專利名稱：電調(diào)天線饋電模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及移動(dòng)通信基站電調(diào)天線技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于電調(diào)天線的饋電模塊。
背景技術(shù)：
移動(dòng)通信系統(tǒng)基站電調(diào)天線能夠靈活地改變天線主瓣的俯仰角，因此可以有效地調(diào)節(jié)天線的覆蓋范圍，十分便利地調(diào)節(jié)小區(qū)的信號(hào)覆蓋。電調(diào)天線通過其饋電網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)此功能。電調(diào)天線饋電網(wǎng)絡(luò)一般包括兩大部分功分網(wǎng)絡(luò)及移相器。功分網(wǎng)絡(luò)主要負(fù)責(zé)天線各單元電流幅度加權(quán)的實(shí)現(xiàn)；而移相器則使得天線各單元電流相位隨著傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的移動(dòng)而有規(guī)律地變化，當(dāng)相位變化滿足差分關(guān)系時(shí)，天線的波束指向就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)偏移，從而改變主瓣的方向。其中，偏移的大小僅與差分相位有關(guān)，移相器是實(shí)現(xiàn)此差分相位的關(guān)鍵器件。目前，移相器有兩種實(shí)現(xiàn)方式，第一種是在饋電線路中插入介質(zhì)，改變傳輸媒介的介電常數(shù)，從而改變電磁波的波長(zhǎng)，等效于電磁波行程的變化，即饋電相位的變化，例如中國(guó)專利CN200910037246. 5 ；第二種是改變饋電線路的長(zhǎng)度，直接地增加或減小電磁波的行程，從而達(dá)到饋電相位的變化，例如中國(guó)專利CN200910193967. 5。上述兩種移相器雖然能夠?qū)崿F(xiàn)移相功能，但是它與功分網(wǎng)絡(luò)是相互獨(dú)立的。在構(gòu)建電調(diào)天線的饋電網(wǎng)絡(luò)時(shí)，只是在功分網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上簡(jiǎn)單地增加移相器，導(dǎo)致饋電網(wǎng)絡(luò)中移相器數(shù)目多，饋電結(jié)構(gòu)復(fù)雜，天線性能一致性差。中國(guó)專利CN200610033165. 4和CN20112011^86. 7將功分器、移相器設(shè)計(jì)成一體
化結(jié)構(gòu)，形成一個(gè)獨(dú)立的饋電網(wǎng)絡(luò)，饋電結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。但是，這種饋電網(wǎng)絡(luò)通過改變饋電線路的長(zhǎng)度進(jìn)行移相，在移相過程中，兩片金屬傳輸線之間的帶電滑動(dòng)會(huì)引起高功率打火現(xiàn)象， 且由于接觸不良會(huì)出現(xiàn)無(wú)源互調(diào)不穩(wěn)定的問題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能良好的電調(diào)天線饋電模塊，以克服現(xiàn)有電調(diào)天線中饋電網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜和無(wú)源互調(diào)不穩(wěn)定的問題。為解決以上技術(shù)問題，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種電調(diào)天線饋電模塊，包括金屬腔體、功分器、介質(zhì)片，及帶動(dòng)所述介質(zhì)片平移的滑動(dòng)裝置；所述功分器懸置在所述金屬腔體內(nèi)，與所述金屬腔體的頂面和底面形成帶狀線結(jié)構(gòu)；所述介質(zhì)片設(shè)置在所述金屬腔體內(nèi)，且所述介質(zhì)片相對(duì)于所述功分器上下分布；所述滑動(dòng)裝置與所述介質(zhì)片連接。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述介質(zhì)片為單層介質(zhì)片，所述功分器位于所述介質(zhì)片的上方或下方；在另一個(gè)實(shí)施方式中，所述介質(zhì)片為雙層介質(zhì)片，包括上層介質(zhì)片和下層介質(zhì)片；所述功分器夾置在所述上層介質(zhì)片和所述下層介質(zhì)片之間。進(jìn)一步的，所述功分器包括四段U形結(jié)構(gòu)的傳輸線，分別為傳輸線Tl、傳輸線T2、 傳輸線T3和傳輸線T4 ；每段傳輸線具有兩個(gè)自由端，分別為第一自由端和第二自由端；四段傳輸線位于同一平面上，排列成兩行兩列的陣列，呈兩兩對(duì)稱分布；每段傳輸線的自由端位于陣列的外邊緣。所述功分器還包括輸入端口 P0、輸出端口 P1、輸出端口 P2、輸出端口 P4和輸出端口 P5 ；傳輸線Tl的第一自由端與輸入端口 PO連接，傳輸線Tl的第二自由端與傳輸線T2的第一自由端連接；傳輸線T2的第一自由端與輸出端口 P2連接，傳輸線T2的第二自由端與輸出端口 Pl連接；傳輸線T3的第一自由端與輸入端口 PO連接，傳輸線T3的第二自由端與傳輸線T4的第一自由端連接；傳輸線T4的第一自由端與輸出端口 P4連接，傳輸線T4的第二自由端與輸出端口 P5連接。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電調(diào)天線饋電模塊，包括金屬腔體和設(shè)置在該金屬腔體內(nèi)的功分器和介質(zhì)片。功分器懸置在金屬腔體內(nèi)，與金屬腔體的頂面和底面形成帶狀線結(jié)構(gòu)；介質(zhì)片相對(duì)于功分器上下分布，由滑動(dòng)裝置帶動(dòng)該介質(zhì)片平移，使功分器各傳輸線的相位發(fā)生變化，從而改變功分器各個(gè)端口的輸出相位，達(dá)到移相的目的。本實(shí)用新型采用功分器與移相器一體化設(shè)計(jì)，形成獨(dú)立的饋電模塊，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、成本低和易于生產(chǎn)加工的特點(diǎn)；而且，功分器可采用加權(quán)或不加權(quán)設(shè)計(jì)，修改簡(jiǎn)單，并且不影響移相器的結(jié)構(gòu)， 增加了饋電模塊的適用范圍；此外，移相器采用介質(zhì)移相，具有移相量線性變化，無(wú)源互調(diào)性能好的優(yōu)點(diǎn)，能夠克服現(xiàn)有電調(diào)天線中饋電網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜和無(wú)源互調(diào)不穩(wěn)定的問題，適用于移動(dòng)通信基站電調(diào)天線領(lǐng)域。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的電調(diào)天線饋電模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的功分器與介質(zhì)片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例三提供的功分器與介質(zhì)片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例四提供的功分器與介質(zhì)片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例五提供的功分器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例六提供的介質(zhì)片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例七提供的電調(diào)天線饋電模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。參見圖1，是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的電調(diào)天線饋電模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例提供的電調(diào)天線饋電模塊，包括金屬腔體1、功分器2、介質(zhì)片3，及帶動(dòng)介質(zhì)片3平移的滑動(dòng)裝置；具體如下功分器2懸置在金屬腔體1內(nèi)，與金屬腔體1的頂面和底面形成帶狀線結(jié)構(gòu)；介質(zhì)片3設(shè)置在金屬腔體1內(nèi)，且介質(zhì)片3相對(duì)于功分器2上下分布；滑動(dòng)裝置與介質(zhì)片3連接；滑動(dòng)裝置用于帶動(dòng)介質(zhì)片3平移，例如左右移動(dòng)，或上下移動(dòng)。[0025]可選的，金屬腔體1為密封腔體，包括容置腔和蓋板組成；蓋板通過緊固件連接在所述容置腔的開口端，與所述容置腔連接形成密封腔體。功分器2由金屬板切割或壓鑄而成，并通過塑料件固定在金屬腔體1中。具體實(shí)施時(shí)，介質(zhì)片3可采用單片介質(zhì)片或者雙片介質(zhì)片，下面結(jié)合圖2 圖4，對(duì)功分器2與介質(zhì)片3的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)描述。圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的功分器與介質(zhì)片的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例二提供的電調(diào)天線饋電模塊，介質(zhì)片3為單層介質(zhì)片，功分器2位于介質(zhì)片的下方。圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例三提供的功分器與介質(zhì)片的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例三提供的電調(diào)天線饋電模塊，介質(zhì)片3為單層介質(zhì)片，功分器2位于介質(zhì)片的上方。圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例四提供的功分器與介質(zhì)片的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例四提供的電調(diào)天線饋電模塊，介質(zhì)片3為雙層介質(zhì)片，包括上層介質(zhì)片 301和下層介質(zhì)片302 ；功分器2夾置在上層介質(zhì)片301和下層介質(zhì)片302之間。參見圖5，是本實(shí)用新型實(shí)施例五提供的功分器的結(jié)構(gòu)示意圖。功分器2包括四段U形結(jié)構(gòu)的傳輸線，分別為傳輸線Tl、傳輸線T2、傳輸線T3和傳輸線T4。四段傳輸線位于同一平面上，排列成兩行兩列的陣列，呈兩兩對(duì)稱分布。如圖5所示的虛線框，是由傳輸線Tl、傳輸線T2、傳輸線T3和傳輸線T4排列而成的陣列。傳輸線Tl和傳輸線T2組成陣列的右半部，傳輸線T3和傳輸線T4組成陣列的左半部，右半部和左半部對(duì)稱分布。每段傳輸線具有兩個(gè)自由端，分別為第一自由端和第二自由端。每段傳輸線的自由端位于陣列的外邊緣。如圖5所示，傳輸線Tl具有第一自由端til和第二自由端tl2，傳輸線T2具有第一自由端t21和第二自由端t22，傳輸線T3具有第一自由端t31和第二自由端t32，傳輸線T4具有第一自由端t41和第二自由端t42。傳輸線Tl和傳輸線T2的自由端位于陣列的右邊緣，傳輸線T3和傳輸線T4的自由端位于陣列的左邊緣。本實(shí)施例的功分器采用一分五模式，包括輸入端口 P0、輸出端口 P1、輸出端口 P2、 輸出端口 P3、輸出端口 P4和輸出端口 P5 ；具體如下輸出端口 P3與輸入端口 PO連接；傳輸線Tl的第一自由端til與輸入端口 PO連接，傳輸線Tl的第二自由端tl2與傳輸線T2的第一自由端t21連接；傳輸線T2的第一自由端t21與輸出端口 P2連接，傳輸線T2的第二自由端t22與輸出端口 Pl連接；傳輸線T3 的第一自由端t31與輸入端口 PO連接，傳輸線T3的第二自由端t32與傳輸線T4的第一自由端連接；傳輸線T4的第一自由端t41與輸出端口 P4連接，傳輸線T4的第二自由端t42 與輸出端口 P5連接。具體實(shí)施時(shí)，可根據(jù)實(shí)際需要，通過設(shè)計(jì)調(diào)整功分器2的特定傳輸線的寬度，可將功分器2設(shè)計(jì)成等幅分布或不等幅分布。其中，“等幅分布”是指功分器各輸出端口的輸出功率相等，而“不等幅分布”是指功分器各輸出端口的輸出功率不同。不同的幅度分布方式影響天線的輻射方向圖形狀。參見圖6，是本實(shí)用新型實(shí)施例六提供的介質(zhì)片的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例提供的介質(zhì)片3的形狀為矩形，介質(zhì)片3上開設(shè)有四個(gè)用于實(shí)現(xiàn)阻抗匹配的方孔或圓孔。如圖6所示的方孔31、方孔32、方孔33和方孔34。由于組成功分器的傳輸線所在的環(huán)境中既有微波介質(zhì)材料又有空氣，電磁波在傳輸線上傳輸時(shí)會(huì)在兩種不同介質(zhì)的交界面上產(chǎn)生反射波，從而影響功分器的阻抗匹配。通過在介質(zhì)上開特定大小的方孔， 使得不同介質(zhì)交界面上產(chǎn)生的反射波互相抵消，從而實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。介質(zhì)片3上還設(shè)有安裝孔35，介質(zhì)片3通過安裝孔35與滑動(dòng)裝置連接。可選的，介質(zhì)片3是介電常數(shù)大于1的低損耗微波介質(zhì)材料板，例如，聚四氟乙烯玻璃纖維板或塑料板。需要說(shuō)明的是，介質(zhì)片的形狀為矩形是優(yōu)選的實(shí)施方式，介質(zhì)片3還可以采用其他形狀。本實(shí)施例提供的電調(diào)天線饋電模塊設(shè)置在天線上，功分器2的輸入端口 PO與天線主饋線相連；功分器2的輸出端口連接天線的振子單元，即輸出端口 P1、輸出端口 P2、輸出端口 P3、輸出端口 P4和輸出端口 P5分別連接天線的振子單元?；瑒?dòng)裝置與天線的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，使得介質(zhì)片能夠隨傳動(dòng)機(jī)構(gòu)滑動(dòng)。具體實(shí)施時(shí)，介質(zhì)片3在滑動(dòng)裝置的帶動(dòng)下，進(jìn)行平移，使功分器各傳輸線的相位發(fā)生變化，從而改變功分器各個(gè)端口的輸出相位，達(dá)到移相的目的。下面僅以一分五功分器為例，對(duì)本實(shí)用新型提供的電調(diào)天線饋電模塊的工作原理進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。當(dāng)天線主瓣需要下傾時(shí)，滑動(dòng)裝置帶動(dòng)介質(zhì)片左右移動(dòng)。如圖1所示，假設(shè)介質(zhì)片 3的初始位置在金屬腔體1的右半部，介質(zhì)片3大部分與傳輸線Tl、傳輸線T2耦合。當(dāng)介質(zhì)片3從右向左移動(dòng)，平移到金屬腔體1的左半部時(shí)，介質(zhì)片3大部分與傳輸線T3、傳輸線 T4耦合。此時(shí)，傳輸線T3和傳輸線T4增加了介質(zhì)，并影響其傳輸相位。假設(shè)輸出端口 P3 的相位為0，輸出端口 P4的相位比輸出端口 P3的相位落后了 -Δ，而輸出端口 P5的相位比輸出端口 P3的相位落后了 -2Δ。同時(shí)，傳輸線Tl和傳輸線T2減少了介質(zhì)，輸出端口 P2的相位比輸出端口 P3的相位提前了 +Δ，而輸出端口 Pl的相位比輸出端口 P3的相位提前了 +2Δ。即輸出端口？1、？2、？3、？4、？5的差分相位分別為+2八、+八、0、-八、-2八。當(dāng)上述五個(gè)輸出端口分別依次地連接在5個(gè)或10個(gè)(相鄰振子兩兩并聯(lián))天線振子上時(shí)，根據(jù)天線陣原理，天線主瓣連續(xù)下傾。參見圖7，是本實(shí)用新型實(shí)施例七提供的電調(diào)天線饋電模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例七提供的電調(diào)天線饋電模塊，與上述實(shí)施例相比，不同點(diǎn)在于功分器 2 ‘采用一分四模式，缺少輸出端口 P3。同時(shí)，與之相對(duì)應(yīng)的天線的振子數(shù)也相應(yīng)減少。本電調(diào)天線饋電模塊的移相原理與上述實(shí)施例相同，在此不再贅述。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電調(diào)天線饋電模塊，具有以下有益效果(1)、采用功分器與移相器一體化設(shè)計(jì)，形成獨(dú)立的饋電模塊，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、成本低和易于生產(chǎn)加工的特點(diǎn)；(2)、功分器可采用加權(quán)或不加權(quán)設(shè)計(jì)，修改簡(jiǎn)單，并且不影響移相器的結(jié)構(gòu)，增加了饋電模塊的適用范圍；(3)、移相器采用介質(zhì)移相，具有移相量線性變化，無(wú)源互調(diào)性能好的優(yōu)點(diǎn)，能夠克服現(xiàn)有電調(diào)天線中饋電網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜和無(wú)源互調(diào)不穩(wěn)定的問題，適用于移動(dòng)通信基站電調(diào)天線領(lǐng)域。[0053] 以上所述是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種電調(diào)天線饋電模塊，其特征在于，包括金屬腔體、功分器、介質(zhì)片，及帶動(dòng)所述介質(zhì)片平移的滑動(dòng)裝置；所述功分器懸置在所述金屬腔體內(nèi)，與所述金屬腔體的頂面和底面形成帶狀線結(jié)構(gòu)； 所述介質(zhì)片設(shè)置在所述金屬腔體內(nèi)，且所述介質(zhì)片相對(duì)于所述功分器上下分布；所述滑動(dòng)裝置與所述介質(zhì)片連接。
2.如權(quán)利要求1所述的電調(diào)天線饋電模塊，其特征在于，所述介質(zhì)片為單層介質(zhì)片，所述功分器位于所述介質(zhì)片的上方或下方；或者，所述介質(zhì)片為雙層介質(zhì)片，包括上層介質(zhì)片和下層介質(zhì)片；所述功分器夾置在所述上層介質(zhì)片和所述下層介質(zhì)片之間。
3.如權(quán)利要求2所述的電調(diào)天線饋電模塊，其特征在于，所述功分器包括四段U形結(jié)構(gòu)的傳輸線，分別為傳輸線Tl、傳輸線T2、傳輸線T3和傳輸線T4 ；每段傳輸線具有兩個(gè)自由端，分別為第一自由端和第二自由端；四段傳輸線位于同一平面上，排列成兩行兩列的陣列，呈兩兩對(duì)稱分布；每段傳輸線的自由端位于陣列的外邊緣。
4.如權(quán)利要求3所述的電調(diào)天線饋電模塊，其特征在于，所述功分器還包括輸入端口 P0、輸出端口 P1、輸出端口 P2、輸出端口 P4和輸出端口 P5 ；傳輸線Tl的第一自由端與輸入端口 PO連接，傳輸線Tl的第二自由端與傳輸線T2的第一自由端連接；傳輸線T2的第一自由端與輸出端口 P2連接，傳輸線T2的第二自由端與輸出端口 Pl連接；傳輸線T3的第一自由端與輸入端口 PO連接，傳輸線T3的第二自由端與傳輸線T4的第一自由端連接；傳輸線T4的第一自由端與輸出端口 P4連接，傳輸線T4的第二自由端與輸出端口 P5連接。
5.如權(quán)利要求4所述的電調(diào)天線饋電模塊，其特征在于，所述功分器還包括輸出端口 P3 ；輸出端口 P3與輸入端口 PO連接。
6.如權(quán)利要求4或5所述的電調(diào)天線饋電模塊，其特征在于，所述介質(zhì)片上開設(shè)有四個(gè)用于實(shí)現(xiàn)阻抗匹配的方孔或圓孔。
7.如權(quán)利要求6所述的電調(diào)天線饋電模塊，其特征在于，所述介質(zhì)片上設(shè)有安裝孔；所述介質(zhì)片通過安裝孔與所述滑動(dòng)裝置連接。
8.如權(quán)利要求7所述的電調(diào)天線饋電模塊，其特征在于，所述介質(zhì)片是介電常數(shù)大于1 的低損耗微波介質(zhì)材料板。
9.如權(quán)利要求8所述的電調(diào)天線饋電模塊，其特征在于，所述電調(diào)天線饋電模塊設(shè)置在天線上；所述滑動(dòng)裝置與天線的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接。
10.如權(quán)利要求9所述的電調(diào)天線饋電模塊，其特征在于，所述功分器的輸入端口與天線主饋線相連，所述功分器的輸出端口連接天線的振子單元。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種電調(diào)天線饋電模塊，包括金屬腔體、功分器、介質(zhì)片，及帶動(dòng)所述介質(zhì)片平移的滑動(dòng)裝置；所述功分器懸置在所述金屬腔體內(nèi)，與所述金屬腔體的頂面和底面形成帶狀線結(jié)構(gòu)；所述介質(zhì)片設(shè)置在所述金屬腔體內(nèi)，且所述介質(zhì)片相對(duì)于所述功分器上下分布；所述滑動(dòng)裝置與所述介質(zhì)片連接。本實(shí)用新型采用功分器與移相器一體化設(shè)計(jì)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小和成本低的特點(diǎn)，且移相量線性變化，無(wú)源互調(diào)性能好。
文檔編號(hào)H01Q3/32GK202333139SQ20112045250
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月16日
發(fā)明者李俊, 詹敏峰 申請(qǐng)人:廣州杰賽科技股份有限公司