[发明专利]一种移相器、移相阵列及通信设备

说明书

一种移相器、移相阵列及通信设备，该移相器包括金属空腔波导和印刷电路板；金属空腔波导的一个面上设置有第一缝隙；印刷电路板设置在金属空腔波导具有第一缝隙的一面上，并与金属空腔波导电连接，印刷电路板上设置有与金属空腔波导电连接并用于控制第一缝隙通断的控制单元。在上述实施例中，通过采用金属空腔波导代替金属空腔波导替代基片集成波导，降低移相器插损的同时，可以更好地与波导系统集成；现有工艺很难将控制单元的电子器件直接安装到金属空腔波导侧壁上，在上述器件中，采用印刷电路板设置在金属空腔波导的顶壁上，并将控制单元设置在印刷电路板上，方便了控制单元的电子器件的设置，提高了整个装置的集成效果。

技术领域

本申请涉及到通信技术领域，尤其涉及到一种移相器、移相阵列及通信设备。

背景技术

相控阵系统有无源相控阵系统和有源相控阵系统两种实现方式。有源相控阵系统利用低功率移相器(Small Power Phase Shifter，简称SPPS)和低功率放大器(SmallPower Power Amplifier，简称SPA)可降低功率放大器(Power Amplifier，简称PA)后插损，提高功率利用率。无源相控阵系统利用高效率高功率放大器(High Power PowerAmplifier，简称HPA)实现1路功放驱动多路天线，再结合基站中的数字预失真(DigitalPre-Distortion，简称DPD)等数字处理技术，实现高效率高线性的阵列通信设备。

微波无源相控阵系统最关键的模块是HPA之后的移相器，要求低插损、高线性以及足够的比特数和切换速度以满足通信设备波束赋型和快速波束扫描接入要求。同时，高性能的微波系统的天线、滤波器等大功率模块一般都采用金属波导结构，还要求移相器能够方便地实现与金属波导结构组装。

现有技术中的一种移相器通过PIN(Positive-Intrinsic Negative)二极管切换信号在基片集成波导中的传输路径来实现移相。这种移相技术尺寸小，便于与平面电路实现大规模集成。但是上述结构中，采用基片集成波导结构，不方便与其它波导结构电路组装；同时，上述移相器插损较大，一般4比特移相精度的插损都在3dB以上。

发明内容

本申请提供了一种移相器、移相阵列及通信设备，用以提高移相器的集成效果，以及降低移相器的耗损。

本申请提供了一种移相器，该移相器包括金属空腔波导和印刷电路板；

所述金属空腔波导的一个面上设置有第一缝隙；

所述印刷电路板设置在所述金属空腔波导具有第一缝隙的一面上，并与所述金属空腔波导电连接，所述印刷电路板上设置有与所述金属空腔波导电连接并用于控制第一缝隙通断的控制单元。

通过采用金属空腔波导替代基片集成波导，降低移相器插损的同时，可以更好地与波导系统集成；现有工艺很难将控制单元的电子器件直接安装到金属空腔波导的侧壁上，在上述器件中，采用印刷电路板设置在金属空腔波导的顶壁上，并将控制单元设置在印刷电路板上，方便了控制单元的电子器件的设置，提高了整个装置的集成效果。

在一个可能的设计中，所述印刷电路板上设置有与所述第一缝隙对应的第二缝隙，且所述第二缝隙在所述第一缝隙设置面的垂直投影位于所述第一缝隙内，所述第二缝隙的侧壁与对应的第一缝隙的侧壁电连接；

所述控制单元包括横跨所述第二缝隙的微带线，所述微带线的一端与所述第二缝隙的一个侧壁电连接，另一端横跨第二缝隙后通过λ/4传输线与控制元件相连，所述控制元件连接有等效去耦电容，且所述等效去耦电容与低频偏置线连接，其中，所述λ为移相器传播信号的波长。在上述方案中采用印刷电路基板覆盖在金属空腔波导波导侧面，印刷电路板上蚀刻出的缝隙与金属空腔波导波导上的缝隙重合。控制元件表贴于印刷电路板上，通过印刷电路板上的馈线控制控制元件的开启和关断印刷电路板上的缝隙，也同时实现了对金属空腔波导上缝隙的开启和关断，方便了移相器的生产。