可调移相器及具有该可调移相器的天线的制作方法

专利名称：可调移相器及具有该可调移相器的天线的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种天线部件，尤其涉及一种可调移相器及具有该可调移相器的天线。
背景技术：
在移动通信系统中，由于覆盖或网络优化的需要，基站天线的俯仰面波束指向需要调整。目前业界实现天线的俯仰角的方法主要有两种机械下倾和电下倾。机械下倾的缺点是当下倾角度超过垂直面半功率波束宽度时，基站天线的水平面波束覆盖将变形，影响扇区的覆盖控制。而电下倾可通过可调移相器实现，其工作原理为通过改变阵列天线各个辐射单元的相位分布来调节天线波束的下倾角度，不但获得主波束指向连续调节，实现合成方向最大辐射点，而且保证水平面波束不变形。
但现有的电下倾的可调移相器仅能支持基站天线的一个极化，实际使用时，必须要使用两个可调移相器才能实现电调天线的双极化功能，导致天线罩高度增加，体积增大。

发明内容
本发明提供一种可调移相器及具有该可调移相器的天线，用以实现天线的双极化功能。一方面，提供了一种可调移相器，所述可调移相器包括第一电路板、第一转动件、第二电路板、第二转动件及转轴，所述第一电路板及第二电路板相对设置，所述第一电路板包括第一基板、至少两个第一圆弧导线及第一导电环，所述至少两个第一圆弧导线及第一导电环固定于所述第一基板的第一承载面上，所述第一承载面与所述第二电路板相背，所述至少两个第一圆弧导线以所述第一导电环为圆心同心排布，所述第一转动件包括第二导电环及与所述第一圆弧导线数量相同的第一导电臂，所述第二导电环转动连接于所述第一导电环，且相互电连接，各所述第一导电臂与所述第二导电环电连接，各所述第一导电臂远离所述第二导电环的一端分别与各所述第一圆弧导线滑动连接，且分别与各所述第一圆弧导线电耦合；所述第二电路板包括第二基板、至少两个第二圆弧导线及第三导电环，所述至少两个第二圆弧导线及第三导电环固定于所述第二基板的第二承载面上，所述第二承载面与所述第一电路板相背，所述至少两个第二圆弧导线以所述第三导电环为圆心同心排布，所述第二转动件包括第四导电环及与所述第二圆弧导线数量相同的第二导电臂，所述第四导电环转动连接于所述第三导电环，且相互电连接，各所述第二导电臂与所述第四导电环电连接，各所述第二导电臂远离所述第四导电环的一端分别与各所述第二圆弧导线滑动连接，且分别与各所述第二圆弧导线电耦合，所述转轴贯穿所述第一电路板及第二电路板，所述转轴两端分别固定于所述第一转动件及第二转动件，用于带动所述第一转动件及第二转动件转动。在第一种可能的实现方式中，其中一个所述第一导电臂与所述第二导电环连接，其余所述第一导电臂与该第一导电臂相连接，其中一个所述第二导电臂与所述第四导电环连接，其余所述第二导电臂与该第二导电臂相连接。在第二种可能的实现方式中，各所述第一导电臂均直接连接于所述第二导电环，各所述第二导电臂均直接连接于所述第四导电环。结合第一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述第一电路板包括三个第一圆弧导线，所述第一转动件包括三个第一导电臂，其中一个所述第一导电臂为直臂结构，另外两个所述第一导电臂连接于所述直臂结构的第一导电臂两侧，另外两个所述第一导电臂均包括弧线段及直线段，所述弧线段连接于所述直臂结构的第一导电臂及所述直线段之间，所述直线段的自由端滑动连接于所述第一圆弧导线，与所述第一圆弧导线电耦合。结合第一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述第二电路板包括三个第一圆弧导线，所述第一转动件包括三个第一导电臂，各所述第一导电臂均为直臂结 构，另外两个所述第一导电臂连接于所述直臂结构的第一导电臂两侧。在第五种可能的实现方式中，所述第一电路板及第二电路板紧密贴合，共用接地面。在第六种可能的实现方式中，所述至少两个第一圆弧导线半径依次减小，所述至少两个第二圆弧导线半径依次减小。在第七种可能的实现方式中，所述第一导电臂远离所述第二导电环的一端包括第一连接部，所述第一连接部沿所述第二导电环周向的宽度大于所述第一导电臂沿所述第二导电环周向的宽度，所述第二导电臂远离所述第四导电环的一端包括第二连接部，所述第二连接部沿所述第四导电环周向的宽度大于所述第二导电臂沿所述第四导电环周向的宽度。在第八种可能的实现方式中，所述第一连接部及第二连接部均为沿所述第二导电环周向延伸的圆弧结构。在第九种可能的实现方式中，所述第一电路板还包括第一功分网络导线，所述第一功分网络导线包括第一功分导线段及第二功分导线段，所述第一功分导线段一端输入信号，所述第一功分导线段另一端与所述第一导电环电连接，所述第二功分导线段一端电连接于所述第一功分导线段上的功分节点，所述第二功分导线段另一端用于输出信号；所述第二电路板还包括第二功分网络导线，所述第二功分网络导线包括第三功分导线段及第四功分导线段，所述第三功分导线段一端输入信号，所述第三功分导线段另一端与所述第四导电环电连接，所述第四功分导线段一端电连接于所述第三功分导线段上的功分节点，所述第四功分导线段另一端用于输出信号。结合上述任何一种可能的实现方式，在第十种可能的实现方式中，所述第一电路板及第二电路板为镜像对称结构。结合第一种至第九种任何一种可能的实现方式，在第i^一种可能的实现方式中，所述第一转动件及第二转动件结构相同。另一方面，提供了一种天线，包括上述的可调移相器。根据本发明的可调移相器的第一转动件及第二转动件同时在第一电路板及第二电路板上滑动，以改变第一圆弧导线及第二圆弧导线的接入长度，从而实现电调天线具有双极化的功能。


为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I是本发明第一实施方式提供的可调移相器的示意图；图2是图I的可调移相器的组合示意图；图3是本发明第二实施方式提供的可调移相器的示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。根据本发明的可调移相器的第一转动件及第二转动件同时在第一电路板及第二电路板上滑动，以改变第一圆弧导线及第二圆弧导线的接入长度，从而实现电调天线具有双极化的功能。本发明提供一种天线(未图示)，所述天线包括如图I及图2中的可调移相器100。所述可调移相器100包括第一电路板10、第一转动件20、第二电路板30、第二转动件40及转轴50。所述第一电路板10及第二电路板30相对设置。所述第一电路板10及第二电路板30是镜像结构。所述第一转动件20转动连接于所述第一电路板10上，所述第二转动件40转动连接于所述第二电路板30。所述转轴50贯穿所述第一电路板10及第二电路板30，所述转轴50两端分别固定于所述第一转动件20及第二转动件40，带动所述第一转动件20及第二转动件40转动，本实施方式中，第一转动件20及第二转动件40同步转动。所述第一电路板10及第二电路板30紧密贴合，共用接地面，可以降低所述可调移相器100的厚度。所述第一电路板10包括第一基板11、三个第一圆弧导线12a、12b及12c、第一导电环13及第一功分网络导线14。所述三个第一圆弧导线12a、12b及12c、第一导电环13及第一功分网络导线14固定于所述第一基板11的第一承载面Ila上，所述第一承载面Ila与所述第二电路板30相背。本所述方式中，所述第一电路板10为矩形板结构，所述第一电路板10及第二电路板30为镜像对称结构。所述第一电路板10及第二电路板30相贴合，贴合的表面作为接地面。所述第一电路板10中心开设通孔10a，所述第一导电环13与所述通孔IOa同心。所述第一功分网络导线14包括第一功分导线段140及第二功分导线段141，所述第一功分导线段140 —端140a输入信号，所述第一功分导线段140另一端140b与所述第一导电环13电连接。所述第二功分导线段141 一端141a电连接于所述第一功分导线段140上的功分节点140c，所述第二功分导线段141另一端141b用于输出信号。在其他实施方式中，所述第一电路板10及第二电路板30也可以均包括一个接地面，所述第一电路板10及第二电路板30也可以不直接贴合，具有间隙，或设置隔板。所述第一电路板10及第二电路板30的结构也可以根据实际需要，不设计成镜像对称结构，而是根据布线的形状或长度做适当修改。所述第一电路板10也可以包括两个或三个以上的第一圆弧导线。
所述三个第一圆弧导线12a、12b及12c以所述第一导电环13为圆心同心排布,所述第一导电环13接入微波信号。本所述方式中，所述第一圆弧导线12a、12b及12c半径依次减小。所述第一圆弧导线12a两端通过两根导线60、61与两个端口 3、4连接，所述第一圆弧导线12b两端通过两根导线70、71与两个端口 5、6连接，所述第一圆弧导线12c两端通过两根导线80、81与两个端口 7、8连接，所述第一导电环13通过所述第一功分网络导线14接入微波信号。所述第一转动件20包括第二导电环21及与所述第一圆弧导线12a、12b及12c数量相同的第一导电臂22a、22b及22c。所述第二导电环21转动连接于所述第一导电环13,且相互电连接。其中一个所述第一导电臂22a与所述第二导电环21连接，其余所述第一导电臂22b及22c与该第一导电臂22a相连接，即所述第一导电臂22b及22c不直接连接于所述第二导电环21上，而是通过所述第一导电臂22a连接于所述第二导电环21上。当然，在其他实施方式中，所述第一导电臂22a、22b及22c也可以均直接连接于所述第二导电环21。各所述第一导电臂22a、22b及22c远离所述第二导电环21的一端220a、220b及220c分别与各所述第一圆弧导线12a、12b及12c滑动连接，且分别与各所述第一圆弧导线12a、 12b及12c电耦合。本实施方式中，其中一个所述第一导电臂22a为直臂结构，另外两个所述第一导电臂22b及22c连接于所述直臂结构的第一导电臂22a两侧，所述第一导电臂22a、22b及22c组成十字型结构。当然，在其他所述方式中，所述第一导电臂22b、22c与所述第一导电臂22a的连接处也可以不在同一个连接点。另外两个所述第一导电臂22b及22c均包括弧线段221b、221c及直线段222b、222c，所述弧线段221b、221c连接于所述直臂结构的第一导电臂22a及所述直线段222b、222c之间，所述弧线段221b、221c为与所述第二导电环21同心的圆弧，所述弧线段221b、221c环绕所述第二导电环21。所述直线段222b、222c的自由端滑动连接于所述第一圆弧导线12b及12c，与所述第一圆弧导线12b及12c电耦合。所述第一导电臂22a、22b及22c远尚所述第二导电环21的一端220a、220b及220c包括第一连接部23a、23b及23c，所述第一连接部23a、23b及23c沿所述第二导电环21周向的宽度大于所述第一导电臂22a、22b及22c沿所述第二导电环21周向的宽度，增大接触面积。所述第一连接部23a、23b及23c为沿所述第二导电环21周向延伸的圆弧结构。当然，在其他所述方式中，所述第一连接部23a、23b及23c也可以是矩形结构、梯形结构等其他结构。各所述第一导电臂22a、22b及22c也可以设计成其他形状，所述第一连接部23a、23b及23c也可以是能够在所述第一导电臂22a上滑动的导电滑块。所述第二电路板30包括第二基板31、三个第二圆弧导线32a、32b及32c、第三导电环33及第二功分网络导线34。所述三个第二圆弧导线32a、32b及32c、第三导电环33及第二功分网络导线34固定于所述第二基板31的第二承载面31a上，所述第二承载面31a与所述第一电路板10相背。本所述方式中，所述第一电路板30为矩形板结构。所述第二电路板30中心开设通孔30a，所述第三导电环33与所述通孔30a同心。所述第一功分网络导线34包括第三功分导线段340及第四功分导线段341，所述第三功分导线段340 —端340a输入信号，所述第三功分导线段340另一端340b与所述第三导电环33电连接。所述第四功分导线段341 —端341a电连接于所述第三功分导线段340上的功分节点340c，所述第四功分导线段341另一端341b用于输出信号。当然，所述第二电路板30也可以包括两个或三个以上的第二圆弧导线。
所述三个第二圆弧导线32a、32b及32c以所述第三导电环33为圆心同心排布，所述第三导电环33用于接入微波信号。本所述方式中，所述第二圆弧导线32a、32b及32c半径依次减小。所述第二圆弧导线32a两端通过两根导线与两个端口 3a、4a连接，所述第二圆弧导线32b两端通过两根导线与两个端口 5a、6a连接，所述第二圆弧导线32c两端通过两根导线与两个端口 7a、8a连接，所述第三导电环33通过所述第二功分网络导线34接入微波信号。所述第二转动件40包括第四导电环41及与所述第二圆弧导线32a、32b及32c数量相同的第二导电臂42a、42b及42c。所述第四导电环41转动连接于所述第三导电环33，且相互电连接。其中一个所述第二导电臂42a与所述第四导电环41连接，其余所述第二导电臂42b及42c与该第二导电臂42a相连接。即所述第二导电臂42b及42c不直接连接于所述第四导电环41上，而是通过所述第二导电臂42a连接于所述第四导电环41上。当然，在其他实施方式中，所述第二导电臂42a、42b及42c也可以均直接连接于所述第四导电环41。各所述第二导电臂42a、42b及42c远离所述第四导电环41的一端420a、420b及420c分别与各所述第二圆弧导线32a、32b及32c滑动连接，且分别与各所述第二圆弧导线32a、 32b及32c电耦合。本实施方式中，其中一个所述第二导电臂42a为直臂结构，另外两个所述第二导电臂42b及42c连接于所述直臂结构的第二导电臂42a两侧，所述第二导电臂42a、42b及42c组成十字型结构。当然，在其他所述方式中，所述第二导电臂42b及42c与所述第二导电臂42a的连接处也可以不在同一个连接点。另外两个所述第二导电臂42b及42c均包括弧线段421b、421c及直线段422b、422c，所述弧线段421b、421c连接于所述直臂结构的第二导电臂42a及所述直线段422b、422c之间，所述弧线段421b、421c为与所述第四导电环41同心的圆弧，所述弧线段421b、421c环绕所述第四导电环41。所述直线段422b、422c的自由端滑动连接于所述第二圆弧导线32b及32c，与所述第二圆弧导线32b及32c电耦合。所述第二导电臂42a、42b及42c远离所述第四导电环41的一端420a、420b及420c包括第二连接部43a、43b及43c,所述第二连接部43a、43b及43c沿所述第四导电环41周向的宽度大于所述第二导电臂42a、42b及42c沿所述第四导电环41周向的宽度，增大接触面积。所述第二连接部43a、43b及43c为沿所述第四导电环41周向延伸的圆弧结构。当然，在其他所述方式中，所述第二转动件40的形状也可以与所述第一转动件20不同。所述第二连接部43a、43b及43c也可以是矩形结构、梯形结构等其他结构。各所述第二导电臂42a、42b及42c也可以设计成其他形状，所述第二连接部43a、43b及43c也可以是能够在所述第二导电臂42a、42b及42c上滑动的导电滑块。所述转轴50与所述第一转动件20和第二转动件40中的至少一个绝缘连接。所述转轴50由绝缘材料制成。所述转轴50贯穿所述第一电路板10及第二电路板30，所述转轴50两端51、52分别固定于所述第一转动件20及第二转动件40。所述第一转动件20及第二转动件40可绕所述第一电路板10及第二电路板30上的第一圆弧导线12a、12b及12c及第二圆弧导线32a、32b及32c的圆弧轴心，通过所述转轴50在外加结构件驱动下，沿所述第一电路板10及第二电路板30的平面同时旋转。当然，在其他实施方式中，所述转轴50也可以由导电材料制成，两端通过设置绝缘套，实现与所述第一转动件20及第二转动件40中的至少一个绝缘。微波信号从信号输入点I输入，通过所述第一功分导线段140后,一部分信号经所述第二功分导线段141传输，由所述第二功分导线段141另一端141b输出，另一部分信号经由所述第一导电环13和第二导电环21耦合后，通过所述第一导电臂22a、22b及22c传输，然后再经过所述第一连接部23a、23b及23c耦合至所述第一电路板10上的第一圆弧导线12a、12b及12c，信号再分别经导线60、61、70、71、80及81传输并从端口 3、4、5、6、7及8输出。当所述第一转动件20及第二转动件40绕圆弧轴心，即所述转轴50旋转时，所述第一连接部23a、23b及23c将分别在所述第一圆弧导线12a、12b及12c上移动，导致所述端口 3与4,5与6,7与8传输的两路信号之间的长度发生变化，即经它们输出的信号之间的相位发生改变，最终实现移相目的。所述微波信号从信号输入点Ia输入,该微波信号与所述信号输入点I输入的微波信号是正交的微波信号。所述第二转动件40及所述第二电路板30采用所述第一电路板10及第一转动件20相同的方式进行动作及传输，不再赘述。由于所述转轴50两端51、52分别固定于所述第一转动件20及第二转动件40，所述第一转动件20及第二转动件40同时转动，从而能够实现电调天线具有双极化的功能。请参阅图3，为本发明第二实施方式提供的一种可调移相器200，所述可调移相器200与所述第一实施方式提供的一种可调移相器100基本相同,其不同之处在于第一转动件120形状发生改变。所述第一转动件120的三个第一导电臂120a、120b及120c为直臂结构，所述第一导电臂120b及120c连接于所述第一导电臂120a的两侧。各所述第一导电臂120a、120b及120c及所述第二导电环221为一体结构。当然，在其他实施方式中，各所述第一导电臂120a、120b及120c也可以均固定于第二导电环221上，所述第二转动件220也可以采用与所述第一转动件120相同的结构。根据本发明的可调移相器的第一转动件及第二转动件同时在第一电路板及第二电路板上滑动，以改变第一圆弧导线及第二圆弧导线的接入长度，从而实现电调天线具有双极化的功能。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
权利要求
1.一种可调移相器，所述可调移相器包括第一电路板、第一转动件、第二电路板、第二转动件及转轴，所述第一电路板及第二电路板相对设置，所述第一电路板包括第一基板、至少两个第一圆弧导线及第一导电环，所述至少两个第一圆弧导线及第一导电环固定于所述第一基板的第一承载面上，所述第一承载面与所述第二电路板相背，所述至少两个第一圆弧导线以所述第一导电环为圆心同心排布，所述第一转动件包括第二导电环及与所述第一圆弧导线数量相同的第一导电臂，所述第二导电环转动连接于所述第一导电环，且相互电连接，各所述第一导电臂与所述第二导电环电连接，各所述第一导电臂远离所述第二导电环的一端分别与各所述第一圆弧导线滑动连接，且分别与各所述第一圆弧导线电耦合；所述第二电路板包括第二基板、至少两个第二圆弧导线及第三导电环，所述至少两个第二圆弧导线及第三导电环固定于所述第二基板的第二承载面上，所述第二承载面与所述第一电路板相背，所述至少两个第二圆弧导线以所述第三导电环为圆心同心排布，所述第二转动件包括第四导电环及与所述第二圆弧导线数量相同的第二导电臂，所述第四导电环转动连接于所述第三导电环，且相互电连接，各所述第二导电臂与所述第四导电环电连接，各所述第二导电臂远离所述第四导电环的一端分别与各所述第二圆弧导线滑动连接，且分别与各所述第二圆弧导线电耦合，所述转轴贯穿所述第一电路板及第二电路板，所述转轴两端分别固定于所述第一转动件及第二转动件，用于带动所述第一转动件及第二转动件转动。
2.如权利要求I所述的可调移相器，其特征在于，其中一个所述第一导电臂与所述第二导电环连接，其余所述第一导电臂与该第一导电臂相连接，其中一个所述第二导电臂与所述第四导电环连接，其余所述第二导电臂与该第二导电臂相连接。
3.如权利要求I所述的可调移相器，其特征在于，各所述第一导电臂均直接连接于所述第二导电环，各所述第二导电臂均直接连接于所述第四导电环。
4.如权利要求2所述的可调移相器，其特征在于，所述第一电路板包括三个第一圆弧导线，所述第一转动件包括三个第一导电臂，其中一个所述第一导电臂为直臂结构，另外两个所述第一导电臂连接于所述直臂结构的第一导电臂两侧，另外两个所述第一导电臂均包括弧线段及直线段，所述弧线段连接于所述直臂结构的第一导电臂及所述直线段之间，所述直线段的自由端滑动连接于所述第一圆弧导线，与所述第一圆弧导线电耦合。
5.如权利要求2所述的可调移相器，其特征在于，所述第一电路板包括三个第一圆弧导线，所述第一转动件包括三个第一导电臂，各所述第一导电臂均为直臂结构，另外两个所述第一导电臂连接于所述直臂结构的第一导电臂两侧。
6.如权利要求I所述的可调移相器，其特征在于，所述第一电路板及第二电路板紧密贴合，共用接地面。
7.如权利要求I所述的可调移相器，其特征在于，所述至少两个第一圆弧导线半径依次减小，所述至少两个第二圆弧导线半径依次减小。
8.如权利要求I所述的可调移相器，其特征在于，所述第一导电臂远离所述第二导电环的一端包括第一连接部，所述第一连接部沿所述第二导电环周向的宽度大于所述第一导电臂沿所述第二导电环周向的宽度，所述第二导电臂远离所述第四导电环的一端包括第二连接部，所述第二连接部沿所述第四导电环周向的宽度大于所述第二导电臂沿所述第四导电环周向的宽度。
9.如权利要求8所述的可调移相器，其特征在于，所述第一连接部及第二连接部均为沿所述第二导电环周向延伸的圆弧结构。
10.如权利要求I所述的可调移相器，其特征在于，所述第一电路板还包括第一功分网络导线，所述第一功分网络导线包括第一功分导线段及第二功分导线段，所述第一功分导线段一端输入信号，所述第一功分导线段另一端与所述第一导电环电连接，所述第二功分导线段一端电连接于所述第一功分导线段上的功分节点，所述第二功分导线段另一端用于输出信号；所述第二电路板还包括第二功分网络导线，所述第二功分网络导线包括第三功分导线段及第四功分导线段，所述第三功分导线段一端输入信号，所述第三功分导线段另一端与所述第四导电环电连接，所述第四功分导线段一端电连接于所述第三功分导线段上的功分节点，所述第四功分导线段另一端用于输出信号。
11.如权利要求1-10中任意一项所述的可调移相器，其特征在于，所述第一电路板及第二电路板为镜像对称结构。
12.如权利要求1-10中任意一项所述的可调移相器，其特征在于，所述第一转动件及第二转动件结构相同。
13.一种天线，包括权利要求1-12中任意一项所述的可调移相器。
全文摘要
一可调移相器，包括第一电路板、第一转动件、第二电路板、第二转动件及转轴。第一电路板包括第一基板、第一圆弧导线及第一导电环，第一转动件包括第二导电环及与第二导电环电连接的第一导电臂，第二导电环转动连接于第一导电环，各第一导电臂与各第一圆弧导线滑动连接，第二电路板包括第二基板、第二圆弧导线及第三导电环，第二转动件包括第四导电环及与第四导电环电连接的第二导电臂，第四导电环转动连接于第三导电环，各第二导电臂与各第二圆弧导线滑动连接，转轴贯穿第一、二电路板，转轴两端分别固定于第一、二转动件。通过两个转动件同时改变第一、二圆弧导线的接入长度，实现双极化。另外，本发明还提供一种包括该可调移相器的天线。
文档编号H01P1/18GK102938482SQ20121040757
公开日2013年2月20日 申请日期2012年10月19日 优先权日2012年10月19日
发明者艾鸣, 廖志强, 程海荣, 张跃军 申请人:华为技术有限公司