CN111628252A - 集成移相器和电调天线 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种集成移相器和电调天线，包括：第一移相器、第二移相器和多个合路器；第一移相器包括多个分馈端口；第二移相器包括多个分馈端口；每个分馈端口最多连接一个合路器；每个合路器包括第一输入端口和第二输入端口；每个合路器的第一输入端口通过连接线与第一移相器中的一个分馈端口电气连接；每个合路器的第二输入端口通过连接线与第二移相器中的一个分馈端口电气连接。该集成移相器通过连接线将合路器和移相器进行电气连接，使两个移相器与合路器之间无需线缆连接即可集成为一个整体，降低了线缆数量，避免了繁琐的线缆走线，实现了布局简单的效果，进而降低了生产成本，提高了生产效率。

Description

集成移相器和电调天线

技术领域

本发明涉及移动通信基站天线技术领域，尤其是涉及一种集成移相器和电调天线。

背景技术

随着移动通信的发展，基站天线向着多频化、多端口、小型化的方向发展，移相器、合路器的数量也随着天线频段、端口数量的增加而增多，线缆数量也随之成倍增加，此外，随着频段分离，线缆数量将再一次翻倍，但是在有限的空间内，线缆数量众多，天线整机布局较为困难。

现有的基站天线设备中，分频电调天线通常利用分体式的合路器和移相器实现，由于分体式的合路器尺寸及出线方式具有局限性，结构布局较复杂，因此线缆数量较多；另外，在生产工艺中合路器数量较多，焊点数增加，工序较为繁琐，设计成本较高，导致多频电调天线的设计较为复杂，生产效率较低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种集成移相器和电调天线，以降低生产成本，提高生产效率。

第一方面，本发明实施例提供了一种集成移相器，包括：第一移相器、第二移相器和多个合路器；第一移相器包括多个分馈端口；第二移相器包括多个分馈端口；每个分馈端口最多连接一个合路器；每个合路器包括第一输入端口和第二输入端口；每个合路器的第一输入端口通过连接线与第一移相器中的一个分馈端口电气连接；每个合路器的第二输入端口通过连接线与第二移相器中的一个分馈端口电气连接。

进一步的，连接合路器的第一输入端口与第一移相器的分馈端口的连接线，在指定位置通过错层走线的方式设置；连接合路器的第二输入端口与第二移相器的分馈端口的连接线，在指定位置通过错层走线的方式设置；其中，指定位置包括交叉走线的位置。

进一步的，第一移相器、第二移相器、多个合路器、以及多个连接线设置于PCB基板上；指定位置对应的PCB基板上包括两个金属过孔；金属过孔用于将指定位置的连接线引至PCB基板的隔离槽；隔离槽内设置有隔离层，隔离层位于指定位置的连接线和PCB基板的接地层之间。

进一步的，合路器包括一个输出端口；连接线包括微带线；第一移相器包括一个主馈端口；第二移相器包括一个主馈端口；针对每个合路器，连接第一移相器的主馈端口和该合路器的输出端口的微带线的第一电长度，与连接第二移相器的主馈端口和该合路器的输出端口的微带线的第二电长度的差值相同。

进一步的，合路器的第一输入端口和第二输入端口位于合路器的同一侧；合路器的输出端口位于与第一输入端口以及第二输入端口相对应的另一侧；第一移相器和第二移相器在竖直方向排列；第一移相器和第二移相器的结构相同；多个合路器分别位于第一移相器和第二移相器的两侧。

进一步的，与第一移相器和第二移相器的同一侧分馈口相连接的多个合路器，按照由内到外的顺序依次设置；其中，位于外部的合路器的尺寸大于位于内部的合路器的尺寸。

进一步的，与内部的合路器的输出端口连接的连接线，通过错层走线的方式与外部设备电气连接。

进一步的，合路器的个数与第一移相器或第二移相器中目标分馈端口的个数相同；目标分馈端口包括没有与外部设备连接的分馈端口。

进一步的，第一移相器、第二移相器和多个合路器位于相同的微带网络；第一移相器包括一个主馈端口；第二移相器包括一个主馈端口，第一移相器的主馈端口用于输入第一移相器对应的第一工作频段；第二移相器的主馈端口用于输入第二移相器对应的第二工作频段；其中第一工作频段与第二工作频段不同。

第二方面，本发明实施例提供了一种电调天线，包括：第一方面任一项的集成移相器、辐射单元、电缆；集成移相器的合路器输出端口通过电缆与辐射单元连接。

本发明实施例带来了以下有益效果：

本发明实施例提供了一种集成移相器和电调天线，包括：第一移相器、第二移相器和多个合路器；第一移相器包括多个分馈端口；第二移相器包括多个分馈端口；每个分馈端口最多连接一个合路器；每个合路器包括第一输入端口和第二输入端口；每个合路器的第一输入端口通过连接线与第一移相器中的一个分馈端口电气连接；每个合路器的第二输入端口通过连接线与第二移相器中的一个分馈端口电气连接。该集成移相器通过连接线将合路器和移相器进行电气连接，使两个移相器与合路器之间无需线缆连接即可集成为一个整体，降低了线缆数量，避免了繁琐的线缆走线，实现了布局简单的效果，进而降低了生产成本，提高了生产效率。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种集成移相器的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种集成移相器的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种移相器的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种集成移相器的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种错层走线的示意图；

图6本发明实施例提供的一种合路器的结构示意图；

图7本发明实施例提供的一种电调天线的结构示意图。

图标：

1-集成移相器；11-第一移相器；12-第二移相器；13-合路器；14-连接线；15-指定位置；100-PCB基板；111-分馈端口；112-主馈端口；113-移相片；131-第一输入端口；132-第二输入端口；133-输出端口；151-金属过孔；152-隔离槽；20-电调天线；2-辐射单元；3-电缆。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前现有的基站天线设备中，分频电调天线通常利用分体式的合路器和移相器实现，由于分体式的合路器尺寸及出线方式具有局限性，结构布局较复杂，因此线缆数量较多；另外，在生产工艺中合路器数量较多，焊点数增加，工序较为繁琐，设计成本较高，导致多频电调天线的设计较为复杂，生产效率较低。基于此，本发明实施例提供的一种集成移相器和电调天线，可以使移相器与合路器之间无需线缆连接即可集成为一个整体，降低线缆数量，避免繁琐的线缆走线，实现布局简单的效果，进而降低生产成本，提高生产效率。为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种集成移相器方法进行详细介绍。

首先，本发明提供了一种集成移相器1，如图1所示，包括：第一移相器11、第二移相器12和多个合路器13；第一移相器包括多个分馈端口111；第二移相器包括多个分馈端口111；合路器包括第一输入端口131和第二输入端口132；每个分馈端口111最多连接一个合路器13；每个合路器的第一输入端口131通过连接线14与第一移相器中的一个分馈端口111电气连接；每个合路器的第二输入端口132通过连接线14与第二移相器中的一个分馈端口111电气连接。

具体的，上述连接线可以包括多种类型的传输导线，例如，微带线、带状线等；上述第一移相器11与第二移相器12的结构形式可以是相同的；移相器是能够对波的相位进行调整的一种装置。上述第一移相器与第二移相器分别独立进行移相操作。

本发明实施例提供了一种集成移相器，包括：第一移相器、第二移相器和多个合路器；第一移相器包括多个分馈端口；第二移相器包括多个分馈端口；每个分馈端口最多连接一个合路器；每个合路器包括第一输入端口和第二输入端口；每个合路器的第一输入端口通过连接线与第一移相器中的一个分馈端口电气连接；每个合路器的第二输入端口通过连接线与第二移相器中的一个分馈端口电气连接。该集成移相器通过连接线将合路器和移相器进行电气连接，使两个移相器与合路器之间无需线缆连接即可集成为一个整体，降低了线缆数量，避免了繁琐的线缆走线，实现了布局简单的效果，进而降低了生产成本，提高了生产效率。

为了使集成移相器的网络布局更合理，线路简单且数量少，参见图2所示的集成移相器的结构示意图，优选的将连接合路器的第一输入端口131与第一移相器的分馈端口111的连接线14，在指定位置15通过错层走线的方式设置；连接合路器的第二输入端口132与第二移相器的分馈端口111的连接线，在指定位置15通过错层走线的方式设置；其中，指定位置15包括交叉走线的位置。

通常移相器包括有一个主馈端口，例如图3所示的移相器的结构示意图，包括有六个分馈端口111一个主馈端口112；该主馈端口需要与外部设备电气连接，与第一移相器的主馈端口112连接的连接线，和与连接合路器的第一输入端口131与第一移相器的分馈端口111的连接线，需要交叉走线；另外，与第二移相器的主馈端口112连接的连接线，和与连接合路器的第二输入端口132与第二移相器的分馈端口111的连接线，需要交叉走线；因此本实施例将交叉走线位置的连接线通过错层走线的方式进行设置，可以降低了线缆数量、避免了繁琐的线缆走线，使该集成移相器在天线整机上实现布局简单。

进一步的，参见图4所示的集成移相器的结构示意图，其中，第一移相器11、第二移相器12、多个合路器13、以及多个连接线14设置于PCB基板100上；其中移相器与合路器在PCB板上的排列位置不仅限于图3中的排列方式。

上述错层走线的方式，参见图5所示的错层走线的示意图，在指定位置15对应的PCB基板上包括两个金属过孔151；金属过孔151用于将指定位置15的连接线14引至PCB基板的隔离槽152；隔离槽内设置有隔离层(图中未示出)，隔离层位于指定位置的连接线和PCB基板的接地层之间。

其中，在第一移相器11和第二移相器12与合路器13工作于同一频段的分馈端口上设有一个金属过孔151，将连接线通过该金属过孔151引至指定位置15对应的PCB基板背面的接地层，在接地层设置有隔离槽152，在该隔离槽设置有平面传输连接线，再通过另一金属过孔151将连接线引至指定位置对应的PCB基板的上层，且与合路器13相对应频段的输入端口电气连接；另外，隔离槽内设置的平面传输连接线与PCB基板的接地层之间设置有窄小的细缝，该窄小的细缝可将平面传输连接线的传输信号与PCB基板背面接地层的信号相隔离。

上述合路器13还包括一个输出端口133；上述连接线14包括微带线；第一移相器包括一个主馈端口；第二移相器包括一个主馈端口；针对每个合路器，连接第一移相器的主馈端口和该合路器的输出端口的微带线的第一电长度，与连接第二移相器的主馈端口和该合路器的输出端口的微带线的第二电长度的差值相同。

上述电长度通常是指微带传输线的物理长度与所传输电磁波波长之比。具体的，上述第一移相器和第二移相器与合路器之间的连接线14采用微带线连接形式实现，其中，连接的微带线的电长度需要进行配相，配相的目的是要保证集成移相器工作在两个不同频段时的同一个输出端口外接的电缆的长度保持一致。其实现方法可以通过调节工作于一个频段的第一移相器11的主馈端口112到每个合路器13的输出端口133的微带线的电长度，与工作于另一频段的第二移相器的主馈端口112到每个合路器13输出端口133的微带线的电长度的差值保持一致，从而实现集成移相器1中的两个移相器工作在两个不同频段时，同一个输出端口外接电缆长度是同样的长度。可以理解为，通过改变微带连接线的电长度调节工作于一个频段的第一移相器11的主馈端口112到合路器13的输出端口133的相位，与工作于另一频段的第二移相器12的主馈端口112和合路器13输出端口133的相位的差值保持一致。

当然，也可以理解为，针对每个合路器，从第一移相器的主馈端口到第一移相器中的一个分馈端口的连接线的相位，加上从该分馈端口到与该分馈端口连接的合路器的输出端口的连接线的相位的第一相位和；从第二移相器的主馈端口到第二移相器中的一个分馈端口的连接线的相位，加上从该分馈端口到与该分馈端口连接的合路器的输出端口的连接线的相位的第二相位和；上述第一相位和与第二相位和的差值保持一致。

参见图6所述的合路器的结构示意图，合路器的第一输入端口131和第二输入端口132位于合路器的同一侧；合路器的输出端口133位于与第一输入端口131以及第二输入端口132相对应的另一侧；

例如图4所示的集成移相器的结构示意图，第一移相器11和第二移相器12在竖直方向排列；第一移相器和第二移相器的结构相同；多个合路器分别位于第一移相器和第二移相器的两侧。

在本实施例中，第一移相器和第二移相器所采用的结构形式相同，参见图4所示的集成移相器的结构示意图，都是在移相器的分馈端口和主馈端口所在线路上覆盖一个移相片113，移相片靠近移相器PCB基板100一侧设置有耦合功分线路，该耦合功分线路在移相片113的转动轴处与移相器的主馈线路连接，通过转动移相片的角度来获得移相器各个分馈端口111所需要的幅度和移相量，不同分馈端口111所获得的幅度和移相量不同，从而实现天线波束下倾的调节。

另外，多个合路器分别位于第一移相器和第二移相器的两侧，通常一个集成移相器包括有多个合路器，可以根据合路器的个数以及尺寸大小，分别将每个合路器设置于第一移相器和第二移相器的两侧。

为了使集成移相器能够集成在PCB基板上，且使集成器移相器的网络布局更合理，尺寸更小型化，集成移相器的布局可以设置为，与第一移相器11和第二移相器12的同一侧分馈口相连接的多个合路器13，按照由内到外的顺序依次设置；其中，位于外部的合路器13的尺寸大于位于内部的合路器13的尺寸。

具体的，可以参见图2和图4所示的集成移相器的结构示意图，在本实施例中，合路器13的结构形式采用“U”型的形式，即合路器13的两个输入端口位于同一侧，合路器13的输出端位于相对应的另一侧。且与第一移相器11和第二移相器12同一侧分馈口相连接的合路器13的尺寸大小依次从小到大的设置，采用以大尺寸的合路器13包住小尺寸的合路器13的布局形式。

在本实施例中，相应的合路器13的数量为六个，各合路器分别位于第一移相器11和第二移相器12的两侧，每一侧合路器13的数量均为三个，各合路器13的第一输入端口131和第二输入端口分别对应于第一移相器11和第二移相器12的工作的同一频段，且通过移相器、合路器之间的连接线14实现电气连接。

另外，与内部的合路器13的输出端口133连接的连接线14，通过错层走线的方式与外部设备电气连接；

其中，大尺寸合路器13包住的小尺寸合路器13的输出端口133连接外部电缆需要使用交叉走线的方式延伸，即小尺寸的合路器13的输出端口133通过错层交叉走线的方式引出作为集成移相器1的输出端口与外部电气连接。采用上述方法可以使集成器移相器的网络布局更合理，尺寸更小型化。

进一步的，上述合路器13的个数与第一移相器11或第二移相器12中目标分馈端口的个数相同；目标分馈端口包括没有与外部设备连接的分馈端口。

在本实施例中，第一移相器11和第二移相器，还可以包括一个主馈端口三个分馈端口、一个主馈端口四个分馈端口、一个主馈端口五个分馈端口、一个主馈端口七个分馈端口等多种形式。而相应的合路器13的数目根据第一移相器11和第二移相器12的分馈端口的数目而设置，以及根据第一移相器11和第二移相器12的分馈端口与外部电气连接方式而设置；例如，第一移相器和第二移相器分别包括一个主馈端口五个分馈端口，其中第一移相器和第二移相器的主馈端口都与外部电气连接，且第一移相器的一个主馈端口与外部电气连接，第二移相器的一个主馈端口也与外部电气连接，此时第一移相器或第二移相器的目标分馈端口共有4个，可确定合路器的个数为4个。

进一步的，第一移相器11、第二移相器12和多个合路器13位于相同的微带网络；第一移相器11包括一个主馈端口；第二移相器12包括一个主馈端口，第一移相器的主馈端口用于输入第一移相器对应的第一工作频段；第二移相器的主馈端口用于输入第二移相器对应的第二工作频段；其中，第一工作频段与第二工作频段不同。

本实施例中，第一移相器与第二移相器的工作频段不同。

本发明的集成移相器将合路器和两个工作于不同频段的移相器集成到一个PCB基板，且合路器的两个输入端口分别与两个工作于不同频段的移相器的分馈端口通过错层交叉走线的方式电气连接而集成到一起，从而使两个工作于不同频段的移相器与合路器之间无需同轴线缆连接即可集成为一个整体，大大降低了线缆数量、避免了繁琐的线缆走线，具有空间布局简单、焊点少、可生产性较强的优点。且结构尺寸小型化、成本低。

本发明实施例还提供了一种电调天线20，参见图7所示，包括：集成移相器1、辐射单元2、电缆3；集成移相器1的合路器输出端口133通过电缆3与辐射单元2连接。

其中，辐射单元2包括多个，多个辐射单元2可以构成阵列，上述电调天线20可以是分频电调天线，并且该分频电调天线可以在工作在两个不同频段内实现独立移相电调，从而满足多制式网络覆盖的需要。

本发明实施例提供的电调天线，与上述实施例提供的集成移相器具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种集成移相器，其特征在于，包括：第一移相器、第二移相器和多个合路器；所述第一移相器包括多个分馈端口；所述第二移相器包括多个分馈端口；每个所述分馈端口最多连接一个合路器；每个所述合路器包括第一输入端口和第二输入端口；

每个所述合路器的第一输入端口通过连接线与所述第一移相器中的一个分馈端口电气连接；每个所述合路器的第二输入端口通过连接线与所述第二移相器中的一个分馈端口电气连接。

2.根据权利要求1所述的集成移相器，其特征在于，连接所述合路器的第一输入端口与所述第一移相器的分馈端口的连接线，在指定位置通过错层走线的方式设置；

连接所述合路器的第二输入端口与所述第二移相器的分馈端口的连接线，在指定位置通过错层走线的方式设置；其中，所述指定位置包括交叉走线的位置。

3.根据权利要求2所述的集成移相器，其特征在于，所述第一移相器、所述第二移相器、所述多个合路器、以及多个连接线设置于PCB基板上；

所述指定位置对应的PCB基板上包括两个金属过孔；所述金属过孔用于将所述指定位置的连接线引至所述PCB基板的隔离槽；所述隔离槽内设置有隔离层，所述隔离层位于所述指定位置的连接线和所述PCB基板的接地层之间。

4.根据权利要求1所述的集成移相器，其特征在于，所述合路器包括一个输出端口；所述连接线包括微带线；所述第一移相器包括一个主馈端口；所述第二移相器包括一个主馈端口；

针对每个所述合路器，连接所述第一移相器的主馈端口和该合路器的输出端口的微带线的第一电长度，与连接所述第二移相器的主馈端口和该合路器的输出端口的微带线的第二电长度的差值相同。

5.根据权利要求1所述的集成移相器，其特征在于，所述合路器的第一输入端口和第二输入端口位于所述合路器的同一侧；所述合路器的输出端口位于与所述第一输入端口以及所述第二输入端口相对应的另一侧；

所述第一移相器和所述第二移相器在竖直方向排列；所述第一移相器和所述第二移相器的结构相同；

所述多个合路器分别位于所述第一移相器和所述第二移相器的两侧。

6.根据权利要求5所述的集成移相器，其特征在于，与所述第一移相器和所述第二移相器的同一侧分馈口相连接的所述多个合路器，按照由内到外的顺序依次设置；其中，位于外部的所述合路器的尺寸大于位于内部的所述合路器的尺寸。

7.根据权利要求6所述的集成移相器，其特征在于，与内部的所述合路器的输出端口连接的所述连接线，通过错层走线的方式与外部设备电气连接。

8.根据权利要求6所述的集成移相器，其特征在于，所述合路器的个数与所述第一移相器或所述第二移相器中目标分馈端口的个数相同；所述目标分馈端口包括没有与外部设备连接的分馈端口。

9.根据权利要求1-8任一项所述的集成移相器，其特征在于，所述第一移相器、所述第二移相器和所述多个合路器位于相同的微带网络；

所述第一移相器包括一个主馈端口；所述第二移相器包括一个主馈端口，所述第一移相器的主馈端口用于输入所述第一移相器对应的第一工作频段；所述第二移相器的主馈端口用于输入所述第二移相器对应的第二工作频段；

其中，所述第一工作频段和所述第二工作频段不同。

10.一种电调天线，其特征在于，包括：所述权利要求1-9任一项所述的集成移相器、辐射单元、电缆；所述集成移相器的合路器输出端口通过所述电缆与所述辐射单元连接。

Images