移相器及天线组件的制作方法

1.本技术涉及天线领域，尤其涉及一种移相器及天线组件。


背景技术：

2.移相器是移动通信天线实现垂直方向波束指向动态调节的核心器件，其性能在很大程度上影响天线的增益、波束指向、上旁瓣抑制、零点填充等关键指标。移相器在每个输出端口的功率分配比，在很大程度上影响天线的性能参数。为了满足波束生成零点填充的要求，需要移相器各输出端口进行不等功率分配比的设计。
3.传统pcb移相器只能进行左右端口对称的等功率分配，左右端口为等分设计，也就不能使天线方向图的垂直波束产生零点填充。运用到天线上设计自由度小。


技术实现要素：

4.本技术提供一种移相器及天线组件，可实现移相器多个输出端口的不等分功率分配。
5.本技术提供一种移相器，所述移相器包括：第一传输线，所述第一传输线的两端点分别为输入端和输出端；所述第一传输线的输入端用于接入馈入信号，所述第一传输线的输出端用于接入第一辐射单元；第二传输线，所述第二传输线以所述第一传输线的中心为圆心呈弧状设置；所述第二传输线的第一端用于接入第二辐射单元，所述第二传输线的第二端用于接入第三辐射单元；耦合电路，包括第一耦合支路和第二耦合支路，所述第一耦合支路的第一端与所述第一传输线的中心点电连接，所述第一耦合支路的第二端向所述第二传输线的方向延伸，并与所述第二传输线电连接，所述第一耦合支路的一侧向所述第二传输线第一端的方向凸起形成所述第二耦合支路；所述第二耦合支路与所述第二传输线部分重叠；所述第二辐射单元和所述第三辐射单元的功率分配比与所述第二耦合支路的宽度成正相关。
6.在一实施例中，所述第二传输线的数量为多个；多个所述第二传输线均以所述第一传输线的中心为圆心呈弧状设置，且多个所述第二传输线的半径均不相同。
7.在一实施例中，多个所述第二传输线将所述第一耦合支路分为多个耦合段，两个第二传输线中离圆心较远的第二传输线和离圆心较近的第二传输线的功率分配比与所述两个第二传输线之间的耦合段的宽度成正相关。
8.在一实施例中，所述第二耦合支路的数量与所述第二传输线的数量一致。
9.在一实施例中，所述第二耦合支路的形状与所述第二传输线的形状一致。
10.在一实施例中，所述第二耦合支路的长度为所述第二辐射单元的辐射信号波长的四分之一。
11.在一实施例中，所述第二耦合支路的宽度大于所述第二传输线的宽度。
12.在一实施例中，所述移相器还包括第一电路基板和第二电路基板；所述第一传输线和所述第二传输线设置于所述第一电路基板，所述耦合电路设于所述第二电路基板；所述第二电路基板的一端固定于所述第一传输线的中心位置，所述第二电路基板的另一端可相对所述第一电路基板滑动。
13.本技术还提出一种天线组件，所述天线组件包括第一辐射单元、第二辐射单元、第三辐射单元和上述的移相器。
14.在一实施例中，所述第二辐射单元和所述第三辐射单元的数量之和小于或等于所述移相器的第二传输线的数量的两倍，多个所述第二辐射单元与多个所述第二传输线的第一端一一对应连接，多个所述第三辐射单元与多个所述第二传输线的第二端一一对应连接。
15.本技术通过在第一耦合支路和第二传输线耦合的位置增加第二耦合支路，可以调整第二传输线的第一端与第二端的功率分配比，实现第二传输线的第一端与第二端的任意功率分配。
附图说明
16.图1为本技术的移相器一实施例的结构示意图。
17.图2为本技术的移相器另一实施例的结构示意图。
18.图3为现有技术中的移相器功率输出完全等分时的辐射波形图。
19.图4为现有技术中的移相器功率输出左右等分时的辐射波形图。
20.图5为本技术的移相器功率输出左右不等分时的辐射波形图。
21.图6为本技术的天线组件一实施例的结构示意图。
22.主要元件符号说明移相器 100第二传输线 120、120a、120b、120c第一耦合支路 131第一电路基板 140输入端口 in耦合段 131a第二辐射单元 300第一传输线 110耦合电路 130第二耦合支路 132第二电路基板 150输出端口 out、out1~7第一辐射单元 200第三辐射单元 400如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本技术。
具体实施方式
23.以下描述将参考附图以更全面地描述本技术内容。附图中所示为本技术的示例性实施例。然而，本技术可以以许多不同的形式来实施，并且不应该被解释为限于在此阐述的示例性实施例。提供这些示例性实施例是为了使本技术透彻和完整，并且将本技术的范围充分地传达给本领域技术人员。类似的附图标记表示相同或类似的组件。
24.本文使用的术语仅用于描述特定示例性实施例的目的，而不意图限制本技术。如本文所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一”，“一个”和“该”旨在也包括复数形式。此外，当在本文中使用时，“包括”和/或“包含”和/或“具有”，整数，步骤，操作，组件和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征，区域，整数，步骤，操作，组件和/或其群组。
25.除非另外定义，否则本文使用的所有术语（包括技术和科学术语）具有与本技术所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。此外，除非文中明确定义，诸如在通用字典中定义的那些术语应该被解释为具有与其在相关技术和本技术内容中的含义一致的含义，并且将不被解释为理想化或过于正式的含义。
26.以下内容将结合附图对示例性实施例进行描述。须注意的是，参考附图中所描绘的组件不一定按比例显示；而相同或类似的组件将被赋予相同或相似的附图标记表示或类似的技术用语。
27.参照图1，本技术提出一种移相器100，所述移相器100包括第一传输线110、第二传输线120和耦合电路130。
28.所述第一传输线110的两端点分别为输入端和输出端；所述第一传输线110的输入端用于接入馈入信号，所述第一传输线110的输出端用于接入第一辐射单元200；所述第二传输线120以所述第一传输线110的中心为圆心呈弧状设置；所述第二传输线120的第一端用于接入第二辐射单元300，所述第二传输线120的第二端用于接入第三辐射单元400；耦合电路130包括第一耦合支路131和第二耦合支路132，所述第一耦合支路131的第一端与所述第一传输线110的中心点电连接，所述第一耦合支路131的第二端向所述第二传输线120的方向延伸，并与所述第二传输线120电连接，所述第一耦合支路131的一侧向所述第二传输线120第一端的方向凸起形成所述第二耦合支路132；所述第二耦合支路132与所述第二传输线120部分重叠；所述第二辐射单元300和所述第三辐射单元400的功率分配比与所述第二耦合支路132的宽度成正相关。
29.本实施例中，第一传输线110靠近输入端的部分可以作为馈入信号的阻抗匹配网络。馈入信号经过第一传输线110输入后，通过第一传输线110的阻抗匹配网络进行第一次功率分配，一部分馈入信号由第一传输线110的输出端输出，第一传输线110的输出端连接的第一辐射单元200为相位中心，相位固定不变；另一部分馈入信号通过第一传输线110的中心进入耦合电路130，并通过第一耦合支路131和第二耦合支路132耦合至第二传输线120的第一端和第二端。通过调整第一传输线110靠近输入端的部分的宽度和形状可以调整第一传输线110的阻抗匹配，进而调整输出至第一传输线110的输出端与输出至耦合电路130的馈入信号的功率分配比。
30.其中，通过调整第二传输线120上与第一耦合支路131耦合点的位置，可以实现第
二辐射单元300和第三辐射单元400的相位调整，进而实现第二辐射单元300与第三辐射单元400之间的幅度任意分配。例如，所述移相器100还可以包括第一电路基板140和第二电路基板150；所述第一传输线110和所述第二传输线120设置于所述第一电路基板140，所述耦合电路130设于所述第二电路基板150；所述第二电路基板150的一端可以通过转动圆盘固定于所述第一传输线110的中心位置，所述第二电路基板150的另一端可相对所述第一电路基板140滑动。如此，通过滑动第二电路板即可改变第二传输线120与第一耦合支路131耦合点的位置，进而改变第二传输线120与第一耦合支路131的耦合点至第二传输线120的第一端和第二端之间的线长，实现第二辐射单元300和第三辐射单元400的相位调整。
31.进一步地，通过调整第二耦合支路132的宽度，可以调整第二耦合支路132的阻抗大小，进而调整第二传输线120的第一端和第二端的功率分配比，实现两个端口之间任意功率分配比。例如，增加第二耦合支路132的宽度，第二耦合支路132阻抗变小，第二传输线120的第一端和第二端的功率分配比增大，形成功率分配差，进而调整第二辐射单元300和第三辐射单元400的辐射波形，实现零点填充。
32.其中，所述第二耦合支路132的形状与所述第二传输线120的形状一致，以使第二耦合支路132上的馈入信号可以耦合至第二传输线120上，减少信号传输时的损耗，提高信号传输效率。第二耦合支路132的长度为所述第二辐射单元300的辐射信号波长的四分之一，以实现第二耦合支路132与第二辐射单元300之间的阻抗匹配。所述第二耦合支路132的宽度大于所述第二传输线120的宽度，如此，便于根据第二辐射单元300和第三辐射单元400的功率分配比调整第二耦合支路132的宽度。
33.本技术通过在第一耦合支路131和第二传输线120耦合的位置增加第二耦合支路132，可以调整第二传输线120的第一端与第二端的功率分配比，实现第二传输线120的第一端与第二端的任意功率分配。
34.参照图2，在一实施例中，所述第二传输线120的数量可以为多个。
35.多个所述第二传输线120均以所述第一传输线110的中心为圆心呈弧状设置，且多个所述第二传输线120的半径均不相同。
36.本实施例中，第二传输线120的数量可以根据第二辐射单元300的数量和第三单元的数量设置，使得第二辐射单元300和第三辐射单元400的数量之和小于或等于第二传输线120的数量的两倍，以满足多个第二辐射单元300和多个第三辐射单元400接入。
37.在一实施例中，所述第二耦合支路132的数量与所述第二传输线120的数量一致。如此，通过调整对应的第二耦合支路132的宽度，可以实现每一第二传输线120的第一端和第二端的功率分配比的任意分配。
38.在一实施例中，移相器100还包括输入端口in和多个输出端口out，输入端口in与第一传输线110的输入端电连接，用于接入馈入信号。多个输出端口out与第一传输线110的输出端、第二传输线120的第一端和第二端一一对应电连接，用于接入第一辐射单元200、多个第二辐射单元300和多个第三辐射单元400。为便于第二传输线120与第一传输线110之间的电连接，可以在第二传输线120的两端与其对应的输出端口out之间设置传输线。
39.在一实施例中，多个所述第二传输线120将所述第一耦合支路131分为多个耦合段131a，两个第二传输线120中离圆心较远的第二传输线120和离圆心较近的第二传输线120的功率分配比与所述两个第二传输线120之间的耦合段131a的宽度成正相关。
40.传统移相器只能进行左右端口对称的等功率分配，左右端口为等分设计，也就不能使天线方向图的垂直波束产生零点填充。
41.以传统移相器具有七路输出为例。传统移相器设置七路输出端口的功率输出完全等分时，功率分配比如下表所示：多个辐射单元在垂直面形成的方向图如图3所示。此时上旁瓣为-14.5db，零点填充为-27.5db。可以看出，方向图中旁瓣抑制较差，且在波瓣之间会形成零点。
42.传统移相器设置七路输出端口的功率输出左右等分时，功率分配比如下表所示：多个辐射单元在垂直面形成的方向图如图4所示。此时上旁瓣为-22db，零点填充为-27db。可以看出，方向图中旁瓣抑制较好，但是在波瓣之间会形成零点。由于传统移相器无法设置输出端口out1~7功率输出左右不等分，波瓣之间的零点也无法填充。
43.本实施例中，进入耦合电路130的馈入信号通过第一耦合支路131分别耦合分配至多个第二传输线120中。通过调整第一耦合支路131上对应耦合段131a的宽度，可以调整多个第二传输线120之间的功率分配比，进而实现多个第二传输线120之间的任意功率分配比。如此，通过第一耦合支路131实现多个第二传输线120之间的任意分配比，通过第二耦合支路132实现第二传输线120两端的任意功率分配比，即可实现移相器100的多个输出端口out之间的功率任意分配。
44.例如，参照图2，第二辐射单元300和第三辐射单元400的数量之和为6，可以设置输出端口out的数量为7，第二传输线120的数量为3。7个输出端口out依次标号为1、2、3、4、5、6、7，其中，1、2、3为右侧输出端口out，4、5、6为左侧输出端口out，7为与第一传输线110的输出端连接的输出端口out。3个第二传输线120按照半径由小到大依次为第二传输线120a、第二传输线120b、第二传输线120c。馈入信号由输入端口in输入，分为七路分别从输出端口out1~7输出。
45.当需要设置输出端口out1~7的功率输出左右不等分，且3个第二传输线120之间的功率也不等分时，可以通过调整相应的第二耦合支路132的宽度实现（例如分别增加/减小第二传输线120a、第二传输线120b和第二传输线120c对应的第二耦合支路132的宽度）。功率分配比如下表所示：多个辐射单元在垂直面形成的方向图如图5所示。此时上旁瓣为-24db，零点填充为-19.6db。可以看出，通过设置输出端口out1~7的功率输出左右不等分，且3个第二传输线120之间的功率也不等分，可以在主瓣和旁瓣之间形成零点填充，且形成的旁瓣抑制优于上述功率输出完全等分和功率输出左右等分，且3个第二传输线120之间的功率不等分两种情况。
46.参照图6，本技术还提出一种天线组件，所述天线组件包括第一辐射单元200、第二
辐射单元300、第三辐射单元400和上述的移相器100。
47.该移相器100的详细结构可参照上述实施例，此处不再赘述；可以理解的是，由于在本技术天线组件中使用了上述移相器100，因此，本技术天线组件的实施例包括上述移相器100的全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。
48.在一实施例中，所述第二辐射单元300和所述第三辐射单元400的数量之和小于或等于所述移相器100的第二传输线120的数量的两倍，多个所述第二辐射单元300与多个所述第二传输线120的第一端一一对应连接，多个所述第三辐射单元400与多个所述第二传输线120的第二端一一对应连接，以满足多个第二辐射单元300和多个第三辐射单元400均可接入移相器100。
49.上文中，参照附图描述了本技术的具体实施方式。但是，本领域中的普通技术人员能够理解，在不偏离本技术的精神和范围的情况下，还可以对本技术的具体实施方式作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本技术所限定的范围内。

技术特征：
1.一种移相器，其特征在于，所述移相器包括：第一传输线，所述第一传输线的两端点分别为输入端和输出端；所述第一传输线的输入端用于接入馈入信号，所述第一传输线的输出端用于接入第一辐射单元；第二传输线，所述第二传输线以所述第一传输线的中心为圆心呈弧状设置；所述第二传输线的第一端用于接入第二辐射单元，所述第二传输线的第二端用于接入第三辐射单元；耦合电路，包括第一耦合支路和第二耦合支路，所述第一耦合支路的第一端与所述第一传输线的中心点电连接，所述第一耦合支路的第二端向所述第二传输线的方向延伸，并与所述第二传输线电连接，所述第一耦合支路的一侧向所述第二传输线第一端的方向凸起形成所述第二耦合支路；所述第二耦合支路与所述第二传输线部分重叠；所述第二辐射单元和所述第三辐射单元的功率分配比与所述第二耦合支路的宽度成正相关。2.如权利要求1所述的移相器，其特征在于，所述第二传输线的数量为多个；多个所述第二传输线均以所述第一传输线的中心为圆心呈弧状设置，且多个所述第二传输线的半径均不相同。3.如权利要求2所述的移相器，其特征在于，多个所述第二传输线将所述第一耦合支路分为多个耦合段，两个第二传输线中离圆心较远的第二传输线和离圆心较近的第二传输线的功率分配比与所述两个第二传输线之间的耦合段的宽度成正相关。4.如权利要求2所述的移相器，其特征在于，所述第二耦合支路的数量与所述第二传输线的数量一致。5.如权利要求1所述的移相器，其特征在于，所述第二耦合支路的形状与所述第二传输线的形状一致。6.如权利要求5所述的移相器，其特征在于，所述第二耦合支路的长度为所述第二辐射单元的辐射信号波长的四分之一。7.如权利要求5所述的移相器，其特征在于，所述第二耦合支路的宽度大于所述第二传输线的宽度。8.如权利要求1所述的移相器，其特征在于，所述移相器还包括第一电路基板和第二电路基板；所述第一传输线和所述第二传输线设置于所述第一电路基板，所述耦合电路设于所述第二电路基板；所述第二电路基板的一端固定于所述第一传输线的中心位置，所述第二电路基板的另一端可相对所述第一电路基板滑动。9.一种天线组件，其特征在于，所述天线组件包括第一辐射单元、第二辐射单元、第三辐射单元和如权利要求1~8任一项所述的移相器。10.如权利要求9所述的天线组件，其特征在于，所述第二辐射单元和所述第三辐射单元的数量之和小于或等于所述移相器的第二传输线的数量的两倍，多个所述第二辐射单元与多个所述第二传输线的第一端一一对应连接，多个所述第三辐射单元与多个所述第二传输线的第二端一一对应连接。

技术总结
本申请提供一种移相器及天线组件，移相器包括第一传输线、第二传输线和耦合电路。第二传输线的第一端用于接入第二辐射单元，第二传输线的第二端用于接入第三辐射单元。耦合电路包括第一耦合支路和第二耦合支路，第一耦合支路的一侧向第二传输线第一端的方向凸起形成第二耦合支路；第二耦合支路与第二传输线部分重叠；第二辐射单元和第三辐射单元的功率分配比与第二耦合支路的宽度成正相关。本申请通过在第一耦合支路和第二传输线耦合的位置增加第二耦合支路，可以调整第二传输线的第一端与第二端的功率分配比，实现第二传输线的第一端与第二端的任意功率分配。与第二端的任意功率分配。与第二端的任意功率分配。


技术研发人员：丁一军 陆宝祥 沈一春 蓝燕锐 符小东
受保护的技术使用者：中天宽带技术有限公司 江苏中天科技股份有限公司
技术研发日：2023.07.21
技术公布日：2023/8/21