CN111129773B - 调偏装置及辐射单元 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种调偏装置及天线,其中调偏装置包括包括安装部及与所述安装部连接的绕线部,所述安装部用于与辐射单元的巴伦臂卡接,所述绕线部被限定为自所述安装部的侧边延伸并朝远离巴伦臂的方向设置,所述绕线部用于安装馈电部件并使馈电部件的长度适配于巴伦臂的长度。该偏调装置安装于巴伦臂上,并且加长的馈电部件可从巴伦臂弯折至调偏装置的绕线部以固定后,再弯折返回巴伦臂以与偶极子电连接,使得馈电部件可突破辐射单元尺寸的约束,扩展加长以实现辐射单元相位调整、满足于天线调节需要,同时馈电部件适配于巴伦臂的高度并保持良好的稳定性,避免在搬运过程中,馈电部件晃动而导致其与辐射单元的焊点松动,以确保天线的辐射性能。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域,尤其涉及一种调偏装置及辐射单元。
背景技术
随着通信行业的发展,小型化、多频段、多制式的基站天线越来越成为通信行业应用的主流天线。
调偏是一种天线的调试方法,此方法是以改变一条或多条振子电缆的长度来调整单个振子的相位,最终达到修正整个天线方向图的目的。而现有的辐射单元中,同轴线缆受到路径的约束,通常保持为相同的长度。而如何突破路径的约束,使振子电缆可以扩展加长以及保证加长后的电缆保持稳定是目前亟需解决的问题。
发明内容
本发明的主要目的旨在提供一种固定加长的馈电部件的调偏装置。
本发明的另一目的旨在提供一种包括上述调偏装置的辐射单元。
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,本发明一种调偏装置,包括安装部及与所述安装部连接的绕线部,所述安装部用于与辐射单元的巴伦臂卡接,所述绕线部被限定为自所述安装部的侧边延伸并朝远离巴伦臂的方向设置,所述绕线部用于安装馈电部件并使馈电部件的长度适配于巴伦臂的长度。
进一步设置:所述安装部包括安装板,所述安装板的一侧弯折形成有用于供巴伦臂插入的卡槽,其另一侧形成有用于与巴伦臂卡接的弹性卡钩,且所述安装板两侧间的距离被限定为与巴伦臂的宽度相适配。
进一步设置:所述安装部安装于相邻两个巴伦臂上,且所述安装板上设有用于插入相邻巴伦臂的间隙中并与巴伦臂抵接的限位杆。
进一步设置:所述限位杆与所述安装板之间设有导向块。
进一步设置:所述安装板上设有用于供巴伦臂上预设的定位块插入的定位槽。
进一步设置:所述安装板上设有用于插入巴伦臂上预设的避位缺口处的限位块。
进一步设置:所述绕线部包括用于供馈电部件穿过的线缆槽,所述线缆槽平行于所述卡槽设置。
进一步设置:所述线缆槽沿所述调偏装置的长度方向并排设有多个。
进一步设置:所述安装部与所述绕线部一体成型。
作为第二方面,本发明涉及一种辐射单元,包括偶极子、巴伦臂及如上所述的调偏装置,所述偶极子设于所述巴伦臂的顶部,所述调偏装置通过安装部卡接于所述巴伦臂上,所述绕线部用于安装与所述偶极子连接的馈电部件并调节其长度。
相比现有技术,本发明的方案具有以下优点:
1.在本发明的调偏装置中,其可通过安装部安装于巴伦臂上,并且加长的馈电部件可从巴伦臂弯折至调偏装置的绕线部固定后,再弯折返回巴伦臂与偶极子电连接,使得馈电部件可突破辐射单元尺寸的约束,扩展加长以实现辐射单元相位调整、满足于天线调节需要,同时馈电部件适配于巴伦臂的长度并保持良好的稳定性,避免在搬运过程中,馈电部件晃动而导致其与辐射单元的焊点松动,以确保天线的辐射性能。
2.在本发明的调偏装置中,绕线部上的绕线槽可设置多个,以满足不同加长长度的馈电部件,继而满足天线调节的不同需求。
3.在本发明的天线中,巴伦臂上间隔地开设两个避位缺口,并在两个避位缺口之间形成定位块,避位缺口可与所述安装部的限位块配合,定位块可与安装部的定位槽配合,实现了调偏装置与巴伦臂的定位装配,提高了应用了调偏装置的辐射单元的结构稳定性。
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为本发明偏调装置的一个实施例的结构示意图;
图2为本发明偏调装置的一个实施例的背面示意图;
图3为本发明天线的一个实施例的结构示意图;
图4为本发明天线中用于示意调偏装置与巴伦臂的装配示意图;
图5为本发明天线的一个实施例中用于示意巴伦臂结构的示意图。
图中,1、调偏装置;11、安装部;111、安装板;112、卡槽;113、弹性卡钩;114、定位槽;115、限位块;116、限位杆;117、导向块;12、绕线部;121、基板;122、线缆槽;123、挡块;2、巴伦臂;21、避位缺口;22、定位块;3、偶极子;4、馈电部件;5、合路端口;1000、辐射单元。
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,本发明涉及一种调偏装置1,其解决了现有辐射单元1000采用扩展加长的馈电部件4无法保证馈电部件4稳定性的问题,结构简单,使得馈电部件4可突破辐射单元1000尺寸的约束以扩展加长成不同的长度,可满足天线调节的需求,同时能保证加长后的馈电部件4保持稳定。
另外,需要说明的是,馈电部件4为同轴线缆。
请结合图1和图2,所述调偏装置1包括安装部11及绕线部12,所述安装部11用于与辐射单元1000的巴伦臂2卡接固定,所述绕线部12用于安装馈电部件4,且所述绕线部12自所述安装部11朝远离所述巴伦臂2的方向延伸,馈电部件4可经所述绕线部12再返回到巴伦臂2上,从而可实现扩展加长的馈电部件4的固定。
其中,所述安装部11包括安装板111,所述安装板111的一侧弯折形成有供巴伦臂2插入的卡槽112,并在所述安装板111上还设有用于与所述巴伦臂2卡接的弹性卡钩113,且所述卡槽112槽底与所述弹性卡钩113的间距与该对巴伦臂的宽度及巴伦臂的间隙巴伦臂2的宽度相适配,以确保所述调偏装置1安装于巴伦臂2上的稳定性。
进一步的,所述安装部11同时安装在相邻的两个巴伦臂2上,其中一个巴伦臂2插入所述安装板111的卡槽112中,另一个巴伦臂2与所述弹性卡钩113卡接配合,同时在所述安装板111上还设有用于插入到相邻巴伦臂2的间隙中的限位杆116,所述限位杆116沿所述卡槽112的长度方向延伸,以避免所述安装部11在与巴伦臂2卡合时,相邻巴伦臂2的间距发生改变而导致辐射单元1000的辐射性能的改变,从而可确保辐射单元1000的结构稳定性。
更进一步,所述限位杆116的两侧均设有导向块117,所述导向块117的顶面朝远离所述限位杆116的方向倾斜向下设置,以便于巴伦臂2插入到与其邻近的卡槽112或便于巴伦臂2与所述弹性卡钩113卡接;同时,所述导向块117还可对插接于所述卡槽112中的巴伦臂2及与所述弹性卡钩113卡接的巴伦臂2起到限位的作用,以进一步提高所述安装部11与巴伦臂2卡接的稳定性。
此外,所述安装板111靠近所述弹性卡钩113的位置处设有定位槽114,可供巴伦上预设的定位块22插入,以提高所述调偏装置1与巴伦臂2安装的精确定位;并且所述定位槽114的两侧还设有限位块115,所述限位块115可与巴伦臂2上预设的避位缺口21配合,以进一步确保所述调偏装置1与巴伦臂2的定位卡接。
具体地,上述巴伦臂2的定位块22可由两个间隔地开设于巴伦臂2上的避位缺口21形成,无需改变辐射单元1000的基础结构,即可实现与所述调偏装置1的卡接配合,且连接稳定性高。
请结合图2,所述绕线部12包括位于所述弹性卡钩113远离所述卡槽112一侧的基板121及设于所述基板121上的线缆槽122,所述线缆槽122可由至少两个挡块123限定而成,且所述线缆槽122平行于所述卡槽112设置,使得加长的馈电部件4从巴伦臂2处弯折至所述线缆槽122处以固定,随后再由所述线缆槽122处弯折返回到巴伦臂2处,从而避免加长的馈电部件4因部分无法固定而导致不稳定的情况,使得辐射单元1000的馈电部件4在达到加长长度的目的的同时,还可稳定馈电部件4。
进一步的,所述线缆槽122朝远离所述弹性卡钩113的方向并排设有多个,从而可适配于不同加长长度馈电部件4的安装,以满足天线调节的不同需求。
进一步的,所述挡块123的侧边均呈设置倒角,以避免挡块123侧边存在尖角对安装于线缆槽122内的馈电部件4造成磨损及破坏。
优选地,所述安装部11与所述线缆部为一体成型,结构稳定性更高,有利于批量化生产。
本发明的调偏装置1安装于辐射单元1000的巴伦臂2上,无需改变辐射单元1000的基础结构,加长电缆可由巴伦臂2弯折至所述绕线部12以固定,再弯折返回巴伦臂2,以使馈电部件4可适配于巴伦臂2的高度,馈电部件4突破了辐射振子尺寸的约束,可扩展加长为不同的长度,实现辐射单元1000与馈电部件4的阻抗匹配及调整辐射单元1000的相位,可满足于天线的调节,以修正天线的方向图;同时,本发明的调偏结构在实现扩展加长电缆长度的同时,还可稳定馈电部件4,避免在搬运过程中,馈电部件4晃动而导致其与辐射单元1000的焊点松动,以确保天线的辐射性能。
所述绕线部12上通过设置多个并排设置的线缆槽122,适用性高,可满足不同扩展长度的馈电部件4的固定安装。
请结合图3至图5,本发明还涉及一种辐射单元1000,包括偶极子3、巴伦臂2及如上所述的调偏装置1,所述偶极子3设于所述巴伦臂2的顶部,所述调偏装置1包括安装部11及绕线部12,其通过所述安装部11卡接于所述巴伦臂2,所述巴伦臂2上间隔开设有两个避位缺口21,并在两个所述避位缺口21之间形成有定位块22,其中,所述避位缺口21可与所述安装部11的限位块115配合,所述定位块22可与所述安装部11的定位槽114配合,实现了所述调偏装置1与装置巴伦臂2的定位装配,提高了应用了所述调偏装置1的辐射单元1000的结构稳定性。
所述巴伦臂2还上安装有用于与所述偶极子3电连接的馈电部件4,为实现与辐射单元1000的阻抗匹配及调整所述辐射单元1000的相位,所述馈电部件4可扩展加长为不同长度,以满足天线调节的需求,扩展加长后的馈电部件4可由所述巴伦臂2上绕设至所述绕线部12以安装固定,以确保天线的稳定性。
此外,所述辐射单元1000优选为双极化辐射单元1000,其每个极化方向具有两个偶极子3及分别为同一极化所述两个偶极子3馈电的两个馈电部件4,两个所述馈电部件4的各自一端与其相应的偶极子3电连接,各自另一端通过该辐射单元1000所固有的同一物理合路端口5实现合路。
在此,所称的物理的合路端口5是指该合路端口5具有物理结构,更具体的情况下是提供一个可供线缆连接的接口结构。该合路端口5可以实现至少两路信号的合路。另外,该合路端口5为属于辐射单元1000的结构,其可以与辐射单元1000的主体部位一体成型或一体化装配设置以实现一体化集成,也可在辐射单元1000的主体部位安装于反射板时与预固定于反射板的合路端口5对接而构成辐射单元1000的一固有部分。
其中,对于压铸型振子,所述主体部位包括偶极子3及巴伦结构,在该种振子中,偶极子3具有有别于印刷成型的空间实体结构,由巴伦结构所支撑,所述巴伦结构通常包括巴伦臂2,馈电部件4可沿巴伦臂2的本体铺设并与偶极子3连接,必要时,所述巴伦结构还包括用于将多个巴伦臂2连接起来构成一个整体的底座,多个巴伦臂2绕底座的周向等距排布。对于贴片振子,主体部位包括偶极子3。
对于压铸型振子,所述合路端口5与所述底座连接,或者合路端口5直接固定于巴伦臂2,较佳地,所述合路端口5与所述底座或巴伦臂2一体成型设置,在其他方式中,合路端口5也可与巴伦臂2或底座分体设置。对于贴片振子,所述合路端口5可预固定于反射板上指定位置处,在振子安装于反射板时与振子的偶极子3电性连接,当贴片振子还由金属结构件支撑时,合路端口5可连接于金属支撑件。在此,由于合路端口5的馈电部位与贴片振子位于反射板的同一侧,因而合路端口5视为辐射单元1000一部分。
每个馈电部件4的长度与所述合路端口5所设置的位置具有匹配关系,两者之间的匹配关系满足经由该辐射单元1000发射其相应极化信号所需的阻抗匹配条件。故可根据实际需求来选择所述馈电部件4的长度,如其长度大于所述巴伦臂2的长度,可通过安装于所述巴伦臂2上的调偏装置1来实现固定。
进一步地,在一个具体实例中,当馈电部件4为75Ω同轴电缆时,其长度为相应极化信号的0.5倍工作波长的整数倍。优选地,为同一极化两个偶极子3馈电的两个馈电部件4的长度大致相等,具体可以使所述合路端口5所在的空间位置到所述同一极化的两个偶极子3各自的馈电点的距离大致相等,由此可方便馈电部件4的设置,提高辐射单元1000的一致性。需要说明的是,两个馈电部件4的长度可以不严格相等,可以根据交叉极化比或其他电气指标的设定而进行调整,一方面可以调节线缆的长度,另一方面可以调整合路端口5的设置位置。
较佳地,所述合路端口5设于底座上相对于所述两个偶极子3的几何对称轴线处,例如一对巴伦臂2所对应的合路端口5刚好位于另一对巴伦臂2所对应的底座位置处。
优选地,所述合路端口5具有用于将外部线缆的外导体与馈电部件4的外导体相连接,将外部线缆的内导体与馈电部件4的内导体相连接的对应导电元件。并且所述合路端口5的与内导体和外导体相对应的两个导电元件之间具有容性耦合特征。
在一种实施方式中,所述合路端口5呈筒型结构,其外壁构成外导体,由其外壁限定形成的通孔处设置有内导体,各馈电部件4所具有内导体与合路端口5的内导体相连接,各馈电部件4所具有的外导体与合路端口5的外导体相连接。
本发明中,每个所述移相器的移相信号输出端均通过单独一条线缆(如同轴电缆)传输至对应的一个所述辐射单元1000的一个对应的合路端口5处。由于为同一极化的两个偶极子3馈电的两个馈电部件4各自一端合路连接于合路端口5,因而该辐射单元1000的每个极化都可以仅通过一根同轴电缆直接连接于合路端口5与馈电网络的移相器之间,完成馈电网络对一个极化的两个偶极子3的馈电。相对于现有天线,基于阻抗匹配,需要通过每个极化延伸出两根较长的同轴电缆连接于移相器同一个端口,减少了一根同轴电缆。对于一副多个双极化辐射单元1000共同构成的天线而言,减少了大量的同轴电缆,使得反射板反面的布局得到大大的优化,反射板反面更为简洁。
优选地,所述馈电部件4沿巴伦臂2的正面或反面铺设,所述合路端口5用于合路的连接部位适应性地设置于同一正面或反面,当合路端口5设于底座时,其可以凸出于底座的正面,也可不从底座的正面凸出,具体可视布线的便利性设置。
优选地,所述馈电部件4采用同轴线缆,并对应每个极化方向的两个偶极子3设有两根,两根同轴电缆的各自一端与偶极子3连接,各自另一端连接到合路端口5,并且使得两根同轴电缆于该合路端口5处的并联阻抗为特定阻抗,例如50Ω,以与馈电网络的输出阻抗相适配。当作为馈电部件4的所述同轴电缆为75Ω的同轴电缆时,其长度为半个波长的整数倍,并且当所述同轴电缆为100Ω的同轴电缆时,两根同轴电缆于合路端口5处的并联阻抗为50Ω,因而其长度可为任意长度,可由技术人员根据实际需要设置。
由于合路端口5处的阻抗为50Ω,与天线馈电网络的输出阻抗相匹配,不再需要在合路端口5与移相器之间设置相应长度的同轴电缆来进行阻抗匹配,减少同轴电缆的长度。
优选地,作为所述馈电部件4的同轴电缆的长度为半个工作波长的整数倍,其长度设计的原理是:现有基站天线的馈电网络的输出阻抗均为50Ω,而现有偶极子3多由半波振子构成,半波振子的理想阻抗为75Ω左右,为了让偶极子3与基站天线中的馈网匹配,须使本发明辐射单元1000的合路端口5的输出阻抗需为50Ω。例如在一个实施例中为了实现合路端口5的输出阻抗为50Ω,相同极化方向的两个偶极子3需要通过半个波长(0.5λ)整数倍的75Ω的两根同轴电缆在合路端口5处并联连接实现50Ω阻抗。由于常规辐射单元1000的巴伦臂2为了实现平衡馈电,其长度多为四分之一个波长(即0.25λ),而同轴电缆的介电常数一般为2.01,半个波长的同轴电缆的长度为优选地,本发明同轴电缆沿巴伦臂2的长度为0.25λ,沿环形的底座的长度约为0.1λ,作为馈电部件4的同轴电缆长度刚好满足阻抗匹配的最小长度。
较佳地,为方便同轴电缆的布线,所述巴伦臂2的正面或反面设有布线槽(未标示,下同),所述同轴电缆置于所述布线槽内并与布线槽焊接,所述合路端口5用于合路的连接部位(未标示,下同)适应性地设置于同一正面或反面。
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 (8)
1.一种调偏装置,其特征是:包括安装部及与所述安装部连接的绕线部,所述安装部用于与辐射单元的巴伦臂卡接,所述安装部包括安装板,所述安装板的一侧弯折形成有用于供巴伦臂插入的卡槽,其另一侧形成有用于与巴伦臂卡接的弹性卡钩,且所述安装板两侧间的距离被限定为与巴伦臂的宽度相适配,所述绕线部被限定为自所述安装部的侧边延伸并朝远离巴伦臂的方向设置,所述绕线部包括用于供馈电部件穿过的线缆槽,所述线缆槽平行于所述卡槽设置,所述绕线部用于安装馈电部件并使馈电部件的长度适配于巴伦臂的长度。
2.根据权利要求1所述的调偏装置,其特征是:所述安装部安装于相邻两个巴伦臂上,且所述安装板上设有用于插入相邻巴伦臂的间隙中并与巴伦臂抵接的限位杆。
3.根据权利要求2所述的调偏装置,其特征是:所述限位杆与所述安装板之间设有导向块。
4.根据权利要求1所述的调偏装置,其特征是:所述安装板上设有用于供巴伦臂上预设的定位块插入的定位槽。
5.根据权利要求1所述的调偏装置,其特征是:所述安装板上设有用于插入巴伦臂上预设的避位缺口处的限位块。
6.根据权利要求1所述的调偏装置,其特征是:所述线缆槽沿所述调偏装置的长度方向并排设有多个。
7.根据权利要求1所述的调偏装置,其特征是:所述安装部与所述绕线部一体成型。
8.一种辐射单元,其特征是:包括偶极子、巴伦臂及如权利要求1-7任一项所述的调偏装置,所述偶极子设于所述巴伦臂的顶部,所述调偏装置通过安装部卡接于所述巴伦臂上,所述绕线部用于安装与所述偶极子连接的馈电部件并调节其长度。
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