介质移相单元、介质移相器及基站天线的制作方法

本发明涉及通信技术领域，具体涉及通信技术中有关阻抗匹配的相关技术，尤其涉及一种介质移相单元、介质移相器及基站天线。

背景技术：

在移动通信网络覆盖中，基站天线是覆盖网络的关键设备之一，而移相器又是电调基站天线的最核心部件，移相器性能的优劣直接决定了电调基站天线的性能，进而影响到网络的覆盖质量，故移相器在移动基站天线领域的重要性是不言而喻的。

现有一类移相器主要是通过移动其腔体内的介质来调节输入端口至输出端口的相位大小，以改变输入到天线阵列的相位，从而实现调节基站天线的波束下倾角。其中，介质移相器中的与阻抗匹配相关的技术对移相器各方面的性能影响较大。

请参见附图1，现有移相器中皆是将介质板6a上的阻抗匹配部(3a,4a)设在介质板6a上远离所述馈电网络上的输入端口2a的一端，且介质板6a覆盖馈电网络中的支路交点，该类移相器至少存在以下缺陷：1.其工作时，由于必须使信号输出端口(1a,5a)的阻抗与介质板6a覆盖的线路阻抗相同，因而阻抗匹配时需要进行2～3次不连续的匹配过程，进而不仅会导致阻抗变化节增加，且会造成更大的阻抗失配及较大的回波损耗；2.在功分器的枝节上，由于其上覆盖介质板6a而导致阻抗较小，工作时，需要先将阻抗变大再并联，否则会因线路阻抗过小而需将线路尺寸加大，进而导致部件安装困难；3.由于其工作时阻抗频繁变化，且阻抗的变化手段皆具有一定带宽限制，因而其必然导致阻抗匹配特性变差，进而由于匹配特性的不良而导致功分器的输出信号在不同频率的非线性较明显、一致性较差。

因此，现有的介质移相器结构技术在实际使用中显然存在以上不便和缺陷，有调整介质移相器中的阻抗匹配相关方式的需求。

技术实现要素：

本发明的目的旨在解决上述至少一个问题，提供了一种介质移相单元、介质移相器及基站天线。

为实现该目的，本发明提供了一种介质移相单元，包括馈电网络及用于阻抗匹配且可沿预设轨迹移动的介质板，所述介质板上的阻抗匹配部设于所述介质板上靠近所述馈电网络上的输入端口的一端。

可选的，所述阻抗匹配部包括至少一个匹配孔。

可选的，所述介质板还包括与所述阻抗匹配部一体成型的延伸部，所述阻抗匹配部的厚度小于延伸部的厚度。

进一步的，所述馈电网络还包括至少一个输出端口。

相应的，本发明还提供了一种介质移相器，包括腔体、设于所述腔体内的上述任一种技术方案中所述的介质移相单元，所述介质板设于所述腔体与馈电网络之间。

可选的，所述介质移相单元设有多个，各所述介质移相单元依次串联成至少一个串联组或并列设置。

进一步的，所述串联组中的各相邻两介质移相单元采用“Z”字形或反“Z”字形错位设置，以使所述介质板移动时不交叉覆盖所述馈电网络。

可选的，所述串联组包括多个，各所述串联组并列设置。

较佳的，所述串联组中的各所述介质移相单元串联时，对应的所述介质板间及馈电网络间皆通过一体化成型实现连接。

进一步的，所述介质板与馈电网络构成带状线结构。

相应的，本发明还提供了一种基站天线，包括上述任一种技术方案所述的介质移相器。

与现有技术相比，本发明具备如下优点：

本发明的介质移相单元中，由于所述介质板上的阻抗匹配部设于所述介质板上靠近所述馈电网络上的输入端口的一端，其在移相过程中，相关线路段只需进行一次不连续的阻抗匹配，不仅可减少阻抗变化节，且可减少阻抗失配及回波损耗，进而有便于实现移相器中的馈电网络一体化。当然，将所述介质移相单元应用至本发明的介质移相器中，其同样具备该些优点。

另外，在本发明的介质移相器中，所述介质移相单元设有多个，各所述介质移相单元依次串联成至少一个串联组或并列设置，由于单个所述介质移相单元只需进行一次阻抗匹配，其较现有技术减少了阻抗匹配次数及网络损耗，而且，当多个所述介质移相单元依次串联成串联组或并列设置于介质移相器中，其可极大的减少整个网络的等效电长度及网络损耗，进而有效地节约成本、提高移相器的性能。同时，由于所述介质移相单元不仅其本身结构中的馈电网络较简单，且其应用至本发明中的介质移相器中时，可降低相关部件的安装复杂程度，以节省出所述腔体中的有限空间，便于在所述腔体中的有限空间中尽可能多的安装所述介质移相单元，进而有便于提升天线的赋形指标。

相应的，所述串联组中的各相邻两介质移相单元采用“Z”字形或反“Z”字形错位设置，以使所述介质板移动时不交叉覆盖所述馈电网络，该设置方式可确保各输出端口之间具有等差的相位关系，进而实现天线的赋形电调。

进一步的，所述串联组中的各所述介质移相单元串联时，对应的所述介质板间及馈电网络间皆通过一体化成型实现连接，其不仅可降低所述介质移相单元的拆装复杂程度，便于提高拆装效率，且可有效确保阻抗匹配及介质移相器相关性能的稳定性。

综上，本发明不仅可减少阻抗匹配次数及网络损耗，进而减少整个网络的等效电长度、有效地节约成本、降低相关部件的拆装复杂程度及提高拆装效率，且有便于在所述腔体中的有限空间中尽可能多的安装所述介质移相单元及可确保各输出端口之间具有等差的相位关系，进而提高介质移相器及电调基站天线各方面的性能。

【附图说明】

图1为现有技术中的介质移相单元的结构示意图；

图2是本发明中一种介质移相单元的一个典型实施例的结构示意图；

图3是本发明中一种介质移相器的一个典型实施例的结构示意图；

图4是本发明中一种介质移相器的另一个实施例的结构示意图，其中，是将两个介质移相单元串联成一个串联组。

【具体实施方式】

下面结合附图和示例性实施例对本发明作进一步地描述，其中附图中相同的标号全部指的是相同的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出本发明的特征是不必要的，则将其省略。

请参见附图2，本发明中一种介质移相单元的一个典型实施例的结构示意图，所述介质移相单元包括馈电网络及用于阻抗匹配且可沿预设轨迹移动的介质板6b，所述介质板6b上的阻抗匹配部设于所述介质板6b上靠近所述馈电网络上的输入端口2b的一端。

需要说明的是，所述介质板6b还包括有与所述阻抗匹配部一体成型的延伸部；所述馈电网络还包括至少一个输出端口，优选的，所述馈电网络包括两个输出端口(1b,5b)，该两个输出端口(1b,5b)通过馈电网络上的功分器形成1分2的移相网络，其中一个输出端口1b设于靠近所述输入端口2b的一端且其分支网络不被介质板6b覆盖，另一个输出端口5b设于远离所述输入端口2b的一端且其分支网络被所述介质板6b覆盖，以便通过移动介质板6b来调整盖住其分支网络的长度来实现相位的连续变化。

其中，所述阻抗匹配部包括至少一个匹配孔，或者阻抗匹配部可采用厚度比延伸部薄的方式来代替匹配孔来实现阻抗匹配功能，具体匹配孔的数量或者阻抗匹配部的厚度可根据频带的宽度而定；优选的，所述阻抗匹配部包括两个匹配孔(3b,4b)。

该介质移相单元工作过程中，当增大下倾角时，控制介质板6b向远离输入端口2b的方向移动，此时靠近输入端口2b一端的输出端口1b所处的分支网络及匹配孔区域不会被介质板6b覆盖住，且由于阻抗匹配部处于靠近输入端口2b的一端，因此，远离所述输入端口2b的输出端口5b的阻抗与被介质板6b所覆盖的网络线路段的阻抗相同，其无需再进行阻抗变换，由此可知，信号从输入端口2b传输至远离所述输入端口2b的输出端口5b只需进行一次不连续的阻抗匹配，与现有技术中需要进行2～3次相比，本介质移相单元不仅可减少阻抗变化节，且可减少阻抗失配及回波损耗。

将上述实施例所述的介质移相单元应用于介质移相器中，以此将所述介质移相单元所具有的特点在介质移相器进一步充分应用；其中，所述介质移相器包括腔体及设于所述腔体内的所述介质移相单元，所述介质板设于所述腔体与馈电网络之间。

请参见附图3，本发明中一种移相介质的一个典型实施例的结构示意图，该介质移相器中的馈电网络通过馈电网络中的功分器形成1分2的移相网络线路，所述介质板4与馈电网络构成带状线结构，该整个带状线结构处在金属腔体7中。

其中，所述馈电网络包括输入端口1、靠近所述输入端口1设置的第一输出端口5及远离所述输入端口1设置的第二输出端口6，介质板4上包括大匹配孔2及小匹配孔3。另外，可通过将同轴电缆与馈电网络上对应的输入输出端口的内芯焊接来实现信号的输入和输出。

由图3可知，第二输出端口6的输入阻抗与介质板4所覆盖住电路段的阻抗相同，从第二输出端口6到介质板4覆盖住电路段之间不需要经过阻抗变换，而是采用未覆盖有介质板4的电路段与覆盖有介质板4的电路段的线宽不同来达到其相互之间阻抗相同的，信号通过介质板4上的大匹配孔2和小匹配孔3的阻抗调整变换，将阻抗变大到与未覆盖有介质板4的电路段的阻抗相同，以此来降低回波损耗；同时，在该过程中，可调节介质板4覆盖电路段的长度来实现调整输出端口1至第二输出端口6之间的相位大小，并且阻抗在经过匹配孔后会变大，进而使得同第一输出端口5并联后的阻抗也一并变大，因此，其有便于减小馈电网络上功分器的电路宽度，避免因过小的阻抗而导致电路布局困难及因电路之间的距离过小而导致信号的严重耦合。

在上述实施例所述的介质移相器的基础上，可将多个介质移相单元设置于腔体中，具体的，可将各介质移相单元依次串联成至少一个串联组或并列设置，从而形成1分N(N≥3)的移相网络电路；其中，所述串联组中的各所述介质移相单元串联时，对应的所述介质板间及馈电网络间皆可通过一体化成型实现连接。

例如，请参见附图4，本发明中一种介质移相器的另一个实施例的结构示意图，该实施例中是将两个上述实施例所述的介质移相单元串联成一个串联组，然后将该串联组安装于腔体7中，其形成1分3的移相网络线路。

其中，该介质移相器中是通过连接部8将两个介质移相单元中的介质板4连接成一体，该两个介质移相单元为首尾连接，即在后(以与附图4右侧的输入端口1的远近为标准)的介质移相单元中的阻抗匹配部(在后介质移相单元上的大匹配孔2及小匹配孔3)处于靠近连接部8的一端；所述串联组中的两介质移相单元采用“Z”字形错位设置，以使所述介质板移动时不交叉覆盖所述馈电网络。另外，本实施例与上述实施例不同的是，本实施例中的馈电网络包括三个输出端口，即靠近所述输入端口1设置的近输出端口6及两个远离该输入端口1设置的远输出端口5，当介质板4移动时，两个远输出端口5之间及近输出端口6与中间那个远输出端口5之间皆只需进行一次不连续的阻抗匹配即可形成等差的相位关系，进而有便于实现天线的赋形电调。

相应的，上述只是一个示例性说明，本发明当然还可以根据实际需要将M(M>2)个介质移相单元依次串联成一个串联组设置于腔体内，或者将多个介质移相单元并列设置于腔体内，再或者将多个串联组并列设置于腔体内；其中，各串联组中的各相邻两介质移相单元采用“Z”字形或反“Z”字形错位设置，以使所述介质板移动时不交叉覆盖所述馈电网络且充分利用腔体内的空间。

综上，本发明所述的介质移相器不仅可继承上述实施例中介质移相单元的全部特点，并将所述介质移相单元的特点进一步充分利用，即由于单个所述介质移相单元只需进行一次阻抗匹配，其较现有技术减少了阻抗匹配次数及网络损耗，而当多个所述介质移相单元依次串联成串联组或并列设置于介质移相器中，其可极大的减少整个网络的等效电长度及网络损耗，从而有效地节约成本及确保阻抗匹配，进而提高移相器的性能，同时，由于所述介质移相单元不仅其本身结构中的馈电网络较简单及所述介质板与馈电网络构成带状线结构，且多个介质移相单元可通过一体成型后安装于腔体内，其可降低相关部件的拆装复杂程度，以提高拆装效率、节省出所述腔体中的有限空间及便于在所述腔体中的有限空间中尽可能多的安装所述介质移相单元，进而进一步提高移相器的相关性能。

另外，将上述实施例所述的介质移相器应用于基站天线中，以此将所述介质移相器所具有的特点在基站天线中进一步充分利用，其不仅可减少基站天线中的网络损耗，有效的确保阻抗匹配，提高基站天线相关性能的稳定性，且可在所述腔体中的有限空间中尽可能多的安装所述介质移相单元，进而提升基站天线的赋形指标。

虽然上面已经示出了本发明的一些示例性实施例，但是本领域的技术人员将理解，在不脱离本发明的原理或精神的情况下，可以对这些示例性实施例做出改变，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。