专利名称：可变相位移相器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可变相位移相器，并涉及一种可变相位移相器的制造方法。
背景技术：
移相器是相控天线阵的必要元件。需要一种成本低、可靠性高且复杂度低的移相器装入到相控天线阵内。
迄今已采用了多种用于信号相移的方法。已使用诸如PIN二极管之类的半导体装置。存在用于使RF电路变化、以便实现所需的相移、但不允许连续相移的电控开关，这些开关会引起相互调制，它们功率有限且需要复杂的控制电路。改变设于导体与接地平面之间的材料的介电常数的移相器也已被采用。
另一种传统的方法采用提供通过移相器的传送路径的第一和第二耦合信号导体，该信号导体可相对移动以改变传送路径的实际长度。US-A-5801600中描述了此类移相器的一种例子。这种方法难以确保可使位于导体之间的边界处的相互调制为最小的导体之间的良好的信号耦合。
发明概述根据本发明的第一个方面，提供了一种可变相位移相器，它包括提供通过该移相器的传送路径的第一和第二耦合信号导体，信号导体可相对移动以改变传送路径的实际长度，其中，第一信号导体包括一对电平行臂，而第二信号导体则置于第一信号导体的臂之间。
这种配置具有多个优点。首先，通过使第二信号导体置于第一信号导体的臂之间，可使第一与第二导体之间的电耦合最大化。这样就能使传送路径的长度大范围地变化。第二，该导体配置形成了高度对称的分岔传送路径。第三，如果必要的话，可精确地控制和调节第一信号导体的臂之间的间距。
较佳地，在第一信号导体的相对侧上设置支承装置，以便保持第一信号导体的臂之间的最大间距。这样就能使第一和第二信号导体保持非常接近，以使导体之间的电耦合最大，并能精确地控制线阻抗。第一信号导体可容纳在一支承肋条中的一孔内，其中该孔的相对侧提供支承装置。或者，可提供一对肋条，其中一个具有用于容纳导体的凹部，其中支承装置由该凹部的基底和另一个肋条的边缘所提供。
根据本发明的第二个方面，提供了一种可变相位移相器，包括提供通过该移相器的传送路径的第一和第二耦合信号导体，信号导体可相对移动以改变传送路径的实际长度；以及设置在信号导体的至少一侧上的导电接地平面。
接地平面的设置能使信号以TEM或准TEM模式进行传播。接地平面可与浮动电压基准相连接，但较佳地电接地。较佳地，该接地平面在一个以上的点上与电压基准(或地面)相连接。这样就能确保在使用中，横过整个接地平面的电压大致恒定。
可仅仅设置一个接地平面(称之为微带配置)。或者，可在信号导体的相对侧上设置第二接地平面(带状线配置)。在另一种“混合”配置中，可在信号导体的相对侧上设置较窄的接地条。
本技术领域中的那些熟练技术人员应当理解的是，该接地平面可完全或不完全呈平面状。然而，较佳地，该或各个接地平面具有面向第一和第二信号导体的一个或多个大致平面状表面部分。
较佳地，接地平面的宽度显著大于(例如三倍以上)各信号导体的宽度(横向于信号传播方向)。
在一种较佳配置中，一个或两个接地平面具有接近第一导体的第一部分、接近第二导体的第二部分、以及位于第一和第二部分之间的台阶部。这样就能对由第一和第二导体所呈现的线阻抗进行控制(即，通过改变接地平面与信号导体之间的距离)。
通常，信号导体具有面向该或各个接地平面的大致平面状表面。这样就能使信号导体易于制造(例如通过冲压板材的处理)，并且增加信号导体与接地平面之间的场均匀性。
通常，第一和第二信号导体具有相对的大致平面状耦合表面。这样也能使信号导体易于制造(例如通过冲压板材的处理)，并使导体之间的耦合最大。
较佳地，第一信号导体的臂分别具有设置在第二信号导体的相对侧上、且彼此大致平行设置的大致平面状耦合表面。
信号导体可呈C形或L形(如沿着信号传播方向进行剖切的剖视图中所看到的)，或者可具有互锁沟槽或台阶部。然而，在一种较佳实施例中，信号导体是由横截面大致矩形的板材所制成的条状物。
制成信号导体的导电材料通常为诸如紫铜、黄铜或铝合金之类的金属。
在一种较佳配置中，移相器还包括第三信号导体，其中第二信号导体具有与第一信号导体相耦合的第一臂和与第三信号导体相耦合的第二臂，藉此第二信号导体在第一和第三信号导体之间提供传送路径，并且第二信号导体和第一和第三信号导体可相对移动，以改变传送路径的实际长度。
第二信号导体的臂可彼此倾斜设置(即，第二信号导体可呈V形)。然而，较佳地，第二信号导体的第一和第二臂沿大致平行的方向延伸。
第一和第三导体可移动，但较佳地固定，而第二信号导体可(以长号(trombone)滑动件的方式)移动。
本发明的第二个方面还提供了一种可变相位移相器的制造方法，该方法包括下列步骤i)设置第一和第二耦合信号导体，以便提供通过移相器的传送路径，信号导体可相对移动，以改变传送路径的实际长度；ii)用大致平面状的导电材料板制成导电接地平面；以及iii)将接地平面设置在信号导体的一侧上。
在制造上述移相器的较佳的方法中，接地平面是由大致平面状的导电材料板所制成的。与同轴配置(传统上通过挤压处理制成)相比较，接地平面可由板状材料、例如通过冲压或切割而成。这样就能使制造过程廉价且更简单。
在其成品形式中，接地平面可不完全呈平面状。例如，板材可被弯曲、弯折或以其它方式形成有壁、沟槽、脊部等。在一种较佳实施例中，接地平面形成有一对侧壁和一台阶部。
下列说明用于给本发明的第一和第二个方面。
导体可具有滑动导电触头，藉此导体电阻(ohmically)耦合，但较佳地，第二信号导体藉由绝缘体与第一信号导体相隔开，藉此第一和第二信号导体电容耦合。这样可用于将可能由金属—金属接触引起的相互调制减至最小。
绝缘体可包括一层空气，但较佳地，该绝缘体包括固态或液态绝缘材料。
固态绝缘体可作为一分离层或涂层(例如，诸如PTFE(聚四氟乙烯)或聚酯之类的润滑涂层)设置在第一和/或第二信号导体上。在本发明第一个方面的情况下，绝缘涂层通常设置在与第一导体的臂相耦合的第二导体的相对耦合表面上。
采用PTFE的问题在于，它会在长期使用后磨损，致使信号导体之间直接接触。这样就会引起相互调制。
根据本发明的第三个方面，提供了一种可变相位移相器，它包括提供通过移相器的传送路径的第一和第二耦合信号导体，信号导体可相对移动以改变传送路径的实际长度，其中，信号导体的至少其中之一具有面向另一个信号导体、且设有氧化物涂层的耦合表面。
氧化物涂层用于防止相对移动的导电表面之间直接接触—由此预防相互调制。
通常，涂层已通过阳极化处理、较佳地硬阳极化处理所形成。硬阳极氧化物涂层具有高硬度值和良好的耐磨特性。
较佳地，具有氧化物涂层的信号导体是由铝或其合金所制成的。铝自身易于阳极化。
通常，阳极化处理是在低于5℃的温度上进行的。
通常，阳极化处理包括将导体浸没在电解液中，并使其电流密度大于2安培/分米2的电流流过该导体。
通常，氧化物层的厚度大于25微米。
导体的其中之一(较佳地涂有氧化物的导体)可具有形成在其一表面上的润滑涂层(例如PTFE)。
本发明的第三个方面还提供一种可变相位移相器的制造方法，该方法包括下列步骤i)设置第一和第二耦合信号导体，以便提供通过移相器的传送路径，信号导体可相对移动，以改变传送路径的实际长度；以及ii)在其中至少一个信号导体的一表面上形成氧化物涂层。
在一种较佳实施例中，移相器具有直接焊接到同轴电缆上的连接终端。然而，同轴电缆是昂贵且难以连接的。
根据本发明的第四个方面，提供了一种可变相位移相器，包括其上形成有至少两条导电路径的电路板；与其中一条导电路径相连接的第一信号终端；与另一条导电路径相连接的第二信号终端；以及用于在第一和第二连接终端之间提供可变相移的装置。
本发明的第四个方面将与移相器相连接所需的同轴电缆的数量减至最少。另外，诸终端可容易且牢固地连接至电路板上的导电路径。
较佳地，在电路板中形成有至少两个连接孔，各信号终端分别穿过一相应的孔。
多个移相器可安装在电路板上，并通过导电路径相连接。在这种情况下，可仅仅需要一个同轴电缆连接。
下列说明用于按照本发明的所有方面的移相器。
可变相位移相器可安装在功率分裂器/组合器中，该功率分裂器/组合器包括三个或多个信号连接终端，其中可变相位移相器耦合在其中两个信号终端之间。
为了使信号反射最小化，还可在其中两个信号终端之间耦合一阻抗匹配器。
移相器较佳地使用在相控天线阵的供给网络中，通常使用在诸如蜂窝移动电话网络之类的通信网络中。
通常，移相器的尺寸被做成可为处于其下限大于等于400MHz、且上限小于等于3GHz的波长带中的信号提供可变相移。在一种较佳情况下，移相器的尺寸被做成可为处于其下限大于等于800MHz、且上限小于等于2.5GHz的波长带中的信号提供可变相移。
附图简介现在将通过举例的方式结合附图来描述本发明的多个实施例，在这些附图中
图1是一种可变相位移相器的立体示意图；图2是一种成对可变相位移相器的平面图，其中示出了所有的隐蔽部件，而省略了同轴电缆；图3是沿着图2中的线AA剖切的剖视图；图4是沿着图2中的线BB剖切的剖视图；图5是从图2的左侧看到的移相器的侧视图；图6是一种双重移相器的平面图，其中示出了所有的隐蔽部件，而省略了同轴电缆；图7是一种成对可变相位移相器测试组件的上侧的立体图，其中滑动件处于其完全缩进位置中；图8是从图7的左侧看到的侧视图，其中所有的垂直尺寸均被放大了100％。
图8a是横向于通过其中一根支承肋条的信号传播方向剖切的剖视图；图9是该组件的下侧的立体图；图10是示出了电缆连接件的组件的下侧的局部放大立体图；图10a是示出了与同轴电缆连接的图10所示连接件的剖视图；图11是该组件的底侧的立体图，其中去除了某些部分，并且滑动件处于其完全延伸位置中；图12是从图7的左侧看到的端视图；图13是该组件的局部放大立体图；图14是从图7的右侧看到的该组件的局部端视图；图15是一种双极化相控天线阵的电路图；以及图16是图15所示天线阵的侧视图。
较佳实施例的详述请参阅图1，可变相位移相器包括提供接地平面、且与同轴电缆2-4的电接地外导体相连接的金属板壳1。该壳体1具有一平面状基底(如图1所示)和一平面状罩盖(未图示)。可变延迟输出信号导体5包括藉由端壁8相连接的一对导电材料(诸如紫铜或黄铜)条6、7。同轴电缆2的内导体9与端壁8相连接。输入信号导体10包括藉由端壁13相连接的一对紫铜或黄铜条11、12。同轴电缆3的内导体14与端壁13相连接。下电极条12具有提供固定延迟输出终端、且与第三同轴电缆4的内导体15相连接的臂23。因此，导体14上的输入信号在端壁13处分裂，并沿着电平行(即，电连接，以便在共接点处与导体14连接在一起)的条11、12传递。
U形滑动件16提供一长度可变的信号导体。该滑动件16具有夹置于条6、7之间的输出臂17和夹置于条11、12之间的输入臂18。该紫铜或黄铜滑动件16的上下面均涂有诸如聚酯或TeflonTM(PTFE)之类的低摩擦绝缘材料。该滑动件16与信号导体5、10电容耦合，并通过滑进和滑出(如22所示)来改变传送路径的实际长度(即，改变介于电缆3、4与电缆2之间的导体的长度)。
滑动件16与信号导体5、10之间的电容耦合足以在其整个调节范围内提供宽频带通连接。
同轴电缆3上的输入信号19分裂和输出成同轴电缆4上的固定延迟输出信号20和同轴电缆2上的可变延迟输出信号21。通过调节滑动电极16，可不断地改变输出信号21相对于输入信号19和固定延迟输出信号20的相移。
图2-5中详细示出了装有两个图1所示类型的移相器的一种成对可变相位移相器包装体。信号导体容纳在一黄铜或紫铜壳体内，该壳体包括一大致平面状基底30、端壁35、一对侧壁36、37和一罩盖31。该罩盖31具有大致平面状下部32、大致平面状上部33和台阶部34。该罩盖31还具有被焊接到壁35-37中、以便在基底30与罩盖31之间提供牢固电连接的六个凸耳120、121、123-126。
请参阅图2，壳体30-37容纳着一对可变相位移相器38、39。该可变相位移相器38、39是相同的，故以下将仅对移相器38进行详细描述。
移相器38包括一输入信号导体40、输出信号导体41和滑动件42。图3所示的输出信号导体41包括在一端处弯折、以便形成端壁49(示出在图3的局部放大图中)的下黄铜或紫铜条48。上黄铜或紫铜条47焊接在端壁49上，以便与下条48相平行。图4所示的输入信号导体包括一对平行的黄铜或紫铜条44、45和端壁46(图2)。U形滑动件42具有夹置于条44、45之间的输入臂43和夹置于条47、48之间的输出臂50。如图4的局部放大图中详细示出，滑动电极42的上下面均涂有PTFE层51、52。
输入和输出导体40、41由图3所示的一对支承组件53、54所支承。该组件53、54的结构是相同的，图4中示出了其中一个组件54。该组件54包括在侧壁36、37之间延伸、且用螺栓紧固在基底30和罩盖31上的一对塑料绝缘肋条55、56。肋条55具有接纳移相器导体的四个凹部。PTFE层51、52的低摩擦特性确保该滑动件42移动方便，且减少磨损和相互调制。
肋条55、56尽可能得狭窄，以便将它们对发射线的波阻抗的影响减至最小。在另一种实施例中，肋条55、56的轮廓可被构成为如图2中的虚线54’所示，以使它们更为狭窄。倘若肋条在波阻抗中引起跃变的话，则可通过在肋条搁置在信号导体上时所处的诸点上、在罩盖31和/或基底30中形成孔(未图示)来将该跃变减至最小。
该对滑动件与由一对滑动轴承61、62所支承的共绝缘驱动件60相连接。
在使用中，六根同轴电缆110-115(图5)连接在相对输入电缆111的图3所示的移相器上。该电缆111的外导体63插入到端壁35中的孔66内，以便该导体63的末端与壁35的内表面齐平。该外导体藉由焊料64固定在端壁35上。内导体65穿过端壁49中的孔(未标示)，并藉由焊料67固定。端壁49藉由绝缘垫圈68与壳体相隔开。
请参阅图2，输入信号导体40、72分别具有带较大宽度101的加宽部分，该宽度能相对于滑动件、输出信号导体和固定延迟输出终端降低这部分的阻抗。该加宽部分还具有四分之一波长的长度。这样就能提供阻抗匹配，以便将传送路径在固定延迟输出终端处分裂时所处的点上的输入信号的反射减至最小。
从图3中可清楚地看到，介于罩盖的上部33与上条47之间的距离150近似于介于罩盖的下部32与滑动件42之间的距离151。结果，滑动件42的波阻抗就近似于信号导体40、41的波阻抗。取代通过变形来形成台阶部34的是，可通过向罩盖31的下侧增加一导体板来形成台阶部34。
图6中示出了一种双重可变相位移相器。该移相器类似于图2-5所示的成对移相器，其主要区别在于，导体41与第二移相器39的导体69相连接。这样就在输入信号70与输出信号71之间产生双重相移。导体72具有狭窄的轮廓(类似于输出导体41)，并且仅仅存在单个固定延迟输出终端臂23。
图7-14中示出了一种成对移相器测试组件。该组件中的两个移相器200、201是相同的，故以下将仅对移相器200进行描述。信号导体安装在大致平面状铝板202上。该板202提供第一接地平面(类似于图2-6所示实施例中的基底30)。然而，图7-14所示的实施例中未设有相对接地平面。取而代之的是，由具有大致平面状下部203、大致平面状上部204和倾斜台阶部205的弯折的黄铜接地条来收集散逸的通量线。我们已经发现，条204较窄的宽度(与图2-6所示实施例中的罩盖31的宽度相比)不会显著降低移相器的性能。事实上，该条204可更狭窄些，并且仍旧能用作为有效的匹配屏(shield)。
印刷电路板(PCB)208藉由双面胶带(未图示)连接在板202的相对主面上。该PCB 208包括具有涂覆在其一表面上的一层紫铜301(如图10a的剖视图所示)和形成在其另一表面上的多条紫铜线210、211等(参见图9)的绝缘板300。
上条214和下平行条206形成移相器的输入引脚。两条引脚是相同的，故以下将仅对输入引脚进行描述。上条228和下条229形成移相器的输出引脚。图11中省略了上条214、228和接地条204等，以便示出下条。
如图8所示，下黄铜或紫铜条206在其一端处向下弯折，并具有穿过PCB 208中的孔351(从图13中可清楚地看到)的连接终端207。如图13所示，上黄铜或紫铜条214也在其一端处向下弯折，并具有穿过孔351的连接终端215。PCB上的紫铜层301被侵蚀掉，以便如图13所示形成环绕孔351的窗口209，用以确保导体206、214不会电接地。PCB 208的另一表面(如图9所示)上印有具有环绕终端215、207的加宽端连接区域212、213的紫铜条210、211。如图8所示，终端215、207穿过PCB 208。在随后的处理步骤中，突部215、207被焊接到紫铜连接区域212上，以便确保良好的连接。
黄铜条204(图8、13)在其一端处弯折，并且如图13所示具有穿过PCB 208中的孔252的终端250。在随后的处理步骤中，突部250被对着PCB上的紫铜层301焊接，以便提供牢固的接地连接。
当使用时，一组金属夹216、217等与同轴电缆相连接。图9中未示出同轴电缆，但在图10a中详细示出了单个示例性电缆连接。图7和10中所示的夹子216具有将该夹子对着PCB的表面上的紫铜层301固定的一对接线片218、219。在随后的处理步骤中，该接线片218、219被焊接，以便确保牢固的连接。该夹子216还具有穿过PCB 208中的孔224的四个臂220-223(如图10所示)。图10a所示的同轴电缆具有与臂220-223相接合的外导体225和与紫铜线210相接合的内导体226。在随后的处理步骤中，该臂220-223向内弯折并焊接，以便牢牢地夹紧外导体，并且内导体226焊接到紫铜条210上。图10a的连接实际上是坚固的。还可精确地控制介于导线210的末端与孔224之间的关键性间隙227的宽度。
U形滑动件230(从图11中可清楚地看到)具有夹置于条206、214之间的第一臂231和夹置于条228、229之间的第二臂232。该滑动件230与由三个滑动轴承239-241所支承的共绝缘驱动件238相连接。该驱动件238通过与中心层242、上下加固层243、244和容纳在滑动件230中的孔(未标示)内的凸起(boss)236、237模注在一起形成一个单件。在随后的处理步骤中，使该凸起236、237相对滑动件弄平，以便将滑动件固定在驱动件238上。
信号导体由一对支承件233、234所支承。该支承件233、234的结构是相同的，故以下将仅对其中一个进行描述。支承件233被形成为具有接纳信号导体的矩形孔和用于固定上接地导体条204(如图7所示)的压配夹234、235的单个绝缘塑料片。该支承件233借助穿过板202和PCB 208中的孔(为标示)、且如图9所示对着PCB 208的相对侧压配的接线片251-253固定在组件的其余部分上。
在使用中，50欧姆的同轴电缆连接在夹子216、217上。紫铜条210、211和移相器信号导体的尺寸被分别做成呈现接近50欧姆的波阻抗，并由此将信号反射减至最小。
如图2-6所示的实施例中所示，滑动件230的波阻抗是由接地条中所提供的台阶部205所控制的。
滑动件230是通过以下描述的加工过程进行制造的。
滑动件制造过程
1号浴 预清洗化学品Al PROBRIGHTTMAl Probright是一种被设计用来去除铝及其合金上的污垢和大部分抛光膏的碱性溶液。
槽容积14.4升浴组成10％的AlProbright90％的去离子水温度 环境温度时间 3分钟或更长时间(取决于污染情况)2号浴 预清洗漂洗化学品溢流H2O槽容积18升化学测试 1.pH8-102.通过控制溢流保持规格(specs)3号浴 腐蚀性侵蚀化学品氢氧化钠氢氧化钠是一种强碱侵蚀剂，它将形成微粒无光泽(matt)面层(finish)，并将防止无法溶解的氢氧化铝沉淀在侵蚀浴中。
槽容积14.4升浴组成40克/升的氢氧化钠14.4升的去离子水温度 环境温度时间 3分钟4号浴 腐蚀性漂洗化学品溢流H2O槽容积18升化学测试 1.pH10-112.通过控制溢流保持规格5号浴 去残渣化学品硝酸硝酸设计用来在碱性侵蚀之后去除铝合金上的残渣，并使其表面光亮。
槽容积14.4升浴组成30％的硝酸70％的去离子水温度 环境温度时间 3分钟
6号浴 去残渣漂洗化学品溢流H2O槽容积18升化学测试 1.pH2-32.通过控制溢流保持规格7号浴 硬阳极化化学品硫酸槽容积14.4升浴组成10％的硫酸(98％)操作参数 175-225克/升温度 0℃±1℃时间 60分钟(厚度几乎是时间的函数)电流密度 3安培/分米2-5安培/分米2铝合金牌号50058号浴 硬阳极化漂洗化学品溢流H2O槽容积18升参数 pH2-3沉浸时间 最多2分钟浴控制长时间的沉浸并带有大于3的pH值可导致不均匀变色。通过增加硫酸来保持pH值。
9号浴 热水漂洗化学品溢流水槽容积14.4升温度 50-60℃化学测试 pH6-7通过调节溢流率来保持pH规格要注意的是，该过程不包括密封步骤。将该步骤排除在外，用以确保耐磨的氧化物涂层。
滑动件是由被硬阳极化(参见上述7号浴)、以便形成图8a所示的氧化层的铝合金所制成的。图8a是从支承肋条233的部分进行剖切的剖视图。图8a是不按比例的。该支承肋条具有其大小适于宽松地容纳信号导体的孔310。在一种例子中，该孔310为2.4毫米高，而信号导体206、214、231则为0.7毫米厚—给予总共0.3毫米的间隙(play)。孔310可被精确地定位和确定尺寸，以便精确地控制导体的波阻抗。
图8a所示的滑动臂231具有在硬阳极化过程中所形成的、由50微米厚的氧化层312所环绕的铝合金核心311。滑动件的上下面喷涂有PTFE薄层313、314。
在使用中，PTFE的低摩擦特性可减少移动部件之间的磨损。倘若PTFE层313、314逐渐磨损的话，则氧化层312(系电绝缘体)可防止电极之间的任何金属—金属接触，由此防止相互调制。氧化层312还较耐磨，而且我们已经发现，PTFE往往会充满在氧化物中的裂缝，由此提高磨损特性。
如果必要的话，则PTFE层313、314可省略。信号导体206、214也可由具有PTFE涂层的硬阳极化铝合金所制成。
图7-14中所示的组件系一种用于测试移相器性能的测试组件。当安装在相控天线阵系统(将在下文中叙述)中时，可将多个移相器安装在单个PCB上，并通过在PCB的上表面上的导线连接在一起。在这种配置中，只需要与PCB的单个同轴连接。
图2-14所示的移相器可使用在图15所示的电路配置中。信号发生器80产生一输入到图6所示类型的双重移相器81的信号。移相器81的辅助输出终端臂23与移相器82相连接，该移相器82接着又与一对双极化(polarised)放射器83、84相连接。移相器81的可变延迟输出被输入到接着与一对双极化放射器86、87相连接的移相器85。放射器的相对终端由一组补充驱动电路(如图15的上半部分所示)来驱动。
移相器82、95可一同容纳在一成对移相器包装体内。类似地，移相器85、96可一同容纳在一成对移相器包装体内。或者，移相器95、96和82、85可容纳在一起。
请参阅图16，天线83、84、86、87可垂直设置，并发射为一共同的波阵面97行进的相移信号。该波阵面97以与信号的相对相移成正比的角度98下倾。因此，下倾角可通过调节可变相位移相81、82、85、95、96、99来进行调节。通常，这是通过将四个移相器包装体的驱动件60与共驱动臂相连接来实现的。
通常，天线是蜂窝通信系统的部件，并在波长范围在800-2500MHz之间发射。然而，要意识到的是，所述的移相器可通过适当的定标(scaling)在多种波长区域中进行操作。
应看到的是，本发明提供了一种易于制造、且具有宽相移范围的可变相位移相器。虽然已举例说明了移相器与发射天线阵结合使用，但要理解的是，移相器还可与接收天线阵结合使用。在这种情况下，它将用作为移相器/功率组合器而不是移相器/功率分裂器。
虽然已通过举例的方式描述了本发明，但要意识到的是，在不脱离由附加权利要求所限定的本发明范围的情况下，本发明还可有多种改进和/或变化形式。
权利要求
1.一种可变相位移相器包括提供通过所述移相器的传送路径的第一和第二耦合信号导体，所述信号导体可相对移动以改变所述传送路径的实际长度，其中，所述第一信号导体包括一对电平行臂，而所述第二信号导体则置于所述第一信号导体的臂之间。
2.如权利要求1所述的可变相位移相器，其特征在于，还包括设置在所述第一信号导体的相对侧上的支承装置，以便保持所述第一信号导体的臂之间的最大间距。
3.一种可变相位移相器，包括提供通过所述移相器的传送路径的第一和第二耦合信号导体，所述信号导体可相对移动以改变所述传送路径的实际长度；以及设置在所述信号导体的至少一侧上的导电接地平面。
4.如权利要求3所述的可变相位移相器，其特征在于，还包括设置在所述信号导体的相对侧上的第二接地平面。
5.如权利要求3或4所述的可变相位移相器，其特征在于，所述一个或两个接地平面具有接近所述第一导体的第一部分、接近所述第二导体的第二部分、以及位于所述第一和第二部分之间的台阶部。
6.如权利要求3-5中的任何一项权利要求所述的可变相位移相器，其特征在于，所述信号导体分别具有面向所述或各个接地平面的大致平面状表面。
7.如权利要求3-6中的任何一项权利要求所述的可变相位移相器，其特征在于，所述或各个接地平面具有面向所述第一和第二信号导体的一个或多个大致平面状表面部分。
8.如权利要求3-7中的任何一项权利要求所述的可变相位移相器，其特征在于，所述接地平面和所述第一和第二信号导体分别具有横向于信号传播方向的相应宽度，并且所述接地平面的宽度大于所述各信号导体的宽度的三倍以上。
9.如权利要求3-8中的任何一项权利要求所述的可变相位移相器，其特征在于，所述接地平面是由大致平面状的导电材料板所制成的。
10.一种可变相位移相器包括提供通过所述移相器的传送路径的第一和第二耦合信号导体，所述信号导体可相对移动以改变所述传送路径的实际长度，其中，所述信号导体的至少其中之一具有面向另一个信号导体、且设有氧化物涂层的耦合表面。
11.如权利要求10所述的可变相位移相器，其特征在于，所述涂层已通过阳极化处理所形成。
12.如权利要求11所述的可变相位移相器，其特征在于，所述涂层已通过硬阳极化处理所形成。
13.如权利要求10-12中的任何一项权利要求所述的可变相位移相器，其特征在于，具有所述氧化物涂层的信号导体是由铝或其合金所制成的。
14.如权利要求10-13中的任何一项权利要求所述的可变相位移相器，其特征在于，所述信号导体的至少其中之一具有形成在其一表面上的润滑涂层。
15.如权利要求16所述的可变相位移相器，其特征在于，所述润滑涂层形成在所述氧化物涂层的顶上。
16.如上述权利要求中的任何一项权利要求所述的可变相位移相器，其特征在于，所述第一和第二信号导体具有相对的大致平面状耦合表面。
17.如权利要求16所述的可变相位移相器，其特征在于，所述第一信号导体的臂分别具有设置在所述第二信号导体的相对侧上、且彼此大致平行设置的大致平面状耦合表面。
18.如上述权利要求中的任何一项权利要求所述的可变相位移相器，其特征在于，还包括第三信号导体，所述第二信号导体具有与所述第一信号导体相耦合的第一臂和与所述第三信号导体相耦合的第二臂，藉此所述第二信号导体在所述第一和第三信号导体之间提供传送路径，并且所述第二信号导体和第一和第三信号导体可相对移动，以改变所述传送路径的实际长度。
19.如权利要求18所述的可变相位移相器，其特征在于，所述第二信号导体的第一和第二臂沿大致平行的方向延伸。
20.如上述权利要求中的任何一项权利要求所述的可变相位移相器，其特征在于，所述第二信号导体藉由绝缘体与所述第一信号导体相隔开，藉此所述第一和第二信号导体电容耦合。
21.如权利要求20所述的可变相位移相器，其特征在于，所述绝缘体包括固态或液态绝缘材料。
22.如权利要求21所述的可变相位移相器，其特征在于，所述绝缘体包括位于所述第一和/或第二信号导体上的绝缘涂层。
23.如权利要求21或22所述的可变相位移相器，其特征在于，所述绝缘材料与两个信号导体相接触，藉此当信号导体相对移动时，所述绝缘材料提供滑动支承表面。
24.一种可变相位移相器，包括其上形成有至少两条导电路径的电路板；与其中一条导电路径相连接的第一信号终端；与另一条导电路径相连接的第二信号终端；以及用于在所述第一和第二连接终端之间提供可变相移的装置。
25.如权利要求24所述的可变相位移相器，其特征在于，还包括形成在大致平面状表面中的至少两个连接孔，所述信号终端分别穿过一相应的孔。
26.如权利要求24或25所述的可变相位移相器，其特征在于，还包括具有内导体和外导体的同轴电缆，所述内导体与其中一条导电路径相连接。
27.如上述权利要求中的任何一项权利要求所述的可变相位移相器，其特征在于，所述移相器的尺寸被做成可为处于其下限大于等于400MHz、且上限小于等于3GHz的波长带中的信号提供可变相移。
28.如权利要求27所述的可变相位移相器，其特征在于，所述移相器的尺寸被做成可为处于其下限大于等于800MHz、且上限小于等于2.5GHz的波长带中的信号提供可变相移。
29.一种功率分裂器/组合器包括三个或多个信号终端和如上述权利要求中的任何一项权利要求所述的、耦合在其中两个信号终端之间的可变相位移相器。
30.如权利要求29所述的功率分裂器/组合器，其特征在于，还包括耦合在其中两个信号终端之间的阻抗匹配器。
31.一种相控天线阵，包括至少两个放射元件；以及用于向所述放射元件供给相对移相的信号的供给网络，其中，所述供给网络包括一个或多个如权利要求1-28中的任何一项权利要求所述的可变相位移相器和/或如权利要求29或30所述的功率分裂器/组合器。
32.一种蜂窝通信系统包括如权利要求31所述的相控天线阵。
33.一种可变相位移相器的制造方法，所述方法包括下列步骤i)设置第一和第二耦合信号导体，以便提供通过所述移相器的传送路径，所述信号导体可相对移动，以改变所述传送路径的实际长度；ii)用大致平面状的导电材料板制成导电接地平面；以及iii)将所述接地平面设置在信号导体的一侧上。
34.如权利要求33所述的方法，其特征在，所述制成接地平面的步骤包括弯折所述板的一对相对边缘、以便形成一对侧壁的步骤。
35.如权利要求33或34所述的方法，其特征在于，所述制成接地平面的步骤包括弯折所述板、以便在接近所述第一导体的第一部分与接近所述第二导体的第二部分之间形成台阶部的步骤。
36.如权利要求33-35中的任何一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述提供第一和第二信号导体的步骤包括用大致平面状的导电材料板制成各导体的步骤。
37.一种可变相位移相器的制造方法，所述方法包括下列步骤i)设置第一和第二耦合信号导体，以便提供通过所述移相器的传送路径，所述信号导体可相对移动，以改变所述传送路径的实际长度；以及ii)在其中至少一个信号导体的一表面上形成氧化物涂层。
38.如权利要求37所述的方法，其特征在于，步骤i)包括通过阳极化处理形成氧化物。
39.如权利要求38所述的方法，其特征在于，步骤i)包括通过硬阳极化处理形成氧化物。
40.如权利要求39所述的方法，其特征在于，所述阳极化处理是在低于5℃的温度上进行的。
41.如权利要求38-40中的任何一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述阳极化处理包括将导体浸没在电解液中，并使其电流密度大于2安培/分米2的电流流过所述导体。
42.如权利要求37-41中的任何一项权利要求所述的方法，其特征在于，还包括在其中至少一个信号导体的一表面上形成润滑涂层的步骤。
43.如权利要求42所述的方法，其特征在于，所述润滑涂层形成在所述氧化物涂层的顶上。
44.一种由如权利要求33-43中的任何一项权利要求所述的方法所制造的可变相位移相器。
45.如权利要求3所述的可变相位移相器，其特征在于，还包括设置在所述信号导体的一相对侧上的导电接地条，所述接地条具有横向于信号传播方向的宽度，所述宽度小于所述接地平面的宽度。
全文摘要
一种可变相位移相器包括提供通过该移相器的传送路径的第一和第二耦合信号导体(6,7,17)。信号导体可相对移动以改变传送路径的实际长度。第一信号导体包括一对电平行臂(6,7),第二信号导体(17)则置于第一信号导体的臂之间。接地平面(1)设置在信号导体的一侧上。
文档编号H01P1/18GK1390368SQ00815637
公开日2003年1月8日 申请日期2000年5月22日 优先权日1999年5月20日
发明者C·F·迪托伊特, M·M·E·埃列恩, B·C·坦, J·H·汤姆森 申请人:安德鲁公司