集成馈电器的移相器及应用其的天线
阅读说明：本技术 集成馈电器的移相器及应用其的天线 (Phase shifter of integrated feeder and antenna using same ) 是由 王强 徐慧俊 李志龙 刘培涛 于 2020-08-26 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种集成馈电器的移相器及应用其的天线,所述移相器包括腔体及移相网络、射频通路和直流通路,所述腔体上设有信号输入端口,所述射频通路和移相网络设于腔体内,射频通路一端与所述信号输入端口连接,另一端连接于所述移相网络；所述直流通路与所述射频通路连接信号输入端口的一端电连接。由于采用直流通路与射频通路及移相网络分空间设置,使射频通路与移相网络共用腔体式结构,尺寸可以大大缩小,同时匹配特性优秀,具备更宽的带宽。(The invention relates to a phase shifter of an integrated feed and an antenna applying the phase shifter, wherein the phase shifter comprises a cavity, a phase shifting network, a radio frequency path and a direct current path, wherein the cavity is provided with a signal input port; the direct current path is electrically connected with one end of the radio frequency path, which is connected with the signal input port. Because the direct current path, the radio frequency path and the phase-shifting network are arranged in a separated space, the radio frequency path and the phase-shifting network share a cavity structure, the size can be greatly reduced, the matching characteristic is excellent, and the bandwidth is wider.)
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技术领域
】本发明涉及通信领域，尤其涉及一种集成馈电器的移相器及应用其的天线。
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背景技术
】现有的5G时代双子星"1+1"天馈方案解决4G/5G网络覆盖，需求一副天线集成所有4G网络制式天线，因此天线频段/端口越来越多，十五频三十端口天线已经推向市场。天线端口数多、结构复杂，端口与阵列如何对应排查就非常困难，因此AISG3.0需求天线射频端口支持PING功能来检查通路情况，每个射频端口需配置输出OOK直流信号的馈电器。
现有馈电器的直流通路和射频通路均在一个金属腔体内实现，直流通路包含低通/直流滤波电路，低通滤波电路往往由集总元器件电容、电感组成，占据空间巨大，导致天线内部布局困难，甚至多频天线无法布局，更无法与移相器集成，基于此实现配置输出直流型号的馈电器，天线成本增加显著同时装配困难、复杂不经济。
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发明内容
】本发明的首要目的在于提供一种尺寸较小、可优化天线布局的集成馈电器的移相器。
本发明的另一目的在于提供一种应用上述移相器的天线。
为实现上述目的，本发明提供以下方案：
作为第一方面，本发明涉及一种集成馈电器的移相器，包括腔体及设于腔体内的移相网络、射频通路和直流通路，所述腔体上设有信号输入端口，所述射频通路设于腔体内，其一端与所述信号输入端口连接，另一端连接于所述移相网络；所述直流通路在所述腔体外侧与腔体固定，并与所述射频通路连接信号输入端口的一端电连接。
优选的，所述射频通路包括第一电容，所述第一电容设于移相器腔体内，所述第一电容一端连接移相网络，另一端连接信号输入端口。
优选的，所述第一电容为微带线电容，其包括承载所述移相网络的介质板及敷设于介质板相对两面并相互耦合的导体带，两面的导体带对应连接所述移相网络及信号输入端口。
优选的，所述第一电容为套筒式电容，包括第一导体柱、第二导体柱及耦合介质，第一导体柱一端连接信号输入端口，另一端套住第二导体柱的一端，耦合介质分布在第一导体柱及第二导体柱之间，第二导体柱另一端与移相网络连接。
优选的，所述直流通路包括电感、第二电容及直流输出端，所述电感、第二电容及直流输出端设立在腔体外侧，电感一端穿过腔体与射频通路连接信号输入端口的一端相接，电感另一端与第二电容一端连接，第二电容与直流输出端连接。
优选的，所述第二电容与直流传输导线焊接，所述直流传输导线远离第二电容的一端作为所述直流输出端；所述腔体上设有第一绝缘体，所述第一绝缘体设在第二电容和直流传输导线的焊点与腔体之间，用于实现焊点与腔体的绝缘隔离。
优选的，所述腔体侧壁上靠近射频通路与信号输入端口连接位置处开设有连接孔，所述电感一端的引脚穿过所述连接孔与射频通路电连接。
优选的，所述连接孔内设有第二绝缘体，所述第二绝缘体贴合所述连接孔并把电感与射频通路连接的引脚围在其中。
优选的，所述腔体为双层腔体，每层腔体均设有所述移相网络、射频通路和直流通路。
作为第二方面，本发明还涉及一种天线，包括反射板、辐射单元及移相器，所述辐射单元和移相器分设于反射板两面并电连接，所述移相器为上述集成馈电器的移相器。
与现有技术相比，本发明具备如下优点：
1.本发明的集成馈电器的移相器中，通过将馈电器的射频通路与直流通路分空间布局，射频通路与移相器的移相网络共用腔体，不额外占用空间，直流通路在腔体外分布，尺寸可以大大缩小，同时匹配特性优秀、具备更宽的带宽。
2.本发明的集成馈电器的移相器中，射频通路与直流通路分属不同的空间，直流通路构成低通滤波通路，通过滤波电路后滤波特性和抑制指标更优。
3.本发明通过射频通路与移相器腔体共用，直流通路设置于移相器腔体外侧表面，尺寸小不占据额外空间，装配简洁，极大地适应多频多端口天线的支持左右射频端口PING功能馈电器布局。
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附图说明
】图1为本发明一种实施方式的集成馈电器的移相器的立体图；
图2为图1所示移相器中A部分的放大图；
图3为图1所示移相器的局部剖视图；
图4为本发明一种实施方式的移相器内部电路板的结构示意图；
图5为图4所示电路板的A-A向剖视图；
图6为本发明另一种实施方式的移相器内部电路板的结构示意图；
图7为图6所示电路板的A-A向剖视图。
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具体实施方式
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下面结合附图和示例性实施例对本发明作进一步地描述，其中附图中相同的标号全部指的是相同的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出本发明的特征是不必要的，则将其省略。
参见图1至图3，作为第一方面，本发明涉及一种集成馈电器的移相器100(以下简称“移相器”)，在移相器本体基础上集成有馈电器，其中，馈电器可在该移相器应用于天线(图中未示出，下同)时，实现射频信号和OOK信号在天线、RCU(图中未示出，下同)和基站(图中未示出，下同)之间的交互。
所述移相器包括移相器本体及均与移相器本体固定并相互电连接的射频通路20和直流通路40，其中，所述射频通路用于传输射频信号，所述直流通路用于传输低频信号和直流信号，换言之，所述射频通路和直流通路共同构成馈电器。
所述移相器本体具体包括腔体10、移相网络30、移相介质板(未标示，下同)及用于推拉移相介质板沿腔体长度方向移动以改变移相网络介电常数的拉杆(未标示，下同)。由于移相器本体的结构为本领域技术人员所熟知，在此不作赘述。
所述腔体10可由拉挤工艺或压铸工艺一体成型，具有顶壁、底壁和连接二者的侧壁，腔体10的至少一端开口设置，以设置拉杆来驱动移相介质板的移动。
所述移相网络30设于一介质板60上并被支撑在所述腔体10内，该移相网络30优选为功分移相网络30，具有一信号输入端和多个信号输出端，实现将一路信号分成多路信号输出，并可使多路信号之间的相位按一定规律变化，例如使多个信号输出端的移相量成等差数列。对应于移相网络30的信号输入端和信号输出端，所述腔体10上设有信号输入端口101和信号输出端口。
优选地，所述射频通路20包括依次连接的射频输入端201、第一电容202和射频输出端，所述射频输入端201连接于所述信号输入端口101，所述射频输出端连接于移相网络30的输入端，从而实现射频通路20与移相网络30的连接。其中，所述射频输入端201可用作天线端口，经由传输线缆与基站连接。所述射频通路20可将来自天线辐射单元接收的射频信号耦合到基站，或将来自基站的射频信号耦合到天线辐射单元上向外辐射。其中，第一电容202串接在信号输入端口101和射频输出端之间，用于通过射频信号，抑制低频信号并隔离直流电。
请结合图4和图5，在一种实施方式中，所述第一电容202包括介质板及敷设于介质板60两面的导体带2021、2022，两面导体带2021、2022相对设置且可相互耦合，从而构成一微带线电容器。两面导体带2021、2022对应与所述信号输入端口101和移相网络30连接。
请结合图6和图7，在另一种实施方式中，所述第一电容202为一套筒式电容，其包括第一导体柱2023、第二导体柱2024及耦合介质2025，第一导体柱2023一端连接信号输入端口101，另一端开设有耦合孔(未标示，下同)，耦合介质2025套设在第二导体柱2024的端部并插置于所述第一导体柱2023的耦合孔内，实现第一导体柱2023与第二导体柱2024的耦合连接，第二导体柱2024另一端与移相网络30连接。
以上提供两种形式的第一电容202，但不能视为构成对电容器的使用的限定，其也可以为其他可以隔直通交，适用于射频信号传输的电容器。
优选地，所述直流通路40包括依次连接的直流输入端(未标示)、电感41、第二电容42和直流传输导线43，所述直流传输导线43远离所述第二电容42的一端构成直流输出端，可经由线缆连接至RCU。所述电感41一端穿过所述腔体10与所述第一电容202连接信号输入端口101的一端连接，从而可将来自基站的低频信号(如OOK信号)和直流电分离出来，经直流传输导线43传输到直流输出端，进而输出至RCU。
所述直流通路中，电感41与第二电容42构成一低通滤波通路，用于隔离射频信号，允许低频信号(如OOK信号)和直流信号通过，具有较好的滤波特性，抑制指标更优。
在其他实施方式中，直流通路也可不设置所述第二电容42，仅设置电感4121，也可隔离射频信号，实现直流信号和低频信号在基站和RCU之间的传输。当直流通路不设置第二电容42时，电感41远离接头第一电容202的一端与所述直流传输导线43连接，经直流传输导线43连接至RCU。
较佳地，所述腔体10对应第一电容202和电感41连接部位，即所述腔体10侧壁上靠近射频通路20与信号输入端口101的连接位置处开设有连接孔，所述电感41一端的引脚穿过所述连接孔与射频通路20电连接。更优地，所述连通孔内设有第二绝缘体51，所述第二绝缘体51贴合所述连接孔并把电感41与射频通路20连接的引脚围在其中，实现电感41引脚的定位，从而保证连接部位的稳定性，实现电感41与腔体10之间的绝缘。
所述腔体10侧壁上开设有用于固定同轴线缆的布线槽(未标示)，所述第二电容42卡嵌于所述布线槽内，其一端与所述电感41远离射频通路20的一端连接，另一端与所述直流传输导线焊接。所述腔体10上还设置有第一绝缘体52，其垫设在电容与直流传输导线的焊点与所述腔体10之间，实现焊点与腔体10之间的隔离，也即实现腔体10与直流通路之间的绝缘。
本发明中，所述腔体10优选为双层腔，每层腔体10均设有所述移相网络30、射频通路20和直流通路，以支持该移相器可适用于双频天线，实现两个频段信号的移相功能。
总而言之，本发明提供的移相器中，集成了馈电器，并使射频通路20与移相网络30共同设于腔体10内，不额外占用空间，直流通路设置在腔体10外，实现了分空间设计，腔体10尺寸可以大大缩小，同时匹配特性优秀、具备更宽的带宽。其中，直流通路构成低通滤波通路，通过滤波电路后滤波特性和抑制指标更优。另外，移相器本体与馈电器共体设置，装配简洁，极大地适应多频多端口天线的支持左右射频端口PING功能馈电器布局。
作为第二方面，本发明还涉及一种应用上述移相器的天线，其包括反射板及分设于反射板正反两面并电连接的辐射单元和上述移相器。通过应用上述移相器，所述天线具有布局简洁、匹配特性优秀，具有较宽的带宽。
虽然上面已经示出了本发明的一些示例性实施例，但是本领域的技术人员将理解，在不脱离本发明的原理或精神的情况下，可以对这些示例性实施例做出改变，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
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