CN113314820B - 信号传输线结构、移相器以及天线 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种信号传输线结构、移相器以及天线，该信号传输线结构包括介质基板，所述介质基板具有相背的第一面和第二面，所述第一面上设置有第一传输线，所述第二面上设置有第二传输线；所述第一传输线由多个第一导电贴片组成，多个所述第一导电贴片沿所述第一传输线的延伸方向依次排布，且相邻的两个所述第一导电贴片之间具有间隙，各所述第一导电贴片分别与所述第二传输线电连接，从而使得该信号传输线结构能够提供更大的相位偏移量，减轻了天线阵列的配相压力，节省了空间。

Description

信号传输线结构、移相器以及天线

技术领域

本公开涉及通信技术领域，尤其涉及一种信号传输线结构、移相器以及天线。

背景技术

信号传输线用于传输信号。目前5G网络已覆盖较大范围，5G基站天线对辐射方向图提出了更高的要求，由于天线尺寸的限制，天线的配相要求也变得很高。

现有技术的信号传输线结构具体是通过慢波线实现相移，但是这种方式绕线过多，导致信号传输线结构的空间占用率较大。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种信号传输线结构、移相器以及天线。

第一方面，本公开提供了一种信号传输线结构，包括介质基板，所述介质基板具有相背的第一面和第二面，所述第一面上设置有第一传输线，所述第二面上设置有第二传输线；

所述第一传输线由多个第一导电贴片组成，多个所述第一导电贴片沿所述第一传输线的延伸方向依次排布，且相邻的两个所述第一导电贴片之间具有间隙，各所述第一导电贴片分别与所述第二传输线电连接。

可选的，所述介质基板上开设有贯通所述第一面和所述第二面的导电过孔；

所述第一导电贴片通过所述导电过孔与所述第二传输线电连接。

可选的，所述第一导电贴片为长方形导电贴片。

可选的，所述第一导电贴片的长度为所述第一导电贴片的宽度的1.5～2倍。

可选的，所述第一导电贴片包括长方形主体部以及由所述长方形主体部的长边一侧朝向远离所述长方形主体部的方向凸出的凸部；

相邻的三个所述第一导电贴片中，处于两侧的两个第一导电贴片的凸部的朝向相同，处于中间的第一导电贴片的凸部位于处于两侧的两个第一导电贴片的长方形主体部之间，处于中间的第一导电贴片的长方形主体部位于处于两侧的两个第一导电贴片的凸部之间。

可选的，所述第一导电贴片在所述介质基板上的正投影位于所述第二传输线在所述介质基板上的正投影覆盖的区域内。

可选的，所述第二传输线由多个第二导电贴片组成，多个所述第二导电贴片沿所述第二传输线的延伸方向依次排布，相邻的两个所述第二导电贴片之间具有间隙，且所述第一导电贴片和所述第二导电贴片交错排列，相邻的所述第一导电贴片和所述第二导电贴片之间电连接。

可选的，所述第一导电贴片的宽度不大于所述第二导电贴片的宽度。

第二方面，本公开提供了一种移相器，包括如上所述的信号传输线结构。

第三方面，本公开提供了一种天线，包括如上所述的信号传输线结构。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本公开提供的信号传输线结构、移相器以及天线，通过在介质基板的第一面上设置第一传输线，在介质基板的第二面上设置第二传输线，且使第一传输线由多个第一导电贴片组成，多个第一导电贴片沿第一传输线的延伸方向依次间隔排布，各第一导电贴片分别与第二传输线电连接。由于第一传输线由多个依次间隔排布的第一导电贴片组成，相邻的两个第一导电贴片之间具有间隙，因此，相邻的两个第一导电贴片之间会产生耦合，从而使得本公开的信号传输线结构与传统的信号传输线结构相比，在信号传输线的尺寸相同的情况下，本公开的信号传输线结构能够提供更大的相位偏移，大大减轻了天线阵列的配相压力，也就是说，与传统的信号传输线结构相比，在提供相同的相位偏移量的情况下，本公开的信号传输线结构占据空间更小，缩小了天线的馈电网络布局。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开实施例所述的信号传输线结构的结构示意图一；

图2为本公开实施例所述的信号传输线结构的结构示意图二；

图3为本公开实施例所述的信号传输线结构的俯视结构示意图；

图4为本公开实施例所述的信号传输线结构的结构示意图三；

图5为图1所示的信号传输线结构与传统的信号传输线结构的相移对比图；

图6为图2所示的信号传输线结构与传统的信号传输线结构的相移对比图；

图7为图2所示的信号传输线结构的相位和传输系数曲线图。

其中，1、介质基板；11、第一面；12、第二面；13、导电过孔；2、第一传输线；21、第一导电贴片；211、长方形主体部；212、凸部；3、第二传输线；31、第二导电贴片。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1至图4所示，本实施例提供一种信号传输线结构，该信号传输线结构能够传输微波信号，该信号传输线结构比如可作为天线的馈线，也可以应用在移相器中。

该信号传输线结构包括：介质基板1，该介质基板1具体为非导电材质，介质基板1比如可以为塑料基板，本实施例对介质基板1的材质不作具体限定。

介质基板1具有相背的第一面11和第二面12，第一面11上设置有第一传输线2，第二面12上设置有第二传输线3。

其中，第一传输线2由多个第一导电贴片21组成，多个第一导电贴片21沿第一传输线2的延伸方向依次排布，且相邻的两个第一导电贴片21之间具有间隙，各第一导电贴片21分别与第二传输线3电连接。

在一些实施例中，第一导电贴片21具体为铜片，当然，在另一些实施例中，第一导电贴片21也可以为其他金属材质。

也就是说，第一传输线2和第二传输线3电连接，共同形成一传输线，参照图1所示，比如将图1的信号传输线结构的左端看作输入端，右端看作输出端，信号由左端进入，该信号传输线结构对该信号的相位进行改变，经改变相位后的信号从右端输出至对应设备。

由于相邻的第一导电贴片21之间具有间隙，因此，相邻的两个第一导电贴片21之间会产生耦合，当信号经过该信号传输线结构时，使得信号的相位发生变化。

具体实现时，介质基板1上开设有贯通第一面11和第二面12的导电过孔13，第一导电贴片21通过导电过孔13与第二传输线3电连接。其中，一个第一导电贴片21具体对应一个导电过孔13，即，导电过孔13的数量与第一导电贴片21的数量一致。

具体地，介质基板1上的过孔的孔壁上覆盖有导电层，导电层的顶端与第一导电贴片21电气连接，导电层的底端与第二传输线3电气连接，从而使得第一传输线2与第二传输线3通过该导电过孔13实现电气连接。其中，导电层具体可以为金属层，即导电过孔13为金属过孔。当然，导电层也可以是其他导电材质，只要能够导电即可。

此外，在其他实现方式中，还可以是，介质基板1上开设有通孔，通孔贯穿该介质基板1，通孔中注入有导电材料，第一导电贴片21和第二传输线3均与该导电材料接触，该导电材料冷却后即可实现第一导电贴片21与第二传输线3之间的电气连接。

本实施例提供的信号传输线结构，通过在介质基板1的第一面11上设置第一传输线2，在介质基板1的第二面12上设置第二传输线3，且使第一传输线2由多个第一导电贴片21组成，多个第一导电贴片21沿第一传输线2的延伸方向依次间隔排布，各第一导电贴片21分别与第二传输线3电连接。由于第一传输线2由多个依次间隔排布的第一导电贴片21组成，相邻的两个第一导电贴片21之间具有间隙，因此，相邻的两个第一导电贴片21之间会产生耦合，从而使得本公开的信号传输线结构与传统的信号传输线结构相比，在信号传输线的尺寸相同的情况下，本公开的信号传输线结构能够提供更大的相位偏移，大大减轻了天线阵列的配相压力，也就是说，与传统的信号传输线结构相比，在提供相同的相位偏移量的情况下，本公开的信号传输线结构占据空间更小。

图1提供第一种结构的信号传输线结构，参照图1所示，在该实现方式中，第一导电贴片21具体为长方形导电贴片。具体地，长方形导电贴片的长度即沿图1中的X向(即第一传输线2的延伸方向)，长方形导电贴片的宽度即沿图1中的Y向。在该实现方式中，第二传输线3具体为连续的条形结构。

其中，第一导电贴片21在介质基板1上的正投影位于第二传输线3在介质基板1上的正投影覆盖的区域内。可以理解的是，第一导电贴片21的宽度小于等于第二导电贴片31的宽度。这样设置可进一步减小信号传输线结构的占据空间。参照图1所示，具体地，第一导电贴片21的宽度具体等于第二传输线3的宽度。每个第一导电贴片21对应的导电过孔13具体可位于第一导电贴片21的中部。

具体地，可将第一导电贴片21的长度设置为第一导电贴片21的宽度的1.5～2倍。其中，第一导电贴片21的长度即第一导电贴片21沿X方向上的尺寸，第一导电贴片21的宽度即第一导电贴片21沿Y方向上的尺寸。通过将第一导电贴片21的长度和宽度之比设置在上述范围内，能够提供更大的相移量。

示例性的，当介质基板1的长度为50mm，相邻的两个导电过孔13之间的距离为3mm，第一导电贴片21的长度为2mm，第一导电贴片21的宽度为1.2mm，即第一导电贴片21的长度为其宽度的1.67倍时，对该信号传输线结构和传统的信号传输线结构进行仿真，仿真结果如图5，其中，A对应传统的信号传输线结构，B1对应图1示出的信号传输线结构，从图5可以看出，在2GHz的情况下，图1示出的信号传输线结构额外提供了接近20°的相移量，即图1实施例提供的信号传输线结构能够提供更大的相移量，与传统的信号传输线结构相比提升了14.5％。

也就是说，与传统的信号传输线结构相比，本实施例提供的信号传输线结构有效的增加了相同长度条件下的相移量，可以额外提供15％左右的相位，从而减小了天线阵列的配相压力。也就是说，在实现相同相移量的情况下，本实施例的信号传输线结构所需的空间更小，缩小了天线的馈电网络布局，节省了空间，减小了体积。

图2提供第二种结构的信号传输线结构，参照图2所示，该信号传输线结构是在上述第一种结构的基础上，将图1中的第一导电贴片21的长度加长，即，第一导电贴片21加长变为开路枝节。也就是说，在介质基板1的长度相同的情况，图2中的第一传输线2的第一导电贴片21的数量少于图1中的第一传输线2的第一导电贴片21的数量。经仿真，参照图6和图7所示，图6中的A对应传统的信号传输线结构，B2对应图2的信号传输线结构，可以看出，图2所示的信号传输线结构对于相位的改善与图1所示的信号传输线结构差不多，同时图2提供的信号传输线结构在频率为4GHz～4.5GHz处引入了一个带组滤波器，即，在改变相移量，对信号进行传输的同时，还能够起到滤波效果。

其中，图2中的第一导电贴片21的具体长度、宽度、数量可根据实际情况进行设定，第一导电贴片21的长度、宽度、数量发生变化时，图7中的曲线所在的频段、波峰波谷的数量和位置也会发生相应变化。

图3提供第三种结构的信号传输线结构，参照图3所示，该实现方式与图1提供的信号传输线结构的区别在于：第一导电贴片21的具体结构不同。具体地，在该实现方式中，第一导电贴片21包括：长方形主体部211以及由长方形主体部211的长边一侧朝向远离长方形主体部211的方向凸出的凸部212。其中，长方形主体部211的长边即沿X向的边。具体地，长方形主体部211与凸部212一体成型。

其中，相邻的三个第一导电贴片21中，处于两侧的两个第一导电贴片21的凸部212的朝向相同，处于中间的第一导电贴片21的凸部212位于处于两侧的两个第一导电贴片21的长方形主体部211之间，处于中间的第一导电贴片21的长方形主体部211位于处于两侧的两个第一导电贴片21的凸部212之间。

也就是说，在该实现方式中，多个第一导电贴片21也是沿第一传输线2的延伸方向依次间隔排布的，只是相邻的两个第一导电贴片21的放置方向正好相反。其中，每个第一导电贴片21均通过导电过孔13与第二传输线3电连接。参照图3，具体地，各第一导电贴片21对应的导电过孔13位于同一直线上。

经仿真验证，该实现方式提供的信号传输线结构对应的相移结果与上述第一种实现方式提供的信号传输线结构对应的相移结果相同。

在该实现方式中，第一导电贴片21在介质基板1上的正投影位于第二传输线3在介质基板1上的正投影覆盖的区域内。可以理解的是，第一导电贴片21的总宽度不大于第二传输线3的宽度。其中，第一导电贴片21的总宽度具体为长方形主体部211的宽度与凸部212的宽度之和。上述长方形主体部211的宽度即图3中长方形主体部211沿Y向的尺寸，凸部212的宽度即图3中凸部212的Y向尺寸。

图4提供第四种结构的信号传输线结构，参照图4所示，该实现方式提供的信号传输线结构与上述图1提供的信号传输线结构的区别在于：第二传输线3的具体结构不同。在该实现方式中，第二传输线3由多个第二导电贴片31组成，多个第二导电贴片31沿第二传输线3的延伸方向依次排布，相邻的两个第二导电贴片31之间具有间隙，且第一导电贴片21和第二导电贴片31交错排列，相邻的第一导电贴片21和第二导电贴片31之间电连接。

其中，第一导电贴片21的宽度不大于第二导电贴片31的宽度。

在一些实施例中，第二导电贴片31具体为铜片，当然，在另一些实施例中，第二导电贴片31也可以为其他金属材质。

由于相邻的两个第一导电贴片21之间具有间隙，相邻的两个第一导电贴片21之间会产生耦合；由于相邻的两个第二导电贴片31之间具有间隙，相邻的两个第二导电贴片31之间会产生耦合，从而能够改变经过该信号传输线结构的信号的相位，以提供较大的相位偏移量。经仿真，图4提供的信号传输线结构能够提供额外15％左右的相移量。

具体地，第一导电贴片21的两端和第二导电贴片31的两端分别与对应的导电过孔13连接，即第一导电贴片21和第二导电贴片31首尾相连，从而使得第一传输线2和第二传输线3整体形成为一个信号传输线结构。

本实施例还提供一种移相器，该移相器包括信号传输线结构，该信号传输线结构的具体结构和实现原理与上述实施例提供的信号传输线结构相同，并能带来相同或者类似的技术效果，在此不再一一赘述，具体可参照上述描述。

本实施例还提供一种天线，该天线比如可以是5G天线。该天线包括信号传输线结构，该信号传输线结构比如可以是天线馈线，也可以是天线的移相器中的传输线。

该信号传输线结构的具体结构和实现原理与上述实施例提供的信号传输线结构相同，并能带来相同或者类似的技术效果，在此不再一一赘述，具体可参照上述描述。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种信号传输线结构，其特征在于，包括介质基板，所述介质基板具有相背的第一面和第二面，所述第一面上设置有第一传输线，所述第二面上设置有第二传输线；

所述第一传输线由多个第一导电贴片组成，多个所述第一导电贴片沿所述第一传输线的延伸方向依次排布，且相邻的两个所述第一导电贴片之间具有间隙，各所述第一导电贴片分别与所述第二传输线电连接；

所述第二传输线由多个第二导电贴片组成，多个所述第二导电贴片沿所述第二传输线的延伸方向依次排布，相邻的两个所述第二导电贴片之间具有间隙，且所述第一导电贴片和所述第二导电贴片交错排列，相邻的所述第一导电贴片和所述第二导电贴片之间电连接。

2.根据权利要求1所述的信号传输线结构，其特征在于，所述介质基板上开设有贯通所述第一面和所述第二面的导电过孔；

所述第一导电贴片通过所述导电过孔与所述第二传输线电连接。

3.根据权利要求1所述的信号传输线结构，其特征在于，所述第一导电贴片为长方形导电贴片。

4.根据权利要求3所述的信号传输线结构，其特征在于，所述第一导电贴片的长度为所述第一导电贴片的宽度的1.5～2倍。

5.根据权利要求1所述的信号传输线结构，其特征在于，所述第一导电贴片包括长方形主体部以及由所述长方形主体部的长边一侧朝向远离所述长方形主体部的方向凸出的凸部；

相邻的三个所述第一导电贴片中，处于两侧的两个第一导电贴片的凸部的朝向相同，处于中间的第一导电贴片的凸部位于处于两侧的两个第一导电贴片的长方形主体部之间，处于中间的第一导电贴片的长方形主体部位于处于两侧的两个第一导电贴片的凸部之间。

6.根据权利要求1至5任一项所述的信号传输线结构，其特征在于，所述第一导电贴片在所述介质基板上的正投影位于所述第二传输线在所述介质基板上的正投影覆盖的区域内。

7.根据权利要求1至4任一项所述的信号传输线结构，其特征在于，所述第一导电贴片的宽度不大于所述第二导电贴片的宽度。

8.一种移相器，其特征在于，包括如权利要求1至7任一项所述的信号传输线结构。

9.一种天线，其特征在于，包括如权利要求1至7任一项所述的信号传输线结构。

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