專利名稱：用于操縱天線輻射波瓣的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在不,陣列^*身的情況下,車列，的輻腫 。所操
^S用于移動通信網(wǎng)絡(luò)的基站天線，尤其;M于發(fā)射方向的垂直調(diào)整。
w;f周知，可以ii3i將一w鵬區(qū)域分為戶;n胃的小區(qū)并Mii在不同小區(qū)內(nèi)同 時4OT相同的載波頻率以提髙，電網(wǎng)絡(luò)的通信業(yè)務(wù)容量。能{頓相同載波頻率
的小區(qū)越小、彼jiW^5:，貝iJ網(wǎng)絡(luò)容lf繊高。在小區(qū)的基站中經(jīng)常iOT多個在 不同的扇區(qū)中輻射可控的織，耐一一佳向織。在這種情況下，j柳相同載 波頻率，彼此間隔一定距離的基站相互間mt信號的干搬小。逸 *可以減 小頻率的重新^ffi距離，進(jìn)而提高網(wǎng)絡(luò)容量。
在某一扇區(qū)中天線輻射的垂直平面內(nèi)的，功率和發(fā)射方向fc者都必須 ^t擇，從而保il^夠的鶴范圍，且另一方耐目鄰扇區(qū)中的干手膨響足夠小。
，主瓣的中間方向與7jC平方向之間的角度被稱作，厄斜角"。如果環(huán)境中沒有發(fā)
生變化，貝iJ慨斜角育灘不用調(diào)^Dt鵬叵定。然而，實際上，小區(qū)中的通信業(yè)務(wù) 密度波動很大。將通信業(yè)務(wù)較小時的慨斜角{，小于通^大時的慨斜角是有利 的，因為在這種情況下，在小區(qū)的邊界區(qū)域內(nèi)的3i^質(zhì)量會變得比l^子，而殆 使相鄰小區(qū)中的總干涉量顯著增長。另外，小區(qū)中的構(gòu)造環(huán)境的^l^會有很多改 變，因此需要改對喊斗角。
當(dāng)應(yīng)用輻射器陣列時，育辦在不禾/Wk糊織的情況下^i力地^^g 射波瓣的方向。公知的是，當(dāng)微^^行中,射器的載波的相位被^S皿有合 適的不同值時，波瓣的方向從該行的法線方向轉(zhuǎn)數(shù)iJ所需的方向。要鵬喊斗角， 進(jìn)一步需要輻射器的嫩合路^h具WW調(diào)整的相移器，并且3^^射 于基本 上垂直的行中。輻射器的行倉鵬離垂鼓向的角度與在沒有樹可相移的情況下 獲得的典型的慨斜角一樣多。御l3之后育辦Mai相移的方式向i^向下^^f鵬斗 角。
可調(diào)天線的饋電中所需的相移最大可達(dá)到如fe大以致于在實際中只討論 傳輸線 的解決方案作為相移器。傳輸線的物理長度^少電長^^、須育嫩通 過電控制來改變。當(dāng)傳輸線的長戯生變化時，例如iiil位于^^線中劍專播的
空間中的二極管開關(guān)或鐵氧體片，實現(xiàn)了完全電可調(diào)的相移器。^一種情況中
鐵氧體的磁導(dǎo)率會發(fā)生變似人而導(dǎo)致^M^if線的有效相皿數(shù)的變化。iffi種 類的,決方案的缺點(diǎn)是它們所產(chǎn)生的損耗，當(dāng)，二極管時，還有非線性的缺 點(diǎn)。如果制成的相移器育,滿足功^W量的鄉(xiāng)4柳，貝咜們也是非常昂貴的。 因雌站的鄉(xiāng)機(jī)中4鯛的相移徵際上是機(jī)電的，這樣它們包括肖^由傳動裝
置移動的結(jié)構(gòu)部分，該部分的健決定了^i^的(電)長度。在本說明書和權(quán) 禾腰求書中將這種育娜^*^移動的鍋部分稱作"、胸件"。
一種簡單的機(jī)電相移器具有直附鰳線以及tl^牛，艦該胸件在劍纖 線上形成抽頭。無線電頻率信號被m^i喊^ir^^并綠頭中取出。當(dāng)需要
例如225度的相移時，該^lT^^與、胸件之間的距離的值被調(diào)整為0.625入。
入為傳輸線中的波長，它取決于傳輸線導(dǎo)體之間的介質(zhì)的介電性和磁導(dǎo)率。當(dāng)然， 傳輸線的長度必須直接與所需的最大相移相對應(yīng)。當(dāng)禾傭^^線中的頗時，傳
輸線的長度被減小，進(jìn)而電路所需的空間被減小。在這種情況下，fflii可移動的 、Mj件在傳輸線中形成短路，而不JiW頭。Mf周知，至u達(dá)m點(diǎn)的信號或電磁
場向相反方向湖。當(dāng)信號返回至'胞點(diǎn)時，它E^封彌了雙倍的距離，因此與該
結(jié)構(gòu)(其中信號被從位于同樣距離的抽頭取出)相比，相移也是雙倍的。為了達(dá) 到某一最大相移，具有一半長度的傳輸統(tǒng)t^夠了。那種鄉(xiāng)的短接的傳輸線需
要一個分離元件作為附加結(jié)構(gòu)，i^;件將與輸入信號在同一條線上的g信號分 離到它自己的傳輸路^h以饋燈^^。例如環(huán)^H京jyi合作為這樣的分離元件。 短接線連同環(huán)職一起形成了相移器。一mitk說，在本說明書和權(quán)利要求書中使
用信號娜的相移器也包括分離元件。
在本說明書和權(quán)利要求書中，術(shù)語"皿線"指的是，端具有引起g的 電路的傳輸線，以使,始端的信號也濕臺端輸出。
使用兩條平行的反射線和一個四端口的混合制戈l條娜線和環(huán)^l作
為分離元件肯獬獲得更高的功^W量和更好的統(tǒng)性。

圖1示出了根據(jù)US 6,333,683 的公開已知的這種鄉(xiāng)的翻^^電鵬的相移器的例子。該鍋包含第一 湖線141、第二頗線142和具有四個端口 Pl-P4的混織150。該繊的輸入 線101雜到第一端口 Pl ，輸出線102連接到第四端口 P4。第一娜線3^到 第1口P2，第二g^i^接到第三端口P3。 mi條一端口的，電頻率信號 ,多M:第1嗨三端口傳播到這兩條湖線；這兩個局部信號之間有90度的相
4腫。由于鄉(xiāng)線的長度相同，所以綠一頗線至iJ達(dá)第1口的^S^信號與從
第二娜線至IJ綠三端口的娜信號相位也相差90度。至IJ達(dá)混織的第一端口的 反射的局部信號相位相反，到鄉(xiāng)四端口的頗的局部信號相位相同。于是，反 射信號育辦只M31第四端口P4傳播到輸出線102。 i^^Aa輸出辦n廳線在 結(jié)構(gòu)上都是相似的。傳輸線娜,纖面的方狄圖在圖1的上船卜充附圖中示出。 每條線都包括兩轉(zhuǎn)狀的挪導(dǎo)體GND，一個在另一個頂部上，還包括位于艦 導(dǎo)體之間的一稍窄的中心導(dǎo)體CEC。介質(zhì)大多為空氣。
湖線被平，TW 置，并且橫跨在它們之間有共享的介電胸件130。詼滑 動件的一端^一^線141中實1^1珞，，目對的另一端，二，線142中 實現(xiàn)短路。該,件在其，處幾乎填滿了在這兩條線的接地導(dǎo)體之間的，空 間。對于每條線的中心導(dǎo)體，、胸件在該線方向上具有平孔。可以看到，該繊 不是電流的。該電介質(zhì)僅是將該，件處的中心導(dǎo)體和接地導(dǎo)體之間的電 高 到可以在^^^作頻率± 本上^ 力實1^的禾號。
當(dāng)移^it^件130時，由于上面描述的結(jié)構(gòu)的緣故，g線同樣多地變得或 長或短。它們在長度上總是相等的，在這種情況下它們的相移總是相等的。為了
使具有相同相位的局部信號至腿混合器150的第四端口以進(jìn)行求和并m^妖
線，這是必要的。
圖2所示的是根據(jù)W098/21779的公開已知的關(guān)于如何安排織陣的輻射器 的相位差以操縱輻射波瓣的例子。^^括三愧射器，它《l、腔于同^^竿的 不同高度。來自發(fā)辦幾的功率放大器的，電頻率信號IN被分配器210分成兩部 分。一部分!W:接弓I導(dǎo)至中央輻射器。另一部分被弓l導(dǎo)至相移器200并ffi3i它， 一半到最頂端的輻射器，一半到* 的輻射器。該相移^J與根據(jù)圖1的， 有所不同。它的傳輸線220為圓^^，、胸件230 3iMJ鬼^t動來移動。為此該 >胸<憤于臂215的端部，它的相反端部W1M"^由。同時該臂用作傳繊220 的饋線。該軸由電動機(jī)轉(zhuǎn)動。傳輸線的第一端，淑目移器的第"""tf出被雜到所
皿頂端的輻射器，第二端淑瞎器的第二輸出被，到戶;M^端的輻射器。
當(dāng)該滑動件處于其中間錢時，所有^H愧射器的信號的相位都相同，在這種 情況下織的主 直于^^魏射器引出的直線方向。當(dāng)、胸件230更^￡傳 輸線220的第一端而不是第1時，最頂端的輻射器相位令跌于中央輻射器的相 位，而驗端輻射器的相位滯后于中央輻射TO相位。在這種瞎況下繊的主瓣
已l^h3t垂直^S向下糊。相fflk，當(dāng)^m^i牛更^S^^的第1而不 是第一端時，纖主瓣已,腐垂直錢向上糊。
圖2中的相移器可稱作是微分型的，這是因為移動1^J件對兩個渝出信號的 相位的改變是等量但反向的。由上面的描述可知，在這種相移器中并沒有使用反射。
根據(jù)WO01/13459的公開可知一種包括一個以上類似于前面的例子中的微分 相移器的裝置。相移器的^il^具有相同的曲率中點(diǎn)，并且它們盼翻件由公共
的可旋轉(zhuǎn)臂移動，戶;M可旋轉(zhuǎn)臂同時用^irA^。
本發(fā)明的一 個目的是以一種新柳匕現(xiàn)有技術(shù)更優(yōu)的方式實1艦繊輻針波 瓣的徵從。根據(jù)本發(fā)明的裝置由^^權(quán)利要求1中所描述的M征。本發(fā)明的一 選的實施例在其，權(quán)利要求中說明。
本發(fā)明的基本思想如下陣列，的輻射激頗伊，^"行中。 一行中位
于與該行的中點(diǎn)等距離處的兩^射器形成一，射器對。為了操縱輻|^ , 所述對中的第一輻射器的信號相位(例如)被提前，所述對中的第二輻射器的信 號的相位被滯后同樣的量。為此^$|射 經(jīng)由包括至^^條，線和分離元
件的相移器鄉(xiāng)電。第1射器的湖線以麟二輻射器的湖線由在iM^射
器之間共享的傳輸線實現(xiàn)。通向第1射器的，電頻率信號被自喊^^線
的第一端，通向第二輻射器的信號被m^同一^m線的相對的第:r^0在4輸 線中有一位置育,被移動的鄉(xiāng)點(diǎn)。 一條娜線位于從該蹄點(diǎn)到謝^i^的方 向上，另一湖線位于從該湖點(diǎn)到劍繊的相反方向上。上面所蹈啲相位 改變^lii^W傳輸線移動反射點(diǎn)來實現(xiàn)的。為了移動該反射點(diǎn)，傳輸線具有一 個可移動的或者軒固定的湖電路。鄉(xiāng)一種情況下不同^tf線的湖電路是 附在同一可移動臂的、，件。^一種情況下"^K激M^劍專mh的一條反 射電路。如果輻射器對的數(shù)目多^"個，貝iJMil共同控制同時實i艦所摘射器 對的相位調(diào)節(jié)。輻射器對中的輻射器離行中點(diǎn)的距離越大，它們的信號的相位改 頻鵬大。
本發(fā)明的一個優(yōu)點(diǎn)是該相移結(jié)構(gòu)相對節(jié)省空間。這是由于相移器是反射型
的，另一方面^^相移器對是以微分方式工作的。在沒有后^ir征的情況下，輻 射器對的兩怖射翻每需要分離的傳輸線，娜本發(fā)明，該微線需要與共享 的傳輸線具有相同的長度。本發(fā)明的另一館點(diǎn)是根據(jù)本發(fā)明的繊很簡單，這
帶來了高的可靠性和相對低的律'J^;^。簡易性的一個因素是不需要iM:相移器 的移動部件^^信號。
下面詳細(xì)地描絲發(fā)明。戶; ^s述參考了下列附圖
圖1示出了適^^^電電路的已知相移器的一舊仔；
圖2示出了^m電電路中的用于m^^針波瓣的己知相^g的另一
頓子；
圖3a示出了^m本發(fā)明的用于m^^針娜的體的一舊仔；
圖3b示出了圖3a的輻射器的位置的例子；
圖4a示出了屬于根據(jù)圖3a的^/^M^件的例子；
圖4b示出了由根據(jù)圖4a盼,件實現(xiàn)的反射電路的等效電路；
圖5a示出了根據(jù)本發(fā)明的飾電路的另一，仔；
圖5b示出了根據(jù)圖5a的g電路的，啦絡(luò)；
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的用于mi^^針波瓣的驢的第二舊仔；
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的用于m^^射波瓣的驢的第三，仔；
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的用于擬從^^針 的縫的第四竹仔；
圖9示出了傳輸辦卩混合器如何在根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中彼lbbi^的例子；并
且
圖10示出了M"—條g線的相移器的例子。
已經(jīng)結(jié)合現(xiàn)有M的描述對圖1和圖2進(jìn)行了描述。圖3a示出了根據(jù)本發(fā)明 的用于操縱陣列，的輻射被瓣的裝置的一個例子。這^f仔中的陣列^^括 4愧射器，它們位于一行中，根據(jù)圖3b的例子第"^射器371和第Z^射器 372為該行中影Mi的輻射器，第三輻射器373禾嗨四輻射器374為該行中內(nèi)側(cè) 的輻射器。目標(biāo)是將輻射器信號的相位^g^^MM"器的，線性變化，從而 輻射波瓣從輻射謝亍的法線方向,并且^^其皿。^i^種情況下，變化被這 樣實現(xiàn)以使關(guān)于影剛的輻射器形成的對與內(nèi)側(cè),射器形成的對， 一怖射器 信號的相位被提前的量等于另Ht皿號的相位被滯后的量。內(nèi)偵幅射器對的 相位變化旨在比外側(cè)的輻射器對的相位變化小。一Wfe說，如果一行中的輻射器
數(shù)目是任意的，與該行中點(diǎn)的距謝瞎的兩怖射驟M;—對，按照J(rèn)^&方頗
戶; W"進(jìn)行鵬。
該^§包括功率分《310禾,于 ^射器的一個，型相移器。該分配器可以跡咖4路Wilkinson分ie^^T&可以包括第一 2齡S2^和與驗到第 一分 的輸出端的兩個2路分配器。^h相移皿功倉讓ll^l似于圖1中的相 移器:它包括一個混合器和兩條可調(diào)整的娜線。,昆^ 包括第一端口P1、 第Z^口P2、第三端口P3禾口第四端口P4，第一端口為輸A^口，第四端口為輸 出端口，與圖1中一樣。第一相移駒括第一混絲351、第一湖線341禾嘴 三頗線343，第1目移器包括第二混織352、第二湖辦嗨四湖線。第一 和第二鄉(xiāng)線(不包括它們的蹄電路)形成了辦的第一#^線321，相慰也 第三和第四皿線(不包,們的g電路)形成了 的第二傳輸線322。第 一和第二傳輸線湘M彌，被彎成弧形并 有相同的共同曲率中點(diǎn)。蹄電路 本來就是繊的，并且由、胸件實現(xiàn)。第一傳輸線321具有第一胸件331，所 述第一、胸件331是位于第一和第二鄉(xiāng)粒間的可移動的 #。相M^二 傳輸線322具有第二胸件332，戶腿第二、贓件332是位于第三和第四鄉(xiāng)線 之間的可移動的 #。第一和第二,件己被附于同一個臂361。臂361己被 固定至U位于第一和第二傳輸線的共享的曲率中點(diǎn)的軸362，以使它育辦織郵龍轉(zhuǎn)D 來自^Wl的功率放大器的，電頻率信號IN被分ra310分為41^P分， 分別為第一分信號E1、第二分信號E2、第三維號E3和第四爐號E4。第一分 信號被弓l導(dǎo)至第一混合器351的第一端口，定相后粉^A^到第"^射器371 的第四端口輸出。相M，第二灘號E2被弓I導(dǎo)魏二混絲352的第一端口， 定相后將M^四端口輸出以弓I導(dǎo)至第二輻射器372。第一混絲351的第1 口M中間線連接到第一傳繊321的第一端，并蹄三端口艦另一中間線連 至l傑二傳輸線322的第一端。相魁也，第二混合器352的第1口驗至瞎一傳 輸線321的第二端，第三端口，到第二^tl線322的第二端。由于第一分信號 El和第二分信號E2的相移然后用于同樣的兩剝專輸線，位于鵬線不同端，它 們之間的繊電路,跌享。由于上面描述盼胸件331、 332的附接方式的緣故， 用于實1U9P^^電路盼胸件331、 332是湘啲。泡附情況下，第一娜線 341與第三^J"線343具有相同的長度，其中，第一娜線341由其第一端和第 一m^件331之間的第一傳,的"^分以，一混合器351的第1口和第一 傳輸線的第一端之間的戶腐中間線鄉(xiāng)賊，第三湖線343由其第一端和第二胸 件332之間的第二傳輸線322的1分以，一混^1351的第三端口和第二傳 輸線的第一端之間的所述中間線艦。由于相同的(電)長度，由第一和第三反
射線造成的Mi^B相移也是相等的。這使得，一和第二^^J線的,點(diǎn)g的 第一^Kf號El的一 ^—混合器351的第四端口P4中被同相合并，并，一 分信號，作為整體且具有所需的相位，被弓l導(dǎo)至第1射器371。相艦，第二 維號E2，作為一個辦且具有所需的相位，ffl31第二混織352的第四端口被 引導(dǎo)至第二輻射器372。
正如前面所提到的，弧形傳輸線的滑動件被附于基本上垂直于傳輸線的臂 3610當(dāng)該臂織由362旋轉(zhuǎn)時，這些糊件均髓本身的傳繊同時湘，鵬動。 當(dāng)tt^帷于^lJ線的中心時，第一雑號m和第二體號E2的相移必然相等， 并且輔射器中的這，號沒有相i^0當(dāng)該臂361已郷鬼轉(zhuǎn)到更^5傳輸線的第 一端時，由于第一和第二^lf線的某些部分已，一^號的傳播路徑變?yōu)榈诙?分信號的傳播路徑，所以第一分信號的相移已被斷氏一定量，第二^Hf號的相移 被增加相同的量。因雌1射器371的Mt信號的相位相對于第二輻射器372
的Mt信號的相位被提前，這產(chǎn)生使得主輻腫波瓣向下糊的鄉(xiāng)(如mi瓣
的方向M:去輻射箭是垂直的話)。當(dāng)臂361朝著^^的第1旋轉(zhuǎn)時，產(chǎn)生 的效果自然是相反的。 '
與由第一和第二混合器以及第一和第二傳輸線形成的第一和第二分信號的 相移結(jié)構(gòu)相似，第三混合器353禾嘴四混絲354以鄉(xiāng)三4輸線323和第四傳 輸線324形成了第三爐號E3禾嗨四維號E4的相移結(jié)構(gòu)。第三和第四^^線 具有與第一和第二傳輸線相同的曲率中點(diǎn)，并且它們的滑動件都附于相同的臂 361。第三和第四^li線更誕曲率中點(diǎn)，從而比第一和第二#^線更^￡軸362, 因此它們比后者更短。長^^S搟hf嘗以J魏三和第四l輸線、第三混絲 353和第四混儲354之間的中間對目艦比位于第一和第二傳繊以鄉(xiāng)一混 合器351和第二混M352之間的中間線更長。更確切地，弧制^tf線的中心和 混^的端口之間的所有的八條線具有相等的電長度。第三^^線323禾口第四傳 輸線324比,，還意f^t第三和第四^號的調(diào)，圍比第一和第二^Ht號的 調(diào)整范圍更窄。由于必須如此，所以這不是缺陷。第三和第四雑號被弓l導(dǎo)至離 輻射激亍的中心比第一和第二輻射器，的第三輻射器373和第四輻射器374。 當(dāng)轉(zhuǎn)動波瓣時，為了保持輻針波瓣的微，第三和第四W"器的鄉(xiāng)信號的相位 改^^須要t嫩剛的輻射器的^t信號的相位被小。
在圖3a的例子中，從,件看去，臂361延伸TO:軸362—些，從而該臂具
有位于該軸和相對端之間的短的第二部分。電傳動^s 363 ,到戶;f^二部分 的最外端。傳動體的移動部分倉嫩l鵬制以在相對于臂的方向絲JlM橫向的
方向J^行推和拉的運(yùn)動。該臂的旋^^i動以在圖3a的例子中戶麻的方魏現(xiàn)。 第二部分的終端的路線也被彎成弧形，這需要在第二部分的終端有柔性的移動部 件或者以某種方頗長的孔，在該孔中附接樞軸育灘前后移動。第三種可能性是 ,傳動裝置已被提供有到它的相對端的軸以使它會 。傳動^g^動部件 到臂的附接點(diǎn)肖辦可謝勉也位于從軸362朝向、胸件的OT，在這種瞎況下不需 要該臂的第二部分。
圖4a示出了繞根據(jù)圖3a的娜的一部分取出的示例性剖面。該剖面髓臂 361，從而傳輸線和、胸件是作為禾繊面看到的。在該圖中倉嫩看至嗨一傳輸線 321、第二傳輸線322、第一糊件331和第二、胸件332。 ^M^仔中，#^1 線由位于介電板401的表面上的導(dǎo)電帶和iM本身鄉(xiāng)M。每劍^I^^括三個導(dǎo) 電帶；在兩個掛也導(dǎo)體GNC之間有中心導(dǎo)體CNC。因此傳輸線具有平面娜。 、胸件由與介電板401平行的板形金屬件MEP以及位于板401 Hi啲鶴i^^屬 件表面的薄介幅DIL纟賊。、胸件已被附于臂361的凹處。將雜的彈力F作 用于該臂，從而將，一、,件壓，一傳輸線的導(dǎo)體上，并且將第二tl^件壓 在第二傳輸線的導(dǎo)體上。介feJlDIIJM:了電流撤蟲，在這種清況下避免了兩個 金屬的接合以及接合處的互調(diào)現(xiàn)象。然而，^X作頻率上，傳，的中心導(dǎo)術(shù)每 經(jīng)由^^屬件MEP刺ttr線導(dǎo)體之間的電容繊至哋。圖4b示出了根據(jù)上面所 描述的由、胸件制成的鄉(xiāng)電路的徵鵬。節(jié)點(diǎn)M對應(yīng)于鍋件。在中心導(dǎo)體 和節(jié)點(diǎn)M之間^i著電，C3，在節(jié)點(diǎn)和接地導(dǎo)體之間^^著兩個并聯(lián)的電容 C1和C2?？傠娙荼菴3稍小一些。
圖5a示出了根據(jù)本發(fā)明的頗電路的另一舊仔。在這種情況下它在t!Mi: 也是一個,件。m^J件530包括至少具有與整斜^相同寬度的平面結(jié)構(gòu)的 薄介電板502。該板的下表面被相對于^ll線導(dǎo)體定位。在該板的_ 面上， 著位于傳輸線的第一掛也導(dǎo)體GNC1的第一導(dǎo)電區(qū)域503以及位于第二艦導(dǎo)體 GNC2的第二導(dǎo)電區(qū)域504。另外，在板502的戰(zhàn)面上#^著第三導(dǎo)電區(qū)域505 禾口第四導(dǎo)電區(qū)域506，二者,于傳輸線的中心導(dǎo)體CNC^t&lttS距一定的距離。 第一和第二導(dǎo)電區(qū):ilWl導(dǎo)體線，在"^。在這條導(dǎo)體辦H第三導(dǎo)電區(qū)域505 之間連蹄第一線圈L1。相艦，在該導(dǎo)體辦嘴四導(dǎo)電區(qū)域506之間i^W類
似的第J圈L2。這樣該結(jié)構(gòu)^tf爾的，以^M專輸線的兩觸去都是相似的。 圖5b所示為根據(jù)圖5a的鄉(xiāng)電路的徵電路。傳輸線的中心導(dǎo)體CNC由 串^^接的小線圈/示出，從而在該圖中^^#到它的分布式電感。中心導(dǎo)體和 接地導(dǎo)體之間的分布式電容由一對小電容c示出。圖中的第一電容器C1對應(yīng)于位
于目電路的第一導(dǎo)電區(qū)域503禾口^tr線的第一m導(dǎo)體之間的電容，第二電容
器C2對應(yīng)于位于第二導(dǎo)電區(qū)域504禾唯,的第二mtfe導(dǎo)體之間的電容。電容器 Cl和C2并聯(lián)娜卩對應(yīng)于蹄電路的導(dǎo)體線的節(jié)點(diǎn)N之間。圖中的第三電織 C3對應(yīng)于位于，電路的第三導(dǎo)電區(qū)域505和^^線的中心導(dǎo)體之間的電容，而 第四電容C4對應(yīng)于位于第四導(dǎo)電區(qū)域506和中心導(dǎo)體之間的電容。第三電， C3和第一線圈L1串聯(lián)在中心導(dǎo)體的一個點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)N之間。相應(yīng)地，第四電 C4和第1圈L2串聯(lián)在中心導(dǎo)體的另一點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)N之間。
當(dāng)傳輸線在線的終端被匹0fi!咜的特性P且抗時，上面的鄉(xiāng)電路是帶阻濾波 器。該電路的部件被設(shè)計成使徵織電的織的工作頻帶落A^該濾波器的P且?guī)?內(nèi)。由于結(jié)構(gòu)是對稱的，所以對于離開該^ll線招可一端的信號，該4^都M 類似于帶阻搶波器的作用，艮鵬這^ff號以相等的相移娜回它們的起始端。自 然，該帶阻濾波器還會,M31不同于如圖5a所示的艦電感和電容元件的電路來 實現(xiàn)。與短路，電路相比，帶阻濾波器當(dāng)然包括更多的^)部件。然而另一方 面，il51較小的電被l^夠鄉(xiāng)是有利的，這更加容易實現(xiàn)。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的用于皿陣歹iJ^^射波瓣的第二種仔。該^S 包括以與圖33的體同樣的方式連接的分 610、第一混合器651和第二混合 器652、第一傳輸線621和第二傳輸線622、第三混，653和第四混合器654、 第三傳輸線623和第四傳輸線624。這樣第一^Ht號El就I^Am—混合器的第四 端口弓瞎至第,射器671。相應(yīng)地，第二^Ht號E2被弓瞎至第I^射器672, 第三分信號E3被弓l導(dǎo)至第三輻射器673 ，第四^Ht號E4被弓l導(dǎo)至第四輻射器674 。 g電路M31附于同一可移動臂660的tf^件來實現(xiàn)。與圖3a相比，不同之處在
于傳輸線不是弧形的而是直的或者是由直線部併M;,且該臂不是MMI定轉(zhuǎn)而是
M^性運(yùn)動而被移動的。第三和第四^tr線在它們的^^:肚都超的，并 且臂660垂直于它們。該臂在這對專輸線的方向上移動。在這，ij子中第一禾嘴 二傳輸線具有四個連續(xù)的直線部分，形成了鋸齒形圖案，并且在該臂的移動方向 上進(jìn)行測量時，這些線與第三和第剛彌線一樣長。^b例中這些l續(xù)的部分相
對于臂的方向呈3o度，因雌一和第二^l^的長度為第三和第四j^r縱度的
兩倍。這使得當(dāng)臂從一處移動到另一處時，夕剛的輻射器671和672的信號相位 改變的鄉(xiāng)樹腿內(nèi)側(cè)輻射器673和674的信號相位改變的鄉(xiāng)^t值的兩倍。泡附 情況下，如果外側(cè)輻射器與行中心的距離為內(nèi)仴幅射器的距離的兩倍，貝幅針波 鵬保持其微的情況下進(jìn)行糊。
由于第一和第二^^線的部分飾喊鄉(xiāng)，它們盼胸件倉嫩不僅與4繊 具有相同的寬度，而且由于這些線很緊密的緣故，它們不粉離的。因雌一和 第二#11線具有共享的,件631，戶/M共享盼 l^件631 g臂方向在當(dāng)?shù)谝?br> 和第1S^到平frf該臂的直線上時給出的旨范圍;^延伸。在圖6的例子
中，第三和第四傳輸線也具有共享的足夠?qū)捙文考?br> 圖7示出根據(jù)本發(fā)明的用于皿陣列^S針波瓣的第三竹仔。該陣列天 離括第1射器771、第二輻射器772、第三輻射器773和第四輻射器774。在 本例中第一和第二輻射器構(gòu)成內(nèi)側(cè)對，第三和第四輻射器構(gòu)傲Ki對。想法在于 在該裝置中使用同樣的傳輸線，其中包括反射點(diǎn)。第一傳輸線721、第二^tf線 722、第三傳輸線723和第四#^線724都具裕胴的長度。財卜它們都超的且 是平行的。臂760垂直于這對輸線，并MM^(4ig動^a些線的方向上移動。 弓跑湖盼胸倂皮附于每條線的臂。
為了使得輻射器對的信號獲得不同的相移，相移親微聯(lián)在1:會Si第一 相移后的信號被分為相等的兩半，1分被弓l導(dǎo)至一怖射器，而另一部併劍
第二相移后被引導(dǎo)至它本身的輻射器。與此一致，來自mm功率放大器的職
電頻率信號IN首先在分臓711中被分為兩部分。第一州言號E13被弓瞎至第一 混合器751的第一端口P1，定相后糊^A其第四端口 P4輸出。相移發(fā)生在湖 線741禾口743中，與圖3a和6中的方式相同，它們包括第一和第二傳輸線的第一 端直到滑動件以及這些傳,和第一混^^之間的線。第一混^的第四端口連 接至悌二分臓712，它將第一維號E13分細(xì)等的兩部分第^^信號E1 和第三，信號E3。第"^信號^E接引導(dǎo)至第^S射器771。第三，信號 E3又被弓1導(dǎo)至由第三混絲753和兩條鄉(xiāng)線纟鵬的相移器，該相移點(diǎn)對^Ht 號E13進(jìn)行鄉(xiāng)的相移器相同。^^鄉(xiāng)^^括第三和第四傳,的第一端和它 們的滑動件。第三殘信號接著將，鵬三混絲的第四端口輸出并被弓瞎至第 三輻射器773。與第^^信號E1的相位木目比，第三X^信號滯后的相位是輸入
信號IN滯后的相位的兩倍。相艦，第二満號E24被引導(dǎo)魏二混絲752 的第一端口 PI，定相后將^/人其第四端口 P4輸出。與圖3a和6中的方式相同， 相移發(fā)生在鄉(xiāng)線中，這些鄉(xiāng)鄉(xiāng)括第一和第m鰳線的第HJit胸件以 及這些傳輸線和第二混合器之間的線。第二混^的第四端口3^至勝三分, 713，戶;M^三分^ 713將第二分信號E24分淑勝的兩部分第二織信號 E2禾嗨四^^信號E4。第二繊信號^^接弓I導(dǎo)至第J射器772。第四^ft 號E4又被弓l導(dǎo)至由第四混絲754和兩條鄉(xiāng)線^賊的相移器，該相移點(diǎn)對分 信號E24進(jìn)行鵬的相移器相同。鵬鄉(xiāng)^m括第三和第四4繊的第1和 它們的滑動件。第四織信號接著粉MB四混絲的第四端口輸出并被弓l導(dǎo)至 第四輻射器774。與第二殘信號E2的相位相比，第囟殘信號滯后的相位是輸 入信號IN滯后的相位的兩倍。
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的用于操縱陣列天線的輻針波瓣的^g的第四舊ij 子。根據(jù)要被鵬幅射器的信號，該縫與圖3a和6中示出的縫樹以。不同 之處在于，每劍彌街見在具有多個( 1例中為7個)固定g電路而非一個 可移動的皿電路。*^電路都包括開關(guān)，目4^可I炒/M開關(guān)激活或設(shè)
置成^的。未被撒活的g電路;iit明的，^rs:對在^ii^中傳播的信號沒
有顯著的影響。一次撒活來自一條線的目電路中的一個目電路。對被撒活的 ^t電路進(jìn)行^與移動圖3a和圖6中的機(jī)械臂相對應(yīng)。Mlt電路的撒;SSiffi 制器860 (例如解碼器)來實現(xiàn)。控帶腦出端的數(shù)目與一條線的鄉(xiāng),的數(shù) 目相同。#^控帝1| 出端連接到每條線的一個湖電路。
第一傳輸線821和第二^^線822用于夕hi藤射器對871、 872，第三寸^f線 823和第四傳輸線824用于內(nèi)側(cè)腐射器對873、 874。所有^tl線的長度都相同。 每剝專輸線的中心娜電E維于傳輸線的中間點(diǎn)。其它的娜電離于中心％￡各 的兩邊，在本例中具有相同的距離。為了使得內(nèi)側(cè)瓶射器信號的相移小于夕Kl!i腐 射器信號的相移，第三和第四傳輸線的蹄鵬比第一和第二傳繊的湖電路 更加ft^皮此。當(dāng)中心娜電路波激活時，所摘射器的信號都具有相同的相位。 在該圖所示的例子中，解碼器860的第二輸出端S2被體為、驗枕態(tài)。絲一和 第三輻射器來看，第二輸出端樹l鵬驗至勝二鄉(xiāng)電路。S^m二蹄電路或 第一傳輸線的g電路831、第二傳輸線的g電路832、第三^tf線的g電路 833以，四傳輸線的g電路834因而對從兩端至U達(dá)它的信號進(jìn)行g(shù)。因此
第1射器871的^f信號的相位相對于第二輻射器872的鄉(xiāng)信號的相位l鵬 前，第三輻射器873的^t信號的相位相對于第四輻射器的^t信號的相位!鵬 前，i^^生了^i輻lt波瓣向下,的效果。
圖9示出了j彌辦嗨^l如何在根據(jù)本發(fā)明的娜中fM^的例子。與 在圖3a和4中的一樣，在該圖中使用相同的附圖^i己。^U:方可見介電平面401 的一部分。在該平面的_ 面上^4著第一 #11線321禾口第二弧^^專ir線以 及它們的導(dǎo)體。傳輸線的、胸件的移動范圍是有限制的，在該圖中用虛線*祝。 第一混合器351由平面401 ，面上的導(dǎo)體圖案和該平MT表面上的與^^混合 器具有相同范圍的信號接地(未示出)《誠。用于將混織的第1P2和第三端 P3連接到傳輸線321、 322的中間線在平面401的戰(zhàn)面上賊對^^的鄉(xiāng) 延續(xù)。中間線的接地導(dǎo)條混合器這"^J經(jīng)由通孑,到平ST表面上的娜。 中間線的長度 上相同。
圖10示出了具有一條鄉(xiāng)線的相移器的例子。娜線A41包括4鰳線A21 在其一端和目電路A31之間的1分以及位于^tf線A21和分離元件A51之間 的線A91。在本例中分離元件是具有三端口的環(huán)皿。待，的一^號E1被饋 憩lj第一端口P1。它絲1口P2而非第三端口P3輸出。第1口雜到蹄 線A41。 MJ條線返回到第Z^口的信號又回至懷臓，在該環(huán)麟中，它絲 三端口而非第一端口輸出。第三端口P3,至幅射器A71。
以上描述了用于擬從陣列，的輻腫波瓣的裝置，該^fi基于g型相移器 和關(guān)于輻射器對的微分相移。所描述的娜肖灘與戶照細(xì)示出的娜不同。纖
輻射器的數(shù)目自然肯辦改變。戶;M數(shù)目也可以為奇數(shù)，在這種情況下中彌射器
的鄉(xiāng)信號的相位不可調(diào)。傳輸線會辦以不同的方微現(xiàn)，例如它們的導(dǎo)體育辦 相對是剛性且是空氣絕緣的。不管是在空氣鄉(xiāng)機(jī)的鍋中還是在^柳電路板的結(jié) 構(gòu)中，傳輸線、混合器或分,的與地分離的導(dǎo)體可以是沒有接合處的 1^帶。 相應(yīng)地， 一些接地導(dǎo)體肖灘彼此形成一辦帶。、胸件的實J舫式也可以改變； 它們的導(dǎo)電部分可以例如僅為導(dǎo)電臂的延伸部分。本發(fā)明的思想倉辦在由^^ 利要求1定義的范圍內(nèi)以不同的方^iS用。
權(quán)利要求
1.一種用于操縱陣列天線的輻射波瓣的裝置，所述陣列天線包括至少一個輻射器行，所述行具有至少一個輻射器對(371，372；373，374)，當(dāng)通過所述裝置調(diào)整天線時，所述對的輻射器的信號的相位被設(shè)置成向相反的方向改變，所述裝置包括用于將發(fā)射信號(IN)分為要被引導(dǎo)至不同輻射器的分信號(E1，E2，E3，E4)的分配器(310)，對于每個輻射器對，至少一個第一反射型相移器，包括長度可調(diào)整的、用于對所述對的第一分信號(E1；E3)進(jìn)行延遲的第一反射線(341)，和用于將從所述第一反射線返回的所述對的第一分信號分離到一路徑的第一分離元件(351；353)，所述路徑通向所述對的第一輻射器(371；373)，以及一個第二反射型相移器，包括長度可調(diào)整的、用于對所述對的第二分信號(E2；E4)進(jìn)行延遲的第二反射線，和用于將從所述第二反射線返回的所述對的第二分信號分離到一路徑的第二分離元件(352；354)，所述路徑通向所述對的第二輻射器(372；374)，這兩個分離元件都具有用于輸入分信號的第一端口(P1)、用于將該分信號引導(dǎo)至所述相移器的反射線的第二端口(P2)和用于將該分信號引導(dǎo)至一個輻射器的第四端口(P4)，其特征在于對于每個輻射器對所述第一和第二反射線形成整體的第一傳輸線(321；323)，所述第一傳輸線的第一端連接到第一分離元件的第二端口，其第二端連接到第二分離元件的第二端口，第一傳輸線具有至少一個用于形成單個反射點(diǎn)的反射電路(331)，所述反射電路在第一和第二反射線之間共享，在這種情況下第一反射線從這個反射點(diǎn)延伸到第一分離元件(351；353)的第二端口，而第二反射線從所述反射點(diǎn)向反方向延伸到第二分離元件(352；354)的第二端口，并且所述裝置進(jìn)一步包括用于移動所述反射點(diǎn)并進(jìn)而調(diào)整所述反射線的長度的部件。
2.如權(quán)利要求1戶腿的，，其中^t^第一分離元件(351; 353)都是混合器，進(jìn)i具有第三端口 (P3)， 以4頓被引導(dǎo)至第一端口的分信號的一 ^^—端口輸出，另一WMM^二端口 (P2)輸出，每個第一相移器進(jìn)一步包括長度可調(diào)整的并連接到所述第三端口的、用于對所述的第一分信號(El; E3)的一半進(jìn)行鵬的第三反射線(343),第一反射線接著用于延遲所述分信號的另一半，第四端口 (P4)用于將再次合成的所述分信號引導(dǎo)到所述的第一輻射器，每個第二分離元件(352; 354)都是混合器，進(jìn)一步具有第三端口，從而要 被引導(dǎo)至第一端口的分信號的一半將從第一端口輸出，另一半將被從第二端口輸出。每個第二相移器進(jìn)一步包括長度可調(diào)整的并連接到第二分離元件的第三端口的、用于對所述的第二分信號(E2; E4)的一半進(jìn)行延遲的第四反射線，第 二反射線接著用于延遲該分信號的另一半，第四端口用于將再次合成的該分信號引導(dǎo)到所述的第二輻射器，特征在于每條第三和第四反射線形成整體的第二傳輸線(322; 324)，所述第二傳輸線的第一端連接至第一分離元件的第三端口，其第二端連接到第二分離元件的第三端口，每條第二傳輸線都具有至少一個用于形成單個反射點(diǎn)的反射電路(332)，所述反射電路在第三和第四湖線之間共享，在這種情況下第三反射線從這個反射點(diǎn)延伸至第一分離元件的第三端口 ，而第四反射線從該反射點(diǎn)向反方向延伸到第二分離元件的第三端口，并且用于移動第一傳輸線的反射點(diǎn)的所述部件也用通過同樣的控制來移動第 二傳輸線的反射點(diǎn)。
3. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于每條傳輸線上的反射電路的數(shù)目都為1，且該反射電路為滑動件，其中用于移動反射點(diǎn)的所述部件包括可移動臂(361; 660; 760)， 每個滑動件都被附于所述可移動臂。
4. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于每條傳輸線上的反射電路的數(shù)目 都至少為2，且這些反射電路是固定的，它們中的每一個反射電路都包括開關(guān)，通過該開關(guān)可將反射電路設(shè)置為透明或反射的，其中用于移動反射點(diǎn)的所述部件包括電控制器860，控制器輸出的數(shù)目與一條線的反射電路的數(shù)目相同，并且每 個輸出都被連接到每條線的一個反射電路以便于一次設(shè)置每條線的一個反射電 路。
5. 如權(quán)利要求3戶腿的縫，^JT征在于每斜專輸線都JiW的，并且具 有共享的曲率中點(diǎn)，并且戶皿臂(361)被固定于位于該中點(diǎn)的軸(362)以,所述臂的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動來移動戶; ^i^件，其中與行中的夕MK幅射器對相對應(yīng)的至少一斜專輸線(321， 322)離曲率中點(diǎn)的距離比與行中的內(nèi)偵幅射器對相對應(yīng)的至 少一斜專輸線(323， 324)離曲率中點(diǎn)的距離要遠(yuǎn)，以使相移與行中輻射器的位 置成比例。
6. 如權(quán)利要求5戶腿的體，^ir征在于用于移動g點(diǎn)的部件進(jìn)"^包括電傳動裝置(363)，它的移動部分被附于戶; ^臂并且被^s^^相對于臂方向基本^M橫向的方向J^行推feii動，以實JM^^Mtii動。
7. 如權(quán)利要求3戶腿的縫，其中輻射器對的數(shù)目至少是2， MT征在于每 劍專輸線基本上僅由數(shù)目至少為1的直線部併且成，所述臂(660)被^5 1 垂直于臂方向的統(tǒng)性運(yùn)動來移動，并且在臂的輸方向上測量時，與行中的夕Mi 輻射器對相對應(yīng)的傳輸線(621， 622) tt上和與行中的內(nèi)偵幅射器對相對應(yīng)的 傳輸線(623， 624) —樣長，但在4繊駄向上湖懂時前者比后者長，以使相 移與行中輻射器的健成比例。
8. 如權(quán)利要求7戶腿的體，辦征在于與行中的內(nèi)偵幅射器對相對應(yīng)的 傳輸線在它們的^t^:度上都超的，而與行中的夕KK幅射器對相對應(yīng)柳輸線(621， 622)由形成鋸齒形圖案的直線部^^賊。
9. 如權(quán)利要求8戶腐的體，其中的兩斜專輸^T應(yīng)于^t^射器對，其 特征在于與行中的夕卜偵幅射器對相對應(yīng)的傳輸線(621， 622)的鄉(xiāng)電路由共享的、胸件(631)來實現(xiàn)，戶; ^胸件 ^范圍內(nèi)髓臂方向延伸，戶; i^^范圍是當(dāng)這兩剩專輸線,到平1汗該臂的直線上時給出的。
10. 如權(quán)利要求3戶腿的體，其中輻射器對的數(shù)目至少是2， ^!T征在于 所有的傳輸線都M的并且，，戶;M臂(760)被^gj^l平CTM^^方向 的線性運(yùn)動來移動，其中，為了使相移與行中輻射器的^S^比例，與不同輻射 器對相對應(yīng)的相移親皮級聯(lián)在""^，這職與行中的內(nèi)側(cè)輻射器對(771， 772)相對應(yīng)的兩個相移器的輸出tp^t著^g^ (712， 713)，戶;M^ffi^的第"tr出 連接到內(nèi)側(cè)輻射器對的一1^射器，戶腿分,的第二輸出雜到與行中的夕剛輻射器對(773, 774)相對應(yīng)的一個相移器,入。
11. 如權(quán)利要求i戶腿的體，^tr征在于戶; ^傳輸線具有平面彌，以使4 它們包括帶狀中心導(dǎo)體(CNC)和位于其兩側(cè)的帶^t也導(dǎo)體(GNC)。
12. 如權(quán)利要求11戶腿的縫，^iE在于戶腿中心導(dǎo)體(CNC)禾口艦 導(dǎo)體(GNC)是介電平面(401)的表面上時微帶線。
13. 如權(quán)利要求ll臓的縫，辦征在于鵬繊是空氣纖的。
14. 如權(quán)利要求3戶腿的體，辦征在于戶/^胸#^括板形鍋件(證)和位于側(cè)面的介電薄層(DL)，以將其歸戶;f^f^r^^s。
15. 如權(quán)利要求3戶腐的^g， ^)T征在于戶;f^,件(530)中的旨都 包括!贓在傳輸線上的介電板(502)以及位于 ±的電感和電容元件，以使得 該CT電路本身為帶阻搶波器，朋述搶波器的阻帶,了#@電的，的工作頻帶。
全文摘要
一種用于在不轉(zhuǎn)動陣列天線本身的情況下操縱陣列天線的輻射波瓣的裝置。所述陣列天線的輻射器(371，372，373，374)位于一行中，與該行的中點(diǎn)等距離的兩個輻射器(371，372，373，374)形成輻射器對(371，372，373，374)。為了操縱隔射器波瓣，所述對(371，372，373，374)中的一個輻射器的信號相位例如被提前并且另一個輻射器(371，372，373，374)的信號相位被滯后相等的量。出于這個目的，每個輻射器(371，372，373，374)都通過包括至少一條反射線(341，343)和分離元件(351，352，353，354)的相移器來饋電。用于輻射器對(371，372，373，374)的反射線(341，343)通過它們間共享的傳輸線(321，322，323，324)來實現(xiàn)。將要引導(dǎo)至一個輻射器(371，372，373，374)的信號被饋送到這條傳輸線(321，322，323，324)的一端，而將要引導(dǎo)至另一輻射器(371，372，373，374)的信號被饋送到相同線的相反端。在該傳輸線(321，322，323，324)中存在著反射點(diǎn)(331，332)，它的位置能夠被移動。所述相位的改變是通過沿著傳輸線(321，322，323，324)移動反射點(diǎn)(331，332)來實現(xiàn)的。為了移動反射點(diǎn)(331，332)，傳輸線(321，322，323，324)具有一個可移動的或若干固定的反射電路。在前一種情況下，不同傳輸線(321，322，323，324)的反射電路(331，332)是被附于同一可移動臂(361)的滑動件。在后一種情況下，一次激活每條傳輸線的一條反射電路。如果輻射器對(371，372，373，374)的數(shù)目多于一個，則通過共同的控制同時實現(xiàn)對所有輻射器對(371，372，373，374)的相位調(diào)節(jié)。
文檔編號H01QGK101189758SQ200680019488
公開日2008年5月28日 申請日期2006年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月3日
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