CN209133655U - 一种移相器及基站天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于移动通信基站天线技术领域，提供了一种移相器及基站天线，移相器包括分别设置于第一腔体和第二腔体内的移相组件，移相组件包括两层移相介质片以及夹设于该两层移相介质片之间的功分馈电网络单元，功分馈电网络单元的功分馈电电路包括多个移相段，移相段包括依次连接的多个折叠子结构，形成慢波结构。本实用新型通过将移相段设置为慢波结构，实质增加了移相段用于馈电的长度，能够在相同物理长度下实现更大的相位改变量，缩小移相行程和移相器整体长度，从而有利于移相器的体积的小型化发展。

Description

一种移相器及基站天线

技术领域

本实用新型属于移动通信基站天线技术领域，特别涉及一种移相器及基站天线。

背景技术

随着移动通信技术的迅速发展，对基站天线的电气性能及机械性能要求越来越高。智能电调天线是利用电子方法来调整波束下倾角度的基站天线。为兼顾同频干扰和小区覆盖，通常会对天线的垂直面方向图做波束赋形。实现波束赋形的方法是优化调整各个辐射单元的馈电幅度分配和相位分布。移向器正是实现这一功能的关键部件。

通常移向器改变相位的方法有两种。第一种方式是直接改变移相器内馈电线路的物理长度，从而改变电磁波的行程，实现相位变化；第二种方式是改变电磁波传输介质的介电常数，即改变电磁波波长，在相同传输路径长度下，等效于改变电磁波的行程，从而起到改变相位的作用。

目前，介质移相器的移相段大多采用同一宽度的50欧姆微带线。相位改变量由移相段的长度和移相介质的介电常数决定。移相段越长，相同介电常数的移相介质下，可实现的相位改变量越大；介质介电常数越高，相同长度下的相位改变量越大。随着基站天线小型化的发展趋势，移相器也需要小型化。而移相段的长度是决定介质移相器整体长度的关键影响因素，如何在小体积的移相器内实现大的相位改变量是目前技术人员待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种移相器，旨在解决在小体积的移相器内实现大的相位改变量的技术问题。

本实用新型是这样实现的，一种移相器，包括：

主壳体，所述主壳体的两端开口，所述主壳体内部包括层叠设置的第一腔体和第二腔体；以及

两组移相组件，分别设于所述第一腔体和第二腔体内；所述移相组件包括两层移相介质片以及夹设于两层所述移相介质片之间的功分馈电网络单元；所述移相介质片相对于所述功分馈电网络单元可滑动；

所述功分馈电网络单元包括基板以及设于所述基板上的功分馈电电路，所述功分馈电电路包括多个移相段，所述移相段包括多个依次连接的折叠子结构。

在一实施例中，所述移相段包括多个依次连接且呈方波状的折叠子结构。

在一实施例中，所述移相介质片上设有介质连接孔，所述基板上对应所述介质连接孔设有滑槽；连接柱穿过所述介质连接孔和所述滑槽，所述连接柱能够在所述滑槽内滑动。

在一实施例中，所述第一腔体和第二腔体的内侧壁上分别相对设有安装槽，所述基板卡设于所述安装槽内。

在一实施例中，所述基板上设有第一定位孔，所述主壳体上对应所述第一定位孔设有第二定位孔；定位柱穿过所述第一定位孔和第二定位孔。

在一实施例中，所述移相器还包括拉杆，所述拉杆的一端连接于两层所述移相介质片，所述拉杆的另一端延伸出所述主壳体的外部。

在一实施例中，所述移相介质片的两侧还设有远离所述功分馈电网络单元突出的弹片，所述弹片抵靠于所述第一腔体和第二腔体的上内壁和下内壁。

在一实施例中，所述功分馈电电路还包括多个焊盘，所述移相段连接于所述焊盘之间，实现多路输出信号。

在一实施例中，所述功分馈电电路包括六个焊盘，所述移相段的数量为四个，所述移相器实现五路输出信号。

本实用新型的另一目的在于提供一种基站天线，包括上述各实施例所说的移相器。

本实用新型提供的移相器的有益效果在于，其主壳体内部包括第一腔体和第二腔体，第一腔体和第二腔体内分别设有移相组件，移相组件包括两层移相介质片以及夹设于该两层移相介质片之间的功分馈电网络单元，功分馈电网络单元的功分馈电电路包括多个移相段，移相段包括依次连接的多个折叠子结构，形成慢波结构，能够在相同物理长度下实现更大的相位改变，缩小移相行程和移相器整体长度，从而有利于移相器的体积的小型化发展。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的移相器的整体结构图；

图2是本实用新型实施例提供的移相器的分解结构图；

图3是图2中虚线圆圈内的结构放大图；

图4是本实用新型实施例提供的移相器的移相介质片的平面图；

图5是本实用新型实施例提供的移相器的功分馈电网络单元的平面图；

图6是本实用新型实施例提供的移相器的移相腔体的结构图；

图7是本实用新型实施例提供的移相器的移相腔体的另一角度的结构示意图；

图8是本实用新型实施例提供的移相器的拉杆的结构图；

图9是本实用新型实施例提供的移相器的定位柱的结构图；

图10是本实用新型实施例提供的移相器的移相段的结构图。

图中标记的含义为：

移相器100，移相组件90，主壳体80；

第一腔体81，第二腔体82，横板83，安装槽801，开窗802，焊接孔803，凸台804，电缆过孔805，接线座固定孔806，第二定位孔807；

移相介质片1，介质连接孔11，拉杆连接孔12，方向孔13，弹片14；

功分馈电网络单元2，基板21，功分馈电电路22，移相段221，折叠子结构2210，焊盘222，第一定位孔23，滑槽24；

拉杆4，头端41，凸起部410，尾端42，杆体43，导向槽430；

定位柱5，柱体51，柱脚52，防脱倒刺53。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”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，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专利的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

为了说明本实用新型所述的技术方案，以下结合具体附图及实施例进行详细说明。

请参阅图1至图3以及图10，本实用新型提供一种移相器100，包括主壳体80以及设置于主壳体80内的移相组件90。如图2和图3所示，主壳体80的两端开口，纵截面呈矩形，内有横板83将主壳体80内部分割出层叠设置且完全相同的第一腔体81和第二腔体82。第一腔体81内和第二腔体82内均设有一组移相组件90。每一组移相组件90包括两层移相介质片1以及夹设于该两层移相介质片1之间的功分馈电网络单元2，功分馈电网络单元2用于为基站天线进行波束赋形。功分馈电网络单元2固定于第一腔体81和第二腔体82内，两层移相介质片1可同时相对于功分馈电网络单元2滑动。功分馈电网络单元2包括基板21以及设置于基板21上的功分馈电电路22，功分馈电电路22包括多个移相段221。如图10所示，移相段221为慢波结构，包括依次连接的多个折叠子结构2210，折叠子结构实质增加了移相段221可用于馈电的长度，能够增加相位改变量，实现了更大的相位改变量，从而能够降低功分馈电网络单元2的长度以及降低移相器100的长度。

本实用新型提供的移相器100，其主壳体80内部包括第一腔体81和第二腔体82，第一腔体81和第二腔体82内分别设有移相组件90，移相组件90包括两层移相介质片1以及夹设于该两层移相介质片1之间的功分馈电网络单元2，功分馈电网络单元2的功分馈电电路22包括多个移相段221，移相段221为慢波结构，包括依次连接的多个折叠子结构2210，实质增加了移相段221可用于馈电的长度，能够在相同物理长度下实现更大的相位改变量，缩小移相行程和移相器100整体长度，从而有利于移相器100的体积的小型化发展。

具体请参阅图3，第一腔体81和第二腔体82的两侧内壁上分别设有安装槽801，功分馈电网络单元2的基板21的两侧分别卡合于安装槽801内，从而安装于第一腔体81和第二腔体82内。

移相介质片1由高介电常数，低插损正切的材料制成。移相器100的移向功能是基于介质移相原理来实现的，两片完全相同的移相介质紧贴着功分馈电电路22，通过左右滑动实现相位变化。高介电常数、低插损正切的材料可使相位的改变更加显著，进而有利于降低移相组件90和移相器100的长度，进一步实现移相器100的小型化。

请参阅图4和图5，移相介质片1上设有多个介质连接孔11，功分馈电网络单元2的基板21上对应介质连接孔11设有多个滑槽24。滑槽24呈长条形，沿着第一腔体81和第二腔体82的轴向延伸，并且分布于多个移相段221之间。此处可使用一连接柱(未图示)依次穿过两层移相介质片1的介质连接孔11和滑槽24。连接柱在滑槽24内可左右移动，从而带动两层移相介质片1左右移动，实现两层移相介质片1与功分馈电网络单元2的相对滑动。

请参阅图5至图7，功分馈电网络单元2的基板21上靠近第一腔体81和第二腔体82的开口侧的两侧边缘处分别设有第一定位孔23，主壳体80的上表面、下表面上分别对应该定位孔设有第二定位孔807，横板83上对应设有第三定位孔(未图示)。此处可使用如图9所示的定位柱5依次穿过主壳体80的上表面的第二定位孔807、基板21上的第一定位孔23、横板83上的第三定位孔、基板21上的第一定位孔23以及主壳体80的下表面的第二定位孔807后，将功分馈电网络单元2固定于第一腔体81和第二腔体82内。在此基础上，移相介质片1在第一腔体81和第二腔体82内左右滑动。

第一定位孔23的数量可根据需要选择，在一具体应用中，第一定位孔23的数量为三个，能够实现基板21与主壳体80的稳固连接。

具体地，定位柱5包括柱体51以及连接于柱体51的一端且相对分隔设置的柱脚52，两柱脚52之间可以弹性压合，以有利于穿过第一定位孔23至第三定位孔。进一步地，柱脚52上还设有防脱倒刺53，可以防止柱脚52从主壳体80的下表面的第一定位孔23内脱出。

请参阅图8，本实用新型实施例提供的移相器100还包括拉杆4，用于拉动移相介质片1滑动。拉杆4包括用于伸入主壳体80内的头端41、位于主壳体80外部的尾端42以及连接于头端41和尾端42之间的杆体43。头端41用于与移相介质片1连接，尾端42用于施力。

具体地，头端41包括朝向尾端的“凸”字型设置的凸起部410，图4中，移相介质片1上一长边的两侧边缘处还设有拉杆连接孔12，两层移相介质片1的拉杆连接孔12相互对齐，凸起部410插入到一组移相组件90内的两层移相介质片1中，并卡合在拉杆连接孔12内，实现拉杆4与移相介质片1的连接。

请参阅图5，功分馈电网络单元2的基板21为不规则矩形，其中一长边呈台阶状，包括较高的第一部分和较低的第二部分。第一部分插入安装槽801内，第二部分与第一腔体81和第二腔体82的侧壁之间具有间隙。结合图8所示，杆体43上设有导向槽430。当拉杆4的头端41与移相介质片1一侧的拉杆连接孔12连接后，拉杆4夹设于两层移相介质片1之间，且基板21的第二部分能够容置于导向槽430内。随着移相介质片1的移动，基板21的第二部分在导向槽430内滑动，实现了拉杆4对移相介质片1的拉动不影响功分馈电网络单元2和移相介质片1的连接。

可以理解的是，拉杆连接孔12可以设置于移相介质片1的两侧边缘处，在将拉杆连接孔12与凸起部410连接时，可以选择在任意一侧边缘处，但该一侧边缘处的拉杆连接孔12应当与较低的第二部分对应。

请参阅图4，移相介质片1的两侧边缘处分别开设有两个相等且呈矩形的方向孔13，用于保证移动过程中的阻抗匹配，实现相位的连续性变化。在其他实施例中，方向孔还可以是其他数量和形状，对此不作限制。

进一步地，移相介质片1的两端分别设有弹片14，弹片14以远离功分馈电网络单元2的方式突出。当两层移相介质片1将功分馈电网络单元2夹设在中间时，突出的弹片14抵靠于第一腔体81和第二腔体82的内上壁和内下壁，进一步对移相介质片1实现了定位，并且保证了移相介质片1在滑动过程中始终保持与功分馈电网络单元2相同的压力，保证了移相组件90的结构的稳定性。

功分馈电电路22包括多个移相段221以及多个焊盘222。在一具体实施例中，请参阅图5，移相段221的数量为4个，按从左至右和从上到下的顺序，分别命名为第一移相段、第二移相段、第三移相段和第四移相段，焊盘222的数量为6个，按从左至右的顺序分别命名为第一焊盘、第二焊盘、第三焊盘、第四焊盘、第五焊盘和第六焊盘。其中，第一移相段的第一端连接至第一焊盘，第一移相段的第二端同时连接至第三焊盘和第四焊盘；第二移相段的第一端同时连接至第三焊盘和第四焊盘，第二移相段的第二端连接至第六焊盘；第三移相段连接于第一焊盘与第二焊盘之间，第四移相段连接于第五焊盘和第六焊盘之间。该功分馈电电路22能够实现将一路输入信号分为五路输出信号，本实用新型的移相器100是一种一出五带功分器。并且，每一路输出信号的相位均可连续变化。

功分馈电电路22基于类带状线传输，具有线宽窄、功率容量大、损耗低等优势，功分馈电电路22整体采用U型拓扑结构实现功分对称，保证幅度一致性。

具体请参阅图10，本实施例中，移相段221呈方波状，折叠子结构2210呈方波状。该移相段221相当于LC谐振电路，对于无耗微带线，其特征阻抗Z0及相速度V_p满足关系式：

如果L、C同时增加，则可保证在特性阻抗不变的情况下相速度V_p减小。而V_p又满足关系式：

其中，ω代表角频率，L代表传输线的物理长度，d代表传输线的电长度，β表示传播常数。在角频率ω不变的情况下，相速度V_p减小，意味着传播常数β增大，同样物理长度下的电长度增大，从而在相同的物理长度下可以实现更大的相位改变，从而实现移相器100的小型化。并且，方波状的移相段221使得馈电幅度更为平衡。

请参阅图6和图7，主壳体80的侧壁上对应第一腔体81和第二腔体82分别设有多个开窗802，实现多节阻抗匹配和系统调谐，避免谐振的发生。开窗802具体呈矩形。

主壳体80的上表面和下表面还设有多个电缆过孔805，电缆内导芯经过该些电缆过孔805进入第一腔体81和第二腔体82，并连接至移相组件90。

主壳体80的一外侧表面上还对应第一腔体81和第二腔体82之间设有凸台804，凸台804上设有多个接线座固定孔806，用于以螺钉锁合等方式将主壳体80固定于接线座上。

主壳体80的一外侧表面上还对应第一腔体81和第二腔体82分别设有多个焊接孔803，该些焊接孔803与功分馈电网络电路上的多个焊盘222一一对应。

本实用新型实施例提供的移相器100，可工作于3.3GHz到4.3GHz的超高频段，应用于基站天线中，不仅可以控制基站天线的下倾角，且可实现一出五带功分、相位连续变化、结构稳定、尺寸小。

本实用新型还提供一种基站天线，包括移相器100，移相器100即为上述各实施例所说的结构，不再赘述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种移相器，其特征在于，包括：

主壳体，所述主壳体的两端开口，所述主壳体内部包括层叠设置的第一腔体和第二腔体；以及

两组移相组件，分别设于所述第一腔体和第二腔体内；所述移相组件包括两层移相介质片以及夹设于两层所述移相介质片之间的功分馈电网络单元；所述移相介质片相对于所述功分馈电网络单元可滑动；

所述功分馈电网络单元包括基板以及设于所述基板上的功分馈电电路，所述功分馈电电路包括多个移相段，所述移相段包括多个依次连接的折叠子结构。

2.如权利要求1所述的移相器，其特征在于，所述移相段包括多个依次连接且呈方波状的折叠子结构。

3.如权利要求1所述的移相器，其特征在于，所述移相介质片上设有介质连接孔，所述基板上对应所述介质连接孔设有滑槽；连接柱穿过所述介质连接孔和所述滑槽，所述连接柱能够在所述滑槽内滑动。

4.如权利要求1所述的移相器，其特征在于，所述第一腔体和第二腔体的内侧壁上分别相对设有安装槽，所述基板卡设于所述安装槽内。

5.如权利要求1所述的移相器，其特征在于，所述基板上设有第一定位孔，所述主壳体上对应所述第一定位孔设有第二定位孔；定位柱穿过所述第一定位孔和第二定位孔。

6.如权利要求1所述的移相器，其特征在于，所述移相器还包括拉杆，所述拉杆的一端连接于两层所述移相介质片，所述拉杆的另一端延伸出所述主壳体的外部。

7.如权利要求1所述的移相器，其特征在于，所述移相介质片的两侧还设有远离所述功分馈电网络单元突出的弹片，所述弹片抵靠于所述第一腔体和第二腔体的上内壁和下内壁。

8.如权利要求1至7中任一项所述的移相器，其特征在于，所述功分馈电电路还包括多个焊盘，所述移相段连接于所述焊盘之间，实现多路输出信号。

9.如权利要求8所述的移相器，其特征在于，所述功分馈电电路包括六个焊盘，所述移相段的数量为四个，所述移相器实现五路输出信号。

10.一种基站天线，其特征在于，包括前述权利要求1至9中任一项所述的移相器。