專利名稱：電調天線饋電模塊的制作方法
技術領域：
本發明涉及移動通信基站電調天線技術領域，尤其涉及一種應用于電調天線的饋電模塊。
背景技術：
移動通信系統基站電調天線能夠靈活地改變天線主瓣的俯仰角，因此可以有效地調節天線的覆蓋范圍，十分便利地調節小區的信號覆蓋。電調天線通過其饋電網絡來實現此功能。電調天線饋電網絡一般包括兩大部分功分網絡及移相器。功分網絡主要負責天線各單元電流幅度加權的實現；而移相器則使得天線各單元電流相位隨著傳動機構的移動而有規律地變化，當相位變化滿足差分關系時，天線的波束指向就會產生ー個偏移，從而改變主瓣的方向。其中，偏移的大小僅與差分相位有關，移相器是實現此差分相位的關鍵器件。目前，移相器有兩種實現方式，第一種是在饋電線路中插入介質，改變傳輸媒介的介電常數，從而改變電磁波的波長，等效于電磁波行程的變化，即饋電相位的變化，例如中國專利CN200910037246. 5 ；第二種是改變饋電線路的長度，直接地増加或減小電磁波的行程，從而達到饋電相位的變化，例如中國專利CN200910193967. 5。上述兩種移相器雖然能夠實現移相功能，但是它與功分網絡是相互獨立的。在構建電調天線的饋電網絡時，只是在功分網絡的基礎上簡單地增加移相器，導致饋電網絡中移相器數目多，饋電結構復雜，天線性能一致性差。中國專利CN200610033165. 4和CN20112011^86. 7將功分器、移相器設計成一體
化結構，形成ー個獨立的饋電網絡，饋電結構簡單。但是，這種饋電網絡通過改變饋電線路的長度進行移相，在移相過程中，兩片金屬傳輸線之間的帶電滑動會引起高功率打火現象， 且由于接觸不良會出現無源互調不穩定的問題。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是，提供ー種結構簡單、性能良好的電調天線饋電模塊，以克服現有電調天線中饋電網絡復雜和無源互調不穩定的問題。為解決以上技術問題，本發明實施例提供一種電調天線饋電模塊，包括金屬腔體、 功分器、介質片，及帶動所述介質片平移的滑動裝置；
所述功分器懸置在所述金屬腔體內，與所述金屬腔體的頂面和底面形成帯狀線結構； 所述介質片設置在所述金屬腔體內，且所述介質片相對于所述功分器上下分布；所述滑動裝置與所述介質片連接。在一個實施方式中，所述介質片為單層介質片，所述功分器位于所述介質片的上萬或Ic萬；
在另ー個實施方式中，所述介質片為雙層介質片，包括上層介質片和下層介質片；所述功分器夾置在所述上層介質片和所述下層介質片之間。進ー步的，所述功分器包括四段U形結構的傳輸線，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ロ Po、輸出端ロ P1、輸出端ロ P2、輸出端ロ P4和輸出端 ロ P5 ；傳輸線Tl的第一自由端與輸入端ロ 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ロ P2連接，傳輸線T2的第二自由端與輸出端ロ Pl連接；傳輸線T3的第一自由端與輸入端ロ 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ロ P4連接，傳輸線T4的第 ニ自由端與輸出端ロ P5連接。本發明實施例提供的電調天線饋電模塊，包括金屬腔體和設置在該金屬腔體內的功分器和介質片。功分器懸置在金屬腔體內，與金屬腔體的頂面和底面形成帯狀線結構；介質片相對于功分器上下分布，由滑動裝置帶動該介質片平移，使功分器各傳輸線的相位發生變化，從而改變功分器各個端ロ的輸出相位，達到移相的目的。本發明采用功分器與移相器一體化設計，形成獨立的饋電模塊，具有結構簡單、體積小、成本低和易于生產加工的特點；而且，功分器可采用加權或不加權設計，修改簡單，并且不影響移相器的結構，増加了饋電模塊的適用范圍；此外，移相器采用介質移相，具有移相量線性變化，無源互調性能好的優點，能夠克服現有電調天線中饋電網絡復雜和無源互調不穩定的問題，適用于移動通信基站電調天線領域。


圖1是本發明實施例一提供的電調天線饋電模塊的結構示意圖； 圖2是本發明實施例ニ提供的功分器與介質片的結構示意圖3是本發明實施例三提供的功分器與介質片的結構示意圖； 圖4是本發明實施例四提供的功分器與介質片的結構示意圖； 圖5是本發明實施例五提供的功分器的結構示意圖； 圖6是本發明實施例六提供的介質片的結構示意圖； 圖7是本發明實施例七提供的電調天線饋電模塊的結構示意圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。參見圖1，是本發明實施例一提供的電調天線饋電模塊的結構示意圖。本實施例提供的電調天線饋電模塊，包括金屬腔體1、功分器2、介質片3，及帶動介質片3平移的滑動裝置；具體如下
功分器2懸置在金屬腔體1內，與金屬腔體1的頂面和底面形成帯狀線結構；介質片3 設置在金屬腔體1內，且介質片3相對于功分器2上下分布；滑動裝置與介質片3連接；滑動裝置用于帶動介質片3平移，例如左右移動，或上下移動。
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ロ端，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。具體實施吋，介質片3可采用單片介質片或者雙片介質片，下面結合圖2 圖4，對功分器2與介質片3的結構進行詳細描述。圖2是本發明實施例ニ提供的功分器與介質片的結構示意圖。本實施例ニ提供的電調天線饋電模塊，介質片3為單層介質片，功分器2位于介質片的下方。圖3是本發明實施例三提供的功分器與介質片的結構示意圖。 本實施例三提供的電調天線饋電模塊，介質片3為單層介質片，功分器2位于介質片的上方。圖4是本發明實施例四提供的功分器與介質片的結構示意圖。本實施例四提供的電調天線饋電模塊，介質片3為雙層介質片，包括上層介質片 301和下層介質片302 ；功分器2夾置在上層介質片301和下層介質片302之間。參見圖5，是本發明實施例五提供的功分器的結構示意圖。功分器2包括四段U形結構的傳輸線，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，右半部和左半部對稱分布。每段傳輸線具有兩個自由端，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。本實施例的功分器采用一分五模式，包括輸入端ロ P0、輸出端ロ P1、輸出端ロ P2、 輸出端ロ P3、輸出端ロ P4和輸出端ロ P5 ；具體如下
輸出端ロ P3與輸入端ロ PO連接；傳輸線Tl的第一自由端til與輸入端ロ 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與輸出端ロ P2連接，傳輸線T2的第二自由端t22與輸出端ロ Pl連接；傳輸線T3的第一自由端t31與輸入端ロ 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與輸出端ロ P4連接，傳輸線T4的第二自由端t42與輸出端ロ P5連接。具體實施吋，可根據實際需要，通過設計調整功分器2的特定傳輸線的寬度，可將功分器2設計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ロ的輸出功率相等，而“不等幅分布”是指功分器各輸出端ロ的輸出功率不同。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，是本發明實施例六提供的介質片的結構示意圖。本實施例提供的介質片3的形狀為矩形，介質片3上開設有四個用于實現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境中既有微波介質材料又有空氣，電磁波在傳輸線上傳輸時會在兩種不同介質的交界面上產生反射波，從而影響功分器的阻抗匹配。通過在介質上開特定大小的方孔， 使得不同介質交界面上產生的反射波互相抵消，從而實現阻抗匹配。介質片3上還設有安裝孔35，介質片3通過安裝孔35與滑動裝置連接。可選的，介質片3是介電常數大于1的低損耗微波介質材料板，例如，聚四氟乙烯玻璃纖維板或塑料板。需要說明的是，介質片的形狀為矩形是優選的實施方式，介質片3還可以采用其他形狀。本實施例提供的電調天線饋電模塊設置在天線上，功分器2的輸入端ロ PO與天線主饋線相連；功分器2的輸出端ロ連接天線的振子単元，即輸出端ロ P1、輸出端ロ P2、輸出端ロ P3、輸出端ロ P4和輸出端ロ P5分別連接天線的振子単元?；瑒友b置與天線的傳動機構連接，使得介質片能夠隨傳動機構滑動。具體實施吋，介質片3在滑動裝置的帶動下，進行平移，使功分器各傳輸線的相位發生變化，從而改變功分器各個端ロ的輸出相位，達到移相的目的。下面僅以一分五功分器為例，對本發明提供的電調天線饋電模塊的工作原理進行詳細說明。當天線主瓣需要下傾時，滑動裝置帶動介質片左右移動。如圖1所示，假設介質片 3的初始位置在金屬腔體1的右半部，介質片3大部分與傳輸線Tl、傳輸線T2耦合。當介質片3從右向左移動，平移到金屬腔體1的左半部吋，介質片3大部分與傳輸線T3、傳輸線 T4耦合。此時，傳輸線T3和傳輸線T4増加了介質，并影響其傳輸相位。假設輸出端ロ P3 的相位為0，輸出端ロ P4的相位比輸出端ロ P3的相位落后了 -Δ，而輸出端ロ P5的相位比輸出端ロ P3的相位落后了 -2Δ。同吋，傳輸線Tl和傳輸線T2減少了介質，輸出端ロ P2的相位比輸出端ロ P3的相位提前了 +Δ，而輸出端ロ Pl的相位比輸出端ロ P3的相位提前了 +2Δ。即輸出端ロ？1、？2、？3、？4、？5的差分相位分別為+2八、+八、0、-八、-2八。當上述五個輸出端ロ分別依次地連接在5個或10個(相鄰振子兩兩并聯)天線振子上吋，根據天線陣原理，天線主瓣連續下傾。參見圖7，是本發明實施例七提供的電調天線饋電模塊的結構示意圖。本實施例七提供的電調天線饋電模塊，與上述實施例相比，不同點在干功分器 2 ‘采用一分四模式，缺少輸出端ロ P3。同吋，與之相對應的天線的振子數也相應減少。本電調天線饋電模塊的移相原理與上述實施例相同，在此不再贅述。本發明實施例提供的電調天線饋電模塊，具有以下有益效果
(1)、采用功分器與移相器一體化設計，形成獨立的饋電模塊，具有結構簡單、體積小、 成本低和易于生產加工的特點；
(2)、功分器可采用加權或不加權設計，修改簡單，并且不影響移相器的結構，増加了饋電模塊的適用范圍；
(3)、移相器采用介質移相，具有移相量線性變化，無源互調性能好的優點，能夠克服現有電調天線中饋電網絡復雜和無源互調不穩定的問題，適用于移動通信基站電調天線領域。
以上所述是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種電調天線饋電模塊，其特征在干，包括金屬腔體、功分器、介質片，及帶動所述介質片平移的滑動裝置；所述功分器懸置在所述金屬腔體內，與所述金屬腔體的頂面和底面形成帯狀線結構； 所述介質片設置在所述金屬腔體內，且所述介質片相對于所述功分器上下分布；所述滑動裝置與所述介質片連接。
2.如權利要求1所述的電調天線饋電模塊，其特征在干，所述介質片為單層介質片，所述功分器位于所述介質片的上方或下方；或者，所述介質片為雙層介質片，包括上層介質片和下層介質片；所述功分器夾置在所述上層介質片和所述下層介質片之間。
3.如權利要求2所述的電調天線饋電模塊，其特征在干，所述功分器包括四段U形結構的傳輸線，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，呈兩兩對稱分布；每段傳輸線的自由端位于陣列的外邊緣。
4.如權利要求3所述的電調天線饋電模塊，其特征在干，所述功分器還包括輸入端ロ P0、輸出端ロ P1、輸出端ロ P2、輸出端ロ P4和輸出端ロ P5 ；傳輸線Tl的第一自由端與輸入端ロ 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ロ P2連接，傳輸線T2的第二自由端與輸出端ロ Pl連接；傳輸線T3的第一自由端與輸入端ロ 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ロ P4連接，傳輸線T4的第二自由端與輸出端ロ P5連接。
5.如權利要求4所述的電調天線饋電模塊，其特征在干，所述功分器還包括輸出端ロ P3 ；輸出端ロ P3與輸入端ロ PO連接。
6.如權利要求4或5所述的電調天線饋電模塊，其特征在干，所述介質片上開設有四個用于實現阻抗匹配的方孔或圓孔。
7.如權利要求6所述的電調天線饋電模塊，其特征在干，所述介質片上設有安裝孔；所述介質片通過安裝孔與所述滑動裝置連接。
8.如權利要求7所述的電調天線饋電模塊，其特征在干，所述介質片是介電常數大于1 的低損耗微波介質材料板。
9.如權利要求8所述的電調天線饋電模塊，其特征在干，所述電調天線饋電模塊設置在天線上；所述滑動裝置與天線的傳動機構連接。
10.如權利要求9所述的電調天線饋電模塊，其特征在干，所述功分器的輸入端ロ與天線主饋線相連，所述功分器的輸出端ロ連接天線的振子単元。
全文摘要
本發明公開了一種電調天線饋電模塊，包括金屬腔體、功分器、介質片，及帶動所述介質片平移的滑動裝置；所述功分器懸置在所述金屬腔體內，與所述金屬腔體的頂面和底面形成帶狀線結構；所述介質片設置在所述金屬腔體內，且所述介質片相對于所述功分器上下分布；所述滑動裝置與所述介質片連接。本發明采用功分器與移相器一體化設計，具有結構簡單、體積小和成本低的特點，且移相量線性變化，無源互調性能好。
文檔編號H01Q23/00GK102570033SQ20111036199
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月16日 優先權日2011年11月16日
發明者李俊, 詹敏峰 申請人:廣州杰賽科技股份有限公司