CN201387927Y - 一种连续可调的移相器 - Google Patents

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侯小强
张友强
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Mobi Antenna Technologies Shenzhen Co Ltd
Shenzhen University
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Mobi Antenna Technologies Shenzhen Co Ltd
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Abstract

本实用新型公开了一种连续可调的移相器，包括两个可移动介质块和介质基板，所述两个可移动介质块连接成一体，设于一连接到介质基板背面接地面上的金属板上方可沿微带传输线方向往返移动，所述介质基板的背面在可移动介质块的移动范围相对位置刻有两段导体带，在介质基板的正面与所述两段导体带错开的位置刻有三段以上导体带，所述介质基板的背面两段导体带与正面的导体带相连接，与连接在介质基板背面接地面上的金属板形成一段新的微带传输线，金属板作为新的微带传输线新的接地面，两可移动介质块、介质基板正背两面导体带和金属板构成移相单元。本实用新型可在较小的移动范围内实现相对较大的相移，插入损耗极小。

Description

一种连续可调的移相器
技术领域
本实用新型涉及一种应用于移动通信基站天线的连续可调的移相器。
背景技术
在以往移动通信网络中所使用的基站天线都是固定下倾角(如0°、3°、6°等)的天线，其下倾角度在出厂时已经确定，运营商根据无线通信网络覆盖的具体环境及网络规划确定天线架设的具体位置，并选装不同下倾角的天线，以实现小区内的良好覆盖及减少对相邻小区的干扰。但当小区的覆盖环境发生改变(如覆盖区内新建了许多建筑物)或重新划分小区覆盖范围(如由于话务量增加而裂化小区)时，可能就需要通过改变天线的下倾角来改变小区的覆盖范围。对于小区已经安装的固定下倾角天线而言，要么更换为其它固定下倾角度的天线、要么就需要进行机械调整，通过改变机械下倾角度来改变波束的下倾角度(但会带来方向图畸变的不良影响)。这样就需要大量而艰苦的体力工作，并且由于天线通常架设在铁塔、楼顶等较高的位置上，更换或者调整天线更是项充满危险的工作。所以开发出能够远程控制下倾角度的天线对于提高通信系统的商用化能力及系统成熟度，对于降低运营商的网络维护成本和难度都具有很重要的现实意义。
在已有的电调天线中，移相器大多是独立布局，存在着以下主要缺点：1.移相器需要单独放置(一般在天线槽板的背面)，所以天线需要加大一定的空间，不利于天线小型化。2.采用这类移相器设计的天线都需要大量的连接电缆，而过多电缆的使用不仅加大了天线设计制造的成本，又增加了损耗，天线增益减小，导致天线性能指标下降。同时过多的电缆也加大了装配的复杂度。尤其是在中国的3G标准TD-SCDMA中使用智能天线之后再实现电调化，对移相器的体积有很大限制，如果移相器不能有效减小体积，将给天线内部布局造成很大困难。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可实现在不增加移动通信天线尺寸的情况下，只需通过机械控制就可持续移相连续可调的移相器。
本实用新型采用的技术方案为：连续可调的移相器，包括两个可移动介质块和介质基板，所述两个可移动介质块连接成一体，设于一连接到介质基板背面接地面上的金属板上方可沿微带传输线方向往返移动，所述介质基板的背面在可移动介质块的移动范围相对位置刻有两段导体带，在介质基板的正面与所述两段导体带错开的位置刻有三段以上导体带，所述介质基板的背面两段导体带与正面的导体带相连接，与连接在介质基板背面接地面上的金属板形成一段新的微带传输线，金属板作为新的微带传输线新的接地面，两可移动介质块、介质基板正背两面导体带和金属板构成移相单元。
上述方案中，优选所述介质基板的背面两段导体带通过过孔方式与正面的导体带相连接，优选所述可移动介质块形状为方形、锥形或圆形，当然也可以是其他几何形状。
本实用新型的有益效果是：本实用新型可在较小的移动范围内实现相对较大的相移，插入损耗极小，而且在整个位移过程中都能在较宽的频带内实现阻抗匹配，同时，本实用新型的移相量相对介质块的位移量呈现基本线性变化，在应用到天线中时，天线下倾角基本随介质位移量线性变化。可移动介质块之间使用一个固定的连接装置连接，并可与其它移相器上的介质块连接，这样就可实施统一联动，只需移动连接装置就可移动所有的介质块，即可控制天线阵发射的波束方向，而移动可通过唯一的电动机实施，电动机也可远程遥控，这样就可大大加快了网络优化效率，还可根据阵列天线的实际情况分配多个移相器在微带传输线各个不同位置，即可实现不同天线下倾角的可调节范围，同时保证阵列中各个天线单元可以得到预期的相位变化量，还可以在拥有不同天线单元个数的阵列中，根据不同的相位要求分布移相器。
附图说明
图1为本实用新型实施例一的俯视图；
图2为本实用新型实施例一的侧视图；
图3为可移动介质块a1，a2的连接结构示意图；
图4为本实用新型实施例二的俯视图；
图5为本实用新型实施例二的侧视图；
图6为本实用新型一种应用于天线阵列中的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。
如图1、图2中所示为本实用新型实施例一一个基本移相器单元，图中，d为介质基板，其相对介电常数大于1；a1、a2为可移动介质块；b1、b2、b3为刻在介质基板d正面上的导体带；c1、c2为刻在介质基板d背面的导体带，并通过金属过孔h1、h2、h3、h4与正面上的导体带b1、b2、b3相连，背面的导体带c1、c2与正面上的导体带b1、b2、b3位置相错开；e为两端与介质基板d背面接地面相连的金属板，介质基板的背面导体带c1、c2与正面的导体带b1、b2、b3相连接，与连接在介质基板d背面接地面上的金属板e形成一段新的微带传输线，金属板e作为新的微带传输线新的接地面，这样可移动介质块、介质基板正背两面导体带和金属板共同构成了移相单元。
可移动介质块a1，a2设于连接到介质基板d背面接地面上的金属板e上方，可在介质基板d上沿f方向来回移动，形状采用长方形(也可采用锥形、圆形等其他几何形状)，两介质块a1、a2可通过如图3所示方式连接在一起(也可采用其它类似的方式连接)，组成一块介质块，以方便进行统一联动。介质基板的背面两段导体带c1、c2刻在可移动介质块a1、a2的移动范围相对位置，当可移动介质块a1、a2移动到导体带c1、c2下面时，该段微带传输线的填充介质由空气变为介质块a1、a2，信号的传输速度减小，相位滞后，因此可移动介质块a1、a2在移动过程中，实际上是改变介质块填充的长短，也就是改变了信号在介质块中传输的距离，这样就起到了连续改变相位的作用。
为了实现移相器在介质块移动过程中依旧在较宽频带内保持良好的阻抗匹配，导体带b1，b2，b3，b4以及c1，c2可采用渐变形、阶梯形等几何形状，长度及宽度可根据实际需要进行变化。
图4、图5所示的是本实用新型实施例二示意图。图中a3、a4为两可移动介质块，其移动方向如图4中f所示，两可移动介质块两端可连成一体，一起移动；d为介质基板；b4、b5为刻在介质基板d背面的导体带；c3、c4、c5、c6、c7为刻在介质基板d正面的导体带；其中c3、c7分别通过金属过孔h5、h6与b4、b5相连；金属板e与介质基板d背面的接地面相连，其接地点需靠近金属过孔h5、h6。
图6为本实用新型所述的移相器s1～s9在阵列天线中应用的一个示例，该阵列总共包括9个天线振子t1～t9，p是该阵列的信号端口。该种阵列可以是应用于TD-SCDMA等通讯网络中的天线中。阵列中，移相器s1、s2可以进行反方向安装，假设单个移相器s1的移相量为α，则s2的移相量为-α，那么振子t1，t2之间的有效移相量则为2α。同样的，s3、s6；s4、s5；s7、s8分别反方向按照，这样每个相邻振子间的移相量都为2α。在应用到TD-SCDMA网络中的智能天线要达到10°的可调下倾角，其相邻两振子间的移相量需要40°左右。按照本实用新型的移相器完全可以达到这个要求，所以完全可以应用于此种天线中。
本实用新型结构简单，易实现。在应用到基站天线中时与天线高度集成，不增加额外的天线体积，且安装方便。无电缆连接，相比目前许多移相器需要很多电缆连接，既节约了大量的成本也避免了过多电缆带来的损耗。

Claims (3)

1、一种连续可调的移相器，其特征在于：包括两个可移动介质块和介质基板，所述两个可移动介质块连接成一体，设于一连接到介质基板背面接地面上的金属板上方可沿微带传输线方向往返移动，所述介质基板的背面在可移动介质块的移动范围相对位置刻有两段导体带，在介质基板的正面与所述两段导体带错开的位置刻有三段以上导体带，所述介质基板的背面两段导体带与正面的导体带相连接，与连接在介质基板背面接地面上的金属板形成一段新的微带传输线，金属板作为新的微带传输线新的接地面，两可移动介质块、介质基板正背两面导体带和金属板构成移相单元。
2、如权利要求1所述连续可调的移相器，其特征在于：所述介质基板的背面两段导体带通过过孔方式与正面的导体带相连接。
3、如权利要求1或2所述连续可调的移相器，其特征在于：所述可移动介质块形状为方形、锥形或圆形。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108604730A (zh) * 2016-02-03 2018-09-28 株式会社Kmw 相位变换装置
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Assignor: Mobile Antenna Technologies (Shenzhen) Co., Ltd.

Contract fulfillment period: 2009.5.10 to 2014.5.10

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License type: Exclusive license

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