发明内容
本发明的首要目的在于提供一种移相结构,以缩小移相器尺寸,减少移相器电缆的数量,提高移相器的可靠性。
此外,本发明还提供一种天线,其采用上述移相结构与辐射单元相连,实现不同频段下倾角独立调节。
为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种移相结构,包括:腔体、设置于腔体上的合路电路,设置于所述腔体内的移相组件;所述腔体包括:第一子腔体和第二子腔体,所述合路电路设置于第一子腔体和第二子腔体之间;所述移相组件包括分别设置于第一子腔体和第二子腔体内的第一频段移相组件和第二频段移相组件,所述合路电路两侧均设有输入端,所述第一频段移相组件和第二频段移相组件上的输出端分别与合路电路两侧的输入端相连。
优选地,所述合路电路包括至少一个合路器,所述合路器两侧的输入端口分别同时连接所述第一频段移相组件和第二频段移相组件上对应的输出端口。
具体地,所述合路器的数量小于或等于所述第一频段移相组件及第二频段移相组件输出端的最小值。
具体地,所述第一子腔体及第二子腔体还设置有便于移相电路与合路电路连接处通过的导通孔。
具体地,所述腔体还包括连接第一子腔体及第二子腔体的连接结构,所述合路电路设置于所述连接结构上。
具体地,所述连接结构上还设有用于保护同轴电缆的布线槽,所述布线槽沿着腔体纵长方向延伸,所述布线槽上设置有用于同轴电缆的介质及内导体穿过的通孔。
优选地,所述合路电路为微带线结构。
优选地,所述第一子腔体及第二子腔体的开口侧设置有固定腔体的固定件。
具体地,所述第一频段移相组件和第二频段移相组件分别包括第一频段移相电路和第二频段移相电路,所述第一子腔体及第二子腔体为半封闭结构,所述第一频段移相电路、第二频段移相电路及所述合路电路设置于同一PCB板上。
具体地,所述腔体内侧壁还设有用于固定PCB板的卡槽。
具体地,所述第一频段移相组件及第二频段移相组件中至少一个为介质移相结构,所述介质移相结构包括:移相电路及配合移相电路移动的移动介质。
具体地,所述移相组件有多个,两个相邻移相组件之间电性连接。
进一步地,本发明还提供了一种天线,其包括上述任一技术方案所述的移相结构。
与现有技术相比,本发明的方案具有如下优点:
本发明提供的移相结构,通过腔体将两个移相组件的移相电路和合路电路整合起来,减小移相结构的体积;通过将两个频段移相组件分别置于不同的子腔中,提高移相结构的抗冲击能力,同时能够保护移相结构上焊接的线缆的焊点,有利于保证移相结构的电气性能的稳定性,与将不同频段移相器置于同一腔体中相比,能够避免引入无源互调产物。
本发明提供的移相结构,第一子腔体和二子腔体为半封闭结构时,将移相组件的移相电路及合路电路集成在一个PCB板上,提高了移相结构的集成度,减小了移相结构的体积,同时大大减少了部件和电缆的数量,便于组装和大批量生产。
本发明提供的移相结构,其中的合路电路采用微带线结构,进一步减小移相结构的体积,采用微带线结构的阻抗容易控制,能够提高移相结构的抗干扰能力。
本发明提供的移相结构,通过腔体一侧的布线槽包容移相结构腔体上的线缆,实现护线的目的;通过腔体将两个频段的移相组件紧紧地固定于天线底板上,承受左右上下前后的冲击力,提高移相结构的抗冲击能力。
另外,本发明提供的天线是在上述移相结构的基础上进行改进的,因此,所述天线自然继承了所述移相结构的全部优点。
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。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,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示例性的,仅用于解释本发明,而不能解释为对本发明的限制。
本发明提供一种移相结构,用于整合移相器与合路电路,减少电缆的使用,简化天线布局。
本发明提供了移相结构的一个实施例,其结构示意图请参阅图1、图2。本发明提供的移相结构包括:腔体1,设置于腔体1上的合路电路4,设置于所述腔体1内的移相组件,所述腔体1包括第一子腔体11和第二子腔体12,所述合路电路4设置于第一子腔体11和第二子腔体12之间;所述移相组件包括分别设置于第一子腔体11和第二子腔体12内的第一频段移相组件2和第二频段移相组件3,所述合路电路4两侧均设有输入端,所述第一频段移相组件2和第二频段移相组件3上的输出端分别与合路电路4两侧的输入端相连。
所述腔体1包括一体化的至少两个子腔,所述腔体可以为凹字形、工字型等形状,只要满足所述腔体包括至少两个相对独立的子腔即可。
本发明实施例优选所述腔体1为凹字形,如图2所示,所述第一频段移相组件2置于第一子腔11中,第二频段移相器置于第二子腔12中,所述合路电路4与凹字形腔体的凹陷面贴合。
将合路电路4设于所述第一频段移相组件2与第二频段移相组件3之间,能够大大减少连接移相组件与合路电路的导线的长度,进一步,将合路电路4的输入端口设置在两侧,便于就近与移相器的输出端口连接,减少电缆的使用,降低布线的复杂性。与合路电路4设置在两个移相器外侧的设计相比,大大减少了电缆的使用数量,简化了布线。
所述第一频段移相组件2中包括至少一个第一频段移相器,所述第二频段移相组件3包括至少一个第二频段移相器,所述合路电路4包括至少一个合路器,所述合路器两侧的输入端口分别同时连接所述第一频段移相器和第二频段移相器上对应的输出端口。
所述第一频段移相组件2或者第二频段移相组件3中至少存在一个介质移相结构,所述介质移相结构包括:移相电路及配合所述移相电路移相的移动介质。即所述第一频段移相组件2及第二频段移相组件3可以均包括介质移相结构,或者其中一个移相组件中的移相器为导体移相器,另一个为介质移相器,第一频段移相组件2中的移相器为导体移相器,第二频段移相组件3中的移相器为介质移相器,或者,第一频段移相组件2中的移相器为介质移相器,所述第二频段移相组件3中的移相器为导体移相器。所述导体移相器通过U型可移动导体带和移相器传输线耦合长度变化,改变传输路径的实际长度,引起微波信号相位的改变。
设于第一频段移相组件2与第二频段移相组件3之间的合路电路4为微带线结构。微带线是支在基片上的单一导体带构成的微波传输线,与地平面之间用一种电介质隔离开,该信号线的厚度、宽度、与地平面之间的距离以及特性阻抗是可控的。所述合路电路4采用微带线结构传输信号的速度快,体积小,抗干扰能力强,可靠性高。
本发明实施例中优选所述第一频段移相组件2和第二频段移相组件3优选均包括介质移相器,所述第一频段移相组件2包括:第一频段移相电路21及配合第一频段移相电路21移动以改变相位的第一移动介质22,所述第一移动介质22设于第一频段移相电路板的上下两侧;第二频段移相器3包括:第二频段移相电路31及配合第二频段移相电路31移动以改变相位的第二移动介质32,所述第二移动介质32设于第二频段移相电路板的上下两侧。所述移动介质合路电路能够沿着移相器轴向移动,所述第一移动介质22及第二移动介质32的形状大小不限。随着移动介质移动的过程中改变合路电路4输出端的输出相位。
本发明提供的第一频段移相电路21及第二频段移相电路22优选采用PCB电路,所述凹字形腔体中垂直于所述电路板的侧壁上还设置有卡槽17,用于固定内部电路板,使内部电路板固定于所述腔体1中,提高内部电路板的抗冲击能力。第一频段移相电路21及第二频段移相电路22也可采用金属电路,用塑料件支撑。以降低移相组件的重量,同时降低制造成本。
在本实施例中,第一移动介质22和第二移动介质32沿着移相器的轴向移动,利用PCB的开槽或者在腔体上设置导向凸台作为移相器移动的轨道。
所述凹字形腔体1为封闭或半封闭结构,本发明实施例优选将所述凹字形腔体1的凹陷面与所述卡槽17下端设置在同一平面上。
本发明实施例中,所述腔体为半封闭结构,所述第一频段移相电路21、第二频段移相电路31及所述合路电路4设置于同一PCB板上。第一子腔11与第二子腔12在靠近腔体凹陷面的一侧设置有移动槽16,用于所述PCB板在腔体内移动,该移动槽16的长度由PCB板的纵向长度决定。合路电路4的两个输入口分别与两个移相器的输出口通过连接点相连。所述第一子腔11及第二子腔12在所述移动槽16上方设置有导通槽13,用于避开移相电路与合路电路的连接点,该导通槽13的大小取决于该连接点的大小及PCB电路板纵向移动的距离。
为了增强半封闭结构的第一子腔11及第二子腔12支撑力,进而更好地保护内部组件,本实施例中第一子腔11与第二子腔12在平行于PCB板的两侧均设有固定件14,所述固定件14可以是焊接柱,用于通过焊接等方式连接所述腔体的上下两侧,在图2中明显看出所述固定件14仅设置于第一子腔11靠近凹字形腔体1的凹陷面一侧,考虑到在远离所述凹陷面的腔侧无开口,因此并未设置所述固定件14。
所述第一频段移相组件2和第二频段移相组件3工作于不同的频段。将两个不同频段的移相器的移相电路和合路电路集成在同一电路板上,减少了部件的数量,大大减少了电缆的使用,同时减少外界环境对移相器的干扰,提高移相器的可靠性。
将不同频段的移相器的移相电路和合路电路制作在同一PCB板上,减少移相器与合路电路连接所用到的外部电缆的数量,减少移相器与合路电路部件互联的焊点。
本发明提供的图1及图2所示的移相结构的结构示意图中,第一频段移相电路21中设置有一个输入端口211,用于第一频段信号的输入,在所述第一频段移相电路21上还设置有输出端口212,所述输出端口212与合路电路4的输入端42相连;同样地,第二频段移相电路31设置有输入端口311,用于第二频段信号的输入,还设置有输出端口312,所述输出端口312与合路电路4的输入端口43相连。
第一频段移相组件2与第二频段移相组件3工作时,第一频段信号从第一频段移相电路21的输入端211;第二频段信号从第二频段移相电路31的输入端311输入,两种频段信号经移相器的输出端输入到合路电路,经合路电路4合并再输出端44输出信号。
所述合路电路4包括至少一个合路器,所述合路器的数量可以与移相组件输出端口的数量相等。但为了进一步减小移相结构的腔体体积,腔体中设置的合路器的数量小于或等于移相组件输出端口的数量,值得说明的是,所述第一频段移相器的输出端口212的数量与所述第二频段移相器的输出端口312的数量可以不相等,则所述合路器的数量小于或等于所述第一频段移相组件2及第二频段移相组件3中输出端口数量的最小值。
如图1所示,所述腔体还包括连接第一子腔体11与第二子腔体12的连接结构,所述合路电路设置于所述连接结构上,且在所述连接结构上还设置有2条平行的布线槽15,所述布线槽15沿着腔体纵长方向延伸,用于同轴电缆5的外导体焊接,同时保护腔体1上焊接的同轴电缆,对所述腔体上的线缆构成防护作用。所述布线槽15上设置有若干通孔,用于同轴电缆5的介质及内导体穿过,与内部电路焊接形成第一频段移相组件2的输入端口211、第二频段移相器3的输入端口311及合路电路4的输出口44。所述通孔12可以是方形、圆形等任意形状,通孔数量不限。
值得说明的是,移相结构中可以包括多个所述移相组件,每组移相组件之间电性连接,如图1所示,包括三端口输出的第一频段移相组件2和第二频段移相组件3,对应的合路电器的数量为3个,输入信号由第一频段移相组件2的输入端口211和第二频段移相组件3的输入端口311输入后,用功分器分为两条支路,一条支路经第一合路器与外部辐射单元相连,一条支路与第一级移相组件输入端相连,第一级移相组件的输出端同样有两条支路,一条支路经第二合路器与外部辐射单元相连,另一条支路与第二级移相组件的输入端相连,第二级移相组件的输出端经第三合路器与外部辐射单元相连,实现不同频段的三端口移相器的高度集成。本领域内技术人员可以知晓,按此方式同理可组成具有多个移相组件的多端口移相器,不管该移相结构内含多少移相组件,含多少输出端口,均可实现不同频段移相组件的高度集成。
本发明实施例分别将不同频段的移相组件置于两个半封闭结构的子腔中,提高移相器的抗冲击能力,有利于保证移相结构的电气性能的稳定性。同时,将不同频段的移相电路及合路电路设于同一PCB板上,整合了移相电路和合路电路,提高移相结构的集成度,减小移相结构的体积,大大减少了电缆的使用,简化了天线布局。
本发明还提供了第二种实施例,其立体图请参阅图3。本发明实施例提供的移相结构包括:腔体1,设于腔体1上的合路电路4,及设于所述腔体1内部的移相组件,所述腔体1包括第一子腔体11和第二子腔体12,所述合路电路4设置于所述第一子腔体11和第二子腔体12之间;所述移相组件包括分别设置于第一子腔体11内的第一频段移相组件2及设置于所述第二子腔体12内的第二频段移相组件3,所述合路电路4两侧均设有输入端,所述第一频段移相组件2的输出端口212及第二频段移相组件3的输出端312分别与合路电路4两侧的输入端相连。
本发明实施例优选所述腔体为凹字形,如图4所示,所述第一频段移相组件2置于第一子腔11中,第二频段移相器置于第二子腔12中,所述合路电路4与凹字形腔体的凹陷面贴合。
所述第一频段移相组件2中包括至少一个第一频段移相器,所述第二频段移相组件3包括至少一个第二频段移相器,所述合路电路4包括至少一个合路器,所述第一频段移相组件2或者第二频段移相组件3中至少存在一个介质移相结构,所述介质移相结构包括:移相电路及配合所述移相电路移相的移动介质。即所述第一频段移相组件2及第二频段移相组件3可以均包括介质移相结构,或者其中一个移相组件中的移相器为导体移相器,另一个为介质移相器,第一频段移相组件2中的移相器为导体移相器,第二频段移相组件3中的移相器为介质移相器,或者,第一频段移相组件2中的移相器为介质移相器,所述第二频段移相组件3中的移相器为导体移相器。所述导体移相器通过U型可移动导体带和移相器传输线耦合长度变化,改变传输路径的实际长度,引起微波信号相位的改变。
所述第一频段移相组件2和第二频段移相组件3工作于不同的频段。本实施例优选所述第一频段移相组件2和第二频段移相组件3均包括介质移相器,所述第一频段移相组件2包括:第一频段移相电路21及配合第一频段移相电路21移动以改变相位的第一移动介质22,所述第一移动介质22设于第一频段移相电路板的上下两侧;第二频段移相器3包括:第二频段移相电路31及配合第二频段移相电路31移动以改变相位的第二移动介质32,所述第二移动介质32设于第二频段移相电路板的上下两侧。所述移动介质合路电路能够沿着移相器轴向移动,所述第一移动介质22及第二移动介质32的形状大小不限。随着移动介质移动的过程中改变合路电路4输出端的输出相位。
本实施例提供的合路电路4为微带线结构。采用微带线结构传输信号的速度快,体积小,抗干扰能力强,可靠性高。
与上一实施例不同的是,本实施例提供的腔体1为封闭结构,即所述第一子腔11与第二子腔12在靠近腔体凹陷面的一侧并未设置移动槽16,第一频段移相电路21、第二频段移相电路31及合路电路的电路分别设置于独立的三块PCB板上。
由于第一子腔11与第二子腔12均为封闭结构,所述第一子腔11及第二子腔12在垂直于PCB板方向的内侧壁上均设有卡槽17,用于固定内部电路板,将第一频段移相电路板及第二频段移相电路板的两端分别固定于腔体1的卡槽17上,使内部电路板固定于所述腔体1中,提高内部电路板的抗冲击能力。同样地,可以在两侧子腔外壁设置卡槽17或者采用焊接、粘合等方式将合路电路4固定在凹字形腔体凹陷面。
设于不同空间内的三个PCB板放置的位置不受限制,为了简化布线工艺,本发明实施例优选将第一子腔11、第二子腔12的卡槽17下端与凹字形腔体的凹陷面设置在同一平面上。
由于第一子腔11与第二子腔12均为封闭结构,腔体自身具备足够的支撑力,因此本实施例并未另外设置固定件14来支撑第一子腔11和第二子腔12。
此外,由于第一子腔11与第二子腔12均为封闭结构,第一频段移相组件2与合路电路4之间的连接件41只能通过所述导通槽13连接所述移相组件与合路电路4。所述连接件41的一端连接移相组件的输出口,另一端连接合路电路的输入口42。所述连接件41优选为金属导体。所述第一频段移相组件2与第二频段移相器3的输入信号分别通过各自的输入端口211和311输入,从各自的输出口212和312经由连接件41输入合路电路4,经过合路电路4合并之后再经合路电路4的输出端口44输出到外部单元中。
除了上述区别,本发明实施例提供的移相结构中其他部件的位置及作用均与上一实施例相同,在此不再赘述。
同样地,本发明提供的移相结构也可以包括多级移相组件,两级相邻所述移相组件之间电性连接,包括三端口输出的第一频段移相组件2及第二频段移相组件3,对应的合路器的数量为3个,输入信号由第一频段移相组件2的输入端口211和第二频段移相组件3的输入端口311输入后,用功分器分为两条支路,一条支路经第一合路器与外部辐射单元相连,一条支路与第一级移相组件输入端相连,第一级移相组件的输出端同样有两条支路,一条支路经第二合路器与外部辐射单元相连,另一条支路与第二级移相组件的输入端相连,第二级移相组件的输出端经第三合路器与外部辐射单元相连,实现不同频段的三端口移相器的高度集成。本领域内技术人员可以知晓,按此方式同理可组成具有多个移相组件的多端口移相结构,不管该移相结构内含多少移相组件,含多少输出端口,均可实现不同频段移相器的高度集成。
本发明实施例在分别将不同频段的移相器置于两个封闭的子腔中,提高移相器的抗冲击能力,同时能够保护移相结构上焊接的线缆的焊点,有利于保证移相结构的电气性能的稳定性,与上一实施例相比,更好地避免引入无源互调产物。另外,本发明实施例利用腔体内侧设置的卡槽用于移相器PCB的固定,节省工艺程序,便于组装和大批量生产。
值得说明的是,本发明提供的移相结构,所述移相组件并不仅限于包括第一频段移相组件2和第二频段移相组件3,也可以包括超过两个频段的移相器,如第三频段移相器及第四频段移相器。相应调整合路电路的数量及电路的输入端的数量及连接方式即可。
进一步地,腔体1的制作采用拉挤方式一体成型,工艺简便,与传统支柱腔体的工艺相比大大减少了工艺程序,降低了生产成本,便于大批量生产。
本发明提供的移相结构,通过腔体将移相器的移相电路和合路电路的电路整合起来,减小移相结构的体积,提高移相器的抗冲击能力,同时能够保护移相结构上焊接的线缆的焊点,有利于保证移相结构的电气性能的稳定性,与将不同频段移相器置于同一腔体中相比,能够更好地避免引入无源互调产物。
更进一步地,本发明还提供了一种天线,所述天线包括上述技术方案所述的移相结构和与所述移相结构的合路电路4的公共输出端44相连的辐射单元。
所述天线的辐射单元与移相结构输出端相连,并通过第一频段移相组件和第二频段移相器实现不同频段的下倾角独立调节。
更进一步地,本发明还提供了一种基站,所述基站包括上述技术方案所述的天线,由于所述基站及天线皆是在上述移相结构的基础上进行改进的,自然承继了所述移相结构的优点,在此不再赘述。
以上所述仅是本发明的部分实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。