[实用新型]一种电调天线双侧对称弧臂移相器

说明书

技术领域

本实用新型涉及基站电调天线设备技术，具体是指一种电调天线双侧对称弧臂移相器。

背景技术

基站是移动通信系统的一个重要组成部分。天线是基站的“耳目”，是基站前端关键部件，起着接收和发射信号载波的作用。在移动通信网络中，天线直接决定着基站网络的覆盖和信号传输，对于移动通信系统的运行质量至关重要。随着移动通信系统2.5G和3G系统的发展和普及，城市内基站分布越来越密集，通信频段越来越多，这些直接带来了基站之间干扰等问题。同时，随着城市建设的发展，高楼大厦不断崛起，造成无线电波多重反射和遮挡，使得通信网络中导频污染、越区覆盖、多径效应日益严重。如何解决上述问题已成为基站网络分布与优化的关键问题。

研究和试验已经表明，采用多频电调天线是解决上述问题的一个最佳方案。电调天线通过移相器改变天线阵中单元的相位分布，实现天线波束下倾角连续可调，因此，可以有效地控制基站覆盖区域，减少基站间的干扰，降低电波传输损耗，消除导频污染。作为电调天线的关键部件，移相器必须具有成本低、可靠性高且复杂度低的特点。

信号相移的方法有多种，如使用诸如PIN二极管之类的半导体装置的电调移相器，但这类移相器容易引起相互调制，而且功率容量有限，需要复杂的控制电路、成本高。因此在基站电调天线中很少使用。另一种方法是改变天线阵各个单元馈线之间的电长度以形成各单元间相位差可调。目前，应用于电调天线中的移相器主要有三种类型：一种是介质移相器，通过改变馈线材料的介电常数，介电常数的改变导致波长变化，进而导致馈线电长度的变化；第二种是滑动式移相器，通过滑动的方式，改变馈线的长度实现馈线电长度的变化；第三种是指针式移相器，其结构类似于功率分配器，只是采用了指针式的悬置T型接头，随着指针的旋转，功分器的各输出端口相位差发生变化，各输出端口接天线阵单元，因此可以改变各单元间相位差。

1、介质移相器

(1-1)圆形带状线介质移相器(1971年IEEE Trans MTT)

其通过转动一个不均匀的介质圆盘，带状线的介电常数发生变化，于是线性相位变化，而特性阻抗将保持不变，因此不会产生大的反射。这种移相器构造比较巧妙，但是造价过高。如要实现5个单元的电调天线的相位变化，需要移相器个数较多，不利于工程应用。

(1-2)三角介质移相器(2001年日本Naoki HONMA)

其通过三角状的介质板在微带线上滑动，所覆盖的各条馈线的有效介电常数发生不同的变化，造成其电长度不同变化，于是，各条馈线产生不同的相位延迟。这种移相器结构简单，但是不够稳定，三角形的切斜边和对基片的契合程度都严重影响移相器的特性。

(1-3)集成多线移相器(KMW公司)

其随着转盘的旋转，覆盖各传输线的介质将不同，因此，各路的相位发生变化。这种移相器能够同时集成多条传输线，并且保持很低的插入损耗和驻波比。但结构复杂，需要特殊的介质材料，成本高。

2、滑动式移相器

(2-1)T型滑动式移相器(中国专利申请号：02139334.6，2003.1.22)

其通过控制滑动机构连续移动的路径长度，控制输出信号分量的相位差。该移相器包括介质片、滑片、耦合片、传输线板，通过改变滑片的长度获得不同范围的波束扫描角度，用该移相器可对多元天线阵的辐射波束调节。

但是，这种结构对介质板滑动中对上下层的连接要求很高。介质板的移动将导致各相关传输线的阻抗变化，对于功率分配有影响。而且这种装置的尺寸较大，限于电调天线尺寸所能进行介电常数变化的传输线不能很长，导致整个相移量有限。

(2-2)U型滑动式移相器(中国专利申请号：00815637.9，2003.1.8，国际申请号：PCT/IB00/00739 2000.5.22)

这种移相器由固定传输线和滑动传输线组成，固定传输线的内导体由一端短路另一端开路的平行导体臂组成，滑动传输线的内导体嵌入在固定传输线内导体平行臂之间，可以滑动，如图5所示。这样，通过滑动内导体，改变传输线长度，实现移相。内导体可以配置成了分支结构，实现等功率的分配。这种移相器的缺点是尺寸较大。

3、指针式移相器：

(3-1)一进二出指针式移相器(中国专利申请号02803184.9)