CN116565555A - 移相器及基站天线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通信装置技术领域，提供一种移相器及基站天线，上述可移相器包括：基板、转动件以及驱动组件，转动件转动设于基板，转动件面向基板的一侧设有耦合线路，基板朝向耦合线路的一侧设有输入线路和输出线路，耦合线路与输入线路和输出线路耦合连接；驱动组件与转动件传动连接；其中，在驱动组件的驱动下，转动件相对基板发生转动，移相器的传输线的长度发生相应改变。驱动组件驱动转动件相对于基板发生转动的情况下，移相器的传输线的长度能够发生相应改变，从而达到相位调节的目的；另外，基板和转动件堆叠设置，结构简单，占用空间小，有利于天线小型化和轻量化设计。

Description

移相器及基站天线

技术领域

本发明涉及通信装置技术领域，尤其涉及一种移相器及基站天线。

背景技术

电调天线在移动通信系统中得到了广泛的应用，是基站的一个重要组成部分，随着通信行业的发展，基站的数量不断增加，基站之间的干扰日益严重网优环境日益复杂，必须提高电调天线的性能，减小天线体积。

移相器是电调天线的核心元件，通过移相器实现对基站天线各个辐射单元馈送信号的相位延迟的动态连续变化，从而实现天线垂直面方向图波束指向的连续调整，因此移相器的性能对于基站天线的性能有决定性的作用。

移相器采用的结构形式对基站天线内部的布局、成本与可生产性等都有很大的影响，传统的移相器设计方法问题就是整个移相器的体积太大，占用了天线内部很大的空间，不利于天线的小型化。

发明内容

本发明提供一种移相器及基站天线，用以解决现有技术中因为移相器体积大而不利于天线小型化的问题。

第一方面，本发明提供一种移相器，包括：基板、转动件以及驱动组件；

所述转动件转动设于所述基板，所述转动件面向所述基板的一侧设有耦合线路，所述基板朝向所述耦合线路的一侧设有输入线路和输出线路，所述耦合线路与所述输入线路和所述输出线路耦合连接；所述驱动组件与所述转动件传动连接；

其中，在所述驱动组件的驱动下，所述转动件相对所述基板发生转动，所述移相器的传输线的长度发生相应改变。

根据本发明提供的一种移相器，所述转动件包括压板和印制电路板；

所述压板转动设于所述基板，所述印制电路板设于所述压板朝向所述基板的一侧，所述印制电路板面向所述基板的一侧设有所述耦合线路，所述压板和所述印制电路板相对所述基板发生同步转动。

根据本发明提供的一种移相器，所述压板和所述印制电路板中的一者设有凹槽，另一者设有连接柱，所述压板和所述印制电路板通过所述凹槽和所述连接柱相连。

根据本发明提供的一种移相器，所述压板在所述基板上的投影面积小于所述基板的面积；

所述压板的边缘设有多个扣接部，多个所述扣接部沿所述压板的周向方向依次设置；所述基板设有多个第一滑动槽，每个所述扣接部扣接于对应的所述第一滑动槽。

根据本发明提供的一种移相器，所述压板在所述基板上的投影面积小于所述基板的面积；

所述转动件还包括底板，所述底板设于所述基板背离所述压板的一侧，所述压板的边缘设有多个扣接部，多个所述扣接部沿所述压板的周向方向依次设置；所述基板设有多个第一滑动槽，所述底板设有多个第二滑动槽，每个所述扣接部穿过对应的所述第一滑动槽与对应的所述第二滑动槽扣接。

根据本发明提供的一种移相器，所述转动件还包括转动轴，所述转动轴设于所述底板的中心位置处，并依次穿设于所述基板、所述印制电路板和所述压板，所述压板可相对所述转动轴发生转动。

根据本发明提供的一种移相器，在所述第一滑动槽为两个的情况下，两个所述第一滑动槽分别对应于所述输入线路和所述输出线路；

所述输入线路和所述输出线路均包括第一部分、转接部分和第二部分，所述第一部分、所述转接部分和所述第二部分围合形成有安装空间，每个所述第一滑动槽设于对应的所述安装空间，所述第一滑动槽与对应的所述第一部分相适配，所述耦合线路与所述输入线路的所述第一部分耦合连接，所述耦合线路与所述输出线路的所述第一部分耦合连接。

根据本发明提供的一种移相器，所述驱动组件包括齿轮和驱动源；

所述齿轮设于所述转动件背离所述基板的一侧，所述驱动源与所述齿轮传动连接。

根据本发明提供的一种移相器，所述驱动组件还包括齿条，所述齿条与所述齿轮啮合连接，所述驱动源与所述齿条传动连接。

第二方面，本发明提供一种基站天线，包括上述任一项所述的移相器。

本发明提供的移相器及基站天线，驱动组件驱动转动件相对于基板发生转动的情况下，移相器的传输线的长度能够发生相应改变，从而达到相位调节的目的；另外，基板和转动件堆叠设置，结构简单，占用空间小，有利于天线小型化和轻量化设计。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本发明提供的移相器的分解示意图；

图2是本发明提供的移相器的结构示意图之一；

图3是本发明提供的印制电路板和耦合线路的装配示意图；

图4是本发明提供的基板和耦合线路的结构示意图；

图5是本发明提供的基板的结构示意图；

图6是本发明提供的移相器的结构示意图之二。

附图标记：

1、基板；11、输入线路；111、输入端口；12、输出线路；121、输出端口；13、第一滑动槽；14、安装空间；

2、转动件；21、耦合线路；22、压板；221、定位槽；222、扣接部；23、印制电路板；24、底板；241、第二滑动槽；

3、驱动组件；31、齿轮；32、齿条。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

目前移相器一般通过两种方式来移动信号的相位，一种是改变传输线的等效介电常数，另外一种则是改变传输线的长度。本发明采用第二种方式，即通过改变移相器中传输线长度的方式来达到移动信号的相位的目的。

如图1和图2所示，本发明实施例的移相器，包括：基板1、转动件2以及驱动组件3。

转动件2转动设于基板1，转动件2面向基板1的一侧设有耦合线路21，基板1朝向耦合线路21的一侧设有输入线路11和输出线路12，耦合线路21与输入线路11和输出线路12耦合连接，驱动组件3与转动件2传动连接。

其中，在驱动组件3的驱动下，转动件2相对基板1发生转动，移相器的传输线的长度发生相应改变。

也就是说，在转动件2相对基板1发生转动的情况下，耦合线路21能够相对输入线路11和输出线路12发生转动，换言之，耦合线路21与输入线路11的第一耦合点在输入线路11上所处位置发生改变，耦合线路21与输出线路12的第二耦合点在输出线路12上所处位置发生改变。需要说明的是，第一耦合点是指耦合线路21与输入线路11接触的点，第二耦合点是指耦合线路21与输出线路12接触的点。

示例性地，转动件2相对基板1发生顺时针转动的情况下，移相器的传输线的长度增加，转动件2相对基板1发生逆时针转动的情况下，移相器的传输线的长度减少。

具体而言，基板1可以为圆形基板，位于基板1上的输入线路11与输出线路12相对设置，至少部分输入线路11与至少输出线路12呈圆周设置，换言之，呈圆周设置的输入线路11与输出线路12的形状可以为圆弧形，此时，耦合线路21相对基板1顺时针或逆时针转动均能够与呈圆弧形的输入线路11与输出线路12相耦合。

示例性地，如图4所示，移相器的传输线的长度是指输入线路11的A1位置(输入端口11)到耦合线路21的E在输入线路11上所处位置的长度加上E到F的长度(耦合线路21)，再加上耦合线路21的F在输出线路12上所处位置到输出线路12的A2位置(输出端口12)的长度的总和。

可以理解的是，当耦合线路21沿顺时针旋转时，E朝向D1方向运动，F朝向D2方向运动，传输线长度逐渐增加，在E与D1重合、F与D2重合时，传输线长度达到最大值；当耦合线路21沿逆时针旋转时，E朝向C1方向运动，F朝向C2方向运动，传输线长度逐渐减少，在E与C1重合、F与C2重合时，传输线长度达到最小值。

在本发明实施例中，驱动组件3驱动转动件2相对于基板1发生转动的情况下，移相器的传输线的长度能够发生相应改变，从而达到相位调节的目的；另外，基板1和转动件2堆叠设置，结构简单，占用空间小，有利于天线小型化和轻量化设计。

在可选的实施例中，如图1和图3所示，转动件2包括压板22和印制电路板23。

压板22转动设于基板1，印制电路板23设于压板22朝向基板1的一侧，印制电路板23面向基板1的一侧设有耦合线路21，压板22和印制电路板23相对基板1发生同步转动。

具体而言，压板22、印制电路板23与耦合线路21堆叠设置，从上至下堆叠顺序依次为压板22、印制电路板23以及耦合线路21。压板22与印制电路板23固定连接，在移相器工作时，压板22、印制电路板23和耦合线路21作为一个整体相对于基板1沿逆时针或顺时针转动。

为了保护印制电路板23和耦合线路21，避免压板22导电造成电路故障，压板22可采用绝缘材料。其中，压板22可以与基板1的形状相适配，印制电路板23的长度不宜超过压板22的长度，印制电路板23的形状大小需与耦合线路21相适配，以提高转动的灵敏度和旋转精度。

在可选的实施例中，如图1所示，压板22和印制电路板23中的一者设有凹槽，另一者设有连接柱，压板22和印制电路板23通过凹槽和连接柱相连。

需要说明的是，凹槽和连接柱可以为多个，多个凹槽与连接柱一一对应连接，其中凹槽与连接柱的形状大小应相互适配。

示例性地，压板22靠近印制电路板23的一侧对称设置有四个圆柱凹槽，则印制电路板23靠近压板22的一侧也应设置有对应的四个圆柱连接柱，凹槽与连接柱一一扣合，使压板22与印制电路板23连接在一起。此外，也可以是印制电路板23设置有凹槽，压板22设置有连接柱，设置方式与上述同理，在此不做赘述。

在本发明实施例中，采用凹槽与连接柱的连接方式，安装简单、拆卸方便。且当压板22或印制电路板23坏掉时，只需换掉其中一者，节省了成本。

此外，压板22与印制电路板23的连接方式不局限于凹槽与连接柱。也可以采用印制电路板23粘贴于压板22上的方式，这种连接方式更加牢固稳定。

在可选的实施例中，如图2和图5所示，压板22在基板1上的投影面积小于基板1的面积。压板22的边缘设有多个扣接部222，多个扣接部222沿压板22的周向方向依次设置，基板1设有多个第一滑动槽13，每个扣接部222扣接于对应的所述第一滑动槽13。

其中，第一滑动槽13设置于基板1的内侧，压板22在基板1上的投影面积应小于基板1的面积，否则压板22上的扣接部222无法在第一滑动槽13内滑动。

具体而言，压板22相对于基板1的转动是通过扣接部222沿第一滑动槽13的滑动来实现的，压板22在进行顺时针或逆时针转动时，实际上是扣接部222沿第一滑动槽13的轨迹顺时针或逆时针滑动。

示例性地，在基板1上设置有两个第一滑动槽13，相应的在压板22上设置有两个扣接部222。

在本发明实施例中，通过在基板1上设置多个第一滑动槽13的方式，减少了基板1所需的材料，并且降低了损耗。

在可选的实施例中，如图1和图2所示，压板22在基板1上的投影面积小于基板1的面积，转动件2还包括底板24，底板24设于基板1背离压板22的一侧，压板22的边缘设有多个扣接部222，多个扣接部222沿压板22的周向方向依次设置；基板1设有多个第一滑动槽13，底板24设有多个第二滑动槽241，每个扣接部222穿过对应的第一滑动槽13与对应的第二滑动槽241扣接。

具体来讲，基板1远离压板22的一侧与底板24连接，可以采用粘贴的连接方式，底板24的形状大小可以与基板1的形状大小一致，或底板24的尺寸可以稍大于基板1的尺寸，如此底板24可以起到对基板1的支撑作用。

更近一步地，第二滑动槽241与第一滑动槽13的位置、形状和大小应该相匹配，第二滑动槽241与第一滑动槽13叠合设置。

可以理解的是，在移相器工作时，压板22的扣接部222沿第一滑动槽13和第二滑动槽241的轨迹滑动。

示例性地，在设置有两个第一滑动槽13和两个扣接部222的情况下，底板24设置有相应的两个第二滑动槽241。

在可选的实施例中，为了确保印制电路板23和压板22能够相对基板1同步平稳转动，转动件2还包括转动轴，转动轴设于底板24的中心位置处，并依次穿设与基板1、印制电路板23和压板22，压板22可相对转动轴发生转动。

具体来讲，转动轴贯穿于基板1、印制电路板23和压板22。在移相器工作时，压板22相对转动轴发生转动，压板22和印制电路板23的中心孔尺寸需大于转动轴的尺寸，以提供转动轴的转动空间。

此外，转动轴也可以与压板22固定，利用转动轴的转动带动压板22相对于基板1转动，一样可以达到改变移相器传输线长度的目的。

需要特别说明的是，在设置有转动轴的情况下，可以选择不设置凹槽和扣接部222，同样，在设置有凹槽和扣接部222的情况下，也可以选择不设置转动轴。也就是说，转动轴与凹槽和扣接部222可以选择其一设置，也可以都设置，使转动过程更加的稳定，具体设置方式可以根据实际情况进行相应的调整。

在可选的实施例中，如图1、图4和图5所示，第一滑动槽13可以为多个，多个第一滑动槽13呈圆周设置。示例性地，当第一滑动槽13为两个的情况下，两个第一滑动槽13分别对应与输入线路11和输出线路12。

具体而言，两个第一滑动槽13以基板1的中心对称设置，且两个第一滑动槽13的形状大小应完全一致，相应的底板24也应设置有两个第二滑动槽241，第二滑动槽241的位置、形状和大小与第一滑动槽13一致。

更进一步地，输入线路11和输出线路12均包括第一部分、转接部分和第二部分，第一部分、转接部分和第二部分围合形成有安装空间14，每个第一滑动槽13设于对应的安装空间14，第一滑动槽13与对应的第一部分相适配，耦合线路21与输入线路11的第一部分耦合连接，耦合线路21与输出线路12的第一部分耦合连接。

需要说明的是，输入线路11的第一部分是指C1到D1的部分，输出线路12的第一部分是指C2到D2的部分；输入线路11的转接部分是指B1到C1的部分，输出线路12的转接部分是指B2到C2的部分；输入线路11的第二部分是指A1到B1的部分，输出线路12的第二部分是指A2到B2部分。

在本发明实施例中，移相器工作时，驱动组件3驱动转动件2相对于基板1转动，耦合线路21沿着输入线路11和输出线路12的第一部分做顺时针或逆时针转动，以此改变移相器传输线的长度，从而达到对信号相位进行调整的目的。

在可选的实施例中，如图1示，驱动组件3包括齿轮31和驱动源，齿轮31设于转动件背离基板1的一侧，驱动源与齿轮31传动连接。

具体来讲，齿轮31设置于压板22远离印制电路板23的一侧，其中，齿轮31或压板22的其中一者可以设置有定位柱，另一者可以设置有定位槽221。示例性的，可以在压板22远离印制电路板23的一侧设置多个定位槽221，在齿轮31靠近压板22的一侧对应设置多个定位柱，利用定位柱和定位槽221将齿轮31和压板22扣合在一起。也可以采用齿轮31与压板22粘贴的连接方式。

可以理解的是，由驱动源驱动齿轮31，在齿轮31原地自转的同时，压板22也一起做旋转运动，以此实现齿轮31带动转动件2相对于基板1转动。在设置有转动轴的情况下，可以选择不设置齿轮31，将转动轴与驱动源连接，由转动轴带动转动件2转动，同样可以达到转动件相对于基板1转动的目的。其中，驱动源可以为电机等其他产生动力的设备。

在可选的实施例中，如图1和图6所示，驱动组件3还包括齿条32，齿条32与齿轮31啮合连接，驱动源与齿条32传动连接。

具体来讲，齿条32设置在齿轮31周侧，驱动源驱动齿条32做水平方向移动，由此带动齿轮31进行自转，再由齿轮31带动转动件2相对基板1转动。

需要说明的是，齿条32可以是两条，设置于齿轮31的左右或上下两侧，也可以设置一条齿条32在齿轮31的一侧。当设置有两条齿条32时，两个齿条32的运动方向应该相反，以此实现齿轮31在原地自转。

设置齿条32不仅可以控制齿轮31的旋转角度，当需要多个移相器同时工作时，还可以将多个移相器都与齿条32啮合连接，能够实现同时控制多个移相器的传动，通过齿条32一起带动转动件2进行相位调节，提高了同步控制的移相精度以及调相的一致性。

此外，本发明实施例还提供一种基站天线，包括如上所述的移相器。

具体地，由于基站天线包括如上所述的移相器，移相器的具体结构参照上述实施例，则本实施例所示的基站天线包括了上述实施例的全部技术方案，因此至少具有上述全部技术方案所取得的所有有益效果，在此不再一一赘述。

本申请实施例提供的基站天线，可以同步控制多个移相器，提高了移相精度，解决了目前天线体积偏大、成本高、产品一致性等问题。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种移相器，其特征在于，包括：基板、转动件以及驱动组件；

所述转动件转动设于所述基板，所述转动件面向所述基板的一侧设有耦合线路，所述基板朝向所述耦合线路的一侧设有输入线路和输出线路，所述耦合线路与所述输入线路和所述输出线路耦合连接；所述驱动组件与所述转动件传动连接；

其中，在所述驱动组件的驱动下，所述转动件相对所述基板发生转动，所述移相器的传输线的长度发生相应改变。

2.根据权利要求1所述的移相器，其特征在于，所述转动件包括压板和印制电路板；

所述压板转动设于所述基板，所述印制电路板设于所述压板朝向所述基板的一侧，所述印制电路板面向所述基板的一侧设有所述耦合线路，所述压板和所述印制电路板相对所述基板发生同步转动。

3.根据权利要求2所述的移相器，其特征在于，所述压板和所述印制电路板中的一者设有凹槽，另一者设有连接柱，所述压板和所述印制电路板通过所述凹槽和所述连接柱相连。

4.根据权利要求2所述的移相器，其特征在于，所述压板在所述基板上的投影面积小于所述基板的面积；

所述压板的边缘设有多个扣接部，多个所述扣接部沿所述压板的周向方向依次设置；所述基板设有多个第一滑动槽，每个所述扣接部扣接于对应的所述第一滑动槽。

5.根据权利要求2所述的移相器，其特征在于，所述压板在所述基板上的投影面积小于所述基板的面积；

所述转动件还包括底板，所述底板设于所述基板背离所述压板的一侧，所述压板的边缘设有多个扣接部，多个所述扣接部沿所述压板的周向方向依次设置；所述基板设有多个第一滑动槽，所述底板设有多个第二滑动槽，每个所述扣接部穿过对应的所述第一滑动槽与对应的所述第二滑动槽扣接。

6.根据权利要求5所述的移相器，其特征在于，所述转动件还包括转动轴，所述转动轴设于所述底板的中心位置处，并依次穿设于所述基板、所述印制电路板和所述压板，所述压板可相对所述转动轴发生转动。

7.根据权利要求4或5所述的移相器，其特征在于，在所述第一滑动槽为两个的情况下，两个所述第一滑动槽分别对应于所述输入线路和所述输出线路；

所述输入线路和所述输出线路均包括第一部分、转接部分和第二部分，所述第一部分、所述转接部分和所述第二部分围合形成有安装空间，每个所述第一滑动槽设于对应的所述安装空间，所述第一滑动槽与对应的所述第一部分相适配，所述耦合线路与所述输入线路的所述第一部分耦合连接，所述耦合线路与所述输出线路的所述第一部分耦合连接。

8.根据权利要求1所述的移相器，其特征在于，所述驱动组件包括齿轮和驱动源；

所述齿轮设于所述转动件背离所述基板的一侧，所述驱动源与所述齿轮传动连接。

9.根据权利要求8所述的移相器，其特征在于，所述驱动组件还包括齿条，所述齿条与所述齿轮啮合连接，所述驱动源与所述齿条传动连接。

10.一种基站天线，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的移相器。