波束调节设备的制作方法

专利名称：波束调节设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于调节天线的波束方向的设备。尤其是涉及权利要 求1的前序部分中定义的类型的设备。
本发明还涉及用于调节天线的波束方向的天线控制系统。尤其涉
及权利要求25的前序部分中定义的类型的系统。
背景技术：
可以从文献WO 96/37922 ( Allgon AB )和WO 02/35651 Al (Allgon AB)中预先了解这种设备。从WO 96/37922 了解的i殳备包 括与天线振子的固定阵列集成的馈线结构，以便使得能够调节从阵列 辐射出的波束的方向。该馈线结构包括部署在固定的介电载流板上的 馈送导线图，其与接地板有一个距离并与之平行。馈线结构部署在面 向远离接地板的载流板表面上。可移动的介电板位于载流板和接地板 之间。该馈线图以与介电板的移动方向相同的方向延伸。由于各自的 馈线和接地板之间的介电板的存在，信号分量的传播速度被降低。因 此，通过将介电板置纵向移动，可以控制各种信号分量之间的相位差。 WO 96/37922中描述的设备的一个问题是对信号相位的影响，并由此 波束角相对较低。
WO 02/35651 Al涉及用于调节天线的波束方向的"i殳备，天线包 括借助于由穿孔金属线组成的馈线结构与公共信号源耦合的多个天线 振子。馈线结构在主方向延伸并且与一个或两个接地面平行放置，其
的相移，由此调节天线的波束方向。介电部件由具有不同有效介电值 的不同部分组成。WO 02/35651中描述的设备的一个问题是机械容差。 但是，上述两种解决方案的问题在于，当需要更大的倾斜角间隔
时，这些设备变得更长且更笨重，这就使得很难将它们适用于天线中。 而且，需要更长的导线，这增加了损耗。
此外，需要一种具有改进的RF性能以及改进的功率持久性的解 决方案。

发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于调节从天线振子的固定阵列 辐射的波束的波束方向的设备，该设备解决了上面提及的问题。
这个目的是通过根据权利要求1的特征部分所述的设备来实现的。
本发明的另 一个目的是提供一种用于调节从天线振子的固定阵 列辐射的波束的波束方向的天线控制系统，该系统解决了上述提及的 问题。
这个目的是通过根据权利要求25的特征部分所述的系统来实现
t 、 , 一….、 ，、、，、
的特征还在于，该设备包括用于允许所述接地面相对地接近所述馈线 结构放置，而不会冒在所述馈线结构和所述接地面之间意外地接触的 危险的装置。所述装置可以由位于所述馈线结构和所述接地面之间的 非导电薄膜或层組成。
将能够安排馈线结构接近接地面，而不会使馈线结构和接地面意 外地相互接触，例如，由于馈线的热膨胀或者存在水滴导致，具有与 现有技术相比该设备可以被制作得相当小同时保持或提高该设备的性
能以及电倾斜的范围的优点。这是特别有利的，因为在某些领域机械 倾斜被禁止，其提高了对电倾斜的范围的要求。
本发明还具有这样的优点，即对馈线结构的要求可以被降低，例 如，因为由于受到非导电薄膜或层的保护，对馈线结构的平直度要求 被大大降低或消除，由此可以灵活地制作该结构。
相对较薄的非导电薄膜或层可以被置于所述馈线结构和所述介
电部件之间。所述馈线结构可另外包括相对较薄的导电薄膜或层，和/ 或所述非导电薄膜或层可以相对较薄。
这就具有这样的优点，即非导电薄膜或层可以充当介电屏蔽层， 该介电屏蔽层又使该设备对介电部件和馈线结构之间的空气间隙更为 不敏感。此外，该非导电薄膜或层可以提供介电部件滑动表面，该表 面降低了摩擦，保护馈线结构免受磨损，并且其保护了馈线结构不会 互调制。因此，不需要对馈线结构进行损耗相关的表面处理。
该馈线结构可以被丝网印刷到非导电薄膜上，或者例如，通过胶 合或接合附着到非导电层或薄膜上。可选地，馈线结构可以被蚀刻到
印刷电路板(PCB)上，该PCB组成了非导电薄膜或层。这就具有这 样的优点，即具有小馈线厚度的馈线结构可以被用作无需自支撑的馈 线结构。与现有技术的解决方案相比，使用普通的PCB具有实现了更 好的容差和更低的制造成本的优点。此外，可以使用普通蚀刻容差代 替穿孔容差，其具有另外的优点，即，其相当容易制造最佳的馈线图， 例如，曲折形状的馈线。甚至还减小了机械应力。该解决方案的另一 个优点是增加了选择馈线阻抗和形状的可能性，结果实现了更好的RF 性能。此外，例如通过曲折形状的一条或多条馈线可以实现更大的倾 斜范围。同样，由于选择馈线阻抗的可能性，更容易实现输入功率的 不等分割，由此促进了振幅逐渐变细。
另外，非导电薄膜或层相比周围的空气是更好的导热体，其使得 设备具有更好的功率耐久性。
可以为所述设备配置以从所述源连接端子延伸到所述馈送连接 端子的至少4根线段，其中
第一线段和第二线段中的至少一个通常以沿所述主方向的第一 方向延伸，
第三和第四线段中的至少一个通常以与所述第一方向相反的第 二方向延伸，其中
所述介电部件分别位于所述第一和第二线段以及所述第三和第 四线段的至少一部分的附近，并且具有有效介电值，以及
所述介电部件在两个终点位置之间是线性可位移的，同时保持所 述部件接近各自相反延伸的线段对。这具有这样的优点，即所述设备 可以被与现有技术的设备基本上相同的方式进行配置。
固定的接地面可以被布置在所述馈线结构的两侧上，馈线结构与 所述接地面平行，其中非导电薄膜位于所述馈线结构和每个接地面之 间，并且其中介电部件位于每个接地面和每个非导电薄膜或层之间。 这就具有这样的优点，即接地面可以被用作设备的外壳，并且该设备 由此可以被制造得很紧凑。此外，因为本发明使得接地面能够被置于 接近导电层，由于与地面更短的距离，可以使用更宽范围的馈线阻抗， 馈线阻抗变得更加依赖于导线的宽度。此外，与现有技术相比，使用 蚀刻馈线结构允许更窄的馈线，其因此甚至进一步提高了可能的馈线 阻抗的范围。
非导电层的尺寸可以基本上对应于接地面的尺寸。此外，非导电 层的至少一部分可以被剪断或切除，以确保可以在接地面和/或馈线连 接端子之间建立至少一个界限分明的接触表面。或者，非导电薄膜或 层尺寸可以如此使得接地面在沿着它们的整个长度和宽度的边缘可以 相互接触。这就具有可以抑制互调制并且保持在较低级别的优点。
如上所述，至少一个所述馈线可以是曲折形状的。这就具有这样 的优点，即无需增大设备的长度或者甚至减小设备的长度就可以获得 更大的波束调节范围。
所述接地面的内表面可以被阳极氧化或者为提供以非导电层以 便提供额外的隔离层。这就具有这样的优点，即例如由于非导电薄膜 或层的缺陷，降低了馈线结构和接地面之间不期望的接触的危险。
非导电薄膜或层可以具有至少一个另外的特征防水、耐热、低 RF损耗、比介电部件的介电常数更低的介电常数、低热膨胀、高热 导率、以及低吸水性。
通常使用的材料，例如，Teflon (E.I.的商标)，Dupont，其 是一种可以使用的具有低￡和低损耗的绝缘材料。或者，可以使用诸 如Ultem⑧或Lexan⑧(通用电器公司的商标)的塑料。当然，也可以
使用其它材料。
该设备尤其适合在用于调节天线的波束方向的天线控制系统中 使用。特别的，该设备适合在用于远程设置天线阵列的主波瓣的倾角 的天线控制系统中使用。
根据下文详细的描述，本发明的这些和其它特征将变得明显。 下面将参考示意了一些优选实施例的附图更充分地解释本发明。


图1以分解图示出了移相器设备的示例性实施例；
图2以截面图示出了图1的设备；
图3更详细地示出了图1的馈线结构；
图4a-b示出了本发明的示例性实施例；
图5示出了本发明的其它特征；
图6示出了本发明的另外的特征。
具体实施例方式
在图1和2中示出了本发明可以利用的示例性设备200。图1中 示出了用于调节天线的波束的波束方向的设备的分解图。设备200包 括伸长的像盒子一样的外壳，该外壳由上半部201和下半部202组成， 构成接地面。还示出了馈线结构IOO。馈线结构的每个馈线段102-107 与相关的馈送连接端子102a-107a连接。馈送连接端子102a-106a例 如通过同轴电缆(未示出)连接到相关的天线振子或子阵列，例如布 置在固定阵列中的一对天线振子，通常是天线中的线性行，例如，基 站天线。在使用中，馈送连接端子107a例如通过同轴电缆与例如包含 在蜂窝移动电话系统的基站中的收发器电路(未示出)相连。
图2示出了沿着图3中的线I-I的装配好的设备的扩大的截面。 如图所示，上半部201包括基本上为平面的上壁203,并且与两个径 直向下的，纵向伸展的凸缘204、 205组成一个整体。外壳的下半部 202包括基本上为平面的下壁208，并与下壁208的纵向边缘部分、径直向上的凸缘207和209组成一个整体。如同可以在图1中看出的， 馈线结构100被排列在两个非导电薄膜或层210、 211之间，其长度和 宽度基本上对应于上半部和下半部的接地面201、 202的尺寸。非导电 薄膜或层的厚度可以是例如0.01-lmm的量级。这就具有这样的优点， 即非导电薄膜或层使接地面相互隔离，这使得可以抑制互调制并保持 在较低的级别。此外，非导电薄膜或层具有对应于上半部和下半部的 接地面201、 202的尺寸的尺寸，具有上半部和下半部接地面201、 202 可以组成非导电薄膜或层可以附着在其上的安装框架的优点。通过固 定装置使接地面相互粘上，例如以本质上已知的螺杆方式。为了保持 接地面相互隔离，螺杆可以是非导电的类型，例如塑料螺杆。或者， 可以使用普通的(导电)螺杆，在这种情况下，本发明具有仅仅使用 接地面之间的预定和明了的接触区域的优点，这些区域具有互调制的 优点。非导电层可具有对应于螺杆的直径的通孔，或者可选地，可以 为非导电层提供优选地界限分明的在附着点的位置处的切断(图1中 的212所示)。为了促进该设备的组装，可以在组装之前将馈线结构 和非导电层胶合在一起。或者，可以通过蚀刻包含导电层的非导电薄 膜或层来获得馈线。例如，通过与半固化片胶合或接合，于是可以将 第二非导电薄膜或层附着在第一非导电薄膜或层的导电层侧。作为另 一种可选方式， 一个或同时两个非导电薄膜可以在一侧自粘合，以便 当薄膜放在一起时，在组装设备时使馈线结构在中间，薄膜和馈线结 构被组装成一个容易操纵的单元。在还另一个实施例中，非导电薄膜 或层组成了其中嵌入了馈线结构的单个薄膜或层。在图l所示的示例 性实施例中，馈线结构100被附着到非导电薄膜211。
此外，图1和2中示出了介电部件220-223，其被用于影响传播 速度。介电部件221、 223是可选的，并且如果使用的话，它们可以被 用于例如，降低馈送导体104和107中的阻抗。如同例如，根据WO 02/35651 Al的技术已知的并且将在下文中进一步说明的，介电部件 220、 222被用于影响沿着相应的线段传送的信号分量的相移，相应的 线段沿着两个端点之间的设备的纵向方向线性可位移，以便改变馈送
连接端子处的信号分量之间的相角差。相角差将取决于介电部件的特
定位置。当介电部件被转移到某一距离时，线段102、 103、 105、 106 的传输相位将被均匀地改变，而线段104的传输相位基本上保持不变。 如果馈线102、 105的相移是馈线106、 103的两倍，则与相邻天线振 子(或子阵列)相关的端子之间的相角差将相互一致。因此，来自与 这些端子耦合的五个天线振子的合成波束将在这种情况中总是具有基 本上为直线形式的波阵面，而且可以通过将介电部件移至设备的纵向 的不同位置来调节这个波阵面的倾斜角。
根据本发明，介电部件可以具有不同的有效介电值，例如，通过 提供具有通孔的介电部件部分、其它的不规则或变化的厚度以便影响 介电材料的推迟效应。这在该图中例如通过通孔224、 225指示。当然， 介电部件可以是具有相等的介电值的固体。
介电部件可以被用作间隔部件，以便将馈线结构保持在适当的位 置。在一个可选实施例中，可以为上壁和下壁提供定位部件，例如， 以凸出部分或壁的形式，其可以帮助介电部件将馈线结构保持在适当 位置，并确定馈线导体和接地面之间的正确的距离。
非导电层的使用具有这样的优点，即接地面可以位于靠近导电 层，而不会冒例如使用期间由于水滴或由于由热膨胀引起的变形使得 馈线导体与接地面接触的危险，具有如上所述的优点。
在示例性的实施例中，上壁和下壁以及凸缘的内表面被阳极氧 化，以提供额外的绝缘层用于另外保护在接地面和馈线结构之间不会 有不期望的接触。代替进行阳极氧化，可以给表面涂上一层非导电涂 层。
图3更为详细地示出了图1的馈线结构100。在所示意的实施例 中，馈线结构100被配置为第一和第二线段105、 106沿着设备的主方 向A与馈送导体107—起在第一方向上延伸，而第三、第四和第五线 段102、 103、 104在与第一方向相反的第二方向上延伸。每条馈线段 分别与相关的馈送连接端子102a、 103a、 104a、 105a和106a相连接。 馈线段通过源连接端子101互连，借助馈送导体107及其相关的馈送
端子107a,源连接端子101可与信号源连接。如上所述，馈送连接端 子102a-106a例如通过5根同轴电缆连接到相关的天线振子或子阵列。
在馈送端子107a出现的微波信号将沿着馈送导线107传播到中 心定位的源连接端子101并传播到5个线段102-106上。为了调节下 倾，可位移的介电部件220、 222 (其中222由虛线指示)部分地覆盖 馈线102、 103、 105、 106，其在主方向A上沿着馈线滑动。如图所示， 可以为介电部件220提供通孔llOa、 110b，以使馈线的介电负载部分 与没有介电负载的部分匹配。还示出了介电部件223。
可以另外为该设备在设备附近或末端提供固定的介电部件120、 121 (图l和图3中所示)，以使馈线段的阻抗与连接端子匹配。如图 中所示，它们可以是各种形状。固定部件还可以具有各种厚度。
如图中所示，两根馈线102、 105为曲折形状的。这就具有在不 增大设备的长度的情况下获得更大的波束调节范围的优点。在示例性 实施例中，该设备可以被制作得相当短而且同时提供大于现有技术设 备两倍的倾斜角间隔。
优选地，介电部件的介电材料具有高于非导电薄膜或层的介电常 数。合适的材料为Ultem ,或Lexan (其是通用电器7>司的商标)。 在示例性实施例中，介电材料的介电常数应当在2和6之间的间隔内 (非导电薄膜或层的介电常数应当优选为相对较低，例如g)。此夕卜，
和非导电薄膜或层的材料一样，介电部件应当优选地具有低RF损耗， 耐热，具有高热导率，具有低吸水性、以及具有低热膨胀。
图4a示出了根据本发明的设备400的示例性实施例，其适合于 与双极化阵列天线或两个分离的天线阵列一起使用。有关接地面的装 置、馈线结构、介电部件和非导电薄膜或层的设备400的结构类似于 设备200。然而，在该实施例中，两个馈线结构404、 405封装在外壳 中。馈线结构404、 405被具有上述凸缘207、 209的功能的中间凸缘 406分隔。如同在图中可看出的，在这个实施例中中间凸缘406仅沿 着设备的部分延伸，其原因将在下面解释。如上所述，每个馈线结构 404、 405被布置在两个非导电薄膜或层之间，如上所述，其长度和宽
度基本上对应于上半部和下半部接地面的尺寸。因此，两个馈线结构 可以被置于相同的非导电薄膜或层之间，从而薄膜或层以及馈线结构 可制造成单个组件。可选地，每个馈线结构可以被置于分隔的非导电 薄膜或层之间，每个覆盖设备的宽度的一半。在后者情况下，薄膜和
馈线结构可以被组装为单个单元，该单元可以在如同图4a中描述的实 施例中一样在图1-3中描述的实施例上同等地使用，从而提供了制造 优势。
介电部件407 - 410 (以及相应地，根据设备200，在馈线结构的 相反一侧，相应的介电部件(未示出))如同上文的描述来使用，即 介电部件408、 409被用于影响馈线中的信号相位。布置图4a中的两 个馈线结构(以及介电部件)以便馈线结构404 (以及介电部件 407-408 )是馈线结构405 (以及介电部件409-410)的镜像。这就致 使两个可移动的介电部件408和409成镜〗象，并且纟皮相互朝向的放置。 由于中间凸缘仅沿着设备400的部分延伸的事实，如图中所示，这个 解决方案允许可移动的介电部件408、 409形成为一个整体单元，其中 当其移动时，同时影响沿着馈线结构404、 405的各自的线段传送的信 号分量的相位。因此，介电部件408-409 (以及相应的(未示出)， 馈线结构的相反侧上的介电部件)的同步移动允许双极化天线振子或 不同组的天线振子的均等控制。例如，可以通过一根杆以类似于图1 和3所示的实施例的方式来操作介电部件408-409。
然而在图4a所示的实施例中，公开了一种对介电部件的移动的 可选示例性解决方案。由介电部件408、 409组成的单元^皮提供以一个 凹槽411，其中一条边412构成齿条，以对本领域的技术人员显而易 见和公知的方式，与凹槽内装配的有齿小齿轮413啮合。图4b中更 详细地示出这种解决方案，其中更详细地示出了小齿轮413。如同可 以在图中看出的，介电部件408、 409的边缘412与有齿小齿轮413 啮合，使得当小齿轮413转动时，该运动^皮转换成介电部件408、 409 的线性运动。例如，小齿轮413的顺时针转动致4吏介电部件408、 409 在箭头D方向上移动。因此，介电部件408、 409 (以及均匀有齿的，
馈线结构的相反侧上的对应的介电部件)可以以完全同步的简单方式
同时移动。此外，到介电部件的直接连接降低了传动摆动(transmission play)。
如同在图4b中可以看出的，小齿轮413的轴414延伸穿过外壳 (接地面)415中的孔416，以便可从外壳415的外部啮合。例如，轴 414可以直接与步进电机的轴相连接，或者可选地，经由一个蜗轮与 步进电机连接。特别地，蜗轮解决方案(或用于该问题的任何有齿齿 轮或有角的齿轮解决方案)具有这样的优势，即步进电机的尺寸可以 被做得非常小，至少是如果选择了适当的齿轮比，因为其仅仅需要提 供移动介电部件408-409 (以及上述对应的部件)足够的扭矩。与现 有技术相比，这是一个显著的优点，因为给步进电机提供了充足的电 源而相关的控制电子器件可以复杂化。在现有技术中，比如杆和其它 连接的相当大的组件必须被移动，其又需要相当大的功耗。步进电机 及其相关的控制电子器件可以被有利地安装在天线罩之内。
在可选实施例中，中间凸缘406可以始终沿着设备延伸，因此馈 线结构被定位在"分隔的隔间，，中。在这个解决方案中，相互面向的介 电部件408、 409的边缘可以具体化为齿条，每个用于与有齿小齿轮啮 合。可以在中间凸缘中的凹进处提供有齿小齿轮并相互连接，使得当 一个小齿轮转动时，另外的跟着转动，然而使每个小齿轮仅接触一个 介电部件的齿条。因此小齿轮应当相对于延伸穿过中间凸缘的中心轴 稍微偏移。互连确保了小齿轮的同步运动，从而介电部件也同步运动。 如同对本领域的技术人员显而易见的，介电部件将以在相同的方向上
同时移动。由于小齿轮是互连的，仅有一个小齿轮的轴需要从外壳的 外部啮合，并且该设备可以如上所述操作。
当然，还可能在根据图1-3的设备中同时使用上述的两个解决方 案。例如，有齿小齿轮可以被置于例如设备200最靠右的部分，在这 种情况下，可移动的介电部件220、 222的最靠右侧将如上所述被做成 齿条。
图4a公开了本发明的其他特征，其确保了一组波束倾斜等于预定的波束倾斜。为可移动的介电部件408、 409提供了包括具有例如 1/100。的分辨率的粒度的读数刻度420。光学读取设备(未示出)安装 在外壳的外部，直接在读数刻度420之上并穿过外壳中的一个或多个 开口扫描读数刻度420。这就具有可以不需要像现有技术一样必须检 测介电部件移动的终点位置并随后插入期望的倾角，但能获得可移动 介电部件的精确位置。因此可以确保以正确的方式执行从例如远端位 置发送到步进电机控制电子器件的控制信号，而且包括例如SET TILT-22。的命令。
作为对用于获得可移动介电部件的绝对位置的光学读数的可选 方法，可以为可移动介电部件提供线性电位计，由此可以通过测量电 位计的电阻来获得可移动介电部件的精确位置。
作为对光学读数的另一个可选方法，可以通过检测电容或电感来 执行读数。例如，可以使用线性可变差动变压器(LVDT)。可以从 RDP电子设备公司获得这种装置，并且将在下面参考图5描述其工作 原理。三个线圏501、 502、 503缠绕在线圏架或线轴上。线圏501构 成主线圏并且通常在0.5至10V rms以1到30kHz范围的交流电激励。 线圏502、 503构成了次级线圏，并且以相反方向缠绕以便当铁氧体磁 芯处于中线位置时， 一个均衡的电压被感应到每个线圏中，而且两个 次级线圏的输出消除了彼此的输出。通过利用磁性材料可移动部件 504作为铁氧体磁芯，其在本发明组成的部分中，在可移动的介电部 件之上提供或者与可移动的介电部件相连，可移动部件504的移动感 应电流到线圏502、 503中。由于可移动部件移动至图中的左边(或右 边)，线圏502 (当移动至右边时为503 )中的感应电压增大，而线圏 503 ( 502 )中的感应电压减小。当可移动部件从中心(电零点位置) 转移时，换能器的输出幅度(即，线圏502、 503中的感应电压的总和) 线性地上升。因此，可以通过读取输出电压总是能够获得移动介电子 部件的精确位置。如果可移动的介电部件可以从中心位置在两个方向 移动，则必须考虑输出信号的相位以便了解移动的方向。
对本领域技术人员显而易见的是，控制实际波束倾斜的的上述方
式也可以被适用于所有描述的实施例。
图4a还公开了本发明的另一个有利特征。已知的移相器共有的 一个问题是连接到设备的相应的电缆被焊接到馈线端子和外壳。将导 线焊接至馈线端子不构成问题。然而，焊接导线护层到外壳的要求是 很严格的，例如为了控制互调制，即，实际上不可能在适当的点执行 这种焊接。因此，当设备故障时，除了更换设备及焊接在其上的电缆 之外，没有可供选择的办法。然而，根据本发明，在制造过程中以受 控的方式，将要连接到设备的电缆的导线护层被焊接到电缆终端套管 600，图6更为详细地示出，并且当组装设备时，利用上半部和下半部 的接地面的螺紋套管接头将电缆终端套管可释放地保持在适当的位 置，并且只有其连接没有接地连接那么紧要的中心导体需要焊接到该 设备。为了在不焊接的情况下提供令人满意的具有受控互调制的接地 连接，可以为电缆终端套管和/或接地面提供一个绝缘层，例如通过阳 极氧化，以确保获得接地的全电容耦合。因此，设备可以:帔拆卸和组 装以及部分被替换同时无需在适当的点执行精确的焊接而保持设备的 性能。作为对上文公开的与接地的电容耦合的替代方案，也可以使用 电导耦合。在这种解决方案中，可以针对每根电缆使用单独的电缆终 端套管，并且电缆终端套管可以加工成具有外螺紋并且拧入设备外壳 中对应的螺紋。当然，电缆终端套管解决方案也可应用于图1-3中的 设备。
对本领域的技术人员同样显而易见的是，可以对上述各实施进行 许多其它实现、修正、变化和/或添加，而且将理解的是本发明包括落 入权利要求范围内的所有这样的实现、修正、变化和/或添加。
例如，中心源连接端子可以自身用作馈送连接端子，用于直接连 接到天线振子。
图中的比例仅仅是示意性目的，而且将理解的是在现实中介电部 件的厚度可以相当薄，并且因此设备的总厚度也会更薄。
在上述的实施例中，该设备包括5根馈线段。然而，可以理解的 是该设备可以包括多于或少于5根的馈线段，例如4根或2根。
权利要求
1.一种用于调节从天线振子的固定阵列辐射的波束的波束方向的设备(200；400)，其中至少两个天线振子馈送点经由平面馈线结构与公共信号源耦合，所述平面馈线结构具有将与所述源相连的源连接端子，以及将与所述天线振子馈送点连接的至少两个馈送连接端子，所述馈线结构沿着与所述馈线结构的二侧上的固定接地面相距一定距离并且与之平行的主方向延长，其中可移动介电部件位于所述馈线结构与至少一个接地面之间，以便改变在所述源连接端子和各自的馈送连接端子之间传送的信号分量的信号相位，所述介电部件可在所述主方向上移动，以实现所述信号分量的受控相移，以便调节所述波束方向，其特征在于，在所述馈线结构与每个接地面之间设置非导电薄膜或层。
2、 根据权利要求1所述的设备(200; 400 ),其特征在于，可 移动介电部件(200， 222 )被设置在所述馈线结构和每个接地面之间。
3、 根据权利要求2所述的设备(200; 400 ),其特征在于，所 述非导电薄膜或层分别被设置在所述馈线结构和所述介电部件(200，222 )之间。
4、 根据权利要求1-3中的任何一个所述的设备(200; 400 )， 其特征在于，所述馈线结构由相对较薄的导电薄膜或层构成，和/或所 述非导电薄膜或层相对较薄。
5、根据权利要求1-4中的任何一个所述的设备(200; 400)， 其特征在于，所述馈线结构通过胶合或接合，被丝网印刷到非导电薄 膜或层上，或者附着到所述非导电薄膜或层上。
6、 根据权利要求1-4中的任何一个所述的设备(200; 400 ), 其特征在于，所述馈线结构被蚀刻到印刷电路板(PCB)上，所述PCB 构成非导电薄膜或层。
7、 根据权利要求1-6中的任何一个所述的设备(200; 400), 其特征在于，为所述设备(200; 400 )配置从所述源连接端子延伸到 所述馈送连接端子的至少4根线段，其中第一线段和第二线段中的至少一个通常以沿所述主方向的第一 方向延伸，第三和第四线段中的至少一个通常以与所述第一方向相反的第 二方向延伸，其中所述介电部件分别位于所述第一和第二线段以及所述第三和第 四线段的至少一部分的附近，并且具有有效介电值，以及所述介电部件在两个终点位置之间是线性可位移的，同时保持所 述部件接近各自的相反延伸的线段对。
8、 根据前述权利要求中的任何一个所述的设备(200; 400 ), 其特征在于，其包括两个馈线结构(404， 405 )。
9、 根据权利要求8所述的设备(200; 400 )，其特征在于，所 述两个馈线结构(404, 405 )被置于相同的非导电薄膜或层之间。
10、 根据权利要求1-9中的任何一个所述的设备(200; 400 )， 其特征在于，所述馈线结构和所述非导电薄膜或层构成一个集成单元，其中所述馈线结构被嵌入在所述非导电薄膜或层中。
11、 根据权利要求1-10中的任何一个所述的设备(200; 400 )， 其特征在于， 所述非导电层的尺寸基本上对应于所述接地面的尺寸。
12、 根椐权利要求11所述的设备(200; 400 )，其特征在于， 一个或两个非导电层的至少一部分被剪断或切除，以确保可以在接地面和/或馈线连接端子之间建立至少一个界限分明的接触表面。
13、 根据前述权利要求中的任何一个所述的设备(200; 400)， 其特征在于，至少一个所述馈线是曲折形状的
14、 根据权利要求1-13中的任何一个所述的设备(200; 400 ), 其特征在于，至少一个接地面的内表面可以被阳极氧化或者被提供以 非导电层，以便提供额外的隔离层。
15、 根据权利要求1-14中的任何一个所述的设备(200; 400 )， 其特征在于，所述非导电薄膜或层还具有至少一个下面的特征防水、 耐热、低RF损耗、比介电部件的介电常数更低的介电常数、低热膨胀、 高热导率、以及低吸水性。
16、 根据权利要求1-15中的任何一个所述的设备(200; 400 )， 其特征在于，所述非导电薄膜或层的厚度在0.01mm到lmm的间隔。
17、 根据权利要求1-16中的任何一个所述的设备(200; 400 )， 其特征在于，所述非导电薄膜或层由包含以下材料的组中的材料构成Teflon ,塑料，Ultem , Lexan ,或任何适用于RF应用的其他低￡材料。
18、 根据权利要求1-17中的任何一个所述的设备(200; 400)， 其特征在于，所述非导电薄膜或层是灵活的。
19、 根据前述权利要求中的任何一个所述的设备(200; 400)， 其特征在于，所述可移动介电部件(408， 409 )被提供以用于与小齿轮(413) 啮合的装置，使得所述小齿轮(413)的转动引起所述可移动介电部件 的移动。
20、 根据权利要求19所述的设备(200; 400 ),其特征在于， 所述小齿轮(413)的轴延伸穿过接地面，以便可从所述设备(200， 400 )的外部啮合。
21、 根据前述权利要求中的任何一个所述的设备(200; 400 )， 其特征在于，其被提供以用于检测所述可移动介电部件的绝对位置，以便得到 一组波束倾斜的装置。
22、 根据权利要求21所述的设备(200; 400 )，其特征在于， 至少一个所述可移动介电部件被提供读数刻度(420 )，而且在所述设 备(200; 400 )的外部安装光学读取设备，以穿过所述设备(200; 400 ) 中的一个或多个开口扫描所述读数刻度(420 )。
23、根据权利要求21所述的设备(200; 400 )，其特征在于，至 少一个所述可移动介电部件被提供线性电位计，以便允许通过测量所述 电位计的电阻来获得所述可移动介电部件的精确位置。
24、 根据权利要求1-23中的任何一个所述的设备(200; 400 )， 其特征在于，其被设置成接收附着在包括导线和护层的电缆上的电缆终端套管， 以便通过电容耦合或导电螺紋套管接头，允许所述电缆的护层经由所述 电缆终端套管连接到所述接地面。
25、 一种用于调节天线阵列，特别是构成移动蜂窝通信系统中的 基站部分的天线阵列的波束方向的天线控制系统，所述天线包括多个 天线振子和用于改变馈给所述天线振子的至少一个信号的相位的相移 装置，其中调节所述信号的相位是通过驱动操作部件来实现的，并且所 述操作部件的驱动是通过操作一个操作部件驱动装置来实现的，其特征在于，所述相移装置包括根据权利要求1-24中的任何一 项的设备(200; 400 )。
26、 根据权利要求25的天线控制系统，其特征在于，所述操作 部件驱动装置由具有相关的控制电子器件的电动机组成。
27、 根据权利要求26的天线控制系统，其特征在于，所述电动 机与小齿轮(413)的轴相连，所述小齿轮(413)从所述设备(200; 400 )的外部啮合，其中为所述可移动介电部件提供用于与所述小齿轮(413)啮合的装置，以便通过所述电动机转动所述小齿轮，引起所述 可移动介电部件移动。
28、 根据权利要求26或27的天线控制系统，其特征在于，所述 控制电子器件包括用于接收从远程控制单元传送的命令信号的输入装置， 用于将预定用于天线单元的所述命令信号转换成用于所述电动 机的相应控制信号的装置，以及用于基于所述控制信号控制所述电动机以位移所述操作部件，以 便对每个天线振子处的所述信号的相位作相应的调节，由此远程控制 主波瓣的总体角方向的装置。
全文摘要
本发明涉及用于调节天线的波束方向的设备。所述设备具有将与信号源相连的源连接端子以及将与天线振子馈送点连接的至少两个馈送连接端子。馈线结构沿着与所述馈线结构的至少一侧上的固定接地面相距一定距离并且与之平行的主方向延长，其中一个可移动介电部件位于所述馈线结构与所述接地面之间，以便改变在所述源连接端子和各自的馈送连接端子之间传送的信号分量的信号相位。所述设备包括用于允许所述接地面相对地接近所述馈线结构放置，而不会冒在所述馈线结构和所述接地面之间意外地接触的危险的装置。
文档编号H01Q3/32GK101189759SQ200680019455
公开日2008年5月28日 申请日期2006年5月31日 优先权日2005年5月31日
发明者丹尼尔·奥克松, 奥洛夫·爱科尔维科, 贾默·玛基南 申请人:动力波技术瑞典股份公司