一个移相器，且两个移相器为频率不同的移相器为例进行说明。
一并参考图3及图4，如图3及图4所示，图3示出了本实施例提供的组合移相器的分解示意图；图4示出了本实施例提供的组合移相器的截面图。
在本实施例中，壳体10内相邻的腔体之间设置有隔板，且隔板设置有用于导体穿设的通孔。即通过隔板讲壳体10内的腔体分割成第一腔体11及第二腔体12，且第一腔体11及第二腔体12内分别设置有第一移相器及第二移相器。
其中，第一移相器及第二移相器均包括：设置在基板上的信号线层；对称设置在信号线层两侧并可相对信号线层滑动的介质层(即本实施例中的用于改变信号层的输出端的部件)。在具体设置时，基板及信号线层可以通过采用印刷电路的方式制作，即信号线印刷在基板上形成印刷电路基板，或者还可以采用基板为塑料或陶瓷材料制作的基板。通过其他的制作电路的方式在基板上形成信号线层。
如图4所示，上述第一移相器包括第一基板30及设置在第一基板30上的第一信号线层20，对称设置在第一信号线层20两侧的第一介质层40，在第一信号线层20设置在第一基板30时，第一介质层40对称设置在第一基板30的两侧；同理，第二移相器包括第二基板31及设置在第二基板31上的第二信号线层21，对称设置在第二信号线层21两侧的第二介质层41，在第二信号线层21设置在第二基板31时，第二介质层41对称设置在第二基板31的两侧。并且第一信号线层20及第二信号线层21具有相对应设置的输出端，且对应设置的输出端之间通过导体连接，以将两个不同频率的移相器的信号整合后发送出去。
在具体设置时，每个腔体内设置有用于卡装移相器的卡槽。即上述第一腔体11及第二腔体12的侧壁上分别设置有卡槽，两个卡槽分别用于固定第一移相器的第一基板30及第二移相器的第二基板31，从而使得第一移相器及第二移相器可以稳定的设置在第一腔体11及第二腔体12内。
其中，信号线层包括一个输入端，与输入端连接的功分器，与功分器连接的第一输出端以及两个信号传输线，其中，每个信号传输线连接有至少一个分支传输线，每个分支传输线连接有一个滤波电路，滤波电路连接有输出端。即信号线层的输出端通过滤波电路及连接线与功分器连接，并且在实际设置时，输出端的个数可以根据需要设定，即通过设置不同的分支传输线及对应设置的滤波器可以设置不同的输出端。其中，在上述结构中，多个移相器中的一个移相器的滤波电路的输出端连接有所述公共输出端。
为了方便对本实施例提供的信号线层的理解，下面结合附图5及附图6对本实施例提供的信号线层进行说明。
如图5所示，图5示出了采用两层信号线层时，信号线层的结构，在具体使用时，本发明移相器移相原理与现有技术中移相器原理一样：如图5所示，针对第一移相器的第一信号线层20，信号从输入端20a1输入后，经过功分器20a2将信号一份为三：一路传输至信号传输线20a3，一路传输至信号传输线20a5，一路传输至第一输出端62的输出，信号经第一输出端62连接线缆输出；信号沿信号传输线20a3传输至分支信号传输线20a4，又传输至滤波电路20b1，其中滤波电路20b1这段电路具有滤波功能，再传输至设置在输出端的导体柱51，经公共输出端61输出；信号沿信号传输线20a5传播至信号传输线20a6，经过信号传输线20a6传输到滤波电路20b2，同样，滤波电路20b2亦具备滤波功能，在经滤波电路20b2传输至设置在输出端内的导体柱50，导体柱50将信号传播至公共输出端60，信号经过公共输出端60输出。同样的，另一路不同频段的信号从21a1输入，经过功分器21a2一份为三，一路传输至信号传输线21a3，一路传输至信号传输线21a5，一路传输至第一输出端63，信号经第一输出端63连接线缆输出；信号沿信号传输线21a3传输至信号传输线21a4，信号沿信号传输线21a4传输至具有滤波功能的滤波电路21b1，经过滤波电路21b1后传输至公共输出端61；一路沿信号传输线21a5传输至信号传输线21a6，经信号传输线21a6传输至具有滤波功能的滤波电路21b2，最后经公共输出端60输出。上述各输出端(60、61、62、63)与天线辐射单元连接。
导体50、51具有连接不同频段移相器输出端的作用，其可以导通信号：滤波电路20b1、滤波电路21b1与导体51形成合路器；滤波电路20b2、滤波电路21b2与导体50形成合路器。
其中，介质层在设置时，每个信号传输线的两侧对应一对相对信号线层滑动的介质层。具体的，第一介质层40分布在信号线20两侧，可沿信号线20a3，20a5滑动，从而改变20a3，20a5上信号的相位。同样的，第二介质层41分布在信号线21两侧，可沿信号线21a3，21a5滑动，从而改变21a3，21a5上信号的相位。
在本实施例中，一个信号传输线对应一个分支信号传输线，形成的的输出端口为第一输出端62、63,及公共输出端60、61。
如图6所示，图6示出了另外的一种信号线层的结构。图6示出了采用两个分支信号传输线的结构示意图。
图6示出的信号线层中每个信号传输线对应两个分支信号输出线。在第一信号线层20中，信号传输线20a5对应两个分支信号传输线20a6及20a7，每个分支信号传输线对应一个滤波电路，每个滤波电路对应一个输出端；信号传输线20a3对应两个分支信号传输线20a4及20a8，每个分支信号传输线对应一个滤波电路，每个滤波电路对饮一个输出端。在第二信号线层21，信号传输线21a5对应两个分支信号传输线21a6及21a7，每个分支信号传输线对应一个滤波电路，每个滤波电路对应一个输出端；信号传输线21a3对应两个分支信号传输线21a4及21a8，每个分支信号传输线对应一个滤波电路，每个滤波电路对饮一个输出端。具体的，在连接时，分支信号传输线20a6及21a6对应的输出端通过导体50连接，并在公共输出端60输出，分支信号传输线20a7及21a7对应的输出端通过导体52连接，并通过公共输出端66输出，分支信号线20a4及21a4对应的输出端通过导体51连接，并通过公共输出端61输出。此外，针对分支信号传输线20a8及21a8，分支信号传输线20a8上连接的输出端65及分支信号传输线21a8上连接的输出端64之间没有通过导体连接，(也可以通过导体连接，共输出端输出)。因此，图6示出的信号线层形成的组合移相器具有六个输出端口(60、61、62、63、64、65、66)。
应当理解的是，上述图5及图6仅仅示出了本实施例提供的信号线层的两种具体的结构，本实施例提供的信号线层不仅限于上述图5及图6示出的具体结构，其他的变形形式也可应用在本实施例中。
在导体与信号线层连接时，具体的，公共输出端具有一个U形的卡环结构或者通孔结构，导体卡装在所述U形的卡环结构或者通孔结构内并信号连接。在导体具体安装时，直接将导体卡装在上述的U形的卡环结构或通孔结构中。采用上述结构，方便导体与两个信号线层的连接。
此外，针对信号线层的分布，两个信号传输线对称分布在功分器的两侧。即采用对称的结构设置信号传输线，较佳的，分支信号线的设置放上也采用对称的方式设置，从而方便信号传输线及分支信号传输线的设置，避免各个线条之间的交互，且提高信号线层整体的美观。
本发明实施例提供的组合移相器不仅限于上述具体实施例列举的两层移相器的结构，在壳体10的腔体内还可以设置三层、四层等不同层的移相器，其原理与上述具体实施例列举的组合移相器的结构相近似，在此不再一一赘述。
此外，本实施例提供的移相器不仅限于上述具体的介质移相，还可以是其他原理的移相器，如：所述移相器为物理移相器，所述部件为摆臂，且所述移相器的信号层贴附在基板。
具体结构如图7、图8及图9所示，在本实施例中，以两个移相器为例，此时，移相器的个数为两个，且两个移相器的信号层分别贴附在所述基板相对的两面。
具体的，如图7、图8和图9所示，图图7、图8、9是目前现有技术的一种物理移相器：信号线82、83附着在基板80两侧(82、83是基板两侧的两个移相器的信号线)，基板80中间有金属地(也可以叫参考面)81，形成微带线:下面叙述其工作原理。
信号通过输入端70输入，传输至功分器70_b1：一分为二，一路经传输线70_b2传输,经输出端70_a5输出；一路经传输线70_b3,经耦合传输至摆臂73：沿摆臂73两个方向70_b4、70_b5传输：信号经传输线70_b4传输至耦合矩形片70_b6,信号再由70_b6耦合传输至弧形线74:信号沿弧形线74两个方向70_b7、70_b8传输：分别经输出端70_a1、70_a2输出。另外，摆臂(本实施所述的用于改变信号层的输出端的相位的部件)可以以转轴75为轴，沿弧线传74输方向摆动：这样耦合矩形片70_b6在弧形线74上的位置就发生改变：信号到输出端70_a1、70_a3的传输距离发生改变，进而改变相位，实现移相功能；同理，沿摆臂70_b5传输的信号，传输至弧形线76，经76传输至输出端70_a2、70_a4，同样也是通过摆动摆臂改变输出端的相位。上述即为该方案移相器的工作原理。基板80另一面移相器信号线83的工作原理与上述同：即信号从输入端71输入,经过71_a1、71_a2、71_a3、71_a4、71_a5输出，通过摆臂72摆动来改变输出端相位，实现移相功能，详细过程不再累述。该组合移相器信号线82、83附着在基板上80在具体设置时，基板及信号线层可以通过采用印刷电路的方式制作，即信号线印刷在基板上形成印刷电路基板，或者还可以采用基板为塑料或陶瓷材料制作的基板。通过其他的制作电路的方式在基板上形成信号层；或者信号线采用钣金来实现，不需要基板。
同样，如图9所示，在输出端集成具有滤波功能的枝节91、92，93、94(即滤波电路)通过导体(如90)上下联通，形成合路，共输出端输出，形成一种组合移相器。基板上下两层输入信号的频率不同。
由上述描述可以看出，本实施例提供的组合移相器中的相器移相原理可以是实施例中的腔体结构的介质移相，也可以是其他实现形式的移相器，比如实施例中物理移相器，即只要可以改变输出端口相位的实现形式均可以。
如图10所示，本发明实施例还提供了一种多频天线网络系统，该多频天线网络系统包括上述任一项的组合移相器。
在上述实施例中，通过采用导体将两个不同频率的移相器的输出端整合到一起输出，同时，本实施例提供的组合移相器不需使用额外的合路器，与现有技术相比，减少了使用的器件，还减少了多频天线网络系统中的线缆的使用，便于布局，从而方便了多频天线网络系统的设置，此外，便于整机布局，减轻整机重量，节约成本。此外，本发明实施例提供的组合移相器还可以提高天线增益，优化方向图参数。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种天线，其特征在于，包括至少两个层叠的移相器，且每个移相器的频段不同，其中，每个移相器包括信号层以及可相对所述信号层滑动并用于改变所述信号层的输出端的相位的部件，其中，所述信号层的输出端设置有滤波电路；
所述至少两个移相器对应的滤波电路的输出端通过导体连通，并通过一个公共输出端输出。
2.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述信号线层包括一个输入端，与所述输入端连接的功分器，与所述功分器连接的第一输出端以及两个信号传输线，其中，每个信号传输线连接有至少一个分支传输线，每个分支传输线连接有所述滤波电路。
3.如权利要求2所述的天线，其特征在于，所述公共输出端具有一个U形的卡环结构或者通孔结构，所述导体卡装在所述U形的卡环结构或者通孔结构内并信号连接。
4.如权利要求2所述的天线，其特征在于，所述两个信号传输线对称分布在所述功分器的两侧。
5.如权利要求1～4任一项所述的天线，其特征在于，所述移相器为物理移相器，所述部件为摆臂，且所述移相器的信号层贴附在基板。
6.如权利要求5所述的天线，其特征在于，所述移相器的个数为两个，且所述两个移相器的信号层分别贴附在所述基板相对的两面。
7.如权利要求1～4任一项所述的天线，其特征在于，还包括壳体，所述壳体内设置有与每个移相器对应的腔室，每个腔室内设置有用于承载该腔体内的移相器的信号层的基板。
8.如权利要求7所述的天线，其特征在于，所述基板为塑料或陶瓷材料制作的基板。
9.如权利要求7所述的天线，其特征在于，所述至少两个移相器中的一个移相器的滤波电路的输出端连接有所述公共输出端。
10.如权利要求9所述的天线，其特征在于，相邻的腔体之间设置有隔板，且所述隔板设置有用于所述导体穿设的通孔。
11.如权利要求10所述的天线，其特征在于，每个腔体内设置有用于卡装所述移相器的卡槽。
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