[发明专利]具有集成DC块的天线移相器

说明书

公开了一种天线移相器，所述天线移相器包括外导电迹线、内导电迹线、具有枢轴点的弧刷臂、以及电容性耦合器，所述电容性耦合器将输入端口电容性地耦接至所述弧刷臂导电迹线并且将所述输入端口电容性地耦接至相位参考端口。所述电容性耦合器在所述输入端口与所述相位参考端口之间提供DC阻塞，并且所述输入端口可以被耦接至Bias‑T，以使得在所述输入端口处存在的DC分量可以被耦接至所述Bias‑T以驱动所述移相器弧刷臂电机。此外，在所述弧刷臂旋转时，所述电容性耦合器提供恒定的电容。

相关申请的交叉引用

本申请是2018年3月13日提交的申请序列号62/642,066的非临时申请，所述申请的全部内容通过此引用合并于本申请。

发明背景

技术领域

本发明涉及无线通信，并且更具体地涉及采用集成移相器的天线。

背景技术

蜂窝天线通常具有远程电调倾角(RET)机构，所述远程电调倾角机构沿着竖直轴线在天线偶极子(或偶极子簇)之间提供受控的相位延迟差。这样做，RET机构能够使天线增益模式沿竖直轴线倾斜，这具有使所述增益模式朝向或远离在其上安装有所述天线的蜂窝塔扫掠的效果。这允许网络运营商扩展或收缩天线的增益模式，这对于控制基站覆盖区的覆盖范围和防止干扰所述天线附近的增益模式可能很重要。RET装置通常采用一个或多个移相器来执行此功能。

图1展示了常规移相器100。移相器100包括外导电迹线105、内导电迹线110、和参考导电迹线120。移相器100进一步包括弧刷臂125，所述弧刷臂包括弧刷臂迹线130、内弧刷臂电容性触点135、和外弧刷臂电容性触点140。参考导电迹线120经由枢轴点触点115电耦接至弧刷臂迹线130。参考导电迹线120被耦接至端口1处的RF信号输入端，并且被耦接至端口4处的相位参考端口(或中间端口)。在图1中进一步展示的是在常规移相器100中必须由独立式DC信号输入150供电的弧刷臂电机145。

图2展示了如何在RET系统中采用移相器来控制蜂窝天线增益模式的倾斜。在图2中展示的是具有沿竖直轴线布置的多个偶极子组210的天线阵列面200。进一步展示了具有端口1至端口6的移相器。端口1可以被耦接至RF信号输入源，并且其余的端口2至端口6经由对应的信号引线202至信号引线206被耦接至相应的偶极子组210。

图2提供了对三个示例性天线增益模式220a、220b和220c的非常简化的描绘。根据天线移相器的原理，弧刷臂125的角度将来自端口1处的RF信号输入端的RF信号的不同相变施加到端口2、端口3、端口5和端口6中的每一个端口。端口4(相位参考端口)处的相位保持不变。根据端口施加给RF信号的差分相移导致天线增益模式倾斜成使得弧刷臂125的给定位置对应于所述天线增益模式的特定倾斜角度。

传统移相器100的一个缺点是它需要单独的专用DC电源线来驱动弧刷臂电机145。此问题的一种解决方案是将Bias-T电路集成到移相器中，以使得在RF信号源处给定组合的RF信号和DC信号，并且分离出该DC信号的一部分以将其专用于驱动弧刷臂电机。

图3展示了结合有Bias-T电路305的另一个常规移相器300，所述Bias-T电路分离DC信号的一部分以驱动弧刷臂电动机145。该解决方案产生两个问题。第一，所述DC信号的一部分与被施加到相位参考端口4的RF信号一起保持。针对此问题的一种解决方案是在端口4的任一侧添加一个附加的DC块。这增加了移相器300的复杂性和成本，并且增加了在阵列天线上所占据的占用面积。第二，通过分离所述DC信号，较少的电力可用于弧刷臂电机145，并且在DC块上浪费了可能会被以其他方式引导到弧刷臂电机145的电力。

图4展示了常规的弧刷臂枢轴点115。如所展示的，来自端口1处(经由参考导电迹线120耦接的)输入端的输入信号直接耦接至弧刷臂枢轴点115和中间端口迹线410，所述中间端口迹线直接耦接至参考端口4。因此，所述输入信号的DC部分直接耦接至Bias-T 305和参考端口4。