CN111063970A - 微波器件及天线 - Google Patents

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贾飞飞
苏国生
王强
薛泉
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South China University of Technology SCUT
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Abstract

本发明提供一种微波器件及天线，其中，所述微波器件包括腔体，所述腔体中设有将所述腔体分隔形成上下两层腔体的多层介质结构，所述多层介质结构包括至少两块介质基板及与所述腔体电连接的中间接地层，上层腔体和下层腔体中均设有微波网络，且上下两层腔体的微波网络的金属地均与所述中间接地层连接，使得所述腔体、多层介质结构及上下两层腔体中的微波网络形成上下两个独立的带状线结构以传输信号。通过腔体、多层介质结构及位于所述腔体侧壁与多层介质结构之间的微波网络构成带状线结构，以实现信号的传输，结构简单，减少天线馈电网络的复杂性，移相一致性好，有助于提升天线的指标稳定性。

Description

微波器件及天线
技术领域
本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种微波器件及天线。
背景技术
现阶段，随着新制式、新频谱的不断引入迫使移动运营商追寻能够支持更多频谱的天线设备。使用合路/双工技术，即在一个宽频天线阵列中，引入分频合路器(也称双工器)，可将宽频天线分割成两个窄频，从而引入更多的端口。
但是，当合路分频天线需要独立电调时，每个移相器输出端口均需引入一个合路器，使得天线馈电网络愈加复杂，可生产性降低，成本升高。为解决此问题，已有多个专利引入了不同的合路器与移相器集成技术，但均有结构复杂，移相器一致性、可生产性存在隐患等缺点。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种结构简单、集成有多功能的微波器件。
本发明的目的旨在提供一种包括上述微波器件的天线。
为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
作为第一方面，本发明涉及一种微波器件，包括腔体，所述腔体中设有将所述腔体分隔形成上下两层腔体的多层介质结构，所述多层介质结构包括至少两块介质基板及与所述腔体电连接的中间接地层，上层腔体和下层腔体中均设有微波网络，且上下两层腔体的微波网络的金属地均与所述中间接地层连接，使得所述腔体、多层介质结构及上下两层腔体中的微波网络形成上下两个独立的带状线结构以传输信号。
进一步设置：所述介质基板上开设有用于连接微波网络的金属地与所述中间接地层的金属过孔。
进一步设置：所述多层介质结构上设有用于连接所述微波网络的金属地与所述腔体的金属连接件。
进一步设置：所述腔体上对应所述金属连接件的位置开设有窗口。
进一步设置：所述上层腔体和下层腔体的微波网络分别包括第一移相网络和第二移相网络，且所述上层腔体和下层腔体内在位于所述微波网络远离所述多层介质结构的一侧均设有可沿所述腔体的长度方向移动的活动介质板。
进一步设置：所述第一移相网络和第二移相网络的工作频段不同，且所述第二移相网络的输出端口通过穿过多层介质结构的金属通孔与所述第一移相网络的输出端口连接并构成合路端口。
进一步设置：所述第一移相网络的输出端口连接有第一滤波网络；所述第二移相网络的输出端口连接有第二移相网络。
进一步设置：所述第一移相网络的输入端口、所述第二移相网络的输入端口及所述合路端口位于所述腔体宽度方向的同一侧。
进一步设置：所述腔体的侧壁对应所述第一移相网络的输入端口、所述第二移相网络的输入端口及所述合路端口开设有窗口。
作为第二方面，本发明涉及一种天线，包括如上所述的微波器件。
相比现有技术，本发明的方案具有以下优点：
1.在本发明的微波器件中，通过腔体、多层介质结构及位于所述腔体侧壁与多层介质结构之间的微波网络构成带状线结构，以实现信号的传输；同时通过在多层介质结构设置金属通孔，以使第一微波网络及第二微波网络的输出端口连接到同一合路端口处，从而达到合路的效果，使得在本发明的腔体中可同时集成有移相和合路的功能，并且结构简单，减少天线馈电网络的复杂性，移相一致性好，避免移相信号之间的相互干扰，大大提升了微波器件的指标稳定性。
2.在本发明的微波器件中，通过在腔体上开设窗口，以便于金属连接件与腔体的焊接以及微波网络的输入端口及合路端口与传输线缆之间的焊接，生产操作简易，可大幅提高生产效率。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明的微波器件的一个实施例的结构示意图；
图2为本发明的微波器件的一个实施例的正面示意图；
图3为本发明的一个实施例中用于示意第一微波网络的示意图；
图4为本发明的一个实施例中用于示意第二微波网络的示意图。
图中，1、腔体；11、安装槽；12、窗口；13、容置槽；2、多层介质结构；21、介质基板；211、金属过孔；212、金属通孔；22、中间接地层；23、金属连接件；31、第一移相网络；311、第一输入端口；32、第一滤波网络；34；第二移相网络；341、第二输入端口；35、第二滤波网络；36、合路端口；37、活动介质板。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
请参见图1至图4，本发明涉及一种微波器件，具体涉及一种将移相器和合路器集成于同一腔体中的微波器件，结构简单、可靠，可生产性高。
请结合图1，所述微波器件包括腔体1及多层介质结构2，所述多层介质结构2沿所述腔体1的长度方向延伸并将所述腔体1分隔形成上下两层子腔体1，并在上层子腔体1和下层子腔体1中均分别设置微波网络，此外，所述多层介质结构2包括至少两块介质基板21及中间接地层22，所述中间接地层22与所述腔体1电连接，同时所述上层子腔体1和下层子腔体1中的微波网络的金属地也均与所述中间接地层22连接，使得所述腔体1上下两侧壁、多层介质结构2以及上下两层子腔体1内的微波网络可形成上下两个独立的带状线结构，以实现信号的传输，并确保微波器件的正常工作。
优选地，本实施例中的多层介质结构2包括两块介质基板21，所述中间金属层位于两块所述介质基板21之间，且本实施例中的微波网络采用刻蚀的方式分别对应刻蚀在两块所述介质基板21远离所述中间金属层的一侧，并且限定位于上层子腔体1内的微波网络为第一微波网络，位于下子腔体1内的微波网络为第二微波网络。
进一步的，请结合图3和图4，两块所述介质基板21在无信号传输网络处均设置有金属地结构，以分别作为第一微波网络或第二微波网络的金属地，同时在所述介质基板21上对应所述金属地结构的位置处开设有金属过孔211，以使所述金属地结构通过所述金属过孔211与所述多层介质结构2的中间金属层连接，并在每块所述介质基板21对应其所述金属地结构的位置设置金属连接件23，所述金属连接件23用于与所述腔体1焊接，以实现所述第一微波网络及第二微波网络的金属地与所述腔体1电气连接，从而可实现第一微波网络或第二微波网络与多层介质结构2及腔体1侧壁构成一个带状线结构，以实现较宽频段信号的传输。
进一步的，所述金属地靠近于所述介质基板21的宽度方向的侧边设置，以所述金属件设于所述介质基板21的侧边，从而可在所述腔体1的上下两侧壁的侧边处对应所述金属连接件23的位置处开设有窗口12，便于工人焊接作业，降低生产难度。
所述第一微波网络和第二微波网络均包括移相网络，并分别定义为第一移相网络31和第二移相网络34，所述第一移相网络31和第二移相网络34分别对应不同的工作频段，且所述上层腔体1及下层腔体1内位于其对应的微波网络远离所述多层介质结构2的一侧均设有可沿所述腔体1长度方向移动的活动介质板37，所述活动介质板37的端部连接有位于所述腔体1的传动机构(图中未示意，下同)，以通过所述传动机构371推拉所述活动介质板37在其对应的子腔体1内做往复运动，从而通过移动所述活动介质板37，可造成上述带状线结构内介质的等效介电常数发生盖板，继而达到改变移相的效果。
此外，所述第一移相网络31和第二移相网络34均设有一个输入端口和一个输出端口，同时在所述第一移相网络31的介质基板21上还刻蚀有合路端口36，所述第二移相网络34的输出端口可通过穿过所述述第二移相网络34的输出端口通过穿过多层介质结构2的金属通孔212引至所述多层介质结构2设置第一移相网络31的一侧，再与所述合路端口36连接，从而可形成统一的输出端口，以达到合路移相的效果。
优选地，本实施例中的合路端口36设有两个，两个所述合路端口36同时与所述第一移相网络31和第二移相网络34的输出端口连接，并通过所述合路端口36将信号传输至各辐射单元。
进一步的，所述第一移相网络31的输出端口连接有第一滤波网络32，所述第一滤波网络32可通过第一移相网络31对应的工作频段的信号，并抑制第二移相网络34对应的工作频段的信号，使得第一移相网络31的输出信号先经过所述第一滤波网络32后再传输至所述合路端口36，以去除第一微波网络信号的杂波信号。
所述第二移相网络34的输出端口亦连接有第二微波网络，所述第二滤波网络35可通过第二移相微波对应的工作频段的信号，并抑制第一移相网络31对应的工作频段的信号，以达到滤除第二微波网络信号的杂波信号的目的。
优选地，所述第一移相网络31的输入端口、第二移相网络34的输入端口及合路端口36均设于所述介质基板21的同一侧边，即仅需在所述腔体1的一侧设置线缆槽以满足信号的传输。作为进一步优选的，所述第一移相网络31的输入端口位于所述多层介质结构2的上方，所述第二移相网络34的输入端口位于所述多层介质结构2的下方，以避免信号之间的干扰。
同时，请结合图2，在所述腔体1对应所述第一移相网络31的输入端口、第二移相网络34的输入端口及合路端口36出均开设有窗口12，以便于传输线缆与端口之间的焊接，继而达到降低生产难度的目的。
此外，所述多层介质结构2的介质基板21可采用塑料、陶瓷、高频电路板才等绝缘材料制成，所述腔体1可采用金属注塑一体化成型，所述腔体1的宽度方向的两侧面还设有用于容置传输线缆的容置槽13。
本发明的微波器件通过使所述腔体1、多层介质结构2及位于所述腔体1侧壁与所述多层介质结构2之间的微波网络构成带状线结构，以实现信号的传输，并且通过移动所述腔体1内的活动介质板37，使得所述带状线结构内介质的等效介电常数发生改变，以达到移相的效果；同时通过在多层介质结构2设置金属通孔212，以使第一微波网络及第二微波网络的输出端口连接到同一合路端口36处，从而达到合路的效果，使得在本发明的腔体1中可同时集成有移相和合路的功能，并且结构简单，减少天线馈电网络的复杂性，移相一致性好，避免移相信号之间的相互干扰，大大提升了微波器件的指标稳定性。
此外，通过在所述腔体1上开设窗口12，以便于所述金属连接件23与腔体1的焊接以及微波网络的输入端口及合路端口36与传输线缆之间的焊接，生产操作简易，可大幅提高生产效率。
本发明还涉及一种天线，其包括如前文所述的微波器件，所述微波器件可在同一腔体内集成移相和合路两种功能，结构简单，有利于实现天线的小型化和提升天线整体的生产效率。
以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种微波器件，包括腔体，其特征是：所述腔体中设有将所述腔体分隔形成上下两层腔体的多层介质结构，所述多层介质结构包括至少两块介质基板及与所述腔体电连接的中间接地层，上层腔体和下层腔体中均设有微波网络，且上下两层腔体的微波网络的金属地均与所述中间接地层连接，使得所述腔体、多层介质结构及上下两层腔体中的微波网络形成上下两个独立的带状线结构以传输信号。
2.根据权利要求1所述的微波器件，其特征是：所述介质基板上开设有用于连接微波网络的金属地与所述中间接地层的金属过孔。
3.根据权利要求1所述的微波器件，其特征是：所述多层介质结构上设有用于连接所述微波网络的金属地与所述腔体的金属连接件。
4.根据权利要求3所述的微波器件，其特征是：所述腔体上对应所述金属连接件的位置开设有窗口。
5.根据权利要求1所述的微波器件，其特征是：所述上层腔体和下层腔体的微波网络分别包括第一移相网络和第二移相网络，且所述上层腔体和下层腔体内在位于所述微波网络远离所述多层介质结构的一侧均设有可沿所述腔体的长度方向移动的活动介质板。
6.根据权利要求5所述的微波器件，其特征是：所述第一移相网络和第二移相网络的工作频段不同，且所述第二移相网络的输出端口通过穿过多层介质结构的金属通孔与所述第一移相网络的输出端口连接并构成合路端口。
7.根据权利要求6所述的微波器件，其特征是：所述第一移相网络的输出端口连接有第一滤波网络；所述第二移相网络的输出端口连接有第二移相网络。
8.根据权利要求6所述的微波器件，其特征是：所述第一移相网络的输入端口、所述第二移相网络的输入端口及所述合路端口位于所述腔体宽度方向的同一侧。
9.根据权利要求8所述的微波器件，其特征是：所述腔体的侧壁对应所述第一移相网络的输入端口、所述第二移相网络的输入端口及所述合路端口开设有窗口。
10.一种天线，其特征是：包括如权利要求1-9任一项所述的微波器件。
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