一种小型化宽带慢波结构移相器的制作方法

本发明涉及移动通信基站天线技术领域，具体是涉及一种小型化宽带慢波结构移相器。

背景技术：

在移动通信覆盖中，天线的下倾角调节可以采用多种方式，机械下倾以及电调下倾，近来年，随着终端用户数量急剧攀升，用户分布呈现密度大以及因时间不同而变化不断变化的特点，随着时间点不同及假期节日等因素的变化，基站状态有显著的变化，时而利用率低，时而负荷满载。在此基础上，电调天线取代常规的机械下倾天线被大量应用于通信基站中。电调天线是指在天线内部有一个或多个移相器，移相器上下移动来改变馈电网络的长度，使得从输入端口到各个输出端口的信号存在差异，从而改变相邻阵子之间的相位。当移相器连续移动时，便可以实现波束的连续可调，当波束在垂直方向进行连续可变时，便形成了下倾角的电调控制。但现有的移相器通常制造成本高，且性能不够理想。

移相器移相量的大小主要是由移相器工作过程中，传输线长度变化的大小决定的，移相器的移相量大，长传输线变化的长度就要大。但是加长传输线长度变化范围又会给带来一系列诸如移相器的幅度、驻波比、插入损耗等电气性能稳定性的技术难题。现有移相器的缺点是移相量小、而且尺寸过大，且调节方式单一。移相量小直接影响天线方向图的下倾角度，限制基站天线的选址。尺寸过大，会缩小电调天线馈电系统的布线空间，加大布线时的复杂度，对天线电气性能产生很大的影响，还会影响天线美观。调节方式单一导致多个天线无法随意调节下倾角。同时现有移相器的硬件结构较为复杂，给制造及后续的天线检修工作带来难度

随着移动通信技术的突飞猛进，基站天线趋于小型化，宽频带，多频段。针对这些问题，需要开发制造成本低且高性能的创新移相器结构。

因此，本发明的发明人亟需构思一种新技术以改善其问题。

技术实现要素：

本发明的目的是突破目前传统的设计理念，提供一种小型化、宽频带、性能良好的慢波结构的移相器。

为实现上述目的，本发明提供一种小型化宽频带慢波结构移相器，包括移相板、第一移相滑片、第二移相滑片、移相板固定装置、移相滑片固定装置、第一移相滑片定位装置、第二移相滑片定位装置和电缆接口；移相板包含介质基板、第一慢波结构圆弧和第二慢波结构圆弧、中心相位输出线以及微带馈线；移相板固定于移相板固定装置上，移相板两端通过电缆接口与天线辐射单元连接；第一移相滑片通过移相滑片固定装置和第一移相滑片定位装置固定于移相板上，第二移相滑片通过移相滑片固定装置和第二移相滑片定位装置固定于移相板上。

其中，第一移相滑片位于移相板的第一表面，第二移相滑片位于移相板的第二表面。

其中，第一慢波结构圆弧位于介质基板的第一表面，第二慢波结构圆弧位于介质基板的第二表面。

其中，移相滑片固定装置包括卡合柱，环形垫片和贯穿介质基板的通孔，三者呈同心圆嵌套，且卡合柱的半径略小于通孔的半径，从而使移相滑片可以绕通孔旋转。

其中，移相滑片包含第二介质基板、耦合臂和耦合端，耦合端与第一慢波结构圆弧或第二慢波结构圆弧滑动接触。

其中，在第一慢波结构圆弧和第二慢波结构圆弧的外周附近的第一介质基板上等间隔设置若干凹点，第一移相滑片定位装置和第二移相滑片定位装置分别为设置在第二介质基板上的凸点，其大小与凹点相匹配。

其中，介质基板为介电常数大于1的绝缘材料，两个慢波结构圆弧为同圆心圆弧，半径比例为(1.5～2.5)：1，耦合臂和耦合端为金属或金属材质，移相板固定装置为金属材质或塑料材质，移相滑片固定装置为塑料材质，移相滑片定位装置为塑料材质。

为实现上述小型化宽频带慢波结构移相器，本发明还提供一种小型化宽频带慢波结构移相器的制造方法，所述方法包括以下步骤：

s1，对矩形介质基板的一条长边进行切割，切出一段弧度为90-120度的圆弧，用于形成移相板的第一介质基板；

s2，利用化学沉积法在第一介质基板的正反两面上形成具有预定图案的第一慢波结构圆弧，第二慢波结构圆弧，中心相位输出线，微带馈线以及电缆接口，两个慢波结构圆弧与移相板的介质基板的圆弧为同圆心圆弧，两个慢波结构圆弧的半径比例为(1.5～2.5)：1；

s3，在第一介质基板的慢波结构圆弧的圆心处形成通孔，在慢波结构圆弧的外周附近的第一介质基板上等间隔形成若干凹点，圆弧间距为1度，在第一介质基板的预定位置形成若干限位柱，限位柱的高度大于介质基板的厚度的两倍；

s4，将介质基板切割出上宽下窄的两个移相滑片的第二介质基板，长度分别略大于两个慢波结构圆弧的半径，并在第二介质基板的下端形成通孔，通孔的半径与第一介质基板上的通孔相等；

s5，利用化学沉积法在第二介质基板上形成具有预定图案的耦合臂和耦合端，耦合臂的长度分别等于两个慢波结构圆弧的半径，耦合臂从第二介质基板的下端的通孔处向上端延伸；

s6，利用塑料材料在第二介质基板的上端形成凸点，凸点的高度小于第一介质基板上的凹点的深度，从凸点到通孔的距离等于从凹点到圆形的距离；

s7，通过铸模成型形成卡合柱和环形垫片，将第二介质基板上的通孔与第一介质基板上的通孔对齐，将第一移相滑片的第二介质基板设置在移相板的第一表面上，将第二移相滑片的第二介质基板设置在移相板的第二表面上，利用卡合柱、环形垫片进行固定；

s8，用两块凹形塑料板夹住移相板，利用限位柱限定两块塑料板之间的间距，利用螺丝将两块塑料板固定在一起。

与现有技术相比较，本发明具有如下优势：通过新颖的设计思路，设计慢波结构移相器，在保证相同相位量情况下，面积可以做到更小，两个慢波结构圆弧可以扩展带宽，缩小移相器面积，降低成本，易于批量生产。

附图说明

图1为本发明的小型化宽频带慢波结构移相器的结构示意图；

图2为本发明的移相滑片的结构示意图；

图3为本发明的小型化宽频带慢波结构移相器的电压驻波比数据。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

如图1所示，本发明的小型化宽频带慢波结构移相器，包括移相板1、位于移相板1的第一表面的第一移相滑片21、位于移相板1的第二表面的第二移相滑片22、移相板固定装置4、移相滑片固定装置5、第一移相滑片定位装置31、第二移相滑片定位装置32、电缆接口6。移相板1包含第一介质基板10、位于第一介质基板10的第一表面的第一慢波结构圆弧7和位于第一介质基板10的第二表面的第二慢波结构圆弧8，中心相位输出线9以及微带馈线。移相板1固定于移相板固定装置4上，移相板1两端通过电缆接口6与天线辐射单元(未显示)连接；第一移相滑片21通过移相滑片固定装置5和第一移相滑片定位装置31固定于移相板1上，第二移相滑片22通过移相滑片固定装置5和第二移相滑片定位装置32固定于移相板1上。具体来说，移相滑片固定装置5包括卡合柱，环形垫片和贯穿第一介质基板10的通孔，三者呈同心圆嵌套，且卡合柱的半径略小于通孔的半径，从而使移相滑片可以绕通孔旋转。

图2显示了本发明的移相滑片具体结构。如图2所示，移相滑片包含第二介质基板11、耦合臂12和耦合端13。耦合端13与第一慢波结构圆弧7或第二慢波结构圆弧8滑动接触。根据辐射天线的功率要求，可以分别设置第一移相滑片21和第二移相滑片22的耦合臂12的宽度以及耦合端13的面积。

在一个优选实施例中，在第一慢波结构圆弧7和第二慢波结构圆弧8的外周附近的第一介质基板10上等间隔设置若干凹点(图中仅示意性地画出了各五个点，实际上可根据实际需要设置若干数量，等间隔排列成圆弧状)，第一移相滑片定位装置31和第二移相滑片定位装置32分别为设置在第二介质基板11上的凸点，其大小与凹点相匹配，当凸点与凹点嵌合时，实现定位。在第一介质基板10上还可以设置若干限位柱，可以防止移相滑片的滑动幅度过大。

介质基板为介电常数大于1的绝缘材料，两个慢波结构圆弧为同圆心圆弧，半径比例为(1.5～2.5)：1，耦合臂和耦合端为金属或金属材质，移相板固定装置为金属材质或塑料材质，移相滑片固定装置为塑料材质，移相滑片定位装置为塑料材质。

下面介绍本发明的小型化宽频带慢波结构移相器的制造方法，所述方法包括以下步骤。

s1，对矩形介质基板的一条长边进行切割，切出一段弧度为90-120度的圆弧，用于形成移相板的第一介质基板。

s2，利用化学沉积法在第一介质基板的正反两面上形成具有预定图案的第一慢波结构圆弧，第二慢波结构圆弧，中心相位输出线，微带馈线以及电缆接口，两个慢波结构圆弧与移相板的介质基板的圆弧为同圆心圆弧，两个慢波结构圆弧的半径比例为(1.5～2.5)：1。

s3，在第一介质基板的慢波结构圆弧的圆心处形成通孔，在慢波结构圆弧的外周附近的第一介质基板上等间隔形成若干凹点，圆弧间距为1度，在第一介质基板的预定位置形成若干限位柱，限位柱的高度大于介质基板的厚度的两倍。

s4，将介质基板切割出上宽下窄的两个移相滑片的第二介质基板，长度分别略大于两个慢波结构圆弧的半径，并在第二介质基板的下端形成通孔，通孔的半径与第一介质基板上的通孔相等。

s5，利用化学沉积法在第二介质基板上形成具有预定图案的耦合臂和耦合端，耦合臂的长度分别等于两个慢波结构圆弧的半径，耦合臂从第二介质基板的下端的通孔处向上端延伸。

s6，利用塑料材料在第二介质基板的上端形成凸点，凸点的高度小于第一介质基板上的凹点的深度，从凸点到通孔的距离等于从凹点到圆形的距离。

s7，通过铸模成型形成卡合柱和环形垫片，将第二介质基板上的通孔与第一介质基板上的通孔对齐，将第一移相滑片的第二介质基板设置在移相板的第一表面上，将第二移相滑片的第二介质基板设置在移相板的第二表面上，利用卡合柱、环形垫片进行固定。

s8，用两块凹形塑料板夹住移相板，利用限位柱限定两块塑料板之间的间距，利用螺丝将两块塑料板固定在一起。

图3为本发明的电压驻波比数据，由图可见，在690-960mhz频带内，电压驻波比小于1.3，因此本发明的小型化宽频带慢波结构移相器具有良好的性能。

综上所述，本发明小型化宽频带慢波结构移相器，减小了物理尺寸，性能稳定，低成本。

尽管在装置的上下文中已描述了一些方面，但明显的是这些方面也表示对应方法的描述，其中块或设备与方法步骤或方法步骤的特征相对应。类似地，在方法步骤的上下文中所描述的各方面也表示对应的块或项目或者对应装置的特征的描述。

以上所描述的仅是说明性，因此，上述实施例为本发明较佳的实施方式，但并不仅仅受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，均包含在本发明的保护范围之内。因此，意在仅由所附权利要求的范围而不是由通过以上描述和解释的方式所呈现的特定细节来限制。