[发明专利]移相器以及包括移相器的天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种移相器，具体地但是不只涉及用于在蜂窝通信天线中使用的多叶刷型移相器。

背景技术

蜂窝天线常常包括移相器，用于调节供应到辐射元件或者从辐射元件接收到的信号的相位。相位的调节可以用于波束角的电子转向，诸如电子下倾。

差动移相器调节一对信号端口之间的相位。正相移施加到端口中的一个，并且负相移施加到另一端口。

一种已知类型的移相器是在图1中示意性示出的“刷”移相器100。移相器经过输入线11接收信号并且该信号通过移相器发送到若干信号端口A1、A2、A3和A4。将信号从端口A1、A2、A3和A4经过馈入线12供应到辐射元件A1’、A2’、A3’和A4’。

输入线11包括中心环形耦合区14。该环形导电区14电容耦合到导电刷15，该导电刷在每一端又电容耦合到导电弧16、17。因而，经过输入线11接收到的信号被通过环形耦合区14和刷15发送到弧16、17。

刷15围绕中心耦合区14的中心处的点18枢转。刷围绕该点的转动改变输入线11和每个信号端口A1、A2、A3和A4之间的路径长度，从而将相移引入到发送到那些端口中的每一个的信号。

弧16和弧17具有不同的半径并且通常都以枢转点18为中心。这些不同的半径导致对连接到不同弧的端口有不同的相移。例如在图1中所示的移相器中，弧17具有小于弧16的半径。对于刷15关于枢转点18的相同的转动角度θ，弧17上的端口将经历比弧16上的端口更小的相移。因而，端口A1具有比端口A2更大的负相移；并且端口A4具有比端口A3更大的正相移。

申请人已经发现图1中所示的构造引入了不期望的相位误差。

以下是对供应到每个端口的信号的相位进行分析，其中R₁是弧16的半径，R₂是弧17的半径，r是中心环形耦合区14的半径并且θ是刷15相对于中心位置的角度。

如果我们考虑端口A1，则相移包括由外弧中的路径长度的变化所产生的分量。该分量等于其中λ是信号的波长，并且R₁θ当然是中心位置20与点21之间的外弧长度，在点21处刷15与弧16相交。

然而，相移还包括由中心环形耦合区14中路径长度的变化所产生的分量。该分量等于

对每个端口进行类似的分析，我们发现：

从以上等式能够看出提供到各种端口的相移不关于零相移对称。即，并且此外，不能使在所有相邻天线元件对之间引入的相移相等。这些是不期望的相位误差，其对包括移相器的天线的性能有负面的影响。

刷移相器通常也体积庞大并且因此不适合某些应用。

本发明的目的是提供改进的天线性能。

本发明的另一目的是减少刷型移相器中不期望的相位误差。

本发明的又一目的是提供具有减小尺寸的刷型移相器。

发明内容

提供一种刷型移相器以及包括刷型移相器的天线。天线元件和移相器被以使得减少现有装置中存在的相位误差的方式布置。具体地，第一天线元件要具有最大的正相移并且第二天线元件要具有最大的负相移，所述第一天线元件和第二天线元件连接到移相器中不同的弧。

还提供一种刷型移相器，其比现有移相器更紧凑和/或提供一种比同等尺寸的现有移相器更好的移相器。移相器中的弧可以被布置为用于增加电长度。刷可以布置为用于增加电长度。

在一个示例性实施例中，提供一种天线，其包括多个天线元件以及馈入网络，所述馈入网络被构造为将信号馈入到所述天线元件和/或从所述天线元件接收信号，其中所述馈入网络包括多叶刷型移相器，所述多叶刷型移相器包括：

围绕枢转点定位的两个或更多导电带；

构造为围绕枢转点枢转的刷，并且所述刷具有第一叶和第二叶，所述第一叶在第一方向上延伸用于与一个或更多导电带耦合，所述第二叶在第二方向上延伸用于与一个或更多导电带耦合；以及

输入线，其被构造为与所述刷在所述枢转点附近耦合；

其中所述刷被构造为围绕所述枢转点枢转，以便改变从所述输入线到连接到导电带的天线元件的路径长度；以及其中具有第一最大相移的天线元件被连接到第一导电带以及具有与第一最大相移相反的第二最大相移的另一天线元件被连接到第二导电带。

在另一示例性实施例中，提供一种多叶刷型移相器，包括：

围绕枢转点定位的两个或更多导电带；