[发明专利]一种指针移相器

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信的电调天线技术领域，特别是一种指针移相器。

背景技术

    天线是基站的接收和发射信号载波的关键部件，直接决定着基站网络的覆盖和信号传输。随着移动通信系统的发展和普及，城市内基站分布越来越密集，通信频段越来越多，基站间的干扰等问题越来越严重，而城市高楼大厦不断崛起，造成无线电波的多重反射和遮挡，导致通信网络的导频污染、越区覆盖、多径效应日益严重。通过调节天线下倾角，可以有效地增强和优化网络覆盖。目前调整天线的下倾角有两种：机械调节下倾角，天线安装时向下倾斜一定的物理角度；电调下倾角，指使用电子调整天线下倾角度，电子下倾的原理是通过改变共线阵天线辐射单元的相位，改变垂直分量和水平分量的幅值大小，改变合成分量场强强度，从而使天线的垂直方向性图下倾。机械调节下倾角虽然可以在一定程度上改善覆盖，但是存在机械调节方式耗费人力物力过多、不能实时调节和优化且下倾角调节范围有限等缺点。电调下倾角天线相对于机械下倾天线，在有效增强小区径向近处覆盖的同时，还可以减少对同站邻区的干扰，从而解决过覆盖、软切换区域过大或过小、导频污染等造成的掉话、容量下降、通话质量下降等问题。电调天线远程控制单元(RCU)具有接收基站控制命令、精确调节天线下倾角和及时向基站报告天线工作状态等功能，这是机械调节下倾角所不能比拟的。

电调天线通过移相器改变天线阵中辐射单元的幅相分布，实现天线波束下倾角的连续可调。

指针式移相器，通过指针的旋转造成各输出端口相位差发生变化。其中指针式移相器的应用在目前电调天线中最为广泛。

目前主要的指针式移相器为一进四出指针式移相器（中国专利申请号00802132.5），这种移相器是上述两个一进二出移相器的组合。一条指针与两条同心等弧的弧臂耦合，形成一进四出的功分器，大小弧的半径之比为2：1，保证了四个端口的等相位差输出。随着指针的旋转，从馈线到四个输出端口的路径长度发生变化，产生相位变化。

但这种指针式移相器双弧臂都被安装在旋转点的同一侧，这样设计的好处是可以节省安装空间，但是由于第二条弧臂的耦合电流必须先经过第一弧臂，两者间的功率分配仅仅依靠中段的匹配电路实现，各端口的功率分配值差很难保证很难保持一致，对于天线的传输特性以及驻波比都有较大的影响。此外弧臂的半径比是固定决定了各端口的移相比为固定值,如需要改变各端口的移相比,则移相器需要重新设计。

还有一种一进五出指针式移相器（美国专利申请号：US20050001778A1）

这种移相器是上述一进四出移相器与一个固定的一份二T形分支的组合。固定分支的功率分配为1:4。

这种移相器的结构更加紧凑，但是设计难度也更大，更难实现各端口的功率分配值差的稳定性,各端口的移相各端口的移相比为固定值,如需要改变各端口的移相比,则移相器需要重新设计。

这种移相器的指针为双向指针,旋转点位于两条半径比为2:1的弧形传输线的圆心, 随着指针的旋转，从馈线到四个输出端口的路径长度按照弧形传输线的半径比发生变化，产生相位变化。 

这种移相器双向指针还起到功率分配以及阻抗变化的作用, 与普通移相器相比,各端口的功率分配值变化幅度相对小一些,但是指针的设计较为复杂,结构先对于普通移相器来说要复杂的多.此外, 移相器的弧形传输线的半径比为2:1,移相比也是2:1,如需要改变各端口的移相比,则移相器需要重新设计。

发明内容

本发明提供一种指针式移相器，以解决现有指针移相器技术中，功率分配比的差值无法保证一致以及移相比固定不可变的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种指针移相器, 所述指针移相器与天线的辐射单元相连，所述指针移相器包括移相模块以及功分模块：

移相模块包括两组或者两组以上的移相组件，每个移相组件包括传输线、转式指针以及馈电片；

转式指针两端通过悬置耦合的方式分别与传输线、馈电片电连接，传输线的两端与天线的辐射单元相连，而馈电片则与功分模块相连；

所述移相模块还包括转轴和齿轮，转式指针的轴心一端固定在所述转轴上，齿轮控制转轴带动转式指针沿着传输线滑动；

各组移相组件的齿轮组成相互咬合的齿轮组，移相组件通过各自的齿轮和另外的移相组件组合成具有不同传动比的齿轮组，各移相组件的移相比与各自移相组件的齿轮半径比成反比，通过更换不同传动比的齿轮组调整各个移相组件不同移相角度的要求；