一种基于介质加载的移相器模块制造技术

本发明专利技术涉及移动通信基站天线领域，尤其涉及一种应用于电调基站天线的移相器，公开了一种介质加载的移相器模块，包括以空气为传输介质，基本传输模式为ＴＥＭ模或准ＴＥＭ模的传输线结构，如带状线或微带线，其特征在于：还包括设置在传输线间至少一个活动的介质片，其中针对带状线结构，所述的介质片还开有缝隙供带状线置入，并随介质片的移动，传输线与介质片作相对位移，通过改变介质片与传输线的重合面积来改变相位延迟，从而实现信号的移相。移相器工作时，介质片沿与能量传输方向垂直的方向移动，通过选取低损耗的介质材料，本移相模块具有插入损耗低、寄生辐射少、移相量大、体积小、成本低以及移相量与介质片的位移量成线性关系等优点，而且由于采用了模块化的设计，可以非常方便地通过同轴线的连接，实现灵活的布局以及多样化的移相与馈电网络设计。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及移动通信基站天线领域，尤其涉及一种应用于基站电调天线的移相器模块。
技术介绍
移相器是基站电调天线的核心部件，现有移相器设计，一般采用以下两种方式 一，改变移相器内信号通过路径的电长度。如专利号为ZL200520065549. 5以及专利号为ZL 200520121325. 1的专利文献所述的相位连续可变的移相器，都是通过改变铜(铝)管套的 相对接触长度，来改变通过路径的电长度。这种方法为了降低滑动阻力以及保证较低的无 源互调产物，往往需要通过耦合方式实现信号能量的传递，耦合段的管套长度一般不能过 短，而且在需要较大移相量时，铜(铝)管套的位移长度需要很长，因此使得移相器的体积 也较大。又如专利ZL 00802132. 5的专利文献所述的移相器，其至少存在两段同心的带状 导体圆弧，通过输入臂的转动，改变同心圆弧两输出端信号的路径差，继而产生相位差。但 该设计存在体积大、成本高以及幅度控制难等问题。 第二种设计是介质片加载方法，如专利号为ZL 200520063505. 9以及 ZL200620053705. 0中国专利文献所述的基站电调天线移相器，采用了介质片对空气介质的 加载。通过改变介质片的插入程度来改变移相量，但该设计中采用了形状简单的介质片设 计，无法保证移相量与介质移相量的线性关系，在大移相量下该设计也难以保证良好的驻 波；而且该设计与功分网络一体化，与本专利技术所提出的移相器模块相比，成本较高，布局灵 活度不够。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供了相移量与介质滑动量间线性度性能好、移相量大、布局 方便、体积小巧以及成本较低的一种基于介质加载的移相器模块。 为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是一种基于介质加载的移相器模块，以 空气为传输介质，基本传输模式为TEM模或准TEM模的传输线结构，如带状线或微带线，以 带状线为例，其结构包括上盖板、下底板及其间的空气带状线，其特征在于还包括设置在 上、下底板之间至少一个活动的介质片，所述的介质片开有缝隙供带状线置入，并随介质片 的滑动，空气带状线沿缝隙与介质片间作相对位移。 上述介质片缝隙内壁紧贴着带状线，沿与带状线垂直的方向滑动，各介质片面积 沿滑动方向作阶梯性的变化，且介质片的面积随插入方向逐渐变小。 上述的一种基于介质加载的移相器模块，其特征在于还设有限制介质片滑动行 程的限位装置。 上述的一种基于介质加载的移相器模块，其特征在于所述的限位装置为上盖板 或下底板上设置的滑槽以及设置在介质片的导行柱，安装时，该导行柱插入滑槽中并可沿 滑槽滑行。 上述的一种基于介质加载的移相器模块，其特征在于介质片连接有拉杆，用于操 纵介质片。 上述一种基于介质加载的移相器模块，其特征在于介质片选用高介电常数、低损 耗正切角的材料制作。 上述一种介质加载移相器，其特征在于所述介质片共有三块，沿信号传输方向， 该三块介质片一体成型或采用塑料结构件连接，位于中间的介质片面积较大，两旁介质片 面积较小，各介质片面积沿运行方向作阶梯性的变化，整体结构左右对称。调节两旁介质片 与中间介质片之间的距离实现阻抗匹配，三个臂在形状上都逐渐增大，但不是连续的线性 增大，而是分段的接近线性增大，这使得介质片移动时可以保持移相量A e与介质片移动距离d成线性关系，艮卩 A e = k d (1) 其中k为常数。(1)式所表达的线性关系，将便于电遥控方式实现天线下倾角的 调节。本专利技术的移相器设计可实现A e为60度 120度的相移，实现了在较小的尺寸下获得较大的移相量。 本专利技术的优点是 1、本专利技术中介质片与基本传输模式为TEM模或准TEM模的空气传输线结合使用，介质片插入到传输线间电场密度区，通过改变介质片与传输线的重合面积来改变相位延迟，从而实现移相。移相器工作时，介质片沿与传输线垂直的方向滑动。 2、本专利技术采用空气结合低损耗正切角的材料做介质片，故该移相器模块的插入损耗很低。 3、本专利技术中介质片沿带状线的垂直方向移动，使得移相器的纵向尺寸较小。 4、本专利技术采用了模块化设计，成本低，布局灵活。 上述方案适用于所有传输模式为TEM模或准TEM模的空气传输线，如常用的带状 线及微带线结构。附图说明 图1为本专利技术介质移相器具体实施例的示意图； 图2为本专利技术介质移相器具体实施例的结构示意图； 图3本专利技术实施例中初始状态0实测驻波图； 图4本专利技术实施例中初始状态0实测相位图； 图5本专利技术实施例中状态1实测驻波图； 图6本专利技术实施例中状态1实测相位图； 图7本专利技术实施例中状态2实测驻波图； 图8本专利技术实施例中状态2实测相位图。具体实施例方式 实施例一 结合图1和图2，本专利技术具体实施例中采用带状线结构，移相器模块包括带状线结 构、三块介质片4、操纵介质片移动拉杆5及电缆焊接座6。其中带状线结构包括上盖板1、5下底板2和带状线3 ;带状线位于上盖板和下底板之间，其间为空气，构成空气带状线；介质片4开有缝隙6，保证了介质片4在滑动时与带状线3紧密衔接。介质片4，一体成型或采 用塑料结构件连接，位于中间的介质片面积较大，两旁介质片面积较小，各介质片面积沿运 行方向作阶梯性的变化，且左右对称。调节两旁介质片与中间介质片之间的距离实现阻抗 匹配，并且，三个臂在形状上都逐渐增大，但不是连续的线性增大，而是分段的接近线性增 大，这使得介质片移动时可以保持移相量与介质片移动距离成线性关系，方便天线调节下 倾角。 本专利技术还设有限制介质片滑动行程的限位装置。所述的限位装置为上盖板或下底 板上设置的滑槽8以及设置在介质片的导行柱9，安装时，该导行柱插入滑槽中并可沿滑槽 滑行。 本专利技术中的移相器可实现60 120度的相移，在较小的尺寸下实现较大的移相 量。带状线的线宽与天线的特性阻抗、带状线与上下底板之间的间距以及介于带状线结构 之间的传输媒介有关。介质片沿带状线的垂线方向A于带状线与上下底板之间运动，当介 质片与带状线之间的重合面积变化时，带状线与上下板之间的等效传输媒介就改变了，这 样的变化就引起了在带状线上传输信号相位的改变。 移相量的大小通常与介质片的材料有关，本专利技术可选取陶瓷介质，其介电常数较 高，所能得到的移相量也比较大。所述介质片三个臂之间的距离设计主要是为了调节网络 的阻抗匹配。 结合图1与图2，选取典型试验结果说明本专利技术性能优异之处 1.当介质片进入带状线结构lmm时，设定为初始状态O，此时校准相位，此时驻波比和相位如图3、4。 2.当介质片进入6mm时，设定为状态1，此时驻波比及其相位图如图5、6所示。 3.当介质片进入11mm时，设定为状态2，此时驻波比及其相位图如图7、8所示。 上述说明结合图片主要体现了介质片进入lmm时为初始状态，移相0度，进入6mm 移相30度，进入11mm移相60度。本实施例有效地说明了介质片移动时引起的移相效果。 可以看到，本专利技术提供了一种体积小巧且具有宽相移范围的可变相位移相器模块。 实施例二 上述方案适用于微带线结构，由于微带线结构没有上盖板，与实施例一不同的是 作为限位装置组成部件之一的滑槽开在下底板上，供设置在介质片的导行柱插入；介质片 可选择不开缝隙，而直接位于微带线与下底板之间。权利要求一种基于介质加载的移相器模块，包括带本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于介质加载的移相器模块，包括带状线结构，所述带状线结构包括上盖板、下底板及其间的空气带状线，其特征在于：还包括设置在上盖板、下底板之间至少一个活动的介质片，所述的介质片开有缝隙供带状线置入，并随介质片的移动，空气带状线沿缝隙与介质片作相对位移。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：伍裕江，付香芽，高卓锋，陈鹏，吴中振，叶海鸥，陈益凯，
申请(专利权)人：广东通宇通讯设备有限公司，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]