功分网络、移相装置与天线转让专利

申请号 : CN202110654622.6

文献号 : CN113410593B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 江文苏国生黄明达

申请人 : 京信通信技术(广州)有限公司

摘要 :

本发明提供了一种功分网络、移相装置与天线,所述移相装置包括介质移相器及功分网络,功分网络包括共点端、于共点端两侧对称布置的导体枝节以及在两侧导体枝节末端形成的两个独立端,所述共点端用于接收外部信号,两个独立端分别用于向两个移相传输线馈入所述外部信号,每个导体枝节包括与另一导体枝节的相应对称部分共同围成具有缺口的包围空间的第一枝节,以及自该第一枝节末端拐弯走线至所述包围空间所限定的范围之内的第二枝节;功分网络布置于介质移相器所具有的金属腔体的固定面所限定的投影范围之内。包围空间限定了功分网络的延伸覆盖范围,从而控制整个功分网络的覆盖面积,以此实现功分网络、移相装置乃至其所应用的天线的小型化。

权利要求 :

1.一种移相装置,包括介质移相器及功分网络,所述介质移相器具有至少一对移相传输线及用于改变流经该对移相传输线的信号的相位的夹持活动机构,其特征在于:所述功分网络包括共点端、于共点端两侧对称布置的导体枝节以及在两侧导体枝节末端形成的两个独立端,所述共点端用于接收外部信号,两个独立端分别用于向两个移相传输线馈入所述外部信号,每个导体枝节包括与另一导体枝节的相应对称部分共同围成具有缺口的包围空间的第一枝节,以及自该第一枝节末端拐弯走线至所述包围空间所限定的范围之内的第二枝节;

所述功分网络布置于所述介质移相器所具有的金属腔体的固定面所限定的投影范围之内,所述介质移相器设置于介质板的反面,所述金属腔体包括金属罩,该金属罩罩设于介质板反面的区域为固定面,所述功分网络设置于所述固定面于所述介质板的正面的投影范围之内。

2.如权利要求1所述的移相装置,其特征在于,两个导体枝节中,彼此的第一枝节共同围成的所述包围空间呈具有缺口的矩形状/椭圆状/圆形状。

3.如权利要求1所述的移相装置,其特征在于,所述第一枝节自共点端依次分为第一分节、第二分节以及第三分节,第一分节与第三分节平行设置,第二分节分别与第一分节和第三分节相垂直。

4.如权利要求1所述的移相装置,其特征在于,所述第一枝节上设有用于阻抗匹配的匹配部,该匹配部的宽度尺寸不同于第一枝节其他部位的宽度尺寸。

5.如权利要求1所述的移相装置,其特征在于,所述第一枝节和/或第二枝节上具有绕折部,所述绕折部呈波浪状或脉冲波状。

6.如权利要求1所述的移相装置,其特征在于,所述第二枝节自第一枝节延伸依次分为第一分枝与第二分枝,所述第一分枝与第二分枝相垂直。

7.如权利要求6所述的移相装置,其特征在于,其中一个导体枝节的第二分枝与另一导体枝节的第二分枝的朝向相同或不相同。

8.如权利要求1所述的移相装置,其特征在于,两个导体枝节的第一枝节末端串接同一隔离电阻。

9.如权利要求1‑8任意一项所述的移相装置,其特征在于,所述介质移相器包括:

移相电路,包括纵长型电路板及布置于电路板至少一个表面的多个移相传输线;

介质活动机构,包括夹持活动件及一对纵长型介质夹板,所述介质夹板面面相对形成用于夹设所述移相电路的夹持空间,所述夹持活动件分别连接两个介质夹板;

金属腔体,其提供用于容纳所述移相电路及介质活动机构的纵长型空腔,且在其非末端位置设有供夹持活动件暴露的滑动窗口,所述移相电路相对于金属腔体固定设置,所述介质活动机构相对于金属腔体可滑动设置。

10.如权利要求9所述的移相装置,其特征在于,沿与电路板长度方向相垂直的中线的左右两侧各自设置有一个所述的移相传输线。

11.一种功分网络,其特征在于,包括共点端、于共点端两侧对称布置的导体枝节以及在两侧导体枝节末端形成的两个独立端,所述共点端用于输入/输出信号,两个独立端分别用于向两个移相传输线输出/输入所述信号,每个导体枝节包括与另一导体枝节共同围成具有缺口的包围空间的第一枝节,以及自该第一枝节末端拐弯走线至所述包围空间所限定的范围之内的第二枝节。

12.一种天线,其特征在于,包括安装于反射板正面的辐射阵列以及安装于反射板反面的多个如权利要求1‑10任意一项所述的移相装置,所述移相装置用于控制馈入至辐射单元的信号的相位,其移相后输出的两路不同相位的信号被分别输出至相应的辐射单元,该多个移相装置对应相应的辐射单元并列排布于所述反射板的反面。

说明书 :

功分网络、移相装置与天线

技术领域

[0001] 本发明属于移动通信技术领域,具体涉及一种移相装置与配置了所述移相装置的天线以及一种功分网络。

背景技术

[0002] 伴随着移动通信网络的不断发展,用户对于移动通信网络的传输时延、传输速率、稳定性及系统容量等性能有了更高的需求,第五代移动通信网络应运而生。目前,不断建设中的5G通信网络已逐渐成熟并投入了商用,移动通信基站天线作为通信中信号收发的主要载体,其性能直接影响着通信网络的整体性能和用户的感知体验,在移动通信网络中起着至关重要的作用。
[0003] 在移动通信网络中,电调天线时覆盖网络的关键设备,移相装置又是电调天线的核心器件。电调天线通过移相装置调节辐射阵列中每个辐射单元的相位分布,以改变天线主波束下倾角,从而改变天线的辐射覆盖范围并改善区域内通信质量。
[0004] 电调天线在其天线反射板正面上大规模布置辐射阵列,移相装置布置于天线反射板反面,为节省天线反射板反面的电气元件布置空间,需要将移相装置小型化,以便天线反射板反面可布置更多的电气元件且便于电调天线布线。
[0005] 目前,业内为实现移相装置小型化,通常将移相装置的移相器的容纳各种电器元件的金属腔体制作的更为扁平,从而达到将移相装置小型化的目的。但是移相器仅仅是移相装置的其中一个部件,移相装置还包括功分网络,移相器设置于介质板的反面,功分网络设置于介质板的正面。由于天线频率越来越高,尺寸越来越小,使得移相器不得不小型化才能满足空间设计要求。
[0006] 参见图1,图1展示了普通的移相装置的功分网络80的延伸覆盖路径,81为移相装置的移相器的金属腔体于介质板正面的投影81。由此,可知金属腔体的长度方向与介质板的长度方向同向,而功分网络80沿金属腔体的宽度方向设置,且功分网络80的宽度与长度远大于金属腔体的宽度。从而导致功分器占用空间较大,不利于功分网络布局。

发明内容

[0007] 本发明的首一目的在于提供一种小型化的移相装置。
[0008] 本发明的次一目的在于提供一种功分网络,再一目的在于提供一种天线。
[0009] 适于于本发明的目的,本发明采用如下技术方案:
[0010] 适应于本发明的首一目的而提供一种移相装置,包括介质移相器及功分网络,所述介质移相器具有至少一对移相传输线及用于改变流经该对移相传输线的信号的相位的夹持活动机构;
[0011] 所述功分网络包括共点端、于共点端两侧对称布置的导体枝节以及在两侧导体枝节末端形成的两个独立端,所述共点端用于接收外部信号,两个独立端分别用于向两个移相传输线馈入所述外部信号,每个导体枝节包括与另一导体枝节的相应对称部分共同围成具有缺口的包围空间的第一枝节,以及自该第一枝节末端拐弯走线至所述包围空间所限定的范围之内的第二枝节;
[0012] 所述功分网络布置于所述介质移相器所具有的金属腔体的固定面所限定的投影范围之内。
[0013] 进一步的,两个导体枝节中,彼此的第一枝节共同围成的所述包围空间呈具有缺口的矩形状/椭圆状/圆形状。
[0014] 进一步的,所述第一枝节自共点端依次分为第一分节、第二分节以及第三分节,第一分节与第三分节平行设置,第二分节分别与第一分节和第三分节相垂直。
[0015] 优选的,所述第一枝节上设有用于阻抗匹配的匹配部,该匹配部的宽度尺寸不同于第一枝节其他部位的宽度尺寸。
[0016] 优选的,所述第一枝节和/或第二枝节上具有绕折部,所述绕折部呈波浪状或脉冲波状。
[0017] 进一步的,所述第二枝节自第一枝节延伸依次分为第一分枝与第二分枝,所述第一分枝与第二分枝相垂直。
[0018] 较佳的,所述其中一个导体枝节的第二分枝与另一导体枝节的第二分枝的朝向相同或不相同。
[0019] 优选的,两个导体枝节的第一枝节末端串接同一隔离电阻。
[0020] 进一步的,所述介质移相器包括:
[0021] 移相电路,包括纵长型电路板及布置于电路板至少一个表面的多个移相传输线;
[0022] 介质活动机构,包括夹持活动件及一对纵长型介质夹板,所述介质夹板面面相对形成用于夹设所述移相电路的夹持空间,所述夹持活动件分别连接两个介质夹板;
[0023] 金属腔体,其提供用于容纳所述移相电路及介质活动机构的纵长型空腔,且在其非末端位置设有供夹持活动件暴露的滑动窗口,所述移相电路相对于金属腔体固定设置,所述介质活动机构相对于金属腔体可滑动设置。
[0024] 进一步的,沿与电路板长度方向相垂直的中线左右两侧各自设置有一个移相传输线。
[0025] 适用于本发明的次一目的而提供一种功分网络,包括共点端、于共点端两侧对称布置的导体枝节以及在两侧导体枝节末端形成的两个独立端,所述共点端用于输入/输出信号,两个独立端分别用于向两个移相传输线输出/输入信号,每个导体枝节包括与另一导体枝节共同围成具有缺口的包围空间的第一枝节,以及自该第一枝节末端拐弯走线至所述包围空间所限定的范围之内的第二枝节。
[0026] 适用于本发明的再一目的而提供一种天线,包括安装于反射板正面的辐射阵列以及安装于反射板反面的多个如首一目的所述的移相装置,所述移相装置用于控制馈入至辐射单元的信号的相位,其移相后输出的两路不同相位的信号被分别输出至相应的辐射单元,该多个移相装置对应相应的辐射单元并列排布于所述反射板的反面。
[0027] 相对于现有技术,本发明的优势如下:
[0028] 首先,本发明的移相装置的功分网络的两个导体枝节的相对称的第一枝节共同围成具有缺口的包围空间,该包围空间在金属腔体的固定面所限定的投影范围之内,而功分网络的除包围空间外的其余延伸线路均在包围空间内,从而使得功分网络覆盖范围在金属腔体的固定面所限定的投影范围内,功分网络的覆盖范围不会超出金属腔体的固定面所限定的投影范围,从而使得功分网络的延伸范围受到了限制,以便于功分网络小型化,进而使得移相装置小型化。
[0029] 其次,本发明的移相装置的功分网络通过其两个导体枝节的相对称的第一枝节共同围成具有缺口的包围空间,功分网络的其余延伸线路设置于包围空间内,通过在包围空间内设置延伸线路,将不会影响功分网络的电气性能。
[0030] 再次,本发明的移相装置的功分网络的包围空间可在金属腔体的固定面所限定的投影范围内,固定面沿金属腔体的长度方向布置,功分网络的包围空间可沿固定面的长度方向延伸设置,以使得包围空间内可布置一定长度的延伸线路。
[0031] 本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,这些将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。

附图说明

[0032] 本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
[0033] 图1为普通的功分网络的结构示意图。
[0034] 图2为本发明的移相装置的功分网络的结构示意图。
[0035] 图3为本发明的移相装置的结构示意图。
[0036] 图4为本发明的移相装置的爆炸示意图。
[0037] 图5为本发明的移相装置的金属罩的结构示意图。
[0038] 图6为本发明的移相装置的介质夹板的结构示意图。
[0039] 图7为本发明的移相装置的移相电路的结构示意图。
[0040] 图8为本发明的移相装置的夹持活动件的结构示意图。
[0041] 图9为本发明的移相装置的介质板背面的示意图。
[0042] 图10为本发明的移相装置仿真的驻波图。
[0043] 图11为本发明的移相装置仿真的损耗图。
[0044] 图12为本发明的移相装置移相,且夹持活动件位于滑动窗口中部时,移相装置两信号端口仿真的相位图。
[0045] 图13为本发明的移相装置移相,且夹持活动件分别位于滑动窗口的两端时,移相装置两信号端口仿真的相位图。

具体实施方式

[0046] 下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的实例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是实例性的,仅用于解释本发明而不能解释为对本发明的限制。
[0047] 本技术领域技术人员可以理解,除非特意声明,这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是,本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件,但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件,但是并不排排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解,当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时,它可以直接连接或耦接到其他元件,或者也可以存在中间元件。此外,这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
[0048] 本技术领域技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语),具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是,诸如通用字典中定义的那些术语,应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义,并且除非像这里一样被特定定义,否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
[0049] 本发明提供了一种移相装置10,在该移相装置10中采用了本发明提供的一种功分网络30,从而使得移相装置10具有较小的体积;且移相装置10中采用了本发明提供的一种介质移相器20,从而使得移相装置10可稳定的进行移相,具有较佳的移相性能。
[0050] 在本发明的典型实施例中,结合图2与图3,所述移相装置10包括介质移相器20与功分网络30,该功分网络30用于向介质移相器20馈入信号,介质移相器20用于对馈入的信号进行移相。
[0051] 结合图3与图4,所述介质移相器20包括移相电路21、介质活动机构及金属腔体23,所述移相电路21与介质活动机构设置于金属腔体23内。
[0052] 所述金属腔体23包括金属罩231与设置于介质板232反面上的接地层2322,金属罩231固定罩设于接地层2322上,以使得金属罩231与接地层2322共同定义出所述金属腔体
23,所述金属腔体23沿所述介质板232的长度方向延伸设置,使得金属腔体23可提供用于容纳移相电路21与介质活动机构的纵长型空腔。
[0053] 结合图5,所述金属罩231包括两个相面向的侧腔壁2311及用于连接该两个侧腔壁2311的顶腔壁2312。所述侧腔壁2311上设有多个固定脚2313,所述介质板232上对应设有用于固定脚2313插接的固定孔2321,以便于金属罩231固定插接于介质板232上。侧腔壁2311上还具有折角2314,该折角2314与所述介质板232相平行,折角2314贴合于介质板232上,通过焊接或螺纹连接等方式使得折角2314与介质板232相固定。
[0054] 所述顶腔壁2312上沿金属腔的纵长方向开设有滑动窗口2315,该滑动窗口2315用于介质活动机构在滑动窗口2315的延伸路径上滑动,以改变介质移相器20的介质分布,进而实施移相。所述滑动窗口2315的纵长方向的两个侧边分别和与其相接的侧腔壁2311形成滑轨2316,该滑轨2316用于所述介质活动机构滑动。根据介质活动机构的设置方式,所述滑动窗口2315可设置于侧腔壁2311或顶腔壁2312上。进一步的,滑动窗口2315可设置于侧腔壁2311的中部或左侧或右侧,滑动窗口2315可设置于顶腔壁2312的中部或左侧或右侧。
[0055] 在本发明的典型实施例中,所述滑动窗口2315设置于所述顶腔壁2312。结合图4,所述介质活动机构包括夹持活动件221与一对纵长型介质夹板222,所述夹持活动件221分别连接该一对介质夹板222,且夹持活动件221可带动该一对介质夹板222沿金属腔体23的长度方向移动。
[0056] 所述一对介质夹板222设置于金属腔体23内,该两块介质夹板222相面向且相互平行,且该两块介质夹板222之间具有夹持空间2221,该夹持空间2221用于容纳所述移相电路21,夹持空间2221的宽度(与金属腔体23的长度方向相垂直的方向)大于移相电路21的宽度,以使得当两块介质夹板222滑动时,介质夹板222不会影响移相电路21的固定设置,不会带动移相电路21移动。所述介质夹板222沿所述金属腔体23的延伸方向延伸设置,且介质夹板222的高度(介质板232的厚度方向)小于所述金属腔体23的高度。因金属腔体23上设有滑动窗口2315,两块介质夹板222的顶部经滑动窗口2315暴露于外界,使得夹持活动件221可经滑动窗口2315与两块介质夹板222相连接。
[0057] 所述介质夹板222的长度短于金属腔体23的长度,介质夹板222在金属腔体23内沿金属腔体23的长度方向运动。当金属腔体23的长度方向的两端未封闭时,必要时所述介质夹板222的一端可经金属腔体23的长度方向的两端的开口延伸出金属腔体23外。优选,所述介质夹板222的长度为金属罩231的长度的二分之一或三分之一或四分之一。
[0058] 结合图6,所述介质夹板222上还具有夹持槽2222,夹持槽2222自介质夹板222的顶部(顶腔壁2312方向)向介质夹板222的底部(介质板232方向)凹陷形成。该夹持槽2222至少具有一个槽壁2223,该槽壁2223靠近与该介质夹板222相邻的侧腔壁2311,且该槽壁2223与所述滑轨2316相匹配,以便于夹持活动件221同时夹持槽壁与滑轨2316,带动介质夹板222进行滑动。
[0059] 在一个实施例中,所述介质夹板222上设有缺口(未示出)和/或内槽2224,所述缺口和内槽2224用于阻抗匹配。所述缺口可设置于介质夹板222的顶部或底部。所述内槽2224可设于介质夹板222的侧面上。每个侧面上可设置多个大小不同的内槽2224,以提高阻抗匹配,扩展带宽。
[0060] 所述夹持活动件221设置于滑动窗口2315处,在滑动窗口2315处,该夹持活动件221同时夹持两块介质夹板222,并沿滑轨2316滑动,从而改变介质移相器20的介质分布位置。
[0061] 当滑动窗口2315设置于金属罩231的顶腔壁2312上时,对应所述夹持活动件221,滑动窗口2315可设置于所述顶腔壁2312的长度方向的中部或左侧或右侧,以便于介质移相器20可控制介质夹板222在金属腔体23内的分布位置,从而控制介质移相器20的移相性能。当所述滑动窗口2315设置于顶腔壁2312的长度方向的中部位置时,滑动窗口2315沿其中线(该中线与滑动窗口2315的长度方向相垂直)对称设置,从而使得夹持活动件可设置于金属腔体23的中部。
[0062] 结合图8,所述夹持活动件221包括设置于两侧的滑动臂2211与设置于两个滑动臂2211之间的夹持臂2213,两个滑动臂2211与两个夹持臂2213沿金属腔的宽度方向依次设置。其中,一个滑动臂2211与其相邻的夹持臂2213之间形成夹持滑动槽2214,该夹持滑动槽
2214可容纳一个介质夹板222的夹持槽2222的槽壁2223与金属腔的滑轨2316,从而使得夹持活动件221可夹持一块介质夹板222。由此,夹持活动件221形成两个夹持滑动槽2214,两个夹持滑动槽2214分别带动一块介质夹板222沿滑动窗口2315的延伸方向滑动,以使得两块介质夹板222同步滑动。
[0063] 具体言之,所述夹持滑动槽2214的滑动臂2211设置于金属腔体23之外,且滑动臂2211位于滑轨2316上,以使得滑动臂2211可沿滑轨2316运动;夹持滑动槽2214的夹持臂
2213经滑动窗口2315伸入金属腔体23之内,夹持臂2213可伸入居于金属腔体23内的介质夹板222的夹持槽2222内,且夹持臂2213较相对应的夹持槽2222的槽壁2223远离相对应的滑轨2316,从而使得夹持臂2213与滑动臂2211所组成的夹持滑动槽2214可同时夹持滑轨2316与夹持槽2222的槽壁2223,带动介质夹板222沿滑轨2316滑动。
[0064] 夹持滑动槽2214容纳一个介质夹板222和与介质夹板222相邻的滑轨2316,夹持活动件221的两个夹持滑动槽2214可分别沿滑动窗口2315的两侧的滑轨2316滑动,从而使得夹持滑动槽2214可带动两块介质夹板222沿滑动窗口2315的延伸方向滑动,从而改变介质移相器20的介质分布,进而输出不同相位的信号。
[0065] 所述夹持活动件221的两个夹持臂2213之间形成有避让缝隙2215,该避让缝隙2215用于避让移相电路21,使得当夹持活动件221带动两块介质夹板222滑动时,可通过避让缝隙2215避让移相电路21,移相电路21不会阻碍夹持活动件221的移动。
[0066] 所述夹持活动件221还包括驱动部2216,该驱动部2216设置于两个滑动臂2211与两个夹持臂2213之上,外界施力端可通过连接该驱动部2216对夹持活动件221进行施力,从而驱动夹持活动件221移动,进而带动两块介质夹板222滑动。
[0067] 结合图7,所述移相电路21包括纵长型的电路板211与设置于所述电路板211上的多个移相传输线212。
[0068] 所述电路板211设置于所述两块介质夹板222所形成的夹持空间2221内与设置于所述夹持活动件221上的避让缝隙2215内,从而使得电路板211可固定的设置于金属腔体23内。电路板211的底部设有用于插接于介质板232上的插接脚213,介质板232上对应该插接脚213设有插接孔,进行限位;电路板211的顶部设有限位突起214,金属罩231对应限位突起214设有限位孔2317,以便电路板211通过限位突起214插接于限位孔2317内,进行限位;通过电路板211上的插接脚213与限位突起214,使得电路板211可稳定的固定于金属腔体23内。
[0069] 所述移相传输线212至少布置于电路板211的至少一个表面上,外界电流流入所述移相传输线212上,通过夹持活动件221移动位于所述电路板211两侧的两块介质夹板222,从而改变介质移相器20内的介质分布,从而对馈入移相传输线212内的信号进行移相。
[0070] 在本发明的典型实施例中,所述移相电路21包括两个移相传输线212。该两个移相传输线212分别位于电路板211的其中一个侧面的左右两侧(沿与电路板211长度方向相垂直的虚设中线将电路板211分为左右两侧),该两个移相传输线212沿所述中线对称设置。
[0071] 该两个移相传输线212的馈入端2121均靠近所述中线设置,馈入端2121经电路板211以与设置于介质板232上的功分网络30相电性连接,功分网络30向以移相传输线212的馈入端2121馈入信号。所述电路板211对应所述移相传输线212的馈入端2121设有馈入插脚
2122,该馈入插脚2122插接于设置于介质板232上功分网络30的独立端31,该独立端31为功分网络30的信号输出端口,以便于功分网络30上的信号经馈入端2121馈入至移相传输线
212。
[0072] 所述移相传输线212自电路板211的中部位置延伸至该移相传输线212所在电路板211的相对应侧的端部,移相传输线212的输出端2123位于该移相传输线212所在电路板211的相对应侧的端部,且输出端2123经电路板211延伸至介质板232上,经介质板232向外界输出经移相后的信号。所述电路板211对应所述移相传输线212的输出端2123设有输出插脚
2124,该输出插脚2124插接于所述介质板232上,以便于移相传输线212的信号的输出。例如,位于电路板211一个侧面的左侧的移相传输线212从位于中线附近的馈入端2121延伸至位于该侧面的左端的输出端2123,形成完整的移相传输线212。
[0073] 为便于分辨该两个移相传输线212,称设置于电路板211的其中一个侧面的左侧的移相传输线212为第一移相传输线2125,称设置于第一移相传输线2125的右侧的移相传输线212为第二移相传输线2126,第一移相传输线2125与第二移相传输线2126沿所述中线对称设置。结合图9,第一移相传输线2125与第二移相传输线2126分别连接功分网络30的一个独立端31,称第一移相传输线2125所连接的独立端31为第一独立端311,称第二移相传输线2126所连接的独立端31为第二独立端312,第一独立端311与第二独立端312为不同的独立端31。在本发明的典型实施例中,第一独立端311向第一移相传输线2125馈入的信号与第二独立端312向第二移相传输线2126馈入的信号相同。
[0074] 在介质移相器20中,移动介质夹板222将改变流经该介质移相器20的信号的相位。具体言之,本发明的介质移相器20包括两个独立的移相传输线212,该两个移相传输线212分别由功分网络30的两个不同的独立端31馈入信号,通过夹持活动件221夹持两块介质夹板222并带动两个介质夹板222移动,将相对改变馈入两个移相传输线212的信号的相位。通过夹持活动件221移动两块介质夹板222将改变金属腔体23内的各处的等效介电常数,从而改变馈入两个移相传输线212的信号的传播速率,进而相对改变流经该两个移相传输线212的信号的相位,使得输出的两个信号产生相位差。
[0075] 当夹持活动件221带动两块介质夹板222设置于所述金属腔体23的中央位置时,电路板211左右两侧的等效介电常数相等,使得第一移相传输线2125与第二移相传输线2126上的信号传播速率相同,从而使得第一移相传输线2125输出的信号的相位与第二移相传输线2126输出的信号的相位相同。
[0076] 当夹持活动件221带动两块介质夹板222移动至滑动窗口2315的左侧时,两块介质夹板222大部份位于金属腔体23的左侧,使得电路板211左侧的等效介电常数大于电路板211右侧的等效介电常数,从而相对改变第一移相传输线2125与第二移相传输线2126上的信号的传播速率,从而使得第一移相传输线2125输出的信号的相位不同于第二移相传输线
2126输出的信号的相位。
[0077] 关于夹持活动件221带动两块介质夹板222移动至滑动窗口2315的右侧时的移相原理,可类推当夹持活动件221带动两块介质夹板222移动滑动窗口2315的左侧使得移相原理,在此为节省篇幅,不在赘述。
[0078] 参见图10,在3.3GHz‑4.2GHz的宽频带内,当移相装置10的夹持活动件221带动两块介质夹板222每行进2mm时的驻波比均小于1.25。参见图11,当移相装置10的夹持活动件221带动两块介质夹板222每行进2mm时,其总损耗均小于0.8dB。参见图12,移相装置10的夹持活动件221带动两块介质夹板位于金属腔体23的中部时,移相装置10对两端输出的相位的平衡度高。参见13,移相装置10的夹持活动件221带动两块介质夹板分别位于金属腔体23的两端时,移相装置10对两端输出的相位的平衡度高。由此,可知本发明的移相装置10能实现在3.3GHz‑4.2GHz宽频带内,驻波低,幅度一致性高,损耗低,180度的大移相量,并且尺寸非常紧凑,能应用在5G天线系统中,减轻天线的尺寸和重量。
[0079] 在一个实施例中,设电路板211中设有第一移相传输线2125与第二移相传输线2126的一面为第一面2111,与第一面2111相对的一面为第二面。电路板211的第二面的左右两侧各设有一个移相传输线212,称设置于第二面右侧的移相传输线212为第三移相传输线(未示出),称设置于第二面左侧的移相传输线212为第四移相传输线(未示出),第三移相传输线与第四移相传输线相对于所述中线相对称。
[0080] 设置于电路板211第一面2111的第一移相传输线2125在电路板211的厚度方向上的投影与设置于电路板211第二面的第三移相传输线在电路板211的厚度方向上的投影相重合;设置于电路板211第一面2111的第二移相传输线2126在电路板211的厚度方向上的投影与设置于电路板211第二面的第四移相传输线于电路板211厚度方向上的投影相重合。也即是说,第一移相传输线2125与第三移相传输线位于电路板211的投影方向上的相同位置,且形状大小相同;第二移相传输线2126与第四移相传输线位于电路板211的投影方向上的相同位置,且形状大小相同。
[0081] 为增强介质移相器20的移相效果,在电路板211的第一移相传输线2125与第三移相传输线所处位置处开设均匀开设多个金属化过孔2113,使得第一移相传输线2125与第三移相传输线相互导通,从而使得第一移相传输线2125与第三移相传输线组成导电能力较强的第一移相分路;在电路板211的第二移相传输线2126与第四移相传输线所处位置处开设多个金属化过孔2113,使得第二移相传输线2126与第四移相传输线相互导通,从而使得第二移相传输线2126与第四移相传输线组成导电能力较强的第二移相分路。在电路板211上设置第一移相分路与第二移相分路的移相原理与在电路板211上设置第一移相传输线2125与第二移相传输线2126的移相原理相同,在此为节省篇幅,不再赘述。
[0082] 在一个实施例中,所述介质移相器20具有多个移相电路21,两块介质夹板222之间可设置多个夹持空间,以用于分别容纳多个移相电路21的电路板211。
[0083] 在一个实施例中,结合图5,所述金属罩231的侧腔壁2311上还设有朝向相邻的介质夹板222的弹性限位凸起2318。当介质夹板222向相邻的侧腔壁2311方向运动时,通过弹性限位凸起2318可限制介质夹板222的运动,且因弹性限位凸起2318具有弹性作用,当弹性限位凸起2318对介质夹板222限位时,不会产生硬接触,从而不会对侧腔壁2311产生损伤,还能保证介质夹板始终夹紧移相电路板,从而提高移相器之间的相位一致性。优选的,所述弹性限位凸起2318为镂空所述侧腔壁2311形成的弹性片。通过镂空侧腔壁2311形成弹性片可避免在侧腔壁2311上添加新部件,避免增大金属腔体23的体积,有利于介质移相器20的小型化。
[0084] 本发明的移相装置10的介质移相器20在金属腔体23的非末端位置设置滑动窗口2315,使得夹持活动件221无需连接一对介质夹板222的端部位置,便可移动该一对介质夹板222实施移相,使得介质夹板222的远端不会较为远离夹持活动件221,从而使得夹持活动件221可控制介质夹板222的震动,使得介质移相器20的内部电气性能稳定,而不会因介质夹板222的滑动而导致电气性能的剧烈上下波动,而是平稳的过渡,进而使得介质移相器20的介质夹板222进行移相时具有较为稳定的过渡,使得介质移相器20的移相性能较为稳定。
[0085] 所述金属腔体23、移相电路21以及介质活动机构设置于介质板232的反面2323上,介质板232的反面2323覆铜以形成接地层,所述功分网络30设置于所述介质板232的正面2324上。所述金属罩231罩设于介质板232反面2323的区域为固定面,所述固定面于介质板
232正面2324的投影为固定投影面,所述功分网络30设置于所述固定投影面内,以实现所述移相装置10的小型化。
[0086] 结合图2,所述功分网络30包括共点端32、与共点端32两侧对称布置的导体枝节33以及导体枝节33末端形成的两个所述独立端31。所述共点端32用于接收外部信号,两个独立端31用于分别向两个移相传输线212馈入信号。
[0087] 所述导体枝节33包括第一枝节331与第二枝节332,所述第一枝节331自共点端32向第二枝节332延伸,第二枝节332自第一枝节331的末端向独立端31延伸。
[0088] 在本发明的典型实施例中,所述功分网络30包括两个导体枝节33,分别称该两个导体枝节33为第一导体枝节333与第二导体枝节334。每个导体枝节33均包括一个第一枝节331与一个第二枝节332。
[0089] 第一导体枝节333的第一枝节3331与第二导体枝节334的第一枝节3341相互对称,第一导体枝节333的第一枝节3331与第二导体枝节334的第一枝节3341共同围成具有缺口的包围空间。所述包围空间为对称结构。优选的,所述包围空间呈矩形状或圆形状或椭圆形状或三角形等规则形状或不规则形状。
[0090] 所述包围空间设置于固定投影面内,从而使得功分网络30的两个导体枝节33可布置于金属罩231于介质板232的厚度方向的投影范围之内,通过固定投影面限定功分网络30的覆盖范围,可以实现移相装置10的小型化。功分网络30所限定的包围空间的覆盖范围为所述功分网络30的最大覆盖范围,因此通过限定第一导体枝节333的第一枝节3331与第二导体枝节334的第一枝节3341相互配合共同组成具有缺口的包围空间,便于限定功分网络30的覆盖范围,控制功分网络30的延伸范围,以控制功分网络30所占的介质板232的范围,进而实现移相装置10的小型化。
[0091] 在本发明的典型实施例中,所述第一枝节331自共点端32依次分为第一分节3311、第二分节3312以及3313第三分节。优选,所述第一分节3311与第二分节3312及第三分节3313为直线段状,且第一分节3311与第三分节3313相互平行,所述第二分节3312与第一分节3311和第三分节3313相互垂直。在部分实施例中,所述第一分节3311、第二分节3312及第三分节3313还可为曲线段状。
[0092] 所述第一导体枝节333的第一枝节3331的第三分节3334与第二导体枝节334的第一枝节3341的第三分节3344相对向,使得第一导体枝节333与第二导体枝节334形成具有缺口的矩形包围空间。所述矩形包围空间设置于所述固定投影面内,从而使得功分网络30的两个导体枝节33可布置于金属罩231的投影范围之内的空间中,便于移相装置10的小型化。
[0093] 在一个实施例中,所述第一枝节331上还具有绕折部(未示出),该绕折部呈波浪状或脉冲波状,从而延伸了第一枝节331的长度,便于功分网络30的分路工作的进行。优选的,所述绕折部可设置于第一枝节331的第一分节3311和/或第二分节3312上。
[0094] 在一个实施例中,所述第一枝节331上还有用于阻抗匹配的匹配部(未示出),该匹配部的宽度尺寸不同于第一枝节其它部位的宽度尺寸。匹配部可设置于第一枝节331的第一分节3311和/或第二分节3312和/或第三分节3313上。
[0095] 在一个实施例中,所述第一导体枝节333的第一枝节3331的第三分节3334的末端与第二导体枝节334的第一枝节3341的第三分节3344的末端共同串接一隔离电阻34。优选的,所述隔离电阻34为100欧姆电阻。
[0096] 所述第二枝节332自第一枝节331的末端向包围空间内部延伸。所述第二枝节332可呈规则形状或不规则形状。在部分实施例中,所述第二枝节332呈矩形状或圆形状或椭圆形状。
[0097] 所述第二枝节332经第一枝节331的末端拐弯走线至由第一导体枝节333的第一枝节3331和第二导体枝节334的第一枝节3341所限定具有缺口的包围空间内,使得功分网络30的除第一枝节331外的其余的延伸线路均设置于包围空间内,从而控制功分网络30所占介质板232的覆盖范围的大小,却不影响功分网络30的整体布线,提高了功分网络30的空间利用率,便于功分网络30的小型化。
[0098] 在本发明的典型实施例中,所述第二枝节332包括第一分枝3321与第二分枝3322,所述第一分枝3321垂直于所述第一枝节331的第三分节3313,第二分枝3322平行于所述第一枝节331的第三分节3313。所述第一分枝3321与所述第二分枝3322为直线段状。
[0099] 第一导体枝节333的第二枝节3335的第一分枝3336与第二导体枝节334的第二枝节3345的第一分枝3346相互平行且朝向相同,第一导体枝节333的第二分枝3335的第二分节3337与第二导体枝节334的第二分枝3345的第二分节3347朝向相同或不相同。
[0100] 优选的,所述第一导体枝节333的第二分枝3335的第二分节3337与第二导体枝节334的第二分枝3345的第二分节3347朝向相同,以便于位于第一导体枝节333的第二分枝
3335的第二分节3337的末端的第一独立端311与第二导体枝节334的第二分枝3345的第二分节3347的末端的第二独立端312可邻近布置,以便于相临近的所述电路板211上第一移相传输线2125的馈入端2121与第二移相传输线2126的馈入端2121可分别连接该两个独立端
31,从而使得电路板211上的两个移相传输线212与介质板232正面2324上功分网络30便于布线,提高移相装置10的集成度。
[0101] 在一个实施例中,所述第二枝节332上也可设置绕折部,该绕折部呈波浪状或脉冲波状,从而延伸了第二枝节332的长度,便于功分网络30的分路工作的进行。优选的,所述绕折部可设置于第二枝节332的第一分枝3321和/或第二分枝3322上。
[0102] 可见,本发明所实现的所述功分网络30为异形化的威尔金森功分器。
[0103] 本发明的移相装置的介质移相器与功分网络均可单独使用,由此经上文的揭示一种介质移相器与一种功分网络,在此为节省篇幅,不再赘述。
[0104] 在一个实施例中,所述功分网络还可用作合路器,功分网络的两个独立端作为合路器的信号输入端口,功分网络的共点端作为合路器的信号输出端口,从而使得本发明的功分网络可作为合路器使用。
[0105] 本发明还提供了一种天线,该天线包括安装于天线反射板正面的辐射阵列以及设置于天线反射板背面的如上文所述的多个移相装置。所述辐射阵列包括多个辐射单元,每个移相装置对应控制一个辐射单元的极化信号的移相,移相装置将馈入其中的信号经功分网络分成两路信号,该两路信号分别输入至对应的介质移相器的移相传输线中,该移相传输线对输入的信号进行移相,从而输出两个具有一定相位差的信号,该极化信号被分别输出至辐射单元。
[0106] 辐射阵列的多个辐射单元规则紧凑的布置于天线反射板的正面,辐射单元所覆盖的天线反射板的正面的范围为安装面,安装面于天线反射板背面上的投影为安装投影面,辐射单元所对应的移相装置设置于所述安装投影面上。
[0107] 本发明还提供了一种基站,该基站包括上文所述的天线。
[0108] 综上所述,本发明的移相装置包括介质移相器与功分网络。所述介质移相器的金属罩的顶侧壁上开设滑动窗口及在滑动窗口上设置夹持活动件,使得可通过夹持活动件从滑动窗口控制介质夹板的移动,而不是在金属罩的延伸方向设置夹持活动件,在滑动窗口上设置夹持活动件可稳定的拉动介质夹板,而不会产生晃动,造成移相不精准的问题。
[0109] 所述功分网络通过将其延伸范围限制在由其的第一导体枝节的第一介质与第二导体枝节的第一枝节定义的具有缺口的包围空间内,限制功分网络的覆盖范围,便于将移相装置小型化。
[0110] 以上描述仅为本发明的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解,本发明中所涉及的发明范围,并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案,同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下,由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本发明中发明的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
[0111] 尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题,但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反,上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。