CN114976647A - 一种用于基站阵列天线的介质移相器 - Google Patents

一种用于基站阵列天线的介质移相器 Download PDF

Info

Publication number
CN114976647A
CN114976647A CN202210496348.9A CN202210496348A CN114976647A CN 114976647 A CN114976647 A CN 114976647A CN 202210496348 A CN202210496348 A CN 202210496348A CN 114976647 A CN114976647 A CN 114976647A
Authority
CN
China
Prior art keywords
phase
phase shift
output port
dielectric
base station
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210496348.9A
Other languages
English (en)
Inventor
陈建新
柯彦慧
杨汶汶
杨永杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nantong University
Original Assignee
Nantong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nantong University filed Critical Nantong University
Priority to CN202210496348.9A priority Critical patent/CN114976647A/zh
Publication of CN114976647A publication Critical patent/CN114976647A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/30—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array
    • H01Q3/34—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means
    • H01Q3/36—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means with variable phase-shifters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/246—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for base stations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/50—Structural association of antennas with earthing switches, lead-in devices or lightning protectors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)

Abstract

本发明提供一种用于基站阵列天线的介质移相器，包括腔体和设置于腔体内的移相电路，以及覆设于移相电路上并可沿腔体的长度方向移动的介质板。移相单元包括两个慢波结构形式的移相单元与两个U型传输线形式的移相单元。慢波结构形式的移相单元尺寸小，有利于所述用于基站阵列天线的介质移相器的小型化；U型传输线形式的移相单元，其输入端口与输出端口位于同一侧，能够保证所述各输出端口按照相移量的大小顺序排布于移相电路的一侧，以避免所述移相器与基站天线连接时出现连接线相互交叠的问题，简化连接线的排线，同时缩短所需连接线的长度。介质板用于调节移相区域内的相对介电常数以控制各输出端口处信号的相位。

Description

一种用于基站阵列天线的介质移相器
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种输出端口按照相移量大小顺序排布的基站天线用移相器。
背景技术
在通信***中，基站通常需要依靠一定数量天线单元构成的阵列天线来实现信号的收发，而移相器可以起到控制阵列天线辐射方向的作用，从而实现对蜂窝小区无线信号的覆盖优化。其具体的工作原理是利用移相器构建天线单元间特定的相位差，从而使阵列天线辐射的电磁波叠加在特定方向。
现有移相器多存在输出端口排布不合理，尺寸大等缺陷，错位排布的输出端口不仅需要额外的线缆以补偿连接天线时产生的相位延迟，还会出现各线缆之间的交错重叠，大大增加了电路排布的复杂程度，增加了生产成本与能量损耗，亦不利于天线***的小型化。
发明内容
本发明的目的在于：克服上述现有技术的缺陷，提出一种输出端口按照相移量大小顺序排布的用于基站阵列天线的介质移相器。
为了达到上述目的，本发明提出的用于基站阵列天线的介质移相器，包括腔体、设置于腔体内的移相电路和覆设于移相电路上并可沿腔体长度方向移动的介质板，其特征在于：所述移相电路包括两个慢波结构形式的移相单元和两个U型传输线形式的移相单元、位于移相器同一侧的一个输入端口和五个输出端口，所述输入端口和第三输出端口直接连接，第二输出端口、第四输出端口分别经对应侧慢波结构形式的移相单元与输入端口相连接，第一输出端口、第五输出端口分别经过对应侧的U型传输线形式的移相单元和慢波结构形式的移相单元后与输入端口相连接，所述U型传输线形式的移相单元的输入端与输出端位于同一侧。
慢波结构形式的移相单元尺寸小，单位尺寸的相移量大，有利于电路的小型化；所述U型传输线形式的移相单元，其输入端与输出端位于同一侧，能够在实现紧凑排布的同时，保证所述移相器各输出端口按照相移量的大小顺序排布于移相电路的一侧，以避免所述移相器与基站天线连接时出现连接线相互交叠的问题，简化连接线的排线，同时缩短所需连接线的长度。
本发明用于基站阵列天线的介质移相器的输出端口与天线单元按空间排布位置一一对应，大大简化了移相器与天线间连接线缆的排布，最大程度上缩小了所需线缆的长度，有利于降低生产成本，缩小天线***整体尺寸，同时避免了较长的线缆可能带来的额外能量损耗。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明一种用于基站阵列天线的介质移相器在一种变化状态下的结构示意图；
图2为本发明一种用于基站阵列天线的介质移相器在另一种变化状态下的结构示意图；
附图中，1-移相电路；11-慢波结构形式的移相单元；12-U型传输线形式的移相单元；2-介质板；21-矩形缺口；3-腔体；IN-输入端口；P1-第一输出端口； P2-第二输出端口；P3-第三输出端口；P4-第四输出端口；P5-第五输出端口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
如图1和图2所示，本发明的一种用于基站阵列天线的介质移相器包括腔体3和设置于腔体3内的移相电路1，以及覆设于移相电路1上并可沿腔体3的长度方向移动的介质板2。移相电路1包括一个输入端口IN，一个与输入端口 IN直接连接的相位固定的第三输出端口P3，四个移相单元和四个与移相单元一一对应连接的输出端口(第一输出端口P1，第二输出端口P2，第四输出端口 P4，第五输出端口P5)。具体来说，移相电路1包括两个慢波结构形式的移相单元11和两个U型传输线形式的移相单元12，第二输出端口P2、第四输出端口 P4分别经对应侧慢波结构形式的移相单元11与输入端口IN相连接，第一输出端口P1、第五输出端口P5分别经过对应侧的U型传输线形式的移相单元12和慢波结构形式的移相单元11后与输入端口IN相连接。
本实施例中，输入端口IN和五个输出端口(P1、P2、P3、P4、P5)位于移相器同一侧。由输入端口IN进入的信号分五路由各输出端口输出，第一至第五输出端口(P1，P2，P3，P4，P5)依照相移量的大小顺序排布于基站天线用移相器的一侧，各输出端口相移量呈等差数列排列。
第一输出端口P1、第五输出端口P5的相移量分别为第二输出端口P2、第四输出端口P4的两倍。
慢波结构形式的移相单元11尺寸小，有利于移相电路的小型化；U型传输线形式的移相单元12由两个常见的传输线形式的移相单元构成，其输入端与输出端位于同一侧，能够在实现紧凑排布的同时，保证所述移相器各输出端口按照相移量的大小顺序排布于移相电路的一侧，以避免所述移相器与基站天线连接时出现连接线相互交叠的问题，简化连接线的排线，同时缩短所需连接线的长度。
本实施例中，在介质板2可移动的最大距离固定的条件下，慢波结构形式的移相单元11最大相移量为单一传输线形式移相单元的两倍。U型传输线形式的移相单元12由传输线弯折而成，相当于串联了两个传输线形式的移相单元，因此，其最大相移量与慢波结构形式的移相单元11一致。
介质板2上设置有矩形缺口用于调节阻抗匹配。通过沿着腔体的长度方向移动介质板2，可以改变各移相单元被介质板2覆盖的面积，从而实现相位的调节。图1和图2展示了本发明实施例提供的一种用于基站阵列天线的介质移相器在两种极限变化状态下的示意图。
具体地，在滑动介质板使得所述移相器由图1所示状态转变至图2所示状态的过程中，第三输出端口P3的相位保持不变，其他输出端口相移量的绝对值不断增加，且各端口相移量的比值保持不变，比值为：
第一输出端口P1：第二输出端口P2：第三输出端口P3：第四输出端口P4：第五输出端口P5＝2：1：0：-1：-2。其中负号表示该输出端口的相位是滞后的。
本发明实施例提供的一种用于基站阵列天线的介质移相器，其具体的仿真性能参数列于下表：
Figure RE-GDA0003777156160000041
可见，本发明提供一种用于基站阵列天线的介质移相器，其输出端口按照相移量的大小顺序排布于所述移相器的一侧，能够与天线单元按空间排布位置一一对应，大大简化了移相器与阵列天线间连接线缆的排布，最大程度上缩小了所需线缆的长度，有利于降低生产成本，缩小天线***整体尺寸，同时避免了较长的线缆可能带来的额外能量损耗。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于基站阵列天线的介质移相器，包括腔体（3）、设置于腔体（3）内的移相电路（1）和覆设于移相电路（1）上并可沿腔体长度方向移动的介质板（2），其特征在于：所述移相电路（1）包括两个慢波结构形式的移相单元（11）和两个U型传输线形式的移相单元（12）、位于移相器同一侧的一个输入端口（IN）和五个输出端口（P1、P2、P3、P4、P5），所述输入端口（IN）和第三输出端口（P3）直接连接，第二输出端口（P2）、第四输出端口（P4）分别经对应侧慢波结构形式的移相单元（11）与输入端口（IN）相连接，第一输出端口（P1）、第五输出端口（P5）分别经过对应侧的U型传输线形式的移相单元（12）和慢波结构形式的移相单元（11）后与输入端口（IN）相连接，所述U型传输线形式的移相单元（12）的输入端与输出端位于同一侧。
2.根据权利要求1所述的用于基站阵列天线的介质移相器，其特征在于：所述第一至第五输出端口（P1，P2，P3，P4，P5）依照相移量的大小顺序排布于所述基站天线用移相器的一侧，各输出端口相移量呈等差数列排列。
3.根据权利要求1所述的用于基站阵列天线的介质移相器，其特征在于：第一输出端口（P1）、第五输出端口（P5）的相移量分别为第二输出端口（P2）、第四输出端口（P4）的两倍。
4.根据权利要求1所述的用于基站阵列天线的介质移相器，其特征在于：所述可沿腔体的长度方向移动的介质板（2）用于调节移相区域内各移相单元的等效介电常数以控制各输出端口处信号的相位。
5.根据权利要求1所述的用于基站阵列天线的介质移相器，其特征在于：所述介质板（2）设置有矩形缺口（21）用于调节阻抗匹配。
6.根据权利要求1所述的用于基站阵列天线的介质移相器，其特征在于：在所述介质板（2）可移动的最大距离固定的条件下，所述慢波结构形式的移相单元（11）的最大相移量为单一传输线形式移相单元的两倍。
CN202210496348.9A 2022-05-09 2022-05-09 一种用于基站阵列天线的介质移相器 Pending CN114976647A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210496348.9A CN114976647A (zh) 2022-05-09 2022-05-09 一种用于基站阵列天线的介质移相器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210496348.9A CN114976647A (zh) 2022-05-09 2022-05-09 一种用于基站阵列天线的介质移相器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114976647A true CN114976647A (zh) 2022-08-30

Family

ID=82981993

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210496348.9A Pending CN114976647A (zh) 2022-05-09 2022-05-09 一种用于基站阵列天线的介质移相器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114976647A (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106329124A (zh) * 2016-08-31 2017-01-11 武汉虹信通信技术有限责任公司 移相器和天线
CN106921011A (zh) * 2015-12-28 2017-07-04 西安华为技术有限公司 一种移相器及天线
CN106972267A (zh) * 2017-04-28 2017-07-21 广州司南天线设计研究所有限公司 一种应用于基站天线的空间立体移相器
CN209133655U (zh) * 2018-12-05 2019-07-19 摩比科技（深圳）有限公司 一种移相器及基站天线
CN110867630A (zh) * 2019-11-27 2020-03-06 武汉虹信通信技术有限责任公司 介质移相器
WO2022041621A1 (zh) * 2020-08-31 2022-03-03 京信通信技术(广州)有限公司 一种移相器和天线

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106921011A (zh) * 2015-12-28 2017-07-04 西安华为技术有限公司 一种移相器及天线
CN106329124A (zh) * 2016-08-31 2017-01-11 武汉虹信通信技术有限责任公司 移相器和天线
CN106972267A (zh) * 2017-04-28 2017-07-21 广州司南天线设计研究所有限公司 一种应用于基站天线的空间立体移相器
CN209133655U (zh) * 2018-12-05 2019-07-19 摩比科技（深圳）有限公司 一种移相器及基站天线
CN110867630A (zh) * 2019-11-27 2020-03-06 武汉虹信通信技术有限责任公司 介质移相器
WO2022041621A1 (zh) * 2020-08-31 2022-03-03 京信通信技术(广州)有限公司 一种移相器和天线

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100512044C (zh) 具有可变波束宽度的波束形成网络
AU2004310213B2 (en) Phased array antenna system with controllable electrical tilt
CN109659706B (zh) 一种应用于5g移动终端的低成本波束扫描天线
CN103311669A (zh) 具有多个独立斜度的共享天线
CN106450763B (zh) 介质移相单元、介质移相器及基站天线
CN101888023B (zh) 一种多***共用的天线设备
CN110854482A (zh) 一种高频开关型移相器
CN116207522B (zh) 基于双十字波导结构的双频双极化共口径平板天线
CN103414022A (zh) 一种3×3Butler矩阵和5×6Butler矩阵
CN105356014A (zh) 微带开关型移相器及应用其的移相模块
US3824500A (en) Transmission line coupling and combining network for high frequency antenna array
CN204614906U (zh) 一种多路一体化介质移相器
CN212571367U (zh) 一种毫米波段应用的5×8巴特勒矩阵馈电网络
CN113036436B (zh) 一种小型化可重构波束形成网络架构
CN112072312A (zh) 一种毫米波段应用的5×8巴特勒矩阵馈电网络
CN114976647A (zh) 一种用于基站阵列天线的介质移相器
CN202839907U (zh) 移相器和具有移相器的天线
CN109546267B (zh) 一种射频移相器
CN114709627B (zh) 一种多频段可配置接收天线
CN104617366A (zh) 基于电容补偿技术的准平面高隔离四路功分器
CN204375964U (zh) 二维电子扫描天线
CN112072311A (zh) 一种宽带二维波束赋形网络
CN221379688U (zh) 一种基于阻抗渐变形式的移相模块、移相器和天线
CN115622532B (zh) 一种超宽带相控阵雷达数控移相电路
WO2022141208A1 (zh) 一种n驱m网络的波束形成网络架构

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination