CN111342174B - 滤波移相器及天线 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种滤波移相器及天线,滤波移相器包括固定电路、辅助导体传输段及可移动电路。可移动电路相对于第一载板移动使得第二传输线在所述收容腔室移入或移出,可以改变移动线路层与固定线路层以及辅助传输导体段之间的耦合量,从而改变滤波移相器中信号传输的电长度,进而实现对输出端口的相位调节。此外,在U形传输线型移相器的可移动电路中增加滤波枝节,实现了滤波器和移相器一体化设计。另外,输入的信号都将同时经过滤波和移相两种变化,提高了空间利用率,有效减小尺寸。
Description
技术领域
本发明涉及通信装置技术领域,特别是涉及一种滤波移相器及天线。
背景技术
在5G移动通信背景下,移相器可以通过改变阵列天线中各个辐射单元的相位分布,进而改变波束下倾角,实现电调天线的波束赋形和优化覆盖。目前,常用的机械式移相器分为介质滑动型移相器和传输线滑动型移相器。随着小型化多频电调天线的发展,电子器件的集成度越来越高,对各种射频器件的体积提出了更高的要求。传统地,电调天线大多采用相互独立的滤波器和移相器,虽然能实现异频隔离和相位调节,但是滤波器与移相器为分体式设计布局,使得整机的体积较大。
发明内容
基于此,有必要克服现有技术的缺陷,提供一种滤波移相器及天线,它能实现原有的滤波及移相功能,在具备频率选择性的同时实现大范围调相,有助于提高系统集成度并减小体积尺寸。
其技术方案如下:一种滤波移相器,包括:固定电路,所述固定电路包括第一载板与设置于所述第一载板上的固定线路层,所述固定线路层包括相对间隔设置的两个第一传输线,其中一个所述第一传输线设有信号输入接口,另一个所述第一传输线设有信号输出接口;辅助导体传输段,所述辅助导体传输段设置于所述第一载板上,且所述辅助导体传输段为两个,两个所述辅助导体传输段与两个所述第一传输线一一对应设置,所述辅助导体传输段与所述第一传输线电性连接,所述辅助导体传输段与所述第一传输线围合成收容腔室,所述收容腔室设有开口;可移动电路,所述可移动电路包括可移动地设置于所述第一载板上的第二载板与设置于所述第二载板上的移动线路层,所述移动线路层包括相对间隔设置的两个第二传输线及连接两个所述第二传输线同一端的滤波枝节,所述第二传输线与所述第一传输线对应设置,所述第二传输线通过所述开口伸入到所述收容腔室中,所述第二传输线分别与所述辅助导体传输段、所述第一传输线耦合配合,所述第二载板相对于所述第一载板移动时,所述第二传输线在所述收容腔室移入或移出。
上述的滤波移相器,可移动电路相对于第一载板移动使得第二传输线在所述收容腔室移入或移出,可以改变移动线路层与固定线路层以及辅助传输导体段之间的耦合量,从而改变滤波移相器中信号传输的电长度,进而实现对输出端口的相位调节。也就是,通过改变插入收容腔室内的第二传输线的长度,便可同时实现移相和滤波的功能。此外,两个第二传输线与滤波枝节具体例如一体成型,共同组成移动线路层,并构成U形传输结构,使移相电路和滤波电路集成为同一信号传输通路,相当于在U形传输线型移相器的可移动电路中增加滤波枝节,实现了滤波器和移相器一体化设计。另外,移相电路和滤波电路高度集成,使得在调相过程中可移动电路移动到任何一个位置,输入的信号都将同时经过滤波和移相两种变化,提高了空间利用率,有效减小尺寸。另外,传统的滤波移相器设计思路是将滤波枝节增加在主传输线的输入端口,而本申请则将其集成于可移动电路的中部,不仅进一步节省了布局空间,在不会改变移相器原有的输入输出端口特性的同时,还有利于改善端口的阻抗匹配性能。其次,U形传输线型移相器具有较大功率容量,较小的损耗和体积,制作工艺简单,易于与其他微波器件集成,进而实现天线的小型化。再次,滤波枝节高度集成于移动线路层的特性,使得在将其应用于5G大规模阵列天线中时,可以有效减小射频器件的体积,减小占用空间,有利于优化布局和降低成本。
在其中一个实施例中,所述第二载板包括主体板及与所述主体板相连的两个支撑条;所述第二传输线对应设于所述支撑条上,所述支撑条通过所述开口伸入到所述收容腔室中并能在所述收容腔室移入或移出;所述滤波枝节设于所述主体板上。
在其中一个实施例中,所述支撑条的两个侧面均设有所述第二传输线,所述支撑条两个侧面的所述第二传输线电性连接;所述主体板的至少一个侧面上设有所述滤波枝节。
在其中一个实施例中,所述支撑条上设有金属化过孔,所述支撑条两个侧面上的所述第二传输线通过金属化过孔电性连接;所述金属化过孔为多个,多个所述金属化过孔沿着所述支撑条间隔设置。
在其中一个实施例中,所述固定线路层包括设置于两个所述第一传输线之间的隔离带,所述隔离带与所述第一传输线的延伸方向一致。
在其中一个实施例中,所述可移动电路还包括金属挡板,所述金属挡板与所述主体板相连,所述金属挡板设于两个所述辅助导体传输段之间;所述金属挡板的延伸方向与所述辅助导体传输段的延伸方向一致。
在其中一个实施例中,所述支撑条的外壁与所述收容腔室内壁滑动接触配合。
在其中一个实施例中,所述第二传输线和/或所述收容腔室的内壁设有绝缘层。
在其中一个实施例中,所述导体传输段包括金属盖及与所述金属盖的外侧壁相连的金属引脚;所述第一传输线设有与所述金属引脚相应的焊盘,所述金属引脚与所述焊盘焊接相连;所述金属盖盖设于所述第一传输线上并与所述第一传输线围合形成所述收容腔室。
在其中一个实施例中,所述金属盖包括金属顶板及与所述金属顶板相连的两个金属侧板,两个所述金属侧板相对间隔设置,所述金属引脚由所述金属侧板的两端向外延伸形成。
在其中一个实施例中,所述焊盘为平面矩形焊盘,所述金属引脚与所述焊盘对齐后通过过炉焊焊接相连。
在其中一个实施例中,所述金属侧板底边的中部部位与所述第一传输线之间设有间隙;所述金属引脚的宽度不小于0.7mm。
一种天线,包括所述的滤波移相器。
上述的天线,可移动电路相对于第一载板移动使得第二传输线在所述收容腔室移入或移出,可以改变移动线路层与固定线路层以及辅助传输导体段之间的耦合量,从而改变滤波移相器中信号传输的电长度,进而实现对输出端口的相位调节。也就是,通过改变插入收容腔室内的第二传输线的长度,便可同时实现移相和滤波的功能。此外,两个第二传输线与滤波枝节具体例如一体成型,共同组成移动线路层,并构成U形传输结构,使移相电路和滤波电路集成为同一信号传输通路,相当于在U形传输线型移相器的可移动电路中增加滤波枝节,实现了滤波器和移相器一体化设计。另外,移相电路和滤波电路高度集成,使得在调相过程中可移动电路移动到任何一个位置,输入的信号都将同时经过滤波和移相两种变化,提高了空间利用率,有效减小尺寸。另外,传统的滤波移相器设计思路是将滤波枝节增加在主传输线的输入端口,而本申请则将其集成于可移动电路的中部,不仅进一步节省了布局空间,在不会改变移相器原有的输入输出端口特性的同时,还有利于改善端口的阻抗匹配性能。其次,U形传输线型移相器具有较大功率容量,较小的损耗和体积,制作工艺简单,易于与其他微波器件集成,进而实现天线的小型化。再次,滤波枝节高度集成于移动线路层的特性,使得在将其应用于5G大规模阵列天线中时,可以有效减小射频器件的体积,减小占用空间,有利于优化布局和降低成本。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例所述的滤波移相器的结构示意图;
图2为本发明一实施例所述的滤波移相器的分解示意图;
图3为本发明一实施例所述的滤波移相器的辅助导体传输段的结构示意图;
图4为本发明一实施例所述的滤波移相器的可移动电路的结构示意图;
图5为图4的俯视图;
图6为本发明另一实施例所述的滤波移相器的可移动电路的俯视图;
图7为本发明又一实施例所述的滤波移相器的可移动电路的俯视图;
图8为本发明另一实施例所述的滤波移相器的结构示意图。
附图标记:
10、固定电路;11、第一载板;12、固定线路层;121、第一传输线;1211、信号输入接口;1212、信号输出接口;1213、焊盘;122、隔离带;20、辅助导体传输段;22、开口;23、金属盖;231、金属顶板;232、金属侧板;233、间隙;24、金属引脚;30、可移动电路;31、第二载板;311、主体板;312、支撑条;3121、金属化过孔;32、移动线路层;321、第二传输线;322、滤波枝节;33、金属挡板。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中,需要理解的是,当一个元件被认为是“连接”另一个元件,可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在中间元件。相反,当元件为称作“直接”与另一元件连接时,不存在中间元件。
通过参考以下结合构成本公开的一部分的附图和示例进行的详细说明,可以更容易理解本公开。应当理解的是,本发明不限于本文所描述和/或显示的具体的设备、方法、应用、条件或参数,而且本文所使用的术语是为了仅通过示例来描述特定实施例而不意在限制要求保护的发明。而且,如在包含随附权利要求书的说明内容中所使用的,除非上下文做出明确规定,否则没有数量词修饰和用“所述”修饰的表达形式包括复数,并且对特定数值的提及至少包含该特定值。如本文所使用的术语“多个”意指多于一个。当表达值的范围时,另一实施例包括从一个特定值和/或到另一特定值。类似地,当通过使用先行词“大约”来将值表达为近似值时,将理解的是特定值构成了另一实施例。所有的范围都包含端值且能够组合。
应理解的是,为清晰起见在本文中在单独的实施例背景下描述的本发明的一些特征还可以在单个实施例中相结合地提供。相反,为简要起见在单个实施例的背景下描述的本发明的各特征还可以单独地设置或者以任何子组合来设置。此外,对范围内所述值的提及包含该范围内的每一个值。除非另外指出,否则图中共同的附图标记应当理解为指代相似的特征。
在一个实施例中,请参阅图1至图3,一种滤波移相器,包括:固定电路10、辅助导体传输段20及可移动电路30。所述固定电路10包括第一载板11与设置于所述第一载板11上的固定线路层12,所述固定线路层12包括相对间隔设置的两个第一传输线121。其中一个所述第一传输线121设有信号输入接口1211,另一个所述第一传输线121设有信号输出接口1212。
具体而言,第一载板11为介质板,一般由介质材料成型,可起承载作用。固定线路层12设于第一载板11朝向辅助导体传输段20的一侧。当然,第一载板11也可以是金属板,金属板上设有绝缘层,固定线路层12设于绝缘层上。
所述辅助导体传输段20设置于所述第一载板11上,且所述辅助导体传输段20为两个,两个所述辅助导体传输段20与两个所述第一传输线121一一对应设置,所述辅助导体传输段20与所述第一传输线121电性连接,所述辅助导体传输段20与所述第一传输线121围合成收容腔室。所述收容腔室设有开口22。
所述可移动电路30包括可移动地设置于所述第一载板11上的第二载板31与设置于所述第二载板31上的移动线路层32。所述移动线路层32包括相对间隔设置的两个第二传输线321及连接两个所述第二传输线321同一端的滤波枝节322。所述第二传输线321与所述第一传输线121对应设置,所述第二传输线321通过所述开口22伸入到所述收容腔室中,所述第二传输线321分别与所述辅助导体传输段20、所述第一传输线121耦合配合。所述第二载板31相对于所述第一载板11移动时,所述第二传输线321在所述收容腔室移入或移出。
上述的滤波移相器,可移动电路30相对于第一载板11移动使得第二传输线321在所述收容腔室移入或移出,可以改变移动线路层32与固定线路层12以及辅助传输导体段之间的耦合量,从而改变滤波移相器中信号传输的电长度,进而实现对输出端口的相位调节。也就是,通过改变插入收容腔室内的第二传输线321的长度,便可同时实现移相和滤波的功能。此外,两个第二传输线321与滤波枝节322具体例如一体成型,共同组成移动线路层32,并构成U形传输结构,使移相电路和滤波电路集成为同一信号传输通路,相当于在U形传输线型移相器的可移动电路30中增加滤波枝节322,实现了滤波器和移相器一体化设计。另外,移相电路和滤波电路高度集成,使得在调相过程中可移动电路30移动到任何一个位置,输入的信号都将同时经过滤波和移相两种变化,提高了空间利用率,有效减小尺寸。另外,传统的滤波移相器设计思路是将滤波枝节322增加在主传输线的输入端口,而本申请则将其集成于可移动电路30的中部,不仅进一步节省了布局空间,在不会改变移相器原有的输入输出端口特性的同时,还有利于改善端口的阻抗匹配性能。其次,U形传输线型移相器具有较大功率容量,较小的损耗和体积,制作工艺简单,易于与其他微波器件集成,进而实现天线的小型化。再次,滤波枝节322高度集成于移动线路层32的特性,使得在将其应用于5G大规模阵列天线中时,可以有效减小射频器件的体积,减小占用空间,有利于优化布局和降低成本。
可以理解的是,滤波枝节322的枝节个数和尺寸大小根据所要求的滤波器的频率选择性能而定。具体地,由于滤波电路和移相电路一体化,滤波枝节322的枝节个数和尺寸不仅会改变滤波移相器的滤波性能,还将影响滤波移相器整体的阻抗匹配及相位线性度。参阅图5至图7,图5至图7中示意出的滤波枝节322的枝节个数和尺寸大小均各不相同,图5中示意出的滤波枝节322形式的滤波器能实现低通作用,截止频率为4.5GHz,图6中示意出的滤波枝节322形式的滤波器能实现带通作用,通带为1710MHz~2690MHz,图7中示意出的滤波枝节322形式的滤波器能实现带通作用,通带为694MHz~960MHz。
进一步地,请参阅图2至图4,所述第二载板31包括主体板311及与所述主体板311相连的两个支撑条312。所述第二传输线321对应设于所述支撑条312上,所述支撑条312通过所述开口22伸入到所述收容腔室中并能在所述收容腔室移入或移出。所述滤波枝节322设于所述主体板311上。如此,通过将第二传输线321设于支撑条312上,支撑条312作为第二传输线321的载体,通过带动第二载板31移动,来实现第二传输线321在所述收容腔室移入或移出。
在一个实施例中,请参阅图2至图4,所述支撑条312的两个侧面均设有所述第二传输线321,所述支撑条312两个侧面的所述第二传输线321电性连接。所述主体板311的至少一个侧面上设有所述滤波枝节322。具体而言,主体板311的两个侧面上均设有滤波枝节322,主体板311上侧面的滤波枝节322分别与支撑条312上侧面的两个第二传输线321电性连接,主体板311下侧面的滤波枝节322分别与支撑条312下侧面的两个第二传输线321电性连接。如此,信号的稳定性更好,滤波移相器的过滤效果更强。
此外,作为一个可选的方案,主体板311的其中一个侧面上设有滤波枝节322,滤波枝节322与其同一表面上的两个第二传输线321电性连接,主体板311的另一个侧面上则没有设置滤波枝节322,而是直接通过设置导线将另一侧面上的两个第二传输线321相连。
进一步地,请参阅图2至图4,所述支撑条312上设有金属化过孔3121,所述支撑条312两个侧面上的所述第二传输线321通过金属化过孔3121电性连接。具体地,所述金属化过孔3121为多个,多个所述金属化过孔3121沿着所述支撑条312间隔设置。如此,采用多个金属化过孔3121能实现支撑条312的两个侧面上的所述第二传输线321电性连接在一起。此外,支撑条312的两个侧面上的所述第二传输线321分别与第一传输线121和辅助导体传输段20耦合配合,大大增强了它们之间的耦合作用,使得在短距离内的滑动可产生较大的相移量,满足天线的小型化需求。
当然,作为一个示例,支撑条312上也可以只是其中一个侧面上设有第二传输线321,另一个侧面则不进行设置第二传输线321,在可移动电路30移动时,也是能实现移相调节的作用,只不过移相量调节幅度减小。
具体而言,请参阅图2至图4,支撑条312与主体板311为一体化结构,且支撑条312与主体板311均采用介质材料制作。移动线路层32通过印刷的方式设于第二载板31上,当然也可以通过3D打印的方式设于第二载板31上,还可以通过电镀、溅镀、粘设等等方式设于第二载板31上,在此不进行限定。
作为一个可选的方案,支撑条312两个侧面上的第二传输线321也不限于是通过金属化过孔3121电性连接,还可以采用其它方式进行连接,例如,支撑条312为导电条,导电条与第二传输线321为一体化结构。进一步而言,当支撑条312为导电条时,主体板311也可以是金属板,主体板311可以通过焊接的方式与支撑条312相连,或者与支撑条312为一体化结构,此外,主体板311上设有绝缘层,滤波枝节322设于绝缘层上,绝缘层避免滤波枝节322与主体板311电性连接。当支撑条312为导电条时,主体板311可以是不导电的主体板311,支撑条312与主体板311通过例如粘接、卡接等方式相连。
进一步地,请参阅图2至图4,所述固定线路层12包括设置于两个所述第一传输线121之间的隔离带122。所述隔离带122与所述第一传输线121的延伸方向一致。如此,隔离带122位于两条第一传输线121之间,以减小两个第一传输线121之间的互耦影响。具体而言,第一载板11为介质载板,隔离带122为覆设于介质载板,与所述传输线延伸方向一致,并且接地的覆铜带。此外,第一传输线121也是覆设于介质载板上的线路铜层。另外,第一传输线121与隔离带122可以是通过印刷的方式形成于第一载板11上,也可以是例如通过3D打印、电镀、溅镀、粘设等等方式设于第一载板11上,在此不进行限定。
进一步地,请参阅图2至图4,所述可移动电路30还包括金属挡板33。所述金属挡板33与所述主体板311相连,所述金属挡板33设于两个所述辅助导体传输段20之间。所述金属挡板33的延伸方向与所述辅助导体传输段20的延伸方向一致。如此,金属挡板33用以削弱在可移动电路30滑动过程中,收容腔室覆盖范围之外的两个第二传输线321间可能出现的互耦影响,使得信号能够沿移动线路层32上的滤波移相一体化U形通路传输,主要是保证信号顺利通过滤波枝节322,以起到滤波的效果。
具体而言,请参阅图2至图4,金属挡板33位于隔离带122的上方,金属挡板33与隔离带122之间设有间隙或者滑动接触配合。当可移动电路30移动时,金属挡板33沿着隔离带122进行移动。如此,一方面,隔离带122位于两条第一传输线121之间,以减小两个第一传输线121之间的互耦影响;另一方面,金属挡板33用以削弱在可移动电路30滑动过程中,收容腔室覆盖范围之外的两个第二传输线321间可能出现的互耦影响,使得信号能够沿移动线路层32上的滤波移相一体化U形通路传输,主要是保证信号顺利通过滤波枝节322,以起到滤波的效果。两者结合下,隔离效果较好,能较大程度地避免互耦影响,从而实现较好的滤波效果。
进一步地,请参阅图2至图4,所述支撑条312的外壁与所述收容腔室内壁滑动接触配合。如此,支撑条312在收容腔室内滑动过程中不会有大范围的间距波动,从而进一步保证耦合的稳定性。
在一个具体的实施例中,请参阅图2至图4,由于滑动传输线型移相器的滑动枝节(也就是移动线路层32)和固定枝节(也就是固定线路层12)之间的耦合间距对电气性能影响较大,辅助导体传输段20例如为金属盖23,对可移动电路30起到较好的限位作用。具体而言,金属盖23的两侧基本与支撑条312的两侧分别保持接触,避免可移动电路30在滑动过程中左右移动。金属盖23的顶侧与移动线路层32的高度差距很小,防止可移动电路30滑动过程中在竖向方向上出现较大起伏。作为一个示例,金属盖23的高度比在收容腔室内滑动的可移动电路30的高度大零点几毫米,使得滑动过程中移动线路与上下部件的耦合距离不会发生较大偏移,不会出现距离忽高忽低的情况。
在一个实施例中,所述第二传输线321和/或所述收容腔室的内壁设有绝缘层。如此,为了避免固定线路层12、移动线路层32和辅助导体传输段20直接电性连接接触,可在第二传输线321和/或收容腔室的内壁设有绝缘层,使得各部分的线路层之间不直接接触而通过耦合作用实现移相。
在一个实施例中,请参阅图1至图3,所述导体传输段包括金属盖23及与所述金属盖23的外侧壁相连的金属引脚24。所述第一传输线121设有与所述金属引脚24相应的焊盘1213,所述金属引脚24与所述焊盘1213焊接相连。所述金属盖23盖设于所述第一传输线121上并与所述第一传输线121围合形成所述收容腔室。
在一个实施例中,请参阅图1及图2,所述金属盖23包括金属顶板231及与所述金属顶板231相连的两个金属侧板232。两个所述金属侧板232相对间隔设置。所述金属引脚24由所述金属侧板232的两端向外延伸形成。如此,通过将金属引脚24与焊盘1213进行焊接,实现金属盖23与第一传输线121焊接连接在一起,也就是焊接位置远离于金属侧板232,并非是金属侧板232的底边与第一传输线121之间,从而能避免焊接过程中焊锡流进收容腔室内阻碍可移动电路30的滑动。此外,由于金属引脚24由所述金属侧板232的两端向外延伸形成,也就是每个金属侧板232均有两个金属引脚24,两个金属侧板232则相应有四个金属引脚24。
在一个实施例中,由于辅助导体传输段20与固定线路层12电连接,故可将辅助导体传输段20视为固定电路10的分支,将其作为滤波移相器中信号传输的副线路。
进一步地,请参阅图1至图3,所述焊盘1213为平面矩形焊盘1213,所述金属引脚24与所述焊盘1213对齐后通过过炉焊焊接相连。如此,将金属引脚24和矩形焊盘1213对齐后采用过炉焊等方式即可实现焊接,工序简单,组装效率高。
进一步地,请再参阅图1至图3,所述金属侧板232底边的中部部位与所述第一传输线121之间设有间隙233。此外,所述金属引脚24的宽度不小于0.7mm。如此,一方面,由于将焊接位置从金属侧板232转移到金属引脚24,金属引脚24足够宽时,能实现在焊接金属引脚24与焊盘1213时由于焊接位置尽可能地远离收容腔室,使得尽可能避免焊锡进入到金属盖23的内部;另一方面,能实现金属引脚24与焊盘1213焊接紧密。
由于金属引脚24和焊盘1213是实现固定电路10与辅助导体传输段20电连接的关键部件,调整两者的形状和宽度、金属侧板232的高度及金属侧板232与第一传输线121之间的间隙233可有效改善滤波移相器的阻抗匹配性能。在仿真过程中,优化阻抗匹配性能时,可以集中对金属引脚24、焊盘1213及金属侧板232的尺寸参数进行调整,工作效率较高。
在一个实施例中,辅助导体传输段20为纯金属构件,工艺成型简单并且可靠性高。此外,辅助导体传输段20也可以是在塑料盖体外设置金属屏蔽层的结构形式,在此不进行限定。
在一个实施例中,请参阅图4,移动线路层32可以是微带线或带状线结构。此外,可移动电路30可以是PCB结构或通过3D打印制成的金属立体电路结构等电路形式。
在另一个实施例中,请对比参阅图2及图8,不同于上述两端口的滤波移相器的设计形式,滤波移相器还可以是三端口设计形式。对于三端口的滤波移相器,固定线路层12为两个,导体传输段为四个。其中两个导体传输段分别与其中一个固定线路层12的两个第一传输线121一一对应设置,形成其中两个收容腔室;另外两个导体传输段分别与另外一个固定线路层12的两个第一传输线121一一对应设置,形成另外两个收容腔室。可移动电路30为两个,其中一个可移动电路30的两个第二传输线321与其中两个收容腔室对应设置,另一个可移动电路30的两个第二传输线321与另外两个收容腔室对应设置。此外,四个第一传输线121中,其中两个第一传输线121的两个信号输入接口1211通过功率分配器连接在一起,另外两个第一传输线121的两个信号输出接口1212独立开,从而形成三端口。
在一个实施例中,一种天线,包括上述任一实施例所述的滤波移相器。
上述的天线,可移动电路30相对于第一载板11移动使得第二传输线321在所述收容腔室移入或移出,可以改变移动线路层32与固定线路层12以及辅助传输导体段之间的耦合量,从而改变滤波移相器中信号传输的电长度,进而实现对输出端口的相位调节。也就是,通过改变插入收容腔室内的第二传输线321的长度,便可同时实现移相和滤波的功能。此外,两个第二传输线321与滤波枝节322具体例如一体成型,共同组成移动线路层32,并构成U形传输结构,使移相电路和滤波电路集成为同一信号传输通路,相当于在U形传输线型移相器的可移动电路30中增加滤波枝节322,实现了滤波器和移相器一体化设计。另外,移相电路和滤波电路高度集成,使得在调相过程中可移动电路30移动到任何一个位置,输入的信号都将同时经过滤波和移相两种变化,提高了空间利用率,有效减小尺寸。另外,传统的滤波移相器设计思路是将滤波枝节322增加在主传输线的输入端口,而本申请则将其集成于可移动电路30的中部,不仅进一步节省了布局空间,在不会改变移相器原有的输入输出端口特性的同时,还有利于改善端口的阻抗匹配性能。其次,U形传输线型移相器具有较大功率容量,较小的损耗和体积,制作工艺简单,易于与其他微波器件集成,进而实现天线的小型化。再次,滤波枝节322高度集成于移动线路层32的特性,使得在将其应用于5G大规模阵列天线中时,可以有效减小射频器件的体积,减小占用空间,有利于优化布局和降低成本。
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 (13)
1.一种滤波移相器,其特征在于,包括:
固定电路,所述固定电路包括第一载板与设置于所述第一载板上的固定线路层,所述固定线路层包括相对间隔设置的两个第一传输线,其中一个所述第一传输线设有信号输入接口,另一个所述第一传输线设有信号输出接口;
辅助导体传输段,所述辅助导体传输段设置于所述第一载板上,且所述辅助导体传输段为两个,两个所述辅助导体传输段与两个所述第一传输线一一对应设置,两个所述辅助导体传输段与两个所述第一传输线一一对应电性连接,所述辅助导体传输段与所述第一传输线围合成收容腔室,所述收容腔室设有开口;
可移动电路,所述可移动电路包括可移动地设置于所述第一载板上的第二载板与设置于所述第二载板上的移动线路层,所述移动线路层包括相对间隔设置的两个第二传输线及连接两个所述第二传输线同一端的滤波枝节,所述第二传输线与所述第一传输线对应设置,所述第二传输线通过所述开口伸入到所述收容腔室中,所述第二传输线分别与所述辅助导体传输段、所述第一传输线耦合配合,所述第二载板相对于所述第一载板移动时,所述第二传输线在所述收容腔室移入或移出。
2.根据权利要求1所述的滤波移相器,其特征在于,所述第二载板包括主体板及与所述主体板相连的两个支撑条;所述第二传输线对应设于所述支撑条上,所述支撑条通过所述开口伸入到所述收容腔室中并能在所述收容腔室移入或移出;所述滤波枝节设于所述主体板上。
3.根据权利要求2所述的滤波移相器,其特征在于,所述支撑条的两个侧面均设有所述第二传输线,所述支撑条两个侧面的所述第二传输线电性连接;所述主体板的至少一个侧面上设有所述滤波枝节。
4.根据权利要求3所述的滤波移相器,其特征在于,所述支撑条上设有金属化过孔,所述支撑条两个侧面上的所述第二传输线通过金属化过孔电性连接;所述金属化过孔为多个,多个所述金属化过孔沿着所述支撑条间隔设置。
5.根据权利要求2所述的滤波移相器,其特征在于,所述固定线路层包括设置于两个所述第一传输线之间的隔离带,所述隔离带与所述第一传输线的延伸方向一致。
6.根据权利要求2所述的滤波移相器,其特征在于,所述可移动电路还包括金属挡板,所述金属挡板与所述主体板相连,所述金属挡板设于两个所述辅助导体传输段之间;所述金属挡板的延伸方向与所述辅助导体传输段的延伸方向一致。
7.根据权利要求2所述的滤波移相器,其特征在于,所述支撑条的外壁与所述收容腔室内壁滑动接触配合。
8.根据权利要求2所述的滤波移相器,其特征在于,所述第二传输线和/或所述收容腔室的内壁设有绝缘层。
9.根据权利要求1至8任意一项所述的滤波移相器,其特征在于,所述导体传输段包括金属盖及与所述金属盖的外侧壁相连的金属引脚;所述第一传输线设有与所述金属引脚相应的焊盘,所述金属引脚与所述焊盘焊接相连;所述金属盖盖设于所述第一传输线上并与所述第一传输线围合形成所述收容腔室。
10.根据权利要求9所述的滤波移相器,其特征在于,所述金属盖包括金属顶板及与所述金属顶板相连的两个金属侧板,两个所述金属侧板相对间隔设置,所述金属引脚由所述金属侧板的两端向外延伸形成。
11.根据权利要求10所述的滤波移相器,其特征在于,所述焊盘为平面矩形焊盘,所述金属引脚与所述焊盘对齐后通过过炉焊焊接相连。
12.根据权利要求10所述的滤波移相器,其特征在于,所述金属侧板底边的中部部位与所述第一传输线之间设有间隙;所述金属引脚的宽度不小于0.7mm。
13.一种天线,其特征在于,包括如权利要求1至12任意一项所述的滤波移相器。
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