CN111490317A - 介质滑动型移相器及基站天线 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种介质滑动型移相器及基站天线，其中，所述介质滑动型移相器包括腔体、均收容于腔体内的移相电路和介质板，所述移相电路包括至少两段沿圆周方向等距排布且依次串联设置的扇形线芯，所述介质板包括与所述扇形线芯的数量对应设置并沿圆周方向等距排布的多个扇形结构，所述介质板可沿穿过所述扇形结构的圆心并垂直于所述介质板的表面的轴线转动，且所述介质板在转动后可至少部分覆盖所述扇形芯线。本发明提供的介质滑动型移相器中，将移相电路设为多段扇形线芯，在进行移相调节时，介质板的旋转角度等于一个扇形线芯的圆心角时便可完成整个移相调节的行程，可有效缩减移相调节行程，简化基站天线的整机布局，实现天线小型化。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种介质滑动型移相器和采用所述介质滑动型移相器的基站天线。
背景技术
移相器作为基站天线的重要组成配件，其工作原理是通过不断改变馈电点到负载之间的电长度来改变二者之间相位差。
目前，移相器的移相方式主要有两种：第一种是通过直接改变馈电点至天线单元的物理路径长度来改变相位，例如金属滑动型移相器，该实现方式由于移相器中的网络通过耦合形式相连，工艺实现较困难，并且易造成互调隐患，影响基站天线互调稳定性；第二种是通过改变馈电点至天线单元中间传输线的介电常数来实现移相，例如中国专利CN108879035中所涉及的技术方案，通过旋转介质板而改变移相电路被介质板覆盖的面积，从而调节移相电路的介电常数，实现移相，该结构由于互调较稳定且实现形式简单已被大范围使用，但存在问题是需要将介质板旋转180度才能完成整个移相调节行程，过长的移相调节行程不利于基站天线的整机布局，难以实现小型化。
发明内容
本发明的首要目的旨在提供一种可缩短移相调节行程的介质滑动型移相器。
本发明的另一目的在于提供一种采用上述介质滑动型移相器的基站天线。
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，本发明涉及一种介质滑动型移相器，包括腔体、均收容于所述腔体内的移相电路和介质板，所述移相电路包括至少两段沿圆周方向等距排布且依次串联设置的扇形线芯，所述介质板包括与所述扇形线芯的数量对应设置并沿圆周方向等距排布的多个扇形结构，所述介质板可沿穿过所述扇形结构的圆心并垂直于所述介质板的表面的轴线转动，且所述介质板在转动后可至少部分覆盖所述扇形芯线。
优选地，所述至少两段扇形线芯的圆心角之和为180度。
更优地，所述扇形结构的圆心角等于所述扇形线芯的圆心角。
优选地，所述扇形线芯包括至少两段直径依次减小且依次串联设置的圆弧段，所述至少两段圆弧段同心设置。
更优地，所述至少两段圆弧段的圆心角相同。
优选地，所述扇形线芯沿其直径方向来回弯折设置构成波形结构。
优选地，所述移相电路的传输线类型为空气带状线结构。
优选地，所述介质板的内部开设有供所述扇形线芯穿过的避让槽。
可选地，所述介质板设有两层，所述移相电路设于所述两层介质板之间。
作为第二方面，本发明还涉及一种基站天线，包括上述介质滑动型移相器。
相比现有技术，本发明的方案具有以下优点：
1.本发明提供的介质滑动型移相器中，移相电路包括多段扇形线芯，且介质板包括与所述扇形线芯的数量对应设置的多个扇形结构，在进行移相调节时，所述介质板旋转角度等于所述扇形线芯的圆心角时便可完成整个移相调节的行程，可有效缩减移相调节行程，从而在应用于基站天线内时可简化基站天线的整机布局，提高天线设计集成度以实现天线小型化。
2.本发明提供的介质滑动型移相器中，移相电路的扇形线芯包括至少两段直径依次减小且依次串联设置的圆弧段，可在有限的空间内增大信号流经长度，在不增加整体尺寸的前提下实现更大的移相量。
3.本发明提供的介质滑动型移相器中，移相电路的扇形线芯沿其直径方向来回弯折设置构成波形结构，同样可在有限的空间内增大信号流经长度，实现更大的移相量。
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为本发明实施例提供的介质滑动型移相器的分解图；
图2为图1所示介质滑动型移相器中的移相电路线芯的结构示意图；
图3为本发明另一实施例提供的移相电路线芯的结构示意图；
图4为本发明又一实施例提供的移相电路线芯的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的基站天线的分解图；
图6为图5所示的基站天线中的移相电路及功分电路线芯的结构示意图。
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。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、零/部件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、零/部件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称零/部件被“连接”到另一零/部件时，它可以直接连接到其他零/部件，或者也可以存在中间零/部件。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
图1至图6共同示出了本发明实施例提供的介质滑动型移相器，其用于设置在天线内实现天线的相位调节，由于结构紧凑且调节行程短，可有效简化基站天线的整机布局，提高天线设计集成度以实现天线小型化。
如图1所示，所述介质滑动型移相器1包括腔体11、移相电路12和介质板13，所述移相电路12和介质板13均设于所述腔体11内。
进一步地，所述腔体11由底座111和顶板112组合构成，所述底座111和顶板112均由金属材料制成，所述移相电路12和介质板13均夹设于所述底座111和顶板112之间，通过所述底座111和所述顶板112共同形成所述移相电路12的地结构。
更进一步地，所述腔体11还包括设于所述顶板112远离所述底座111一面上的介质块113，所述介质块113可由塑料材料制成，所述顶板112为贴合或者电镀于所述介质块113表面的金属层。所述顶板112和介质块113上均开设有供馈线穿入所述腔体11内部的通孔(未标号，下同)，天线馈线可通过所述通孔穿入所述腔体11内部与所述移相电路12连接。
优选地，所述移相电路12的传输线类型为空气带状线结构，可有效降低损耗，在应用于基站天线内时可改善天线的增益。
请结合图2，所述移相电路12包括两段扇形线芯121和沿所述扇形线芯121的直径方向设置并将两段所述扇形线芯121串联起来的连接段122，两段所述扇形线芯121沿同一圆心的圆周方向等距排布，即两段所述扇形线芯121相对设置。所述介质板13包括两个沿同一圆心的圆周方向排布的扇形结构131，所述介质板13可沿穿过所述扇形结构131的圆心并垂直于所述介质板13的表面的轴线转动。
所述扇形线芯121的圆心位于所述轴线内且所述扇形线芯121的直径不大于所述扇形结构131的直径，即所述扇形结构131在转动后可覆盖所述扇形线芯121，在使用时可通过旋转所述介质板13调整所述扇形线芯121被所述扇形结构131所覆盖的面积，从而调节所述移相电路12中传输线的介电常数，进而改变所述移相电路12内的传输线长度，实现相位调节。其次，由于在实现相位调节时，所述移相电路12中不存在耦合连接的设计，故可保障部件的驻波、幅相、三阶互调等重要指标的稳定性。
优选地，两段所述扇形线芯121的圆心角之和为180度，即两段所述扇形线芯121在拼接后可正好构成一个半圆结构，从而预留另一半圆的空间设置所述扇形结构131，使所述扇形结构131可实现从完全无覆盖所述扇形线芯121的初始状态调整至完全覆盖所述扇形线芯121的最大移相调节状态，提升空间利用率。
更优地，所述扇形结构121的圆心角等于所述扇形线芯121的圆心角，以使所述扇形结构121可正好实现完全覆盖所述扇形线芯121的状态，进一步提升空间利用率。
由于两段所述扇形线芯121的圆心角之和为180度，即每一扇形线芯121的圆心角均为90度，对应地，所述扇形结构131的圆心角同样为90度。此时将所述介质板13整体旋转90度便可将所述扇形结构131从完全无覆盖所述扇形线芯121的初始状态调整至完全覆盖所述扇形线芯121的最大移相调节状态，相比将所述移相电路12设为圆心角为180度的单个扇形线芯的结构，无需旋转180度可完成整个移相调节的行程，可有效缩减移相调节行程，从而在应用于基站天线内时可简化基站天线的整机布局，提高天线设计集成度以实现天线小型化。
应当理解的是，为确保移相调节精度和降低移相电路的加工难度，本实施例提供的移相电路12仅包括两段所述扇形线芯121。但在其他实施方式中，所述移相电路12还可包括两段以上的所述扇形线芯121，例如包括三段沿圆周方向等距排布且依次串联设置的扇形线芯121，每段所述扇形线芯121的圆心角为60度，所述扇形结构131的数量与所述扇形线芯121的数量对应设置，此时仅需将所述介质板13整体旋转60度便可完成整个移相调节的行程，能够实现进一步缩减移相调节行程。
优选地，所述介质板13的内部开设有供所述扇形线芯121穿过的避让槽132，即所述介质板13在旋转后可将所述扇形线芯121完全包裹于所述避让槽132内，降低空气的介电常数所造成的影响，相位调节效果更好。
可选地，在其他实施方式中，所述介质板13设有两层，所述移相电路12设于所述两层介质板13之间，同样可提升相位调节效果。
如图3所示，在另一实施方式中，所述扇形线芯121包括两段同心设置且直径依次减小的圆弧段1211，两段所述圆弧段1211通过所述连接段122进行串联，可在有限的空间内增大信号流经长度，在不增加整体尺寸的前提下实现更大的移相量。
优选地，两段所述圆弧段1211的圆心角相同，使两段所述圆弧段1211均能正好被所述扇形结构131完全覆盖，进一步提升空间利用率，实现更大的移相量。
在其他实施方式中，如加工精度满足需求且空间允许时，还可在所述扇形线芯121内布设更多的所述圆弧段1211，进一步提升所述介质滑动型移相器1的移相量。
如图4所示，在另一实施方式中，所述扇形线芯121沿其直径方向来回弯折设置构成波形结构，同样可在有限的空间内增大信号流经长度，在不增加整体尺寸的前提下实现更大的移相量。
如图5所示，作为第二方面，本发明还涉及一种基站天线1000，包括上述介质滑动型移相器1，由于所述介质滑动型移相器1结构紧凑且调节行程短，可有效简化所述基站天线1000的整机布局，提高天线设计集成度以实现天线小型化。
进一步地，所述基站天线1000还包括辐射单元2、反射板3、塑料板4、电镀金属层5和馈电针6，所述辐射单元2、塑料板4、电镀金属层5和介质滑动型移相器1按从上往下的方向设于所述反射板3上，所述辐射单元2的馈线21通过所述馈电针6与所述介质滑动型移相器1电连接。此时所述电镀金属层5和反射板3共同构成所述介质滑动型移相器1的金属地结构，所述介质滑动型移相器1无需设置所述腔体11便能正常工作。
请结合图6，在本实施例中，所述辐射单元2具有±45度两个极化方向，对应地，所述介质滑动型移相器1包括移相电路12和相应的功分电路14，当其一个极化方向中的介质板13顺时针或者逆时针转动调节相位时，从馈源到所述辐射单元2的相位依次发生变化，从而实现基站天线1000的波束上仰或下倾调节。同理，另一个极化方向的下倾调节可通过旋转对应移相电路12中的介质板13而实现。
在所述基站天线1000中，由于所述介质滑动型移相器1和所述辐射单元2采用高集成度的设计，可利用注塑与电镀工艺使得所述辐射单元2与相关馈线21一体成型，减少相关焊接点，有利于降低成本及实现所述基站天线1000的小型化。其次，由于利用所述反射板3充当所述介质滑动型移相器1的一侧地结构，进一步较少天线部件数量，降低所述基站天线100装配复杂度，可有效减少装配时长，节省人工成本。
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)
1.一种介质滑动型移相器，包括腔体、均收容于所述腔体内的移相电路和介质板，其特征在于，所述移相电路包括至少两段沿圆周方向等距排布且依次串联设置的扇形线芯，所述介质板包括与所述扇形线芯的数量对应设置并沿圆周方向等距排布的多个扇形结构，所述介质板可沿穿过所述扇形结构的圆心并垂直于所述介质板的表面的轴线转动，且所述介质板在转动后可至少部分覆盖所述扇形芯线。
2.根据权利要求1所述的介质滑动型移相器，其特征在于，所述至少两段扇形线芯的圆心角之和为180度。
3.根据权利要求1或2所述的介质滑动型移相器，其特征在于，所述扇形结构的圆心角等于所述扇形线芯的圆心角。
4.根据权利要求1所述的介质滑动型移相器，其特征在于，所述扇形线芯包括至少两段直径依次减小且依次串联设置的圆弧段，所述至少两段圆弧段同心设置。
5.根据权利要求4所述的介质滑动型移相器，其特征在于，所述至少两段圆弧段的圆心角相同。
6.根据权利要求1所述的介质滑动型移相器，其特征在于，所述扇形线芯沿其直径方向来回弯折设置构成波形结构。
7.根据权利要求1所述的介质滑动型移相器，其特征在于，所述移相电路的传输线类型为空气带状线结构。
8.根据权利要求1所述的介质滑动型移相器，其特征在于，所述介质板的内部开设有供所述扇形线芯穿过的避让槽。
9.根据权利要求1所述的介质滑动型移相器，其特征在于，所述介质板设有两层，所述移相电路设于所述两层介质板之间。
10.一种基站天线，其特征在于，包括如权利要求1至9中任意一项所述的介质滑动型移相器。
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