CN211829165U - 用于基站天线的组件、移相器和基站天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于基站天线的组件，其特征在于，所述组件包括一个校准装置和安装在所述校准装置上的至少一个移相器，所述校准装置具有用于射频信号的第一传输区段，所述移相器具有用于射频信号的第二传输区段，并且所述第二传输区段与所述第一传输区段无电缆地电连接。由此，可以消除在移相器与校准装置之间的直接的电缆连接，从而实现整体天线构造的高集成度和小型化需求。此外，本实用新型还涉及一种用于基站天线的移相器以及基站天线。

Description

用于基站天线的组件、移相器和基站天线

技术领域

本实用新型一般涉及无线电通信，更具体地说，涉及一种一体化地集成有校准装置和移相器的用于基站天线的组件、移相器和基站天线。

背景技术

由于对无线通信的需求不断增长，多频带基站天线、多输入多输出技术以及波束成形技术得到快速发展，以便支持不同服务和海量数据传输。然而随着在一个基站天线中集成了越来越多的频段和射频端口，使得馈电网络布局和电缆布线变得更加复杂，因此，如何实现整体天线构造的高集成度及小型化需求，为本领域技术人员近年来所亟待解决的技术难题。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的在于提供一种能够克服现有技术中至少一个缺陷的用于基站天线的组件、移相器以及相关的基站天线。

按照本实用新型的第一方面，提供一种用于基站天线的组件，其特征在于，所述组件包括一个校准装置和安装在所述校准装置上的至少一个移相器，所述校准装置具有用于射频信号的第一传输区段，所述移相器具有用于射频信号的第二传输区段，并且所述第二传输区段与所述第一传输区段无电缆地电连接。

在一些实施例中，所述移相器与所述校准装置成角度地安装在一起。

在一些实施例中，所述移相器与所述校准装置之间的角度处于60 度至120度之间。

在一些实施例中，所述移相器与所述校准装置彼此垂直地安装在一起。

在一些实施例中，所述校准装置具有用于射频信号的第一传输区段，所述移相器具有用于射频信号的第二传输区段，所述第二传输区段与所述第一传输区段电连接。

在一些实施例中，所述移相器的第二传输区段构成为弯折的迹线段。

在一些实施例中，所述第二传输区段包括第一区段和从第一区段朝向校准装置弯折延伸的第二区段。

在一些实施例中，所述第二区段与第一传输区段相焊接。

在一些实施例中，所述移相器包括用于RF信号的第二传输区段和与第二传输区段间隔开距离的调试迹线段。

在一些实施例中，所述调试迹线段从第二传输区段朝向校准装置延伸。

在一些实施例中，所述校准装置具有用于RF信号的第一传输区段，所述调试迹线段与第一传输区段和第二传输区段均相焊接。

按照本实用新型的第二方面，提供一种用于基站天线的组件，其特征在于，所述组件包括一个校准装置和安装在所述校准装置上的至少一个移相器，所述移相器与所述校准装置成角度地安装在一起。

在一些实施例中，所述移相器与所述校准装置之间的角度处于60 度至120度之间。

在一些实施例中，所述移相器与所述校准装置彼此垂直地安装在一起。

在一些实施例中，所述校准装置具有用于RF信号的第一传输区段，所述移相器具有用于RF信号的第二传输区段，所述第二传输区段与所述第一传输区段电连接，并且在所述第二传输区段与所述第一传输区段之间不存在电缆连接。

按照本实用新型的第三方面，提供一种用于基站天线的组件，其特征在于，所述组件包括校准装置和一个移相器，所述校准装置具有用于RF信号的第一传输区段，所述移相器具有用于RF信号的第二传输区段，所述第二传输区段与所述第一传输区段电连接，并且在所述第二传输区段与所述第一传输区段之间不存在电缆连接。

在一些实施例中，所述移相器的第二传输区段构成为弯折的迹线段，所述弯折的迹线段包括第一区段和从第一区段朝向校准装置弯折延伸的第二区段。

在一些实施例中，所述第二区段与第一传输区段相焊接。

在一些实施例中，所述移相器还包括与第二传输区段间隔开距离的调试迹线段，所述调试迹线段从第二传输区段朝向校准装置延伸。

在一些实施例中，调试迹线段与第一传输区段和第二传输区段均相焊接。

在一些实施例中，所述移相器具有第一接地区段，所述校准装置具有第二接地区段，所述第一接地区段与所述第二接地区段相焊接。

在一些实施例中，移相器包括第一印刷电路板，而校准装置包括与第一印刷电路板分立的第二印刷电路板。

按照本实用新型的第四方面，提供一种用于基站天线的移相器，其特征在于，所述移相器包括第二传输区段，所述第二传输区段构成为弯折的RF信号输入迹线段，所述弯折的RF信号输入迹线段包括沿第一方向延伸的第一区段以及从第一区段沿第二方向延伸出去的第二区段，所述第一方向不同于第二方向。

在一些实施例中，所述第二区段与处于移相器之外的其他传输线相焊接。

在一些实施例中，所述其他传输线包括校准装置的用于RF信号的第一传输区段。

按照本实用新型的第五方面，提供一种用于基站天线的移相器，其特征在于，所述移相器包括沿第一方向延伸的用于RF信号的第二传输区段和与第二传输区段间隔开距离的沿第二方向延伸的调试迹线段，所述第一方向不同于第二方向，其中，所述调试迹线段构成为按需与第二传输区段保持电隔离或电连接。

在一些实施例中，所述调试迹线段构成为按需与第二传输区段以及处于移相器之外的其他传输线相焊接。

按照本实用新型的第六方面，提供一种基站天线，其特征在于，所述基站天线包括根据本实用新型各实施例之一所述的组件或者根据本实用新型各实施例之一所述的移相器。

附图说明

下面参照附图借助具体实施方式来更详细地说明本实用新型。示意性的附图简要说明如下：

图1是根据本实用新型一些实施例的用于基站天线的组件的示意性立体图；

图2是图1中的组件的校准装置的示意图；

图3是图1中的组件的第一局部放大示意图，详细示出了校准装置和一个移相器之间的第一电连接方案；

图4是图1中的组件的第二局部放大示意图，详细示出了校准装置和一个移相器之间的第二电连接方案。

具体实施方式

以下将参照附图描述本实用新型，其中的附图示出了本实用新型的若干实施例。然而应当理解的是，本实用新型可以以多种不同的方式呈现出来，并不局限于下文描述的实施例；事实上，下文描述的实施例旨在使本实用新型的公开更为完整，并向本领域技术人员充分说明本实用新型的保护范围。还应当理解的是，本文公开的实施例能够以各种方式进行组合，从而提供更多额外的实施例。

在附图中，相同的附图标记表示相同的元件。在附图中，为清楚起见，某些特征的尺寸可以进行变形。

应当理解的是，说明书中的用辞仅用于描述特定的实施例，并不旨在限定本实用新型。说明书使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)除非另外定义，均具有本领域技术人员通常理解的含义。为简明和/或清楚起见，公知的功能或结构可以不再详细说明。

说明书使用的单数形式“一”、“所述”和“该”除非清楚指明，均包含复数形式。说明书使用的用辞“包括”、“包含”和“含有”表示存在所声称的特征，但并不排斥存在一个或多个其它特征。说明书使用的用辞“和/或”包括相关列出项中的一个或多个的任意和全部组合。说明书使用的用辞“在X和Y之间”和“在大约X和Y之间”应当解释为包括X和Y。本说明书使用的用辞“在大约X和Y之间”的意思是“在大约X和大约Y之间”，并且本说明书使用的用辞“从大约X至Y”的意思是“从大约X至大约Y”。

在说明书中，称一个元件位于另一元件“上”、“附接”至另一元件、“连接”至另一元件、“耦合”至另一元件、或“接触”另一元件等时，该元件可以直接位于另一元件上、附接至另一元件、连接至另一元件、联接至另一元件或接触另一元件，或者可以存在中间元件。相对照的是，称一个元件“直接”位于另一元件“上”、“直接附接”至另一元件、“直接连接”至另一元件、“直接耦合”至另一元件或、或“直接接触”另一元件时，将不存在中间元件。在说明书中，一个特征布置成与另一特征“相邻”，可以指一个特征具有与相邻特征重叠的部分或者位于相邻特征上方或下方的部分。

在说明书中，诸如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“高”、“低”等的空间关系用辞可以说明一个特征与另一特征在附图中的关系。应当理解的是，空间关系用辞除了包含附图所示的方位之外，还包含装置在使用或操作中的不同方位。例如，在附图中的装置倒转时，原先描述为在其它特征“下方”的特征，此时可以描述为在其它特征的“上方”。装置还可以以其它方式定向(旋转90度或在其它方位)，此时将相应地解释相对空间关系。

根据本实用新型各实施例的组件20可以适用于多种类型的基站天线，例如波束成形天线。所述用于基站天线的组件20可以包括校准装置30和移相器40。在基站天线中，由于射频控制系统(例如远端射频单元“RRU”)和/或天线馈电网络的设计、制造或使用中无法控制的误差，通常需要校准电路来补偿在不同射频端口输入的射频信号的相位偏差和/或幅度偏差。该过程通常称为“校准”。提供所述校准装置30用于实施所述校准。提供所述移相器40用于调节RF信号的至少一些子分量所经受的相移。通过对RF信号的不同子分量施加不同的相移，可以调节由天线阵列形成的天线波束的下倾角。

在传统的基站天线中，例如在波束成形天线中，移相器40和校准装置30之间通常经由跳线彼此电连接。然而，移相器40和校准装置 30之间的电缆连接可能会带来一些问题：第一，电缆连接可能在天线内占据较大空间，可能加剧整个天线系统的设计和布线难度；第二，安装电缆连接可能很耗时，并且安装错误的可能性可能会增加；第三，电缆连接的成本和安装成本可能会增加天线的总体成本。

根据本实用新型各实施例的组件可以消除在移相器40与校准装置30之间的直接的电缆连接，从而实现整体天线构造的高集成度和小型化需求。

现在将参考附图更详细地描述本实用新型的一些实施例。

参照图1，图1为根据本实用新型一些实施例的用于基站天线的组件20的示意性立体图。

如图1所示，组件20包括一个校准装置30和安装在所述校准装置30上的多个移相器40。根据本实用新型各实施例的移相器40可以构成为各种类型的移相器、例如可以构成为滑片式移相器、长号型移相器或滑动介质移相器。每个移相器可以构成为或可以包括第一印刷电路板，而校准装置30则可以构造成或可以包括与第一印刷电路板分立的第二印刷电路板。

在图1中示出了一种广泛使用的机电“滑片”式移相器40，这种移相器40包括第一印刷电路板41和可动部件42。所述第一印刷电路板41包括介电层、在介电层的第一主表面上的金属图案层和在介电层的第二主表面上的接地层，所述金属图案层包括与输入端相连接的RF 信号输入区段和分别与一个或多个输出端相连接的多个RF信号输出区段。所述可动部件42构成为能在金属图案层上方旋转的PCB滑片。移相器40可以将输入的RF信号分成多个RF信号子分量，并且可以调节至少一些RF信号子分量的相移，以调节天线波束方向图。

移相器40可以通过各种适宜的固定方式安装到校准装置30上。移相器40例如可以通过形状锁合、摩擦锁合或材料接合的方式安装到校准装置30上。具体地，可以采取卡口连接、螺纹连接、铆钉连接、焊接和/或粘接等固定方式。由此移相器40和校准装置30能够形成一种高集成度的组件。移相器40可以与校准装置30成角度地安装在一起。在图1的实施例中，移相器40与校准装置30彼此基本上垂直地安装在一起。在其他实施例中，移相器40与校准装置30还可以彼此倾斜地安装在一起例如形成在30度至150度之间的角度、在45度至135度之间的角度或在60度至120度之间的角度。

如图2所示，校准装置30可以构成为第二印刷电路板，其可以例如包括：介质基板32、设在介质基板32的上主表面上的微带校准电路33和设在介质基板的下主表面上的接地金属层(未示出)。在一些实施例中，微带校准电路33可以实现在包括两块介质基板的第二印刷电路板中，其中，在上电介质基板的上表面上可以设置第一接地金属层，并且在下电介质基板的下表面上可以设置第二接地金属层，校准电路33则设置在两个电介质基板之间的金属层中，由此，校准电路 33被第一和第二接地金属层围住，从而校准电路33可以构成为带状线网络。带状线网络可以是有利的，因为它们可具有减少的辐射信号损失并且可以屏蔽射频传输线免受外部辐射。在一些实施例中，校准装置30可以例如包括两个或更多个第二印刷电路板，这些印刷电路板之间可以经由电缆彼此电连接。

校准电路33可以包括校准端口34、传输线路35、功率分配器/ 组合器36和耦合器37。所述功率分配器/组合器36可以构成为威尔金森功率分配器/组合器，耦合器37可以构成为定向耦合器。校准电路 33可以用于识别输入到天线的不同RF端口的RF信号的振幅和/或相位中的任何非期望变化。

在一些实施方式中，远程射频单元(未示出)可以经由电缆将校准信号输入到校准端口34。然后，校准信号从校准端口34经由相应的传输线路35传送至功率分配器36，所述功率分配器将校准信号划分成多个子分量。校准信号的子分量通过相应的耦合器37传送至相应的馈电分支(以下称为第一传输区段38)。各第一传输区段38可以包括射频端口381和传输迹线段382，传输迹线段382可以例如经由导电连接分别与馈电网络、例如移相网络电连接，从而将来自射频端口 381的RF信号进一步馈送给下游的辐射元件。远程射频单元可以读取经由耦合器37从校准电路33电耦合到射频端口381上的RF信号的幅值和/或相位。由此，通过射频端口381与校准端口34的S参数可以实现射频控制系统的校准，换句话说，通过射频端口381上的耦合到的RF信号的幅值和/或相位和校准端口34上校准信号的幅值和/或相位可以实现校准。RRU可以相应地调整要在射频端口上输入的 RF信号的振幅和/或相位，以提供优化的天线波束。

在该实施例中，校准过程可以包括如下几个步骤：

首先，远程射频单元经由校准电路33(校准端口34、功率分配器36和耦合器37)将校准信号电耦合到各个射频端口381；

然后，远程射频单元读取在各个射频端口381上射频信号的相应幅值和/或相位；

最后，远程射频单元基于在射频端口381上的射频信号的幅值和/ 或相位，进行校准，即，为要在各射频端口上输入的射频信号分配不同的幅值和/或相位权重值。

在一些实施方式中，远程射频单元可以首先经由电缆将RF信号输入到相应的RF端口。然后，校准电路33可以借助于耦合器37从输入到RF端口的相应提取每个RF信号的少量，然后通过功率组合器将提取的信号组合成校准信号并将其传递回生成RF信号的远程射频单元。远程射频单元可以根据校准信号相应地调整要在射频端口上输入的RF信号的振幅和/或相位，以提供优化的天线波束。

接下去，借助于附图3和4详细介绍根据本实用新型的一些实施例的组件20中校准装置30和移相器40之间的一些电连接方案。

与传统的借助于电缆的电连接方式不同的，在根据本实用新型一些实施例的组件20中，移相器40可以不借助电缆地电连接到校准装置30上。换句话说，在移相器40和校准装置30之间不存在直接的电缆连接。

参见图3，示出了根据本实用新型一些实施例的组件20的第一局部放大示意图，详细示出了校准装置30和一个移相器40之间的第一电连接方案。移相器40可以包括RF信号输入区段(以下称为第二传输区段43)，第二传输区段43可以通过导电元件与校准装置30上的相应的第一传输区段38彼此电连接。在图3的实施例中，第二传输区段43可以构成为弯折的迹线段，其包括沿第一方向延伸的第一区段 431以及从第一区段431的端部沿第二方向延伸出去的第二区段432，第一方向不同于第二方向。在图3的实施例中，第二区段432基本上垂直于第一区段431弯折，并且朝向校准装置30延伸直至移相器40 的贴靠校准装置30的边缘。在校准装置30的第一传输区段38上可以设置第一焊接区域383，并且相应地在移相器40的第二区段432上设置第二焊接区域433，这两个焊接区域383、433彼此邻接，从而便于通过焊接实现电连接。在其他实施例中，第二传输区段43还可以通过其他导电元件、例如探针与校准装置30上的相应的第一传输区段38 彼此电连接。此外，为了实现移相器40和校准装置30之间良好的RF 信号传输，移相器40可以具有一个或多个第一接地区段44，校准装置30可以具有一个或多个第二接地区段39，第一接地区段44可以与相应的第二接地区段39相焊接。由此实现移相器40和校准装置30 之间的共地连接。

图4示出了根据本实用新型一些实施例的组件20的第二局部放大示意图，详细示出了校准装置30和一个移相器40之间的第二电连接方案。移相器40可以包括RF信号输入区段(以下称为第二传输区段 43)，第二传输区段43可以通过导电元件与校准装置30上的相应的第一传输区段38彼此电连接。在图4的实施例中，移相器40可以包括沿第一方向延伸的第二传输区段43和与第二传输区段43间隔开距离的沿第二方向延伸的调试迹线段45，第一方向不同于第二方向。在图 4的实施例中，调试迹线段45基本上垂直于第二传输区段43弯折，并且朝向校准装置30延伸直至移相器40的贴靠校准装置30的边缘。在校准装置30的第一传输区段38上可以设置第三焊接区域384，并且相应地在移相器40的调试迹线段45上设置第四焊接区域451，这两个焊接区域384、451彼此邻接，从而便于通过焊接实现电连接。同时，可以在移相器40的第二传输区段43上设置第五焊接区域434，并且相应地在移相器40的调试迹线段45上设置第六焊接区域452，这两个焊接区域434、452也彼此邻接。为了实现移相器40和校准装置30之间的无电缆的直接电连接，可以分别将调试迹线段45与第一传输区段38和第二传输区段43彼此相焊接。此外，为了实现移相器 40和校准装置30之间良好的RF信号传输，移相器40可以具有一个或多个第三接地区段441，校准装置30可以具有一个或多个第四接地区段391，第三接地区段441可以与相应的第四接地区段391相焊接。由此实现移相器40和校准装置30之间的共地连接。

调试迹线段45是有利的，所述调试迹线段45构成为按需地与第二传输区段43保持电隔离或电连接。在调试迹线段45与第二传输区段43保持电隔离的情况下，移相器40可以依然借助于电缆连接与处于移相器40之外的其他传输线相电连接。在调试迹线段45与第二传输区段43电连接、例如彼此焊接的情况下，移相器40可以不借助于电缆连接地与处于移相器40之外的其他传输线相电连接。由此，调试迹线段45的布置提高了移相器40的应用灵活性。

虽然在上面已经描述了本实用新型的示例性的实施例，但是本领域技术人员应当理解的是，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下能够对本实用新型的示例性实施例进行多种变化和改变，所有变化和改变均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (22)

1.一种用于基站天线的组件，其特征在于，所述组件包括一个校准装置和安装在所述校准装置上的至少一个移相器，所述校准装置具有用于射频信号的第一传输区段，所述移相器具有用于射频信号的第二传输区段，并且所述第二传输区段与所述第一传输区段无电缆地电连接。

2.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述移相器与所述校准装置成角度地安装在一起。

3.根据权利要求2所述的组件，其特征在于，所述移相器与所述校准装置之间的角度处于60度至120度之间。

4.根据权利要求2所述的组件，其特征在于，所述移相器与所述校准装置彼此垂直地安装在一起。

5.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述移相器的第二传输区段构成为弯折的迹线段。

6.根据权利要求5所述的组件，其特征在于，所述第二传输区段包括第一区段和从第一区段朝向校准装置弯折延伸的第二区段。

7.根据权利要求6所述的组件，其特征在于，所述第二区段与第一传输区段相焊接。

8.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述移相器包括与第二传输区段间隔开距离的调试迹线段。

9.根据权利要求8所述的组件，其特征在于，所述调试迹线段从第二传输区段朝向校准装置延伸。

10.根据权利要求9所述的组件，其特征在于，所述调试迹线段与第一传输区段和第二传输区段均相焊接。

11.一种用于基站天线的组件，其特征在于，所述组件包括校准装置和一个移相器，所述校准装置具有用于射频信号的第一传输区段，所述移相器具有用于射频信号的第二传输区段，并且所述第二传输区段与所述第一传输区段无电缆地电连接。

12.根据权利要求11所述的组件，其特征在于，所述移相器的第二传输区段构成为弯折的迹线段，所述弯折的迹线段包括第一区段和从第一区段朝向校准装置弯折延伸的第二区段。

13.根据权利要求12所述的组件，其特征在于，所述第二区段与第一传输区段相焊接。

14.根据权利要求11所述的组件，其特征在于，所述移相器还包括与第二传输区段间隔开距离的调试迹线段，所述调试迹线段从第二传输区段朝向校准装置延伸。

15.根据权利要求14所述的组件，其特征在于，调试迹线段与第一传输区段和第二传输区段均相焊接。

16.根据权利要求14所述的组件，其特征在于，所述移相器具有第一接地区段，所述校准装置具有第二接地区段，所述第一接地区段与所述第二接地区段相焊接。

17.根据权利要求14所述的组件，其特征在于，移相器包括第一印刷电路板，而校准装置包括与第一印刷电路板分立的第二印刷电路板。

18.一种用于基站天线的移相器，其特征在于，所述移相器包括第二传输区段，所述第二传输区段构成为弯折的射频信号输入迹线段，所述弯折的射频信号输入迹线段包括沿第一方向延伸的第一区段以及从第一区段沿第二方向延伸出去的第二区段，所述第一方向不同于第二方向，所述第二传输区段构成为与校准装置的用于射频信号的第一传输区段无电缆地电连接。

19.根据权利要求18所述的移相器，其特征在于，所述第二区段与处于移相器之外的其他传输线相焊接。

20.一种用于基站天线的移相器，其特征在于，所述移相器包括沿第一方向延伸的用于射频信号的第二传输区段和与第二传输区段间隔开距离的沿第二方向延伸的调试迹线段，所述第一方向不同于第二方向，其中，所述调试迹线段构成为按需与第二传输区段保持电隔离或电连接，当所述调试迹线段与第二传输区段电连接时，第二传输区段能与校准装置的用于射频信号的第一传输区段无电缆地电连接。

21.根据权利要求20所述的移相器，其特征在于，所述调试迹线段构成为按需与第二传输区段以及处于移相器之外的其他传输线相焊接。

22.基站天线，其特征在于，所述基站天线包括根据权利要求1至17之一所述的组件或者根据权利要求18至21之一所述的移相器。

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