一种多路一体化介质移相器
技术领域
本实用新型涉及到移动通信基站天线领域,特别涉及到一种改变传输信号相位的介质移相器。
背景技术
移相器是电调天线的核心部件。移动通信基站天线的发展,对移相器提出了更高的要求,比如要求更小的体积、更宽的工作频段、更佳的互调性能以及更容易实现的加工工艺等。现有技术中,介质移相器是通过移动移相器内的介质,改变信号的传播速率,从而实现移相。
但是,现有技术的介质移相器,例如专利号CN102544733B的介质移相器,参见图9,包括功分器组、传输线和若干介质移相器,所述功分器组包括一个主功分器和若干从功分器,每一个介质移相器由两块结果相同的介质基板构成,介质基板上开有一个多边形槽,但现有技术主要存在如下问题:
1.使用该类移相器单元组成的多路移相器,用于多单元组阵的基站电调天线时,移相器长度较长,占用面积过大,非常不利于天线馈电网络的整体布局。
2.移相器零部件过多,装配复杂,导致基站电调天线整机装配的难度和一致性较差,制造成本偏高。
实用新型内容
本实用新型目的在于提供一种新型的移相器,可以克服现有技术的不足。
本实用新型提供的技术方案为一种多路一体化介质移相器,包括腔体10、第一介质板301、第二介质板302和PCB板90;
所述腔体10一体成型,呈长方体,两端留有开孔,两边侧壁上分别设有导轨槽,PCB板90经导轨槽固定设置于腔体10中;
所述PCB板90的上下表面对称地附着有馈电线路80,PCB板90内部设置有连通上下表面的馈电线路80的金属化过孔11;
所述第一介质板301、第二介质板302对称设置,分别覆盖在PCB板90的上下表面并能够沿腔体较长的侧壁方向滑动,第一介质板301和第二介质板302上设有与馈电线路80相应的通孔。
而且,所述导轨槽由第一凸起201和第二凸起202构成。
或者,所述导轨槽为内陷式开槽31。
而且,所述腔体10的一边侧壁上设置有与馈电线路80的端口相应的若干焊接孔40,该侧壁下方设置相连的一条侧边60,侧边60上设置与各焊接孔40一一对应的电缆焊接座20。
而且,所述第一介质板301和第二介质板302上设置的通孔与馈电线路80中的移相线路部分相应,每个移相线路部分相应有两个大小不相同的通孔。
而且,所述馈电线路80中相邻的参与移相的移相线路部分,不是在沿着腔体10较长的方向延伸排列,而是沿腔体10较短的方向平行排列。
而且,所述PCB板90的上下表面通过覆铜形成馈电线路80。
而且,所述馈电线路80的所有移相线路部分,采用相同的宽度的馈电线。
而且,所述馈电线路80的所有移相线路部分,采用不同的宽度的馈电线。
本实用新型的应用于基站电调天线的介质滑动型式的移相器,结构简单,加工容易,可用于各种通信制式的电调天线中,具有广泛的应用价值。与现有技术相比,本实用新型具备如下优点:
1.馈电线路附着在PCB板上,线宽设计不受限,制造加工容易,一致性较好。
2.零部件少,整体移相器仅包含金属腔体、PCB板、介质板及电缆焊接座四类部件,因而其制造装配简单、批量一致性好。
3.移相器整体体积,对应于实现同样功能的多路常规介质移相器,本实用新型移相器剖面低、体积大大缩小,方便了天线整机的馈电网络设计。
4.本实用新型的移相器,焊接点少,除焊接座紧固件外,再无其他不同金属材质部件的直接连接,因而互调性能好。
附图说明
图1为本实用新型实施例一中移相器的立体示意图;
图2为图1所示本实用新型实施例一中移相器的腔体示意图;
图3为图2所示本实用新型实施例一中移相器的A-A向示意图;
图4为本实用新型实施例二中移相器的A-A向示意图;
图5为本实用新型实施例一中移相器的馈电线路的示意图;
图6为本实用新型实施例一中移相器的馈电线路的局部放大图;
图7为本实用新型实施例一的原理示意图;
图8为本实用新型实施例二中移相器的馈电线路演变的示意图;
图9为专利号CN102544733B的介质移相器结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本附图和实施例对本实用新型技术方案做详细地阐述。
参见图1,本实用新型实施例一提供的多路一体化介质移相器101包括腔体10、第一介质板301、第二介质板302和PCB板90:
所述腔体10一体成型,呈长方体,两端分别留有开孔501、502,两边侧壁上分别设有导轨槽,PCB板90经导轨槽固定设置于腔体10中。设腔体10的长宽高分别为A、B、C,A大于B,长度为B的两端分别有开孔501、502,以便使用本实用新型提供的多路一体化介质移相器时,将第一介质板301、第二介质板302与作为移相器驱动的滑动介质部件连接;长度为A的两边侧壁上分别设有导轨槽。具体实施时,腔体10内部的导轨槽可由第一凸起201和第二凸起202构成,PCB板90可以固定在导轨槽内,如图2中第一凸起201和第二凸起202夹住PCB板90。或者,所述导轨槽为内陷式开槽31,如图3中导轨槽加工为内陷式开槽以固定PCB板90。
所述PCB板90的上下表面对称地附着有馈电线路80,PCB板90内部设置有连通上下表面的馈电线路80的金属化过孔11。具体实施时,可通过对PCB板90两面覆铜箔构成馈电线路80,PCB板90内部的金属化过孔11连通上下馈电线路80,使之成为一个整体。
所述第一介质板301、第二介质板302对称设置,分别覆盖在PCB板90的上下表面并能够沿腔体较长的侧壁方向滑动,即沿着与腔体10较长的侧边平行的方向在腔体10内滑动;第一介质板301和第二介质板302上设有与馈电线路80相应的通孔。可以看作,第一介质板301、第二介质板302分别置于上、下形成中空夹层,PCB板10置于夹层中,实际中第一介质板301、第二介质板302与PCB板10的间隙很小。本实用新型进一步提出第一介质板301和第二介质板302上设置的通孔与馈电线路80中的移相线路部分相应,每个移相线路部分相应有两个大小不相同的通孔。馈电线路80附着在PCB板上,因此线宽设计不受限,馈电线路的所有位于介质孔下的实现相位改变的移相线路部分,可以采用相同的宽度,也可以为不同的宽度,带状线的阻抗可以灵活变换,更利于实现匹配。进一步地,第一介质板301和第二介质板302的介电常数εr>1.0。
本实用新型进一步提出设计转接装置,所述腔体10较长的一边侧壁上设置有与馈电线路80的端口相应的若干焊接孔40,该侧壁下方设置相连的一条侧边60,侧边60上设置与各焊接孔40一一对应的电缆焊接座20。所述电缆焊接座20和腔体10之间设置有间隙。腔体10一体成型时,可同时成型侧边60。如图1所示,腔体10的侧壁上设有焊接孔40,位于腔体10的同一侧。具体实施时,也可以将腔体10的上表面和侧面的一部分镂空成孔,构成焊接 孔40。使用本实用新型所提供多路一体化介质移相器时,可将电缆焊接座20通过螺钉固定在腔体侧边60上,外接的电缆焊接在焊接座20上,电缆内导体通过焊接孔40和馈电线路80的各个端口焊接在一起,馈电线路80的端口包括输入端口和输出端口。同时,电缆焊接座20和腔体10侧壁之间留有间隙,保证移相器整体的三阶互调性能优良。
本实用新型进一步提出,馈电线路80中相邻的参与移相的移相线路部分,不是在沿着腔体10较长的方向即长度方向延伸排列,而是沿腔体10较短的方向即宽度方向平行排列。
具体实施时,如图7所示,以输入口115为中心,左右两侧分别依次连接移相器和功分器,左侧相位超前(Φ),右侧相位滞后(-Φ),中间有主功分器1,两侧各有3个从功分器2、3、4。左侧有输出端口110,111,112,113,114,右侧依次有输出口116,117,118,119。输出端口的数量根据实际具体情况而定。
本实用新型实施例一采用十端口的馈电线路,实施例二采用六端口的馈电线路。
如图4和图5所示,实施例一的输入端口为115,输出端口为110、111、112、113、114、116、117、118、119。馈电线路80中的移相线路部分和第一介质板301、第二介质板302一起构成移相单元,相邻的每一个移相单元平行地并排,而不是沿腔体纵向延伸,这样可以减少移相器的整体长度。第一介质板301和第二介质板302,两者分别位于PCB板的上表面和下表面。第一介质板301和第二介质板302上与馈电线路80中的馈电线相应开有多组通孔,每组包括两个大小不相同的通孔701和702,使用两个大小不同的通孔,电磁波经过空气和介质传输时,多次反射,实现了带状线从空气中的阻抗到介质中的阻抗变换的宽带匹配,比单个孔具有较多的反射次数和较宽的匹配带宽。建议采用两个大小不同的矩形通孔,利于制造和仿真。实施例一左边有4组,右边有4组。第一介质板301和第二介质板302完全对称。
如图6,以右侧的移相线路部分801、802、803、804为例,移相线路部分801、802、803、804在A-A方向上平行设置,与图9中现有技术的延伸设置方式明显不同,节约了大量长度。第一介质板301、第二介质板302在同步滑动过程中,移相线路部分801、802、803、804分别产生移相。具体过程是:信号从输入端口115依次经过功分器1、移相线路部分801、功分器2、到输出端口119产生的+Δ的相位差,信号从输入端口115依次经过功分器1、移相线路部分801、功分器2、移相线路部分802、功分器3到输出端口116产生+2Δ的相位差,信号从输入端口115依次经过功分器1、移相线路部分801、功分器2、移相线路部分802、功分器3、移相线路部分803,功分器4到输出端口118产生+3Δ的相位差,信号经输入端口115依次经过功分器1,移相线路部分801、功分器2、移相线路部分802、功分器3、移相线路部分803、功分器4,移相线路部分804到输出端口117产生+4Δ的相位差。同理,输出端口 110、113、111、112分别产生-Δ,-2Δ,-3Δ,-4Δ的相位差。
如图5所示,功分器1、移相线路部分801、功分器2、移相线路部分802、功分器3、移相线路部分803、功分器4、移相线路部分804依次连接,功分器1、2、3、4可以根据实际需要设计成所需要的功率比。PCB覆铜构成的馈电线路比金属构成的馈电线路,在加工上更简易。同时阻抗变换可以设计成更多需要阻抗值,不会受到金属馈电线路加工不能过细的影响。使用本实用新型实施例一提供的多路一体化介质移相器101时,将各个输出端口连接辐射元,组成天线阵列,就能实现基站电调天线的波束下倾。
如图8所示,实施例二提供的多路一体化介质移相器101,包括腔体10、第一介质板301、第二介质板302和PCB板90,和实施例基本一致,只有馈电线路80的电路结构不同,但原理相同。实施例二的馈电线路80,右侧有移相线路部分801、802,左侧同样有两个移相线路部分,相应地,左边有2组通孔,右边有2组通孔。
以上所述为本实用新型的实施例而已,但本实用新型的保护范围不限于此。凡基于本实用新型的技术方案所作的任何修改、改进等,均包含在本实用新型的保护范围之内。