一种移相器、基站天线及其相位调节方法

技术领域

本发明涉及天线技术领域，尤其是一种移相器、基站天线及其相位调节方法。

背景技术

相关技术中，移相器采用无线缆方式时，增加的腔体长度带来的物料成本上升与取消同轴电缆带来的物料成本下降相当，也没有带来明显的损耗优势。此外，相关技术中的基站天线大都是将移相器与反射板集成设计，需要对不同移相需求的基站天线设计对应的移相器，增加设计和开模成本，且需要采用集成化生产集中生产，生产效率较低；由于集成设计的基站天线在后续运维时，如果某个部件出现故障，拆卸复杂，甚至需要将基站天线进行整体替换，未充分考虑基站天线的返修工序。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种移相器、基站天线及其相位调节方法，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一方面，提供一种移相器，包括：腔体和2个移相网络，2个所述移相网络左右并排设置在所述腔体内部并用于改变流经其的信号的相位，2个所述移相网络和正交的两个极化一一对应；

所述移相网络包括馈电网络和移相介质，所述馈电网络固定设置在所述腔体的内部；

所述馈电网络包括多个卡设于所述移相介质中的钣金带状线；

所述移相介质活动设置于所述腔体的内部，且与所述钣金带状线滑动连接，以对所述馈电网络进行移相。

可选的，所述腔体的内部固定设置有填充体，所述填充体采用发泡材料，所述馈电网络设置在所述填充体中。

可选的，所述移相介质包括拉杆和多个独立的介质块，所述拉杆分别与多个所述介质块固定连接；所述腔体中左右两侧的内壁对称设置有导轨，所述拉杆沿所述导轨滑动，以带动多个所述介质块滑动。

可选的，所述拉杆采用玻璃钢材质。

另一方面，提供一种基站天线，包括高频辐射单元、馈电座和上述任一项所述的移相器；

所述高频辐射单元设置在所述移相器中腔体的上表面，所述馈电座设置在所述移相器中腔体的下表面；

所述馈电座和所述移相器中馈电网络的主馈端口通过同轴电缆电气桥接，所述馈电座通过金属件固定设置在所述腔体的底部；

所述移相器中馈电网络的输出端口和所述高频辐射单元电性连接。

可选的，所述腔体的内部沿纵向设置有柱体，所述柱体将所述腔体的内部划分为左右对称的2个子腔体，2个所述馈电网络一一对应的设置在2个所述子腔室中；所述高频辐射单元设置在所述腔体的上表面，且与所述柱体固定连接。

可选的，所述基站天线还包括反射板，所述反射板设置在所述腔体的上表面，且与所述柱体固定连接；所述反射板开设有用于部署所述高频辐射单元的避空区域，所述避空区域大于所述高频辐射单元的口径。

可选的，所述高频辐射单元的底部套设有绝缘垫。

可选的，所述高频辐射单元包括馈电片，所述馈电片穿过所述腔体且与所述馈电网络的输出端口电性连接。

另一方面，提供一种基站天线的相位调节方法，应用于上述任一所述的基站天线，所述方法包括以下步骤：

通过调节所述移相介质的厚度，以调节所述馈电网络的移相量；

通过滑动所述移相介质，按所述移相量对所述馈电网络进行移相。

本发明的有益效果：本发明提供了一种移相器、基站天线及其相位调节方法，通过调整移相介质的厚度来获得不同的移相量，通过滑动所述移相介质，按所述移相量对所述馈电网络进行移相，适配不同基站天线灵活的移相调节；实现移相器进行模块化生产和组装，在实际天线制程中，可将模块化的移相器组装工序前移，进行品质检测合格后再进行基站天线的组装，大幅度提升基站天线整机的直通率。

本发明提供的移相器能够实现模块化的组装，并适应不同基站天线的移相需求，具有广泛的通用性。

附图说明

图1是一实施例提供的一种移相器的内部结构图；

图2是一实施例提供的一种移相器的整体结构图；

图3是图2中A处移相网络的局部结构图；

图4是一实施例提供的馈电网络的整体结构图；

图5是一实施例提供的一种基站天线的整体结构图；

图6是一实施例提供的一种基站天线的背部结构图；

图7是一实施例提供的一种基站天线的局部侧视图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清晰，下面将结合实施例和附图，对本发明作进一步的描述。

在本发明的描述中，若干的含义是不定量，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

在本发明的描述中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。

相关技术中，移相器采用无线缆方式时，通过将移相器的同轴线集成到移相器内部，用带状线传输线替代同轴线，达到减小损耗的目的。相关测试表明，无线缆方案降低馈电网络的损耗有限。在低频段范围，损耗提升0.12-0.24dB，在高频段范围，损耗提升0.30-0.50dB。另一方面，无线缆的移相器尺寸较大，与阵列长度相当，无线缆移相器的腔体在高频段是有线缆移相器腔体的1.5-2倍，无线缆移相器的腔体在低频段是有线缆移相器腔体的3-4倍。

可见，无线缆方案在高频段范围时，增加的腔体长度带来的物料成本上升与取消的同轴电缆带来的物料成本下降相当，且损耗优势明显。在低频段范围时，增加的腔体长度带来的物料成本上升高于取消的同轴电缆带来的物料成本下降，与此同时也没有带来明显的损耗优势。

为解决背景技术中的问题，本发明提供一种移相器、基站天线及其相位调节方法，移相器能够适配不同基站天线灵活的移相调节，实现移相器进行模块化生产和组装，实现移相器的组装工序前移，大幅度提升基站天线整机的直通率。

如图1、图2、图3和图4所示，本发明实施例提供的一种移相器10，包括：腔体100和2个移相网络200，2个所述移相网络200左右并排设置在所述腔体100内部并用于改变流经其的信号的相位，2个所述移相网络200和正交的两个极化一一对应；

所述移相网络200包括馈电网络210和移相介质220，所述馈电网络210固定设置在所述腔体100的内部；

所述馈电网络210包括多个卡设于所述移相介质220中的钣金带状线；

所述移相介质220活动设置于所述腔体100的内部，且与所述钣金带状线滑动连接，以对所述馈电网络210进行移相。

在一些实施例中，腔体100由铝拉挤成型，馈电网络210采用钣金工艺制得的带状线实现；本发明提供的实施例中，馈电网络210采用分布式设计思路，更便于实现相位配平，利用周期重复性原理，可以将个别带状线缩短一个波长，缩短了传输路径，减小了腔体100的尺寸。

在一些改进的实施例中，所述腔体100的内部固定设置有填充体300，所述填充体300采用发泡材料，所述馈电网络210设置在所述填充体300中。

在一些实施例中，馈电网络210的局部覆盖了移相介质220，没有覆盖移相介质220的部分采用超低介电常数的发泡材料制成的固定体辅助固定，等效于空气带线结构，降低了网络传输损耗。

在一些改进的实施例中，所述移相介质220包括拉杆221和多个独立的介质块222，所述拉杆221分别与多个所述介质块222固定连接；所述腔体100中左右两侧的内壁对称设置有导轨110，所述拉杆221沿所述导轨110滑动，以带动多个所述介质块222滑动。

在一些改进的实施例中，所述拉杆221采用玻璃钢材质。

在一些实施例中，腔体100的左右内壁设置有可辅助移相介质220滑动的导轨110。具体地，移相介质220包括多个独立的介质块222和一根小尺寸的玻璃钢拉杆221，独立的介质块222灵活的组合然后固定在拉杆221上，通过调整不同的介质块222的厚度来获得不同的移相量，移相介质220可以利用在其它天线的移相器10中，很大程度的提升了介质模具的通用性。

结合图5、图6和图7，本发明实施例还提供一种基站天线，包括高频辐射单元20、馈电座30和上述任一所述的移相器10；

所述高频辐射单元20设置在所述移相器10中腔体100的上表面，所述馈电座30设置在所述移相器10中腔体100的下表面；

所述馈电座30和所述移相器10中馈电网络210的主馈端口211通过同轴电缆电气桥接，所述馈电座30通过金属件固定设置在所述腔体100的底部；

所述移相器10中馈电网络210的输出端口212和所述高频辐射单元20电性连接。

需要说明的是，在一些实施例中，移相器10的主馈端口211和馈电座30采用低损耗的同轴电缆进行电气桥接，同轴电缆的金属编织层焊接在馈电座30上，这样腔体100不需要使用电镀；同轴电缆的缆芯穿过馈电网络210的主馈端口211预留的孔直接焊接馈电网络210，即可实现馈电网络210的电气导通；通过金属螺丝将馈电座30固定在腔体100上，即可实现馈电座30和腔体100的共参考地。

所述同轴电缆的金属编织层和所述馈电座30焊接，所述同轴电缆的缆芯和所述馈电网络210的主馈端口211焊接，馈电座30中焊接所述同轴电缆的金属编织层的区域具有冲凸包，可防止焊锡扩散影响焊接质量，馈电座30中与腔体100接触的区域具有反向冲凸包，可减少金属接触面，提高了互调稳定性。

在一些改进的实施例中，所述腔体100的内部沿纵向设置有柱体120，所述柱体120将所述腔体100的内部划分为左右对称的2个子腔体100，2个所述馈电网络210一一对应的设置在2个所述子腔室中；所述高频辐射单元20设置在所述腔体100的上表面，且与所述柱体120固定连接。

需要说明的是，在一些实施例中，腔体100采用平铺双腔结构，通过柱体120将腔体100划分为2个并排设置的腔室，2个所述子腔室中的馈电网络210分别对应正极化和负极化。

腔体100的中间位置设置有柱体120，通过在柱体120上开设有多处孔位，使用金属螺丝将高频辐射单元20固定在腔体100的上方，由于高频辐射单元20和腔体100共参考地，即腔体100不需要电镀，从而在降低物料成本同时也避免大面积电镀造成污染。

在一些改进的实施例中，所述基站天线还包括反射板40，所述反射板40设置在所述腔体100的上表面，且与所述柱体120固定连接；所述反射板40开设有用于部署所述高频辐射单元20的避空区域410，所述避空区域410大于所述高频辐射单元20的口径。

在一些实施例中，还通过在柱体120上开设孔位将反射板40固定在腔体100的上方，反射板40上预留大于高频辐射单元20口径的避空区域410，高频辐射单元20穿过反射板40的避空区域410连接腔体100，等效于将高频辐射单元20部署在反射板40的正面；这样，高频辐射单元20和移相器10可模块化组装，最后将组装好的高频辐射单元20和移相器10装上反射板40。采用本实施例的设计方式，可支持在实际天线制程中，将高频辐射单元20和移相器10的组装工序前移，进行品质检测合格后再与整机进行组装，大幅度提升天线整机的直通率。

在一些改进的实施例中，所述高频辐射单元20的底部套设有绝缘垫201。

在一些实施例中，所述高频辐射单元20的底部套设有绝缘垫201，所述绝缘垫201和所述腔体100的上表面贴合设置。通过绝缘垫201对高频辐射单元20和腔体100之间做绝缘处理，避免了高频辐射单元20与反射板40直接导通；当所述腔体100上还设置低频辐射单元时，又可以避免高频辐射单元20对低频辐射单元产生谐振耦合，减少了高频辐射单元20对低频辐射单元的电磁干扰。

在一些改进的实施例中，所述高频辐射单元20包括馈电片202，所述馈电片202穿过所述腔体100且与所述馈电网络210的输出端口212电性连接，

需要说明的是，所述馈电网络210具有多个输出端口212，所述馈电网络210的多个输出端口212分别和多个所述高频辐射单元20一一对应，每个所述高频辐射单元20的双极化端口分别连接2个馈电网络210中一对正交极化的输出端口212；馈电网络210的输出端口212开设有电性连接孔，所述高频辐射单元20的馈电片202穿过腔体100后，穿过电性连接孔并连接，从而形成高频辐射单元20和馈电网络210的电性连接，馈电片202和电性连接孔可以采用直接连接如焊接，也可以采用非直接连接即耦合连接，实现少焊点设计；在另一些实施例中，所述电性连接孔也可以设计在腔体100外，更有利于焊接或耦合连接固定。

本发明实施例还提供一种基站天线的相位调节方法，应用于上述任一所述的基站天线，所述方法包括以下步骤：

通过调节所述移相介质220的厚度，以调节所述馈电网络210的移相量；

通过滑动所述移相介质220，按所述移相量对所述馈电网络210进行移相。

本发明提供的实施例中，通过设置移相介质220的厚度，确定所述馈电网络210的移相量，进而通过滑动所述移相介质220，按所述移相量对所述馈电网络210进行移相，从而实现基站天线灵活的移相调节。

本发明实施例描述的实施例是为了更加清楚的说明本发明实施例的技术方案，并不构成对于本发明实施例提供的技术方案的限定，本领域技术人员可知，随着技术的演变和新应用场景的出现，本发明实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。

本领域技术人员可以理解的是，图中示出的技术方案并不构成对本发明实施例的限定，本发明的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

应当理解，在本发明中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

以上参照附图说明了本发明实施例的优选实施例，并非因此局限本发明实施例的权利范围。本领域技术人员不脱离本发明实施例的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进，均应在本发明实施例的权利范围之内。