[发明专利]形成移相器的装置及天线

说明书

描述了形成移相器的装置。该装置包括带状线和移动介电部件。移动介电部件环绕带状线并且适于仅沿带状线的纵轴移动。在该装置中内，当移动介电部件沿纵轴移动时，由移动介电部件环绕的带状线的区域的大小被改变。

技术领域

本公开涉及移相器，更具体地涉及机电移相器。该移相器可以在移动无线电天线内使用，也可以用于需要相移的任何射频(RF)设备。

背景技术

用于无线电通信应用的基站天线的技术关键要求是高增益、水平面(H平面)和垂直面(V平面)方向图的良好纯度。增益和垂直面方向图要求(即，倾斜值、波瓣控制、零点填充能力)主要依赖于天线长度，并通过天线的馈电网络被控制。

可变电倾斜(VET)天线具有倾斜变化(即，相对于水平线的主瓣位置变化)的能力。该倾斜位置的调整可以根据应用于天线馈电网络的若干技术，通过使用有源和/或无源设备来实现。实现这类倾斜变化所需的主要组件是移相器设备。

本申请涉及无源移相器设备，特别是使用介电材料的移相器系列。这类技术要考虑至少两种“介电材料”：固体设备(所谓的“移相器”)和空气(或真空)。在传输线上使固体介电材料移位—因而代替空气电介质—产生相位变化。

目前使用的天线相移馈电网络类型可以包括被称为移相器的若干介电部件，这些部件可以在带状线下或者在微带线上滑动，如专利申请US 2004/0080380和专利US6816668中所描述的。

考虑到采用这种实施方式，平板天线的每个辐射元件是潜在单一相移的，这种天线的最终性能在就辐射电剖面而言的性能和稳定性方面非常好。

现有技术的移相器包括以下缺陷：

·这种结构要求当中央致动器在天线的轴内机械移动时，介电移相器部件必须横向滑动。这意味着使用特定的机械部件来实现轴向至横向的机械力传递。这些部件具有不可忽略的成本，而且是额外摩擦的来源，增加了由相关容差和部件的倍增而产生的其他机械故障和反冲(backslash)。考虑到诸如LTE及以上的高频系统，这些缺陷是尤其不想要的。

·标准单一介电移相器设计允许实现约60°的相移范围(即，对于一个介电设备)，这使得整个相移馈电网络具有为天线实现约10°的倾斜变化的能力。实现更高的相移范围(例如，100°或120°)是可行的—例如允许达到15°的天线倾斜范围—但要么是以更宽的机械介电部件为代价，要么/并且使用更大的介电值。对于高频范围，随着波长的减小，增大尺寸不是有效的选择，并且增大介电值将对介电部件的定位和容差强加更高的敏感度。

·如果电平面方向图在数值和稳定性方面良好，然则相比天线主波束很难实现超过-20dBc的稳定旁瓣抑制。

所提出的机电移相器减少上述三个缺陷，并且能够大大降低与现有移相器设备有关的通用射频和机械限制，特别是关于诸如3.5GHz及以上的高频带。

发明内容

各种实施例提出了可以解决前述问题的移相器。更具体地，一些实施例提供了移相器。

此发明内容被提供以介绍与移相器的示例有关的概念。

在一种实施方式中，描述了形成移相器的装置。该装置包括带状线和移动介电部件。移动介电部件环绕带状线并且适于仅沿带状线的纵轴移动。在该装置内，当移动介电部件沿纵轴移动时，由移动介电部件环绕的带状线的区域的大小被改变。

在一种实施方式中，描述了天线。该天线包括形成移相器的装置，并且该装置被放置在壳体中，该壳体的一个面由天线的基座形成。

附图说明

参考附图给出详细描述。在附图中，附图标记的最左边的数位标识首次出现该附图标记的附图。贯穿附图使用相同的标记指代相似的特征或组件。现在仅通过示例的方式并参考附图来描述根据本主题的实施例的方法和/或系统的一些实施例，其中：