移相器以及包括移相器的天线的制作方法

专利名称：移相器以及包括移相器的天线的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种移相器，具体地但是不只涉及用于在蜂窝通信天 线中使用的多叶刷型移相器。
背景技术：
蜂窝天线常常包括移相器，用于调节供应到辐射元件或者从辐射 元件接收到的信号的相位。相位的调节可以用于波束角的电子转向， 诸如电子下倾。
差动移相器调节一对信号端口之间的相位。正相移施加到端口中 的一个，并且负相移施加到另一端口。
一种已知类型的移相器是在图l中示意性示出的"刷"移相器ioo。
移相器经过输入线ll接收信号并且该信号通过移相器发送到若干信号
端口A1、 A2、 A3和A4。将信号从端口A1、 A2、 A3和A4经过馈入线12 供应到辐射元件A1'、 A2'、 A3'和A4'。
输入线11包括中心环形耦合区14。该环形导电区14电容耦合到导 电刷15，该导电刷在每一端又电容耦合到导电弧16、 17。因而，经过 输入线11接收到的信号被通过环形耦合区14和刷15发送到弧16、 17。
刷15围绕中心耦合区14的中心处的点18枢转。刷围绕该点的转动 改变输入线11和每个信号端口A1、 A2、 A3和A4之间的路径长度，从而 将相移引入到发送到那些端口中的每一个的信号。
弧16和弧17具有不同的半径并且通常都以枢转点18为中心。这些
7不同的半径导致对连接到不同弧的端口有不同的相移。例如在图l中所
示的移相器中，弧17具有小于弧16的半径。对于刷15关于枢转点18的 相同的转动魚度e ，弧17上的端口将经历比弧16上的端口更小的相移。 因而，端口A1具有比端口A2更大的负相移；并且端口A4具有比端口A3 更大的正相移。
申请人已经发现图l中所示的构造引入了不期望的相位误差。
以下是对供应到每个端口的信号的相位进行分析，其中Ri是弧16 的半径，R2是弧17的半径，r是中心环形耦合区14的半径并且e是刷15 相对于中心位置的角度。
如果我们考虑端口A1，则相移包括由外弧中的路径长度的变化所 产生的分量。该分量等于—，，其中;i是信号的波长，并且i ^当然
是中心位置20与点21之间的外弧长度，在点21处刷15与弧16相交。
然而，相移还包括由中心环形耦合区14中路径长度的变化所产生
的分量。该分量等于-^。
义
对每个端口进行类似的分析，我们发现
乂
A^43) = ^0 + / 2)
义
从以上等式能够看出提供到各种端口的相移不关于零相移对称。 即，A^041)^-A伊G44)并且A(K^2)^:-A( 043)。此夕卜，不能使在所有相邻
8天线元件对之间引入的相移相等。这些是不期望的相位误差，其对包 括移相器的天线的性能有负面的影响。
刷移相器通常也体积庞大并且因此不适合某些应用。
本发明的目的是提供改进的天线性能。
本发明的另一目的是减少刷型移相器中不期望的相位误差。 本发明的又一目的是提供具有减小尺寸的刷型移相器。

发明内容
提供一种刷型移相器以及包括刷型移相器的天线。天线元件和移 相器被以使得减少现有装置中存在的相位误差的方式布置。具体地， 第一天线元件要具有最大的正相移并且第二天线元件要具有最大的负 相移，所述第一天线元件和第二天线元件连接到移相器中不同的弧。
还提供一种刷型移相器，其比现有移相器更紧凑和/或提供一种比 同等尺寸的现有移相器更好的移相器。移相器中的弧可以被布置为用 于增加电长度。刷可以布置为用于增加电长度。
在一个示例性实施例中，提供一种天线，其包括多个天线元件以 及馈入网络，所述馈入网络被构造为将信号馈入到所述天线元件和/或 从所述天线元件接收信号，其中所述馈入网络包括多叶刷型移相器， 所述多叶刷型移相器包括
围绕枢转点定位的两个或更多导电带；
构造为围绕枢转点枢转的刷，并且所述刷具有第一叶和第二叶， 所述第一叶在第一方向上延伸用于与一个或更多导电带耦合，所述第 二叶在第二方向上延伸用于与一个或更多导电带耦合；以及
输入线，其被构造为与所述刷在所述枢转点附近耦合；
9其中所述刷被构造为围绕所述枢转点枢转，以便改变从所述输入 线到连接到导电带的天线元件的路径长度；以及其中具有第一最大相 移的天线元件被连接到第一导电带以及具有与第一最大相移相反的第 二最大相移的另一天线元件被连接到第二导电带。
在另一示例性实施例中，提供一种多叶刷型移相器，包括 围绕枢转点定位的两个或更多导电带；
刷，其被构造为围绕枢转点枢转并且具有第一叶和第二叶，所述 第一叶在第一方向上延伸用于与一个或更多所述导电带耦合，所述第 二叶在第二方向上延伸用于与一个或更多所述导电带耦合；
输入线，其被构造为与所述刷在枢转点附近耦合；以及 在导电带上的多个输出端口，用于将天线元件连接到移相器，所 述输出端口包括
在第一导电带上的第一输出端口，其提供第一最大相移；以及 在第二导电带上的第二输出端口，其提供与所述第一最大相移相 反的第二最大相移；
其中所述刷被构造为围绕所述枢转点枢转以便改变从所述输入线 到所述输出端口的路径长度。
在又一示例性实施例中，提供一种天线，其包括多个天线元件和 馈入网络，所述馈入网络被构造为将信号馈入到所述天线元件和/或从 所述天线元件接收信号，其中所述馈入网络包括多叶刷型移相器，所 述多叶刷型移相器包括
围绕枢转点定位的两个或更多导电带；
刷，其被构造为围绕枢转点枢转，并且具有第一叶和第二叶，所 述第一叶在第一方向上延伸用于与一个或更多导电带耦合，所述第二 叶在第二方向上延伸用于与一个或更多导电带耦合；
输入线，其被构造为与所述刷在所述枢转点附近耦合； 其中所述刷被构造为围绕所述枢转点枢转，以便改变从所述输入 线到连接到导电带的天线元件的路径长度；以及其中每对邻近天线元件的元件被连接到不同的导电带。
在另一示例性实施例中，提供一种天线，其包括多个天线元件以 及馈入网络，所述馈入网络被构造为将信号馈入到所述天线元件并且 从所述天线元件接收信号，其中所述馈入网络包括多叶刷型移相器， 所述多叶刷型移相器包括
围绕枢转点定位的两个或更多导电带；
构造为围绕枢转点枢转的刷，并且所述刷具有第一叶和第二叶， 所述第一叶在第一方向上延伸用于与一个或更多导电带耦合，所述第 二叶在第二方向上延伸用于与一个或更多导电带耦合；以及
围绕枢转点的环形中心耦合区，用于将输入线耦合到刷； 其中所述刷被构造为围绕所述枢转点枢转，以便改变从所述输入 线到连接到导电带的天线元件的路径长度；以及其中至少一对元件之 间的相位差基本上通过由刷相对于中心耦合区的位置产生的路径差确 定。
在又一示例性实施例中，提供一种多叶刷型移相器，包括耦合到 刷的输入线，所述刷被耦合到多个导电带并且可相对于所述导电带移 动以便改变从所述输入线到连接到所述导电带的输出端口的有效路 径，其中所述导电带中的至少一个是具有比相同物理尺寸的简单导电 带的电长度大的增加的电长度的导电带。


参考附图，将仅以示例的方式对本发明进行描述，其中
图l是现有技术的移相器的示意图2是根据一个实施例的移相器的示意图3是根据又一实施例的移相器的示意图4示出根据又一实施例的移相器；
图5示出来自图4的移相器的刷；
图6示出根据又一实施例的移相器；
11图6A是来自图6的移相器的弧的部分的放大视图； 图6B示出来自图6的移相器的刷；
图7示出根据又一实施例的移相器；
图7A是来自图7的移相器的弧的部分的放大视图8示出根据又一实施例的移相器； 图9示出根据又一实施例的移相器；
图9A示出来自图6的移相器的刷；
图10示出根据又一实施例的刷；以及
图ll示出根据又一实施例的移相器，其提供非线性相移。
具体实施例方式
在下面的描述中，为了便于参考，字母(B、 C等)后面的数字l 至10用于标记移相器的信号端口。以提供到端口的相移的顺序标记该
端口。 g卩，端口l具有最高负(或正)相移，而最高编号端口具有最高
正(或负)相移。类似地，天线元件被标记为B1'至B10'等。
图2是根据一个实施例的天线30的示意图。天线30可以包括馈入网 络，其用于将信号馈入到天线元件和/或从天线元件接收信号。该馈入 网络可以包括刷型移相器，其经由输入线31接收信号并且将信号供应 到若干输出信号端口B1、 B2、 B3和B4。
输出端口可以是适用于天线元件的连接的任意形式的端口，例如， 仅包括馈入线部分，天线馈入线能够被焊接到该馈入线。
输入线31可以包括中心环形耦合区32，在此处信号与导电刷33耦 合。导电刷可以是具有第一叶33A和第二叶33B的多叶刷，该第一叶33A 在第一方向上从刷的中心延伸，第二叶33B在第二方向上从刷的中心延 伸。刷33可以围绕环形耦合区32的中心中的枢转点33C枢转。因而，输 入线31与刷33在枢转点33C附近耦合。
12信号沿刷叶传输并且经由刷33的每个叶与导电带耦合。关于枢转 点33C来定位导电带，并且导电带可以是任何适合的形式，所述形式包 括基本笔直或者任何适当弯曲的弯曲的带。在实施例中示出导电带是 弧34、 35的形式。弧34、 35可以是基本上圆形的弧并且可以以枢转点 33C为中心。这具有下述优点，即信号沿刷从环形耦合区到导电带传输 的距离是常数。
在每个弧34、 35的每一端，可以连接或放置信号端口B1、 B2、 B3 和B4。每个信号端口可以经由馈入线36连接到天线元件B1，、 B2，、 B3， 和B4'。
在该实施例中示出的天线元件B1和B3被连接到顶弧34，而天线元 件B2和B4被连接到底弧35。这与现有技术的移相器不同，在现有技术 的移相器中要经历最大负和正相移的元件(即元件1和4)被连接到同一弧。
刷33围绕枢转点的转动导致输入线和信号端口B1、 B2、 B3和B4 中的每一个之间的路径长度的改变，从而提供可调节的相移。在图2中 示出的实施例中，弧34、 35中的每一个都具有相同的半径R。通过分析 中心环形区32和弧34、 35中路径差对相移的贡献，我们发现
~(别)=^(-" i )
义
其中R是弧34、 35的半径，r是中心环形耦合区32的半径，e 是刷33相对于中心位置的角度并且X是信号的波长。
这里已经消除了现有技术中存在的不期望的相位误差。在整个天
13线元件上存在基本线性的相位分布。Ap(51) = -Ap(S4)和 Ap(万2) = -Ap(53)。如果需要，能够使所有相邻元件对之间的相位差相 等。
一般来说，环形耦合区的半径和最长导电弧的半径可以如下地确
定
L (^ 鹏) 船隨&
其中"_是最大天线波束转向角。d是相邻天线元件之间的距离，
0_是刷的转动的最大角，&#是印刷电路板的有效介电常数并且N是
天线元件的数目。
注意相同半径的两个弧34、 35的使用不同于使用了不同半径的弧 的现有技术。在现有技术中，相移是完全由弧中的路径长度改变导致 的。相反，在申请人的器件中的相移取决于弧中的路径差并且其是由 相对于环形耦合区的刷的位置导致的。
事实上，端口 Bl和B2之间的相位差以及端口 B3和B4之间的相
位差是i^，与弧的半径R无关。因而，某些端口之间的相位差基本 义
上由相对于环形耦合区的刷的位置所导致的路径差而确定。
一般地，天线可以具有连接到移相器的N个天线元件。天线元件 可以以相移顺序从具有第一最大相移(正或者负)的元件到具有第二 最大相移(负或者正)的元件布置。
连接到移相器的天线元件可以以线性阵列布置。天线可以包括多于一个的移相器，每个连接到以线性阵列布置的一组天线元件。在该 情况中，线性阵列可以一起形成二维阵列。
具有第一最大相移的天线元件(可以是处于相移顺序中的第一天 线元件)可以连接到第一导电带并且具有与第一最大相移相反的第二 最大相移的另一天线元件可以连接到第二导电带。因而，当刷枢转到 图2中所示的位置时，A伊(別)是负而A(K^4)是正。然而刷的转动可以 是中心位置的任一方向，从而当刷顺时针转动时，Ap(别)将为正而 Ap(B4)为负。
处于相移顺序中的第二天线元件可以连接到与第N元件相同的导 电带，而第N-1元件可以连接到与第一个元件相同的导电带。
在相移顺序中，每对相邻天线元件可以位于不同的导电带上。
申请人的移相器中的输出端口可以布置为实现这些相位条件。因 而，提供第一最大相移的第一输出端口可以位于第一导电带上；并且 提供与第一最大相移相反的第二最大相移的第二输出端口可以位于第 二导电带上。
类似地，至少一对输出端口之间的相位差基本上由相对于中心耦 合区的刷的位置确定。而且，在相位顺序中相邻的输出端口被连接到 不同的导电带。
图3是又一实施例的示意图。除了添加又一信号端口之外，其与 图2类似，使得现在是五输出端口移相器。中心端口C3仅连接到中心 耦合区32。这意味着端口 C3的相位与刷角度无关。可以提供用于中心 端口 C3的适合的固定的相移。而且，能够使所有相邻元件对之间的相
位差相等。
15图4示出又一实施例。可以通过在印刷电路板(PCB) 51上创建 导电线路来形成移相器50。导电线路包括输入线52、中心耦合区53、 中心输出线54和导电弧55、 56、 57、 58形式的导电带。
两个弧55、 56; 57、 58被提供在中心耦合区53的每侧上。中心 输出线连接到中间端口 E5，使得其是九输出端口移相器。
如本领域中技术人员将容易地理解的，匹配电路59可以提供在输 入线52上，以便改进阻抗匹配性能。
如图5清楚地示出的，刷60枢转地安装在中心枢转点处并且包括 放大的拱形部分61，其用于更有效地耦合到导电弧55、 56、 57、 58。 图5还清楚地示出刷的环形耦合区62，其被构造为耦合到PCB上的中 心耦合区53。
在图4和5的实施例中，中心耦合区53的半径可以是外弧55、 58的半径的约1/8。内弧56、 57的半径可以是外弧55、 58的半径的约 1/2。在用于元件E5'的合适的固定相移的情况下，这允许每对相邻元 件之间的相移相等。
在图4中(以及确实地在图2和3的实施例中)移相器包括相同 弧的对。弧55和58具有相同的半径；并且弧56和57具有相同的半 径。在该情况下，某些天线元件之间的相移完全通过中心耦合区53中
的路径差提供。例如，元件El'和E2'之间的路径差为2，，其完全
由环形区53的路径差的贡献所引起。对于元件E3'和E4'、 E6'和E7'、 E8，和E9，也同样成立。
因而，申请人的器件使用中心环形耦合区53以有助于相移。这与 现有技术的器件相反，在现有技术的器件中，中心环形区仅用于将输
16入线耦合到刷。
注意，在一些实施例中，可以不包括相同半径的两个弧。然而， 即使在这些实施例中，也使用中心环形耦合区53以有助于相移。
在一些实施例中，可以形成用于增加电长度的导电带，这具有大 于相同物理长度的简单导电带的电长度。对于特定尺寸的移相器，该 增加的电长度允许增加相移范围，使能增加电角度调节和/或更紧凑的 移相器。
图6示出一个实施例，其中形成弧65、 66用于增加的电长度。图 6A是导电弧的在图6中用"6A"标出的部分的放大视图。
这里每个弧包括在其内边缘和外边缘中形成的一系列槽口 67。槽 口 67的宽度68可以小于导电弧的宽度69的五分之一，优选地小于导 电弧的宽度69的十分之一。槽口 67的长度70可以为导电弧的宽度69 的约0.3到0.7，优选地为导电弧的宽度的约0.5。相邻槽口之间的间隔 71可以为导电弧的宽度的约0.6到1.4，优选地为大约等于导电弧的宽 度。
每个槽口用作串联电感，并且每个添加的串联电感增加弧的电长 度。槽口的使用能够将导电带的电长度增加约50%。
图6B示出图6的移相器的适合的刷。
图7示出又一实施例，其中仅在每个弧65、 66的外边缘中形成槽 口。图7A是导电弧的图7中标记"7A"的部分的放大视图。因而，能 够看出槽口能够仅包括在导电弧的外边缘中，或者甚至在导电弧的内 边缘中。
17图8示出又一实施例，其中物理尺寸，示出包括弯曲部分72的导 电弧。该弯曲线由于其更大的体积而比上述被开有槽口的实施例较少 地被需要。然而，弯曲线可以适合于某些应用。
注意该机制有些不同，因为弯曲线通过包括弯曲而增加了线的物 理长度。相反，被开有槽口的线添加了串联电感，增加了线的电长度。
图9示出又一实施例，其中形成弧75、 76用于增加的电长度。每 个弧包括若'干开路短截线77。每个短截线的长度78是<<1/4。每个短 截线具有并联的电容器作为等效电路元件并且提供电容负载。该电容 负载增加弧的电长度。开路短截线的使用能够将导电带的电长度增加 约50%。
在图9中所示的实施例中，开路短截线被形成为被分开大约X/4 的路径长度的对。因而，在弧75上的第一和第五短截线、第二和第六 短截线等可以被分开V4的路径长度。该间隔提供好的阻抗匹配性能， 因为来自不同开路短截线的反射彼此抵消。
图9A示出用于图9的移相器的适合的刷79。同样为了阻抗匹配 性能，刷79在环形耦合区80和放大的拱形耦合区81之间具有大约 的长度。 ，
图10示出适合于诸如图4中所示的在中心耦合区的每侧上具有两 个弧的移相器的刷82。
刷82包括用于耦合到每个导电弧的环形耦合区83和放大的拱形 耦合区84、 85、 86、 87。阻抗匹配性能需要环形耦合区和每个拱形耦 合区85、 86之间的电长度应为约X/4。类似地，内拱形耦合区85、 86 和外拱形耦合区84、 87之间的电长度应为约X/4。
18为了减少刷的物理长度，在刷中形成若干环路部分88。每个环路
包括中心空间，并且导电线从第一端围绕该空间的两侧通过并且在第 二端再结合。对于相同电长度，每个环路使得刷的物理尺寸能够被减
小。例如，耦合区84和85之间的物理长度可以是约V8到V6。类似 地，耦合区83和85之间的物理尺寸；耦合区83和86之间的物理尺 寸；耦合区86和87之间的物理尺寸可以为约人/8到V6。
因而，刷叶具有增加的电长度，g卩，至少部分刷叶的电长度大于 相同物理长度的简单导电带的电长度。对于该目的，与上述那些类似 的用于导电带的开有槽口的或者电容负载的线也能够用在刷叶上。
图ll示出又一实施例，其中提供了非线性相移。除了所有四个导 电弧91、 92、 93、 94包括类似于图6和6A中示出的若干槽口 95以外， 移相器90类似于图5中的移相器。这些导电弧的电长度因此大于相同 物理长度的简单导电带的电长度。
然而，在一个导电弧91上，槽口 95不在弧的整个长度上延伸。 存在该弧91的靠近输出端口 Jl的其中不提供任何槽口的部分96。该 区域是简单的导电带并且具有小于相同物理长度的开有槽口的线的电 长度。
这提供了刷角度上的相移的非线性依赖。在基站天线中，这对于 高波束倾角处旁瓣抑制可以是有用的。
上部旁瓣可以导致相邻天线地点之间的干扰。在高波束倾角处， 更多上部旁瓣对该干扰有贡献。使用非线性相移可以有助于在高波束 倾角处的上部旁瓣减少，从而减少该干扰。
在图11的实施例中，使用从中心位置的围绕零刷角度的线性布置 对于零或者小倾角来说可以允许获得高的天线增益。在这些角度处，上部旁瓣被指向向上并且不对在相邻天线地点之间的干扰有显著的贡 献。
虽然在图2至11中示出的实施例已经在中心枢转点的每侧上包括 相同数目的导电带，但是可以考虑其它的构造。例如，移相器可以包 括在枢转点的一侧上的一个弧和在另一侧上的两个弧。
虽然示出的构造包揭两叶刷，但是刷可以是任何多叶刷，包括两 个、三个或者四个叶的刷。
天线可以是蜂窝通信天线。
申请人的移相器显著地减小或者消除了由现有技术的刷型移相器 引起的相位误差。这允许提高天线元件之间的相和振幅分布的精度并 且因此有助于改进天线性能。
相位误差的减小导致改进的旁瓣性能。在一个实施例中，旁瓣电 平可以改进约3到5 dB。相位误差的减小还导致改进的零填充(null-fi11) 性能。在一个实施例中，零填充性能可以改进大约5dB。
由于量子化瓣电平的减少，所以导致通过减小相位误差还改进了 天线增益。在一个实施例中，天线增益可以改进大约0.3dB。
使用带有增加的电长度的弧提供增加的相移。这提供天线波束的 电角度调节(诸如电下倾)的范围的增加，而没有增加移相器的体积。 在某些实施例中电下倾范围可以变为两倍。
可替选地，移相器的尺寸可以被减小，而仍然提供角度调节的需
要范围。
20虽然主要关于信号从输入线通过移相器到若干天线元件的传输来 描述以上实施例，但是移相器还可以用于在接收到的信号中产生相移。
虽然本发明已经通过其实施例的描述而示出，并且虽然已经详细 地描述了实施例，但是申请人不意欲限制或者以任何方式将所附权利 要求的范围限制到这些细节。额外的优点和修改将对于本领域技术人 员来说是显而易见的。因此在其更宽方面上的本发明不限制于具体细 节、代表性的装置和方法，以及示出并描述的示意性示例。因此，在 不偏离申请人一般的发明构思的精神或者范围的情况下可以根据这些 细节做出改变。
权利要求
1.一种天线，包括多个天线元件以及被构造为将信号馈入到所述天线元件和/或从所述天线元件接收信号的馈入网络，其中所述馈入网络包括多叶刷型移相器，所述多叶刷型移相器包括i.围绕枢转点定位的两个或者更多导电带；ii.被构造为围绕所述枢转点枢转的刷，并且所述刷具有第一叶和第二叶，所述第一叶在第一方向上延伸用于与一个或更多所述导电带耦合，所述第二叶在第二方向上延伸用于与一个或更多所述导电带耦合；以及iii.输入线，被构造为与所述刷在所述枢转点附近耦合；其中所述刷被构造为围绕所述枢转点枢转以便改变从所述输入线到连接到所述导电带的天线元件的路径长度；以及其中具有第一最大相移的天线元件连接到第一导电带，以及具有与所述第一最大相移相反的第二最大相移的另一天线元件连接到第二导电带。
2. 根据权利要求l所述的天线，其中所述输入线包括用于耦合到 所述刷的第一环形耦合区，被定位在所述枢转点周围。
3. 根据权利要求2所述的天线，其中在至少一对天线元件之间的 相位差基本上由相对于所述中心耦合区的所述刷的位置所产生的路径 差确定。
4. 根据权利要求2所述的天线，其中所述刷包括用于耦合到所述 第一环形耦合的第二环形耦合区区。
5. 根据权利要求l所述的天线，包括N个天线元件，所述N个天线 元件连接到所述移相器并且被以相移顺序从第一天线元件到第N天线 元件布置，所述第一天线元件是具有所述第一最大相移的天线元件并且所述第N天线元件是具有所述第二最大相移的天线元件；以及其中所述第一和第N-1天线元件连接到所述第一导电带，以及所述第二和第N天线元件连接到所述第二导电带。
6. 根据权利要求l所述的天线，其中每对相邻天线元件的元件被 连接到不同的导电带。
7. 根据权利要求l所述的天线，其中所述刷是两叶刷，并且所述 第一和第二导电带位于所述枢转点的相对侧上。
8. 根据权利要求7所述的天线，包括第三和第四导电带，该第三 和第四导电带被定位为使得所述第一叶与所述第一和第三导电带耦 合，以及所述第二叶与所述第二和第四导电带耦合。
9. 根据权利要求l所述的天线，其中所述导电带包括一个或更多 基本上圆形的弧。
10. 根据权利要求l所述的天线，其中所述导电带中的至少一个是 增加的电长度的导电带，所述增加的电长度的导电带具有比相同物理 长度的简单导电带的电长度大的电长度。
11. 根据权利要求10所述的天线，其中所述增加的电长度的导电 带包括下列的一个或多个弯曲部分、开有槽口的部分、电容负载部 分；提供增加的电长度的那些部分。
12. 根据权利要求l所述的天线，其中所述刷包括一个或者更多增 加的电长度的导电部分，所述增加的电长度的导电部分具有比相同物 理尺寸的简单导电带的电长度大的电长度。
13. 根据权利要求l所述的天线，其中所述移相器包括连接到所述输入线的输出线，使得连接到所述输出线的天线元件的相位不依赖于 刷角度。
14. 根据权利要求l所述的天线，是蜂窝通信天线。
15. —种多叶刷型移相器，包括i. 围绕枢转点定位的两个或者更多导电带；ii. 被构造为围绕所述枢转点枢转的刷，并且所述刷具有第一 叶和第二叶，所述第一叶在第一方向上延伸用于与一个或者更多所述 导电带耦合，所述第二叶在第二方向上延伸用于与一个或者更多所述 导电带耦合；iii. 输入线，被构造为与所述刷在所述枢转点附近耦合；以及iv. 在所述导电带上的多个输出端口，用于将天线元件连接到 所述移相器，所述输出端口包括a) 在第一导电带上的第一输出端口，提供第一最大相移；以及b) 在第二导电带上的第二输出端口，提供与所述第一 最大相移相反的第二最大相移；其中所述刷被构造为围绕所述枢转点枢转以便改变从所述输入线 到所述输出端口的路径长度。
16. 根据权利要求15所述的多叶刷型移相器，其中所述输入线包 括用于耦合到所述刷的第一环形耦合区，被定位在所述枢转点周围以 及在至少一对输出端口之间的相位差基本上由相对于所述中心耦合区 的所述刷的位置产生的路径差确定。
17. 根据权利要求15所述的多叶刷型移相器，其中在相位顺序中 相邻的每对输出端口的输出端口被连接到不同的导电带。
18. —种天线，包括多个天线元件以及被构造为将信号馈入到所述天线元件和/或从所述天线元件接收信号的馈入网络，其中所述馈入 网路包括多叶刷型移相器，所述多叶刷型移相器包括i. 围绕枢转点定位的两个或更多导电带；ii. 被构造为围绕所述枢转点枢转的刷，并且所述刷具有第一 叶和第二叶，所述第一叶在第一方向上延伸用于与一个或者更多所述 导电带耦合，所述第二叶在第二方向上延伸用于与一个或者更多所述导电带耦合；iii. 输入线，被构造为与所述刷在所述枢转点附近耦合； 其中所述刷被构造为围绕所述枢转点枢转以便改变从所述输入线到连接到所述导电带的天线元件的路径长度，以及其中每对相邻天线 元件的元件被连接到不同的导电带。
19. 一种天线，包括多个天线元件和被构造为将信号馈入到所述 天线元件和/或从所述天线元件接收信号的馈入网路，其中所述馈入网 路包括多叶刷型移相器，所述多叶刷型移相器包括i. 围绕枢转点定位的两个或者更多导电带；ii. 被构造为围绕所述枢转点枢转的刷，并且所述刷具有第一 叶和第二叶，所述第一叶在第一方向上延伸用于与一个或者更多所述 导电带耦合，所述第二叶在第二方向上延伸用于与一个或者更多所述 导电带耦合；iii. 在所述枢转点周围的环形中心耦合区，用于将输入线耦合 到所述刷；其中所述刷被构造为围绕所述枢转点枢转以便改变从所述输入线 到连接到所述导电带的天线元件的路径长度，以及其中在至少一对元 件之间的相位差基本上由相对于所述中心耦合区的所述刷的位置产生 的路径差确定。
20. 根据权利要求19所述的天线，其中在所述天线元件上提供基 本上线性的相位分布。
21. —种刷型移相器，包括耦合到刷的输入线，所述刷耦合到多 个导电带并且可相对于所述导电带移动以便改变从所述输入线到连接 到所述导电带的输出端口的有效路径长度，其中所述导电带中的至少 一个和/或所述刷的叶的至少一部分具有比相同物理尺寸的简单导电带 的电长度大的电长度。
22. 根据权利要求21所述的移相器，其中具有增加的电长度的所 述导电带包括电容负载部分，所述电容负载部分具有从所述导电带的 边缘突出的一个或更多齿。
23. 根据权利要求22所述的移相器，其中所述齿包括一对或更多 对的齿，每对中的齿被间隔为使得由所述齿引起的反射彼此抵消。
24. 根据权利要求21所述的移相器，其中具有增加的电长度的所 述导电带包括开有槽口的部分。
25. 根据权利要求21所述的移相器，其中所述刷叶的一部分包括 环路部分。
全文摘要
本发明提供一种移相器以及包括移相器的天线。移相器包括两个或者更多导电带、输入线以及耦合到输入线和导电带的刷。刷围绕枢转点的转动改变输入线和连接到导电带的输出端口或天线元件之间的路径长度。刷是多叶刷。减小了多叶刷型移相器中的相位误差。描述了用于减小移相器尺寸或者增加相移范围的布置。
文档编号H01P1/18GK101587989SQ20091000972
公开日2009年11月25日 申请日期2009年1月23日 优先权日2008年1月25日
发明者艾向阳, 艾戈·E·季莫费耶夫, 马丁·L·齐默尔曼 申请人:北卡罗来纳康普股份有限公司