阅读说明：本技术 一种射频开关和天线 (Radio frequency switch and antenna ) 是由 向良洪 廖志强 肖伟宏 段方清 于 2019-03-25 设计创作，主要内容包括：本申请提供一种射频开关,包括腔体、第一固定带线和第一移动带线。第一固定带线设置于腔体内,且平行于腔体的第一腔体壁。第一移动带线设置于腔体内,且在第一腔体壁所在平面和第一固定带线所在平面之间的垂直于第一腔体壁的方向上可移动。第一固定带线与第一移动带线在第一腔体壁所在平面上的投影部分重叠。采用该射频开关,通过移动带线在腔体内垂直于第一腔体壁的方向上移动,就可以实现与第一固定带线的连接与断开,从而实现射频开关功能,这种腔体式的射频开关不仅功率容量大,而且移动带线仅在腔体内部移动不会占用额外的体积。(The application provides a radio frequency switch, including cavity, first fixed band line and first removal band line. The first fixing strip line is arranged in the cavity and is parallel to the first cavity wall of the cavity. The first movable belt line is arranged in the cavity and can move in the direction perpendicular to the first cavity wall between the plane of the first cavity wall and the plane of the first fixed belt line. The projection part of the first fixed belt line and the projection part of the first movable belt line on the plane of the first cavity wall are overlapped. By adopting the radio frequency switch, the connection and disconnection with the first fixed strip line can be realized by moving the movable strip line in the direction vertical to the wall of the first cavity in the cavity, so that the function of the radio frequency switch is realized.)

一种射频开关和天线

技术领域

本申请涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种射频开关和天线。

背景技术

在通信系统中，基站天线需要形成不同的波束以适应不同的通信场景，即基站天线能够支持不同场景的切换，射频开关是实现波束切换的关键器件之一，具体可以通过射频开关的不同状态实现波束切换，但是随着移动通信技术的飞速发展，以及通信频段向高频扩展，亟需提供一种功率容量大的小型化射频开关。

发明内容

本申请提供一种射频开关和天线，以期提供一种功率容量大的小型化射频开关。

第一方面，本申请提供一种射频开关，包括腔体、第一固定带线和第一移动带线。第一固定带线设置于腔体内，且平行于腔体的第一腔体壁。第一移动带线设置于腔体内，且在第一腔体壁所在平面和第一固定带线所在平面之间的垂直于第一腔体壁的方向上可移动。第一固定带线与第一移动带线在第一腔体壁所在平面上的投影部分重叠。

可见，采用该射频开关，通过移动带线在腔体内垂直于第一腔体壁的方向上移动，就可以实现与第一固定带线的连接与断开，从而实现射频开关功能，这种腔体式的射频开关不仅功率容量大，而且移动带线仅在腔体内部移动不会占用额外的体积。

在一种实施方式中，上述射频开关的第一移动带线移动至与第一固定带线接触以实现导通状态，可选的，第一移动带线通过移动至与两个不同固定带线接触，以将两个不同固定带线连接，从而实现射频开关的导通状态。从而，本申请提供的射频开关不仅包括腔体、第一固定带线和第一移动带线，还包括第二固定带线。第一固定带线设置于腔体内，且平行于腔体的第一腔体壁。第一移动带线设置于腔体内，且在第一腔体壁所在平面和第一固定带线所在平面之间的垂直于第一腔体壁的方向上可移动。第一固定带线与第一移动带线在第一腔体壁所在平面上的投影部分重叠。第二固定带线设置于腔体内，且平行于第一腔体壁。第二固定带线与第一固定带线在第一腔体壁所在平面上的投影不重叠。第二固定带线与第一移动带线在第一腔体壁所在平面上的投影部分重叠。

其中，可选的，第一固定带线和第二固定带线可以一体成型，示例的，可以是同一个印制电路板(printed circuit board，PCB)上。

可见，当第一移动带线移动至与第一固定带线接触及与第二固定单线接触时，即第一移动带线将第一固定带线以及第二固定带线连接起来，实现了第一固定带线和固定带线之间的电连接，即该射频开关处于导通状态。当第一移动带线移动至与第一腔体壁的内壁接触时，即第一移动带线与第一腔体壁电连接，即该射频开关处于断开状态，换句话说，第一移动带线接地。可选的，只要第一移动带移动至不同时与第一固定带线、第二固定带线接触时，都可以是该射频开关的断开状态。

可选的，本申请提供的射频开关还可以包括多个固定带线，本申请对固定带线的数量不做限制。

在另一种实施方式中，本申请提供的射频开关可以包括多个移动带线，示例的，当所述射频开关包括两个移动带线时，也即是除了包括上述第一移动带线，还包括第二移动带线时，第二移动带线设置于腔体内，且在第二腔体壁所在平面和第一固定带线所在平面之间的垂直于第一腔体壁的方向上可移动，其中，所述第二腔体壁为所述腔体上与第一腔体壁平行的腔体壁。

第二移动带线与第一固定带线在第一腔体壁所在平面上的投影部分重叠。和/或，第二移动带线与第二固定带线在第一腔体壁所在平面上的投影部分重叠。

可见，随着移动带线数量的增加，和/或固定带线的数量的增加，所述射频开关的切换状态也增加了，可以实现更多的切换状态。

在又一种实施方式中，以上任一种所述的射频开关还可以包括驱动模块，驱动模块包括相互连接的驱动部和连接部。驱动部设置于所述第一腔体壁外表面，连接部贯穿于第一腔体壁上的过孔与第一移动带线连接，且连接部在驱动部的驱动下带动所述第一移动带线移动。或者，驱动部设置于第二腔体壁外表面，连接部贯穿于第二腔体壁上的过孔与第一移动带线连接，且连接部在驱动部的驱动下带动第一移动带线移动。

可见，通过驱动模块的驱动作用，该射频开关可以实现不同状态的切换。

可选的，上述的连接部可以同时连接多个移动带线，如，同时连接两个移动带线，所述连接部贯穿于第一腔体壁上的过孔(或者第二腔体壁上的过孔)与第一移动带线连接，和/或，连接部贯穿于第一腔体壁上的过孔(或者第二腔体壁上的过孔)与第二移动带线连接，且连接部在驱动部的驱动下带动第一移动带线和/或第二移动带线移动。

第二方面，本申请还提供一种天线，包括所述第一方面、第一方面的任意一种可能的实施方式。

第三方面，本申请还提供一种网络设备，包括所述第一方面、第一方面的任意一种可能的实施方式，和/或第二方面、第二方面的任意一种可能的实施方式的天线，网络设备还包括多个收发信机TRX，多个TRX分别连接至基站设备的一个无线电口，示例性的，TRX可以是远端射频拉远单元。

第四方面，本申请还提供一种通信系统，包括所述第一方面、第一方面的任意一种可能的实施方式，和/或第二方面、第二方面的任意一种可能的实施方式的天线，和/或第三方面、第三方面的任意一种可能的实施方式的网络设备。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种应用场景示意图；

图2为本申请实施例提供的一种射频开关200的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种射频开关300的结构示意图；

图4(a)为本申请实施例提供的一种射频开关400处于第一导通状态的结构示意图的侧视图；

图4(b)为本申请实施例提供的一种射频开关400处于第一导通状态的结构示意图的俯视图；

图4(c)为本申请实施例提供的一种射频开关400处于第二导通状态的结构示意图的侧视图；

图4(d)为本申请实施例提供的一种射频开关400处于第二导通状态的结构示意图的仰视图；

图5(a)为本申请实施例提供的一种射频开关500处于第一导通状态的结构示意图的侧视图；

图5(b)为本申请实施例提供的一种射频开关500处于第一导通状态的结构示意图的俯视图；

图5(c)为本申请实施例提供的一种射频开关500处于第二导通状态的结构示意图的侧视图；

图5(d)为本申请实施例提供的一种射频开关500处于第二导通状态的结构示意图的俯视图；

图6为本申请实施例提供的一种移动带线的结构示意图；

图7(a)为本申请实施例提供的一种射频开关700的结构示意图；

图7(b)为本申请实施例提供的一种射频开关700的局部结构示意图。

具体实施方式

下面对本申请涉及或可能涉及的词语进行解释：

1、至少一个，是指一个，或一个以上，即包括一个、两个、三个及以上；

2、多个，是指两个，或两个以上，即包括两个、三个、四个及以上；

3、连接，是指耦合，包括直接相连或经由其他器件间接相连以实现电连通。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连通”、“连接”应作广义理解，例如，可以使固定连接，也可以是通过中介媒介间相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

本申请实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本实施例涉及的网络设备可包括但不限于GSM或CDMA系统中的基站(BaseTransceiver Station，BTS)，WCDMA系统中的基站(NodeB，NB)，LTE系统中的演进型基站(Evolutional NodeB，eNB或eNodeB)，云无线接入网络(Cloud Radio Access Network，CRAN)场景下的无线控制器，或者中继站、接入点、车载设备、可穿戴设备以及未来5G网络中的基站或者未来演进的PLMN网络中的基站等，例如，新无线基站，本申请实施例并不限定。所述网络设备可以提供无线小区信号覆盖，并以一个或多个小区为终端设备服务。

下面结合附图对本申请实施例进行详细说明。

请参考图1，其为本申请实施例提供的一种应用场景示意图，其中基站天线100包括馈电网络110、天线阵列120以及射频开关130，其中馈电网络110用于将射频前端(如射频拉远单元)的射频信号馈送给天线阵列120。且当射频开关130处于第一状态时，该基站天线100可以形成一个宽波束以实现广覆盖，当该射频开关130处于第二状态时，该基站天线100还可以形成两个窄波束以实现对用户较为集中时高功率覆盖。为了便于说明，此处以两种状态为例说明，所述的射频开关130可以有多种不同的状态，本申请对此不作限制。

为了适应通信场景的复杂性以及通信频段的增高，本申请提供一种不仅功率容量大而且体积小的射频开关。

请参考图2，其为本申请提供的一种射频开关，包括腔体210、第一固定带线220和第一移动带线230。第一固定带线220设置于腔体210内，且平行于腔体210的第一腔体壁211。第一移动带线230设置于腔体210内，且在第一腔体壁211所在平面和第一固定带线220所在平面之间的垂直于第一腔体壁211的方向上可移动。第一固定带线220与第一移动带线230在第一腔体壁211所在平面上的投影部分重叠。

其中，当第一移动带线230移动至与第一固定带线220接触时，即第一移动带线230与第一固定带线220实现电连接，即该射频开关处于导通状态。当第一移动带线230移动至与第一腔体壁211的内壁接触时，即第一移动带线230与第一腔体壁211电连接，即该射频开关处于断开状态，则第一移动带线230与腔体210电连接，换句话说，第一移动带线230接地。可选的，只要第一移动带线230移动至不与第一固定带线220接触时，都可以是该射频开关的断开状态。

可见，采用本申请实施例提供的射频开关，通过移动带线230在腔体210内垂直于第一腔体壁211的方向上移动，就可以实现与第一固定带线220的连接与断开，从而实现射频开关功能，这种腔体式的射频开关不仅功率容量大，而且移动带线230仅在腔体210内部移动不会占用额外的体积。

在上述实施例中，射频开关200的第一移动带线230移动至与第一固定带线220接触以实现导通状态，可选的，第一移动带线230通过移动至与两个不同固定带线接触，以将两个不同固定带线连接，从而实现射频开关的导通状态。本申请实施例提供另外一种射频开关，请参考图3，所述射频开关300不仅包括腔体310、第一固定带线320和第一移动带线330，还包括第二固定带线340。第一固定带线320设置于腔体310内，且平行于腔体310的第一腔体壁311。第一移动带线330设置于腔体310内，且在第一腔体壁311所在平面和第一固定带线320所在平面之间的垂直于第一腔体壁311的方向上可移动。第一固定带线320与第一移动带线330在第一腔体壁311所在平面上的投影部分重叠。第二固定带线340设置于腔体310内，且平行于第一腔体壁311。第二固定带线340与第一固定带线320在第一腔体壁311所在平面上的投影不重叠，即二者相互独立。第二固定带线340与第一移动带线330在第一腔体壁311所在平面上的投影部分重叠。

可见，当第一移动带线330移动至与第一固定带线320接触及与第二固定单线340接触时，即第一移动带线330将第一固定带线320以及第二固定带线340连接起来，实现了第一固定带线320和固定带线340之间的电连接，即该射频开关处于导通状态。当第一移动带线330移动至与第一腔体壁311的内壁接触时，即第一移动带线330与第一腔体壁311电连接，即该射频开关处于断开状态，换句话说，第一移动带线330接地。可选的，只要第一移动带线330移动至不同时与第一固定带线320、第二固定带线340接触时，都可以是该射频开关的断开状态。

可选的，图2或图3所示的射频开关中的第一移动带线230或者第一移动带线330，还可以在第二腔体壁所在平面和所述第一固定带线所在平面之间的垂直于第一腔体壁的方向上可移动，图中未示出，其中，所述第二腔体壁为所述腔体上与第一腔体壁平行的腔体壁。

可选的，图3所示的第一固定带线220和第二固定带线240可以一体成型，示例的，可以是同一个印制电路板(printed circuit board，PCB)上。可选的，图3所示的第一固定带线220和第二固定带线240可以是在同一个平面上(图中所示)，也可以不在同一个平面上(图中未示出)。

可选的，本申请提供的射频开关可以包括多个移动带线，下面以包括两个移动带线为例说明，请参考图4(a)至图4(d)，其为本申请实施例提供的一种射频开关400的结构示意图，射频开关400为一个四端口网络，可以实现四种切换状态，具体包括腔体410、第一固定带线420，第二固定带线422，第三固定带线424，第四固定带线426，第一移动带线430，以及第二移动带线440。其中，四个固定带线设置于腔体410内，且平行于腔体410的第一腔体壁411。第一移动带线430设置于腔体410内，且在第一腔体壁411所在平面和固定带线(图中所示的四个固定带线在同一个平面上，因此此处固定带线指的是四个固定带线中的任意一个固定带线)所在平面之间的垂直于第一腔体壁411的方向上可移动。四个固定带线与第一移动带线430在第一腔体壁411所在平面上的投影都有部分重叠。四个固定带线相互独立，该四个固定带线在第一腔体壁411所在平面上的投影不重叠。第二移动带线440与四个固定带线在第一腔体壁所在平面上的投影都有部分重叠。可选的，四个固定带线可以不在一个平面上，示例的，有的固定带线距离第一腔体壁411较近，有的固定带线距离第二腔体壁412比较近，本申请对此不做限制，其中，第二腔体壁412是与第一腔体壁411平行的腔体壁。

可选的，第二移动带线440(或者第一移动带线430)可以只与四个固定带线中的一个连接(未示出)，本申请实施例对此不作限制。

示例的，图4(a)至图4(d)所示的第一移动带线430为两个两端口的移动带线，分别为子移动带线431和子移动带线432，其中，子移动带线431将第一固定带线420和第二固定带线422耦合连接起来，子移动带线432将第三固定带线424和第四固定带线426耦合连接起来。第二移动带线440为一个四端口的移动带线，分别耦合连接至四个固定带线。其中，图示的子移动带线431和子移动带线432在同一块PCB上，可选的，子移动带线431和子移动带线432还可以不在同一块PCB上，本申请对此不作限制。其中，图4(a)至图4(d)所示的第一移动带线430和第二移动带线440都为PCB结构，图中可见，第一移动带线430或者第二移动带线440都是通过至少一个金属化过孔(图中黑色实心矩形所示)将PCB介质板两侧的金属层电连接。可选的，第一移动带线430或者第二移动带线440还可以为其他导体结构，本申请对此不做限制。另外，图4(a)至图4(d)所示固定带线也可以为PCB结构或者其他导体结构，本申请对此不做限制。

可见，通过采用本申请实施例的射频开关400，可以实现四种切换状态，当第一移动带线430移动至与四个固定带线接触时，且第二移动带线440移动至与腔体410接触时，实现了第一导通状态，如图4(a)和图4(b)所示的直连耦合导通状态；当第二移动带线440移动至与四个固定带线接触时，且第一移动带线430移动至与腔体410接触时，实现了第二导通状态，如图4(c)和图4(d)所示的第二导通状态，如图4(c)和图4(d)所示的交叉耦合导通状态；当第一移动带线430移动至与腔体410接触，且第二移动带线440移动至与腔体410接触时，实现了该射频开关的断开状态(未示出)，当第一移动带线430移动至与四个固定带线接触时，且第二移动带线440移动至也与四个固定带线接触时，实现了第三导通状态(未示出)，从而灵活的实现了四种切换状态的四端***频开关。

进一步的，当图4所示的射频开关应用于天线中时，当该射频开关400与天线阵列相连接时，只需要在射频开关体积内移动所述的移动带线，便可以实现开关状态的切换，从而可以实现不同状态的波束。

本申请对射频开关的端口数不做限制，本申请提供的射频开关还可以是其他端口数，如两端口，五端口等，请参考图5(a)至图5(d)，其为本申请实施例提供的一种射频开关500的结构示意图，其为一个三端口的射频开关，可以实现四种切换状态。该射频开关500具体包括腔体510、第一固定带线520，第二固定带线522，第三固定带线524，第一移动带线530，以及第二移动带线532。其中，三个固定带线设置于腔体510内，且平行于腔体510的第一腔体壁511。第一移动带线530设置于腔体510内，且在第一腔体壁511所在平面和固定带线(图中所示的三个固定带线在同一个平面上，因此此处固定带线指的是三个固定带线中的任一个固定带线)所在平面之间的垂直于第一腔体壁511的方向上可移动。第一固定带线520和第三固定带线524分别与第一移动带线530在第一腔体壁511所在平面上的投影部分重叠。三个固定带线相互独立，此三个固定带线在第一腔体壁511所在平面上的投影不重叠。第二移动带线532分别与第二固定带线522、第三固定带线524在第一腔体壁511所在平面上的投影部分重叠。可选的，三个固定带线可以不在一个平面上，示例的，有的固定带线距离第一腔体壁511较近，有的固定带线距离第二腔体壁512比较近，本申请对此不做限制，其中，第二腔体壁512是腔体510上与第一腔体壁511平行的腔体壁。可选的，第二移动带线532(或者第一移动带线530)可以只与三个固定带线中的一个连接(未示出)，本申请实施例对此不作限制。

图5(a)至图5(d)所示的第一移动带线530与第二移动带线532的结构相同，都为两端口的移动带线，可以分别实现了第一固定带线520和第三固定带线524的耦合连接、第二固定带线522和第三固定带线524的耦合连接。可选的，图5(a)至图5(d)所示的固定带线或者移动带线可以为PCB结构(图5中为示出，可以参考图4中的PCB结构)。

从而，通过采用本申请实施例的射频开关500，可以实现四种切换状态，当第一移动带线530移动至与三个固定带线接触时，且第二移动带线532移动至与腔体510接触时，实现了第一导通状态，如图5(a)和图5(b)所示的状态；当第二移动带线532移动至与三个固定带线接触时，且第一移动带线530移动至与腔体510接触时，实现了第二导通状态，如图5(c)和图5(d)所示的状态；当第一移动带线530移动至与腔体510接触，且第二移动带线532移动至与腔体510接触时，实现了该射频开关的断开状态(未示出)，当第一移动带线530移动至与三个固定带线接触时，且第二移动带线532移动至也与三个固定带线接触时，实现了第三导通状态(未示出)，从而灵活的实现了四种切换状态的三端***频开关。

以上可见，射频开关可以包括多个移动带线，也可以包括多个固定带线，多个移动带线的结构可以相同也可以不同，多个固定带线的结构可以相同也可以不同，本申请对此不作限制，如，图4(a)至图4(d)所示的两个移动带线的结构不同，图5(a)至图5(d)所示的两个移动带线的结构是相同的，移动带线的结构可以是如图4(a)至图4(d)中的第二移动移动带线440所示的四端口结构的移动带线，或者如图5(a)至图5(d)中的第一移动移动带线530(或者第二移动移动带线532)所示的两端口结构的移动带线，本申请实施例提供的移动带线结构还可以是如图6所示的三端口结构，本申请实施例对移动带线的结构不做具体限制。

可选的，以上任意一种所述的射频开关，还可以包括驱动模块760，且该驱动模块760包括相互连接的驱动部761和连接部762，请参考图7(a)和图7(b)，为了便于描述，结合图4所示的实施例为例说明进行说明，驱动部761设置于第一腔体壁411外表面，连接部762贯穿于第一腔体壁411上的过孔与第一移动带线430连接，和/或，连接部762贯穿于第一腔体壁411上的过孔与第二移动带线440连接，且连接部762在驱动部761的驱动下带动第一移动带线430和/或第二移动带线440移动。可选的，驱动部761不仅可以设置于第一腔体壁411的外表面，还可以设置于第二腔体壁412外表面，本申请对驱动部761的设置位置不做限制，其中，第二腔体壁412为腔体410上与第一腔体壁411平行的腔体壁。可选的，连接部762可以同时连接多个移动带线，本申请实施例对此不做限制。

可见，通过驱动模块760的驱动作用，可以带动移动带线在腔体内移动，从而实现了改变开关的切换状态。

可选的，本申请实施例所述的驱动部761可以为电机或者继电器。

本申请实施例还提供一种天线，包括本申请实施例提供的射频开关。

本申请实施例还提供一种网络设备，包括本申请实施例提供的射频开关，和/或上述天线。

本申请实施例还提供一种通信系统，包括本申请实施例提供的射频开关，和/或上述天线，和/或上述网络设备。

尽管已描述了本申请中一些可能的实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括本申请实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。