基站天线以及用于基站天线的辐射器阵列的相位选择装置的制作方法

本发明涉及基站天线领域，更具体地，涉及一种用于基站天线的辐射器阵列的相位选择装置。

背景技术：

基站天线典型地包括一个或多个相控的辐射器阵列，非常典型地，形成每个辐射器阵列的这些辐射器在一列中分布，成为所谓的线性阵列。一个线性阵列的各辐射器可以耦合至基站天线的射频(rf)端口。在射频端口上的射频信号输入被分成多个分量，它们通过线性阵列的相应的辐射器传输。传输的射频信号形成辐射图形或“天线波束”，其将具有基于多个因素的形状，这些因素包括辐射器的数量和类型、阵列的长度、要被输送至各辐射器的射频信号的分量的相对幅值和相位。

传统地，射频端口经由固定长度的传输路径耦合至线性阵列的辐射器。因此，射频信号的分量的相对相位是固定的。近些时间，一些基站天线被提供，它们包括机电的移相器，它们可以用来调整要被输送至相应的辐射器的射频信号的分量的相对相位。通过调整相位，所谓的相位锥可以被施加，其可以用于电子地改变天线波束的仰角或倾角。通过电子地调整天线波束的倾角，天线的覆盖区域可以被调整。

包含移相器以及相关部件例如操纵器可以明显地增大基站天线的尺寸和成本。另外，移相器经常形成在印制电路板上，在印制电路板中形成缝槽，它们便于移相器的单独的元件例如摇臂运动，这些缝槽可以削弱印制电路板的强度和刚度。此外，反射器或者支撑板通常也可以包括相应的缝槽，这也可以类似地削弱反射器或者支撑板的强度和刚度。

技术实现要素：

本发明的目的在于，实现一种用于基站天线的辐射器阵列的相位选择装置，借此能够实现相位的灵活的改变。本发明的目的还在于，实现一种包括这样的相位选择装置的基站天线。

按本发明的第一方面，建议一种用于基站天线的辐射器阵列的相位选择装置，所述相位选择装置包括印制电路板和相位选择器，所述印制电路板和所述相位选择器之中的一个具有至少一个定位构件，所述印制电路板和所述相位选择器之中的另一个具有多个离散的定位构件，所述至少一个定位构件和所述多个定位构件构造成，能相互组合，其中，所述至少一个定位构件和所述多个定位构件的组合定义所述相位选择器在印制电路板上的多个位置，所述位置定义辐射器阵列的预定的相位锥。

在具有该相位选择装置的基站天线中，可以取消移相器及其操纵器，并且可以灵活地选择不同的期望的电倾角，而不需要因电倾角不同而不同地设计基站天线或者天线组件。同时，基站天线或者天线组件可以构造得更加结构简单和紧凑。

在一些实施方式中，所述相位选择器可以具有一个第一定位构件，并且所述印制电路板可以具有一个第一对应定位构件。

在一些实施方式中，所述第一定位构件和所述第一对应定位构件可以构造成用于确定相位选择器在印制电路板上的第一定位点。

在一些实施方式中，所述相位选择器可以具有一个第二定位构件，并且所述印制电路板可以具有多个离散的第二对应定位构件，所述第二定位构件和所述第二对应定位构件构造成，使得所述第二定位构件能与第二对应定位构件组合，其中，所述第二定位构件和所述第二对应定位构件的组合定义相位选择器在印制电路板上的第二定位点，所述第一定位点和所述第二定位点定义所述相位选择器在印制电路板上的位置，并且因此定义辐射器阵列的预定的相位锥。

在一些实施方式中，所述相位选择器可以具有一个第三定位构件，并且所述印制电路板可以具有一个或多个第三对应定位构件，所述第三定位构件和所述一个或多个第三对应定位构件构造成，使得所述第三定位构件能与所述一个或多个第三对应定位构件组合，其中，所述第三定位构件和所述一个或多个第三对应定位构件的组合定义相位选择器在印制电路板上的第三定位点，所述第一定位点和所述第三定位点定义所述相位选择器在印制电路板上的位置，并且因此定义辐射器阵列的预定的相位锥。

在一些实施方式中，所述第二对应定位构件可以处于沿着一个第一圆的点上，所述第三对应定位构件可以处于沿着一个第二圆的点上，所述第二圆与所述第一圆同心，并且第一对应定位构件处于所述第一圆的圆心上。

在一些实施方式中，参考所述圆心，所述第二对应定位构件和所述第三对应定位构件可以以相同的角间距彼此隔开。

在一些实施方式中，所述第一圆可以比第二圆具有更大的直径。

在一些实施方式中，所述相位选择器可以具有多个离散的第二定位构件，并且所述印制电路板可以具有多个离散的第二对应定位构件，所述第二定位构件和所述第二对应定位构件构造成，使得第二定位构件能与第二对应定位构件组合，其中，所述第二定位构件和所述第二对应定位构件的组合定义相位选择器在印制电路板上的第二定位点，所述第一定位点和所述第二定位点定义所述相位选择器在印制电路板上的位置，并且因此定义辐射器阵列的预定的相位锥。

在一些实施方式中，参考第一定位构件，所述第二定位构件以第一角间距彼此隔开，参考第一对应定位构件，所述第二对应定位构件以第二角间距彼此隔开，其中，第一角间距不同于第二角间距。

在一些实施方式中，第一角间距可以为第二角间距的1/2、2/3、3/2或4/3。

在一些实施方式中，所述相位选择器可以具有一个或多个第一定位构件和一个或多个第二定位构件，所述印制电路板可以具有一列第一对应定位构件和一列第二对应定位构件，其中，所述一个或多个第一定位构件能与所述一列第一对应定位构件组合，以形成第一定位点，并且所述一个或多个第二定位构件能与所述一列第二对应定位构件组合，以形成第二定位点，所述第一定位点和所述第二定位点定义所述相位选择器在印制电路板上的位置，并且因此定义辐射器阵列的预定的相位锥。

在一些实施方式中，所述印制电路板和所述相位选择器之中的一个可以具有多边形插头，所述印制电路板和所述相位选择器之中的另一个可以具有多边形孔，其中，所述相位选择器的多边形的一条边构成一个定位构件，并且所述印制电路板的多边形的至少两条边分别构成一个对应定位构件。

需要注意的是，上述实施方式以及后述实施方式可以任意地相互组合，只要在技术上是可行的。

根据本发明的第二方面，建议一种用于基站天线的辐射器阵列的相位选择装置，其特征在于，所述相位选择装置包括印制电路板和安装在印制电路板上的相位选择器；

所述印制电路板包括多个预定义的位置，所述多个预定义的位置用于固定所述相位选择器相对于印制电路板的位置；

所述相位选择器相对于印制电路板的位置在所述多个预定义的位置之中的第一位置上固定，并且在基站天线的正常工作期间不能从所述多个预定义的位置之中的所述第一位置移开。

在一些实施方式中，所述相位选择器相对于印制电路板的位置可以在制造基站天线时利用紧固元件在所述多个预定义的位置之中的第一位置上固定。

在一些实施方式中，所述相位选择器相对于印制电路板的位置可以在制造基站天线时利用粘接剂在所述多个预定义的位置之中的第一位置上固定。

在一些实施方式中，所述印制电路板可以具有至少两个安装在印制电路板上的辐射元件。

在一些实施方式中，所述印制电路板可以包括一个第一孔和多个第二孔。

在一些实施方式中，所述相位选择器可以包括一个第一孔和一个第二孔，并且所述相位选择器相对于印制电路板的位置以如下方式固定：

将相位选择器中的第一孔与印制电路板中的第一孔对齐，并且将第一紧固元件插入相位选择器中的第一孔和印制电路板中的第一孔；并且

将相位选择器中的第二孔与印制电路板中的所述多个第二孔之中的一个第二孔对齐，并且将第二紧固元件插入相位选择器中的第二孔和印制电路板中的所述多个第二孔之中的所述一个第二孔。根据本发明的第三方面，建议一种基站天线，其包括多个天线组件，每个天线组件包括反射器和相应的从反射器伸出的辐射器的阵列，其中，所述多个天线组件之中的至少一个天线组件包括根据本发明第一方面或第二方面的用于基站天线的辐射器阵列的相位选择装置。

附图说明

下面参照附图借助具体实施方式来更详细地说明本发明。示意性的附图简要说明如下：

图1是根据本发明一种实施方式的用于基站天线的一对相位选择装置的局部透视图；

图2是在图1中显示的相位选择装置的省略了相位选择器的局部放大图；

图3是按图1的单个的相位选择装置的分解图；

图4是根据另外的实施方式的相位选择装置的示意图；

图5a～5c是按图4的相位选择装置在不同安装状态下的示意图；

图6是根据本发明的另外的实施方式的相位选择装置的示意图；

图7是根据本发明的另外的实施方式的相位选择装置的示意图；

图8是根据本发明的另外的实施方式的相位选择装置的示意图；

图9a是根据本发明一种实施方式的基站天线的示意性的透视图；并且

图9b是用于说明按图9a的基站天线的各辐射器的配置的简图。

具体实施方式

首先，参照图1～3说明根据本发明一种实施方式的用于基站天线的辐射器阵列的相位选择装置，其中，图1是一对相位选择装置的局部透视图，图2是在图1中显示的印制电路板的局部透视图，并且图3是按图1的单个的相位选择装置的分解图。

图1显示一对相位选择装置10，它们可以对称地构成。在一些未示出的实施方式中，也可能的是，在同一个印制电路板上设置一个单独的相位选择装置10或者多个两个的相位选择装置10。单个的相位选择装置10包括印制电路板1，或者说印制电路板1的区段。下面仅说明一个单个的相位选择装置10。

所述相位选择装置10还包括相位选择器2。印制电路板1具有印制导线14、15，并且相位选择器2具有印制导线24，其中，印制导线24能跨接印制导线14和15。在印制导线24在不同位置上跨接印制导线14和15时，相位选择装置10实现射频信号的多个分量的不同的相移，并且因此可以用于调整由与该相位选择装置连接的辐射器线性阵列产生的天线波速的电倾角。

在图1～3所示的实施方式中，所述相位选择器2具有一个第一定位构件21、一个第二定位构件22和一个第三定位构件23，它们可以分别构成为相位选择器2中的孔。在一些未示出的实施方式中，定位构件也可以构成为突起、透明区域、标记、棱边或类似物。

在图1～3所示的实施方式中，对于一个单个的相位选择装置10，所述印制电路板1具有一个第一对应定位构件11、四个第二对应定位构件12和三个第三对应定位构件13，它们可以分别构成为印制电路板1中的孔。所述第二对应定位构件12沿着一个第一圆弧布置，所述第三对应定位构件13沿着一个第二圆弧布置，第一圆弧和第二圆弧分别限定第一圆和第二圆，所述第二圆与所述第一圆同心，并且第一对应定位构件11处于所述第一圆的圆心上。第二对应定位构件12和第三对应定位构件13以相同的角间距彼此隔开。在一些未示出的实施方式中，对应定位构件也可以构成为突起、透明区域、标记、棱边或类似物。

所述第一定位构件21和所述第一对应定位构件11构造成用于确定相位选择器2在印制电路板1上的第一定位点。所述第二定位构件22能与第二对应定位构件12组合，其中，所述第二定位构件22和所述第二对应定位构件12的组合定义相位选择器2在印制电路板1上的第二定位点，所述第一定位点和所述第二定位点定义所述相位选择器2在印制电路板1上的位置p1、p3、p5、p7(见图3)。所述第三定位构件23和所述第三对应定位构件13构造成，使得所述第三定位构件23能与第三对应定位构件13组合，其中，所述第三定位构件23和所述第三对应定位构件13的组合定义相位选择器2在印制电路板1上的第三定位点，所述第一定位点和所述第三定位点定义相位选择器2在印制电路板1上的位置p2、p4、p6。位置p1～p7定义预定的相位，这些相位例如可以对应于由与相位选择装置连接的辐射器4(见图9a)形成的天线波束的2°、4°、6°、8°、10°、12°、14°的电下倾角。一个相位选择装置10或者一对相位选择装置10可以与一个或多个辐射器4连接。在图1所示的实施方式中，一对相位选择器2经由推铆钉3固定在位置p5上，这例如可以对应于10°的电倾角。例如，如果期望6°的电倾角，那么可以将一对相位选择器2固定在位置p3上。因此，通过同样的相位选择装置10，在不需要远程电倾角系统(包含操纵器)的情况下，能够容易地、廉价地、灵活地实现多个不同的电倾角。同时，由于取消了远程电倾角系统，在一些实施方式中，相位选择装置可以实施在用于辐射元件的馈电板上，这有利于基站天线的紧凑化。

图4是根据另外的实施方式的相位选择装置在未安装状态下的示意图，并且图5a～5c是按图4的相位选择装置在不同安装状态下的示意图。为了简化附图，在印制电路板1和相位选择器2上的印制导线未示出。

在图4和图5a～5c所示的实施方式中，相位选择器2具有一个第一定位构件21和三个第二定位构件22a、22b、22c，它们可以分别构成为相位选择器2中的孔。印制电路板1具有一个第一对应定位构件11和五个第二对应定位构件12a、12b、12c、12d、12e，它们可以分别构成为印制电路板1中的孔。

所述第一定位构件21和所述第一对应定位构件11构造成用于确定相位选择器2在印制电路板1上的第一定位点。所述第二定位构件22a～22c与第二对应定位构件12a～12e能相互组合，其中，所述第二定位构件22a～22c和所述第二对应定位构件12a～12e的组合定义相位选择器2在印制电路板1上的第二定位点，所述第一定位点和所述第二定位点定义所述相位选择器2在印制电路板1上的位置，这些位置定义预定的相位，这些相位例如可以对应于由基站天线的辐射器4形成的在2°～14°之间的以2°间隔的电下倾角。

参考第一对应定位构件11，第二对应定位构件12a～12e可以以第一角间距彼此间隔开。参考第一定位构件21，第二定位构件22a～22c可以以第二角间距彼此隔开。在图4和图5a～5c所示的实施方式中，第二角间距为第一角间距的3/2。

在图5a所示的安装状态下，第二定位构件22a与第二对应定位构件12a组合，换言之，彼此对齐，因此确定相位选择器2在印制电路板1上的一个第一位置。在图5b所示的安装状态下，与在图5a中相比，相位选择器2沿箭头所示的方向围绕第一定位点转动第一角间距的1/2，此时，第二定位构件22b与第二对应定位构件12c组合，因此确定相位选择器2在印制电路板1上的一个第二位置。在图5c所示的安装状态下，与在图5b中相比，相位选择器2沿箭头所示的方向围绕第一定位点继续转动第一角间距的1/2，此时，第二定位构件22a与第二对应定位构件12b组合，因此确定相位选择器2在印制电路板1上的一个第三位置。三个第二定位构件22a与五个第二对应定位构件12a可以形成大量的组合，其中可以使用全部的组合或者一部分组合。

一些未示出的实施方式可以与图4所示的实施方式类似，主要区别在于，第二定位构件22a～22c彼此之间的第二角间距为第二对应定位构件12a～12e彼此之间的第一角间距的4/3。

例如，在相位选择器2在印制电路板1上的一个第一位置上，第二定位构件22a与第二对应定位构件12a组合。在相位选择器2沿箭头所示的方向围绕第一定位点从第一位置转动第一角间距的1/3时，实现相位选择器2在印制电路板1上的一个第二位置，其中，第二定位构件22c与第二对应定位构件12d组合。在相位选择器2沿箭头所示的方向围绕第一定位点从第二位置继续转动第一角间距的1/3时，实现相位选择器2在印制电路板1上的一个第三位置，其中，第二定位构件22b与第二对应定位构件12c组合。

根据本发明一些实施方式的相位选择装置可以特别有利地作为单个的相位选择装置，其可以构造成用于将多个不同的相位锥之一赋予基站天线的辐射器阵列。因此，单个类型的相位选择装置可以用于构建具有不同的电下倾角需求的基站天线。这降低了基站天线制造商需要设计和保持研发的部件数量。

在一些实施方式中，相位选择装置包括印制电路板1和在制造时安装在印制电路板1上的相位选择器2。所述印制电路板1包括多个预定义的位置，所述多个预定义的位置用于固定所述相位选择器2相对于印制电路板1的位置。所述相位选择器2相对于印制电路板1的一个位置在所述多个预定义的位置之中的第一位置上固定，并且在基站天线的正常工作期间不能从所述多个预定义的位置之中的所述第一位置移开。所述相位选择器2相对于印制电路板1的位置可以永久地在所述多个预定义的位置之中的第一位置上固定，例如通过粘接剂，或者可以通过使用紧固元件来固定，使得基站天线可以以后被拆卸并且重置到所述多个预定义的位置之中的另一个位置。

根据本发明一些实施方式的相位选择装置的另外的优点在于，相位选择装置的印制电路板也可以用作为基站天线的辐射元件的馈电板。因此，一个或多个辐射元件可以安装在相位选择装置的印制电路板上。这降低部件数量，更重要的是，可以消除在相位选择装置与辐射元件之间的电缆连接。如由本领域技术人员已知的，这种电缆连接需要连接器式的或者焊接的接头，它们可以是可能引入无源互调扭曲的潜在点。

如上所述，在一些实施方式中，所述相位选择装置的印制电路板1可以包括一个第一孔11和多个第二孔12。所述相位选择器2可以包括一个第一孔21和一个第二孔22。在这种实施方式中，所述相位选择器2相对于印制电路板1的位置可以以如下方式固定：首先将相位选择器2中的第一孔21与印制电路板1中的第一孔11对齐，并且将第一紧固元件插入相位选择器2中的第一孔21和印制电路板1中的第一孔11。然后，将相位选择器2中的第二孔22与印制电路板1中的所述多个第二孔12之中的一个第二孔对齐，并且将第二紧固元件插入相位选择器2中的第二孔22和印制电路板1中的所述多个第二孔12之中的所述一个第二孔。

图6是根据另外的实施方式的相位选择装置的示意图。在图6所示的实施方式中，相位选择器2具有一个第一定位构件21和一个第二定位构件22，并且印制电路板2具有n个第一对应定位构件11和n个第二对应定位构件12。所述第一对应定位构件11的间距与所述第二对应定位构件12的间距相同。相位选择器2的第一定位构件21可以与第一对应定位构件11组合，同时，相位选择器2的第二定位构件可以与第二对应定位构件12组合，因此可以实现相位选择器2在印制电路板1上的彼此平行的n个位置。在图6所示的实施方式中n＝7，然而也可以考虑其它的数值。

在一些未示出的实施方式中，相位选择器2也可以具有一个第一定位构件和一个第二定位构件，并且印制电路板1具有一个第一对应定位构件和多个第二对应定位构件。所述第一定位构件和第一对应定位构件构成线性导向装置，例如，第一定位构件可以构成为滑动片，并且第一对应定位构件可以构成为缝槽。线性导向装置可以确定相位选择器2在印制电路板1上的定向。相位选择器2的第二定位构件可以与第二对应定位构件组合，因此可以实现相位选择器2在印制电路板1上的定位点。所述定向和所述定位点可以定义相位选择器2在印制电路板1上的多个位置，它们分别对应于期望的电倾角。

一个单个的相位选择装置可以单独地工作。然而，也可以考虑，两个或者更多个相位选择装置可以关联地工作。

图7是根据另外的实施方式的相位选择装置的示意图。按图7的印制电路板1可以与在按图6的印制电路板1相同或类似。在如图7所示的实施方式中，相位选择器2具有两个第一定位构件21和两个第二定位构件22，两个第一定位构件21的间距和两个第二定位构件22的间距为第一对应定位构件11的间距和第二对应定位构件12的间距的1/2。因此，可以将相位选择装置相对于印制电路板1固定的位置的数量可以双倍于在图6的相位选择装置中的位置的数量。

图8是根据另外的实施方式的相位选择装置的示意图。印制电路板1具有多边形的孔5，例如八边形的孔，并且相位选择器2具有多边形的插头6，例如八边形的或者矩形的插头。所述相位选择器2的多边形的一条边6a构成一个定位构件，并且所述印制电路板的多边形的至少两条边5a分别构成一个对应定位构件。所述一条边6a可以与所述至少两条边5a组合。在如图8所示的实施方式中，八边形孔的一条边5b不被使用，七条边5a能与边6a组合，用于定义相位选择器2在印制电路板1上的七个预定的位置。

图9a是根据一种实施方式的基站天线的示意性的透视图，其中，天线罩被移除；并且图9b是用于说明按图9a的基站天线的各辐射器的配置的简图。

在如图9a和9b所示的实施方式中，基站天线具有在环周上均匀分布的12个天线组件。每个天线组件包括反射器和从反射器朝外伸出的辐射器4的阵列。各天线组件可以是相同地、类似地或不同地配置的。每个天线组件可以设有根据本发明的相位选择装置。如图9b所示，每4个天线组件配属于一个特定的用户a、b或c，各用户可以具有不同的电下倾角需求。例如，在一种应用场景中，用户a可以期望4°的电倾角，用户b可以期望6°的电倾角，用户c可以期望8°的电倾角。对此，在各天线组件配置相同或类似的情况下，只需要将各个相位选择器2安装在不同的预定的位置上。在图9b中，配属于用户a、用户b、用户c的天线组件分别用字母a、b、c标识。

在各所示的实施方式中，相位选择装置可以具有一个唯一的相位选择器2。然而，也可以考虑，相位选择装置也可以具有两个或更多个相位选择器，其中一个相位选择器构造成用于与印制电路板上的一部分定位构件共同作用，并且另一个相位选择器构造成用于与印制电路板上的其他定位构件共同作用。相位选择器可以可拆地固定在印制电路板上，例如可以通过紧固元件例如螺钉或推铆钉固定。相位选择器也可以不可拆地固定、例如粘接在印制电路板上。

需要注意的是，在此使用的术语是仅用于说明具体方面的目的，而不用于限制公开内容。如在此使用的单数形式“一个”和“所述一个”应包括复数形式，除非上下文明确地另有表述。可以理解到，术语“包括”和“包含”以及其他类似术语，在申请文件中使用时，具体说明所陈述的操作、元件和/或部件的存在，而不排除一个或多个其他操作、元件、部件和/或它们的组合的存在或添加。如在此使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的列举的项目的所有的任意的组合。在对附图的说明中，类似的附图标记总是表示类似的元件。

在附图中的元件的厚度可以为了清楚性起见而被夸张。另外可以理解到，如果一个元件被称为在另一个元件上、与另一个元件耦合或者与另一个元件连接，那么所述一个元件可以直接地在所述另一个元件上形成、与之耦合或者与之连接，或者在它们之间可以有一个或多个介于中间的元件。相反，如果在此使用表述“直接在……上”、“直接与……耦合”和“直接与……连接”，那么表示没有介于中间的元件。用来说明元件之间的关系的其他词语应该被类似地解释，例如“在……之间”和“直接在……之间”、“附着”和“直接附着”、“相邻”和“直接相邻”等等。

在此术语例如“顶”、“底”、“上方”、“下方”、“上面”、“下面”等等用来描述如在附图中所示的一个元件、层或区域相对于另一个元件、层或区域的关系。可以理解到，除了在附图中描述的取向之外，这些术语应该也包含装置的其他取向。

可以理解到，尽管术语“第一”、“第二”等等可以在此用来说明不同的元件，但是这些元件不应被这些术语限制。这些术语仅仅用来将一个元件与另一个元件区分开。因此，第一元件可以被称为第二元件，而不背离本发明构思的教导。

也可以考虑到，在此公开的所有示例性的实施方式可以任意地相互组合。

最后要指出的是，上述实施例仅仅用于理解本发明，而不对本发明的保护范围构成限制。对于本领域技术人员来说，在上述实施例的基础上可以做出修改，这些修改都不脱离本发明的保护范围。