[发明专利]介质移相器及天线

说明书

本发明涉及一种介质移相器及天线，介质移相器的介质元件包含至少两种不同介电常数或者等效介电常数的介质，至少提供第一类移相单元和第二类移相单元，选择提供第三类移相单元，第一类移相单元的馈线填充在至少两种不同介电常数的介质中，第二类移相单元的馈线填充在第一移相单元所填充的其中一种介电常数的介质中以及空气中，第三类移相单元的馈线填充在介质和空气中，填充第三类移相单元的介质不同时填充第一类移相单元及第二类移相单元的馈线。本发明提供的移相单元在加载多种介电常数的介质的条件下，传输线的特性阻抗变化小，有利于超宽频设计。同时介质移相器结构紧凑，截面窄，体积小并且具有多路输出的优点，相应天线适于基站使用。

技术领域

本发明涉及基站天线领域，具体而言，涉及到一种介质移相器和基站天线。

背景技术

移相器是电调天线的核心部件。该部件通过改变电调天线中辐射单元之间的相对相位，实现波束下倾角度的调节。基于介质加载原理的移相器为业界普遍采用。高增益的电调天线，采用移相端口和辐射单元一一对应的多路移相器可以实现更优的上旁瓣抑制的控制。多频电调天线中，高频阵列和低频阵列馈电网络交迭复杂，需要简化馈电网络。因此，对移相器的小型化，超宽带化，集成化以及多路输出提出需求。

参见图1，发明专利WO03/019723提供了一种带有集成的移相器的可调整的天线馈电网络，该网络中各个移相单元纵向延伸，因而整个移相器的长度偏长，不利于多频天线馈电网络的布局。该发明说明书阐述了移相单元的绝缘件中用不同的介电常数填充，但该方案仅是为实现绝缘材料更优的刚性结构，并非实现阻抗的超宽频设计。而且过多的介质填充，会引入更高的介质损耗。

参见图2，发明专利WO02/35651提供了一种波束调整设备，该发明的实施例提供了两个移相单元近似平行设置的原理图，根据该发明的提供的并联馈原理，如果实现更多移相端口的移相器，需要设置更多互相平行的移相单元，将会导致移相器截面过宽，不利于天线整机的馈电网络的布局。

中国优秀硕士学位论文数据库中的《改进型介质滑动U型移相器的研究与设计》给出一种分体式移相器的设计。该移相器的输出端口排列次序与线性阵列天线的辐射元的排列次序不一致，增加了输出端口与辐射元的连接复杂度。该移相器为分体式结构，需要外置一分二的功分器把上下移相器连成一个整体，增加了额外的焊接，给系统带来不稳定性因素。同时，文中没有给出更多输出端口的移相器的设计。

发明内容

本发明克服上述不足，提供一种体积小、长度短，电气性能上易于实现超宽频设计的多路介质移相器及相应天线。

为达到本发明的目的，本发明提供一种介质移相器，包括介质元件、馈电网络、金属接地板、信号输入端口及输出端口，馈电网络包括功率分配器以及馈线；其特征在于：所述介质元件包含至少两种不同介电常数或者等效介电常数的介质，至少提供第一类移相单元和第二类移相单元，选择提供第三类移相单元，

所述第一类移相单元，在介质元件移动过程中，其馈线填充在至少两种不同介电常数的介质中，并且在介质元件移动过程中，其中一种介电常数的介质同时填充第二类移相单元的馈线；所述第二类移相单元，在介质元件移动过程中，其馈线填充在第一移相单元所填充的其中一种介电常数的介质中以及空气中；

所述第三类移相单元，在介质元件移动过程中，其馈线填充在介质和空气中，填充第三类移相单元的这种介电常数的介质满足不同时填充第一类移相单元及第二类移相单元的馈线。

而且，所述第一类移相单元为两种介电常数的介质的相同填充，或者为多种介电常数中分别选取两种的不同介质的不同填充；所述第二类移相单元为同一种介电常数的介质和空气的相同填充，或者为不同的介电常数的介质和空气的不同填充；所述第三类移相单元为同一种介电常数的介质和空气的相同填充，或者为不同的介电常数的介质和空气的不同填充。