移相器、电调系统和基站天线的制作方法

1.本公开一般涉及基站天线领域，更具体地，涉及一种移相器、具有移相器的电调系统以及具有电调系统的基站天线。


背景技术：

2.目前，电调天线(ret天线，英语全称：the remote electrical tilt antenna)广泛用作蜂窝通信系统中的基站天线。在引入ret天线之前，当需要调节传统基站天线的覆盖区域时，技术人员必须爬上安装有天线的天线塔并且手动调节天线的指向角。通常，通过改变天线的所谓“下倾角度”来调节天线的覆盖区域，该角度是由天线产生的天线波束的视轴指向方向的仰角平面中的角度。ret天线的引入允许蜂窝运营商通过向天线发送控制信号来电气调节天线波束的下倾角度。
3.ret天线还包括ret系统，其允许蜂窝运营商动态地调节天线波束的下倾角度。ret系统通常包括驱动马达，传动机构和用于每个辐射元件阵列的移相器。许多现代基站天线包括多个辐射元件阵列，而每个阵列通常具有关联的驱动电机、传动机构以及移相器，这使得天线的结构布置复杂。因此，改善天线的空间利用率是一个亟待解决的问题。此外，在ret系统中传动的平稳性也应得到改善。


技术实现要素：

4.因此，本公开的目的在于提供一种能够克服现有技术中至少一个缺陷的移相器、带有移相器的电调系统以及相关的基站天线。
5.按照本公开的第一方面，提供一种移相器，所述移相器包括：移相电路板，在所述移相电路板上印制有导电迹线；滑片装置，所述滑片装置具有构造成被驱动的第一齿部区段。通过第一齿部区段的运动来驱动所述滑片装置在移相电路板上滑动。根据本公开，可以改善电调系统的平稳的传动并且提高电调系统的空间利用率。
6.在一些实施例中，所述第一齿部区段构成为扇形齿轮区段。
7.在一些实施例中，扇形齿轮区段的圆弧轮廓遵循导电迹线的圆弧轨迹延伸。
8.在一些实施例中，滑片装置借助于枢转轴能转动地安装在移相电路板上。
9.在一些实施例中，所述滑片装置包括滑片和滑片支承件，所述滑片支承在所述滑片支承件上。
10.在一些实施例中，所述第一齿部区段构造在所述滑片支承件上。
11.在一些实施例中，所述滑片构成为滑片电路板，在所述滑片电路板上印制有与移相电路板的输入端口耦接的第一耦接部以及与相应的导电迹线耦接的第二耦接部。
12.在一些实施例中，所述移相电路板包括:
13.输入端口，被构造成接收射频信号；
14.第一输出端口和第二输出端口，各自被构造成输出射频信号的相应的经过移相的子分量；
15.沿第一方向延伸的第一导电迹线，所述第一导电迹线耦接到第一输出端口和第二输出端口；以及
16.所述滑片装置被构造成将所述输入端口耦接到所述第一导电迹线，并且能够沿第一方向相对于所述第一导电迹线滑动。
17.按照本公开的第二方面，提供一种电调系统，所述电调系统包括致动器、传动机构以及至少一个根据本公开任一实施例所述的移相器，其中，所述致动器被构造成驱动传动机构，所述传动机构与所述第一齿部区段相啮合或者说接合，以用于驱动滑片装置在移相电路板上滑动。
18.在一些实施例中，所述传动机构包括滑片连杆，所述滑片连杆构造有第二齿部区段，所述滑片连杆被构造成，借助于滑片装置的第一齿部区段和滑片连杆的第二齿部区段之间的啮合来驱动滑片装置在移相电路板上滑动。
19.在一些实施例中，所述滑片连杆构成为齿条状，而所述滑片支承件构成为扇形齿轮状，从而在滑片连杆与所述滑片支承件之间形成了齿条-齿轮传动。
20.在一些实施例中，所述传动机构包括操纵杆，所述操纵杆被构造成能驱动所述滑片连杆。
21.在一些实施例中，所述滑片连杆安装在所述操纵杆上。
22.在一些实施例中，所述滑片连杆形状配合地安装在所述操纵杆上。
23.在一些实施例中，所述滑片连杆具有接合部，所述操纵杆具有配合接合部，所述接合部能形状配合地嵌接在所述配合接合部中。
24.在一些实施例中，所述滑片连杆构成为操纵杆的整体的一部分。
25.在一些实施例中，所述电调系统包括滑轨，所述操纵杆和所述滑片连杆被构造成能沿着所述滑轨移动。
26.在一些实施例中，电调系统还包括安装在基板上的支座，以用于支承滑轨。
27.在一些实施例中，所述支座具有通槽，所述操纵杆被构造成通过所述通槽伸入到滑轨中。
28.在一些实施例中，所述电调系统包括第一支座和与第一支座间隔开距离的第二支座，滑轨支承在所述第一支座和第二支座之间。
29.在一些实施例中，所述操纵杆由所述致动器驱动。
30.在一些实施例中，所述电调系统包括多个移相器，所述多个移相器分别安装在至少一个基板上，所述传动机构被构造成驱动每个滑片装置在各自的移相电路板上滑动。
31.在一些实施例中，所述传动机构包括一个操纵杆，所述一个操纵杆被构造成驱动用于各滑片装置的各滑片连杆。
32.在一些实施例中，所述电调系统包括第一基板、安装在第一基板上的第一移相器和第二移相器，其中，第一移相器具有第一滑片装置，第二移相器具有第二滑片装置，第一滑片装置的第一齿部区段与第二滑片装置的第一齿部区段彼此朝向。
33.在一些实施例中，在第一滑片装置的第一齿部区段与第二滑片装置的第一齿部区段之间具有间隙，滑片连杆能伸入所述间隙内，并且在滑片连杆两侧分别设有第二齿部区段，滑片连杆的在两侧的第二齿部区段分别与第一滑片装置的第一齿部区段和第二滑片装置的第一齿部区段啮合。
34.在一些实施例中，所述电调系统包括第一基板、安装在第一基板上的至少一个移相器、第二基板和安装在第二基板上的至少一个移相器。
35.在一些实施例中，第一基板和第二基板上下叠置。
36.在一些实施例中，所述传动机构包括操纵杆、用于驱动在第一基板上的移相器的滑片装置的第一滑片连杆和用于驱动在第二基板上的移相器的滑片装置的第二滑片连杆，其中，所述操纵杆能驱动第一滑片连杆，而第一滑片连杆能驱动第二滑片连杆。
37.在一些实施例中，所述第一滑片连杆设有第一接合部，所述第一接合部构成为与操纵杆上的第一配合接合部相接合，并且所述第一滑片连杆设有第二接合部，所述第二接合部构成为与第二滑片连杆上的第二配合接合部相接合。
38.在一些实施例中，所述第一基板设有空隙部，所述第二接合部能穿过空隙部嵌接到第二配合接合部内。
39.在一些实施例中，所述电调系统包括第一滑轨，操纵杆和第一滑片连杆能沿着所述第一滑轨移动，并且所述第一滑轨支承在安装在第一基板上的支座上，所述电调系统还包括第二滑轨，第二刷连杆能沿着所述第二滑轨移动，并且所述第二滑轨支承在安装在第二基板上的支座上。
40.在一些实施例中，第一基板和第二基板水平放置。
41.在一些实施例中，所述传动机构包括操纵杆、用于驱动在第一基板上的移相器的滑片装置的第一滑片连杆和用于驱动在第二基板上的移相器的滑片装置的第二滑片连杆，其中，所述操纵杆能驱动第一滑片连杆和第二滑片连杆。
42.在一些实施例中，所述第一滑片连杆设有第一接合部，所述第一接合部构成为与操纵杆上的第一配合接合部相接合，并且所述第二滑片连杆设有第二接合部，所述第二接合部构成为与操纵杆上的第二配合接合部相接合。
43.在一些实施例中，接合部构成为凸起部，并且配合接合部构成为凹槽；或者接合部构成为凹槽，并且配合接合部构成为凸起部。
44.按照本公开的第三方面，提供一种基站天线，所述基站天线包括根据本公开任一实施例所述的电调系统。
附图说明
45.下面参照附图借助具体实施方式来更详细地说明本公开。示意性的附图简要说明如下：
46.图1a示出一种传统的电调系统的正视图；
47.图1b示出图1a的电调系统的立体图；
48.图2示出根据本公开一些实施例的电调系统的立体图；
49.图3示出图2的电调系统的爆炸图；
50.图4a示出图2的电调系统的滑片连杆的立体图；
51.图4b示出图2的电调系统的滑轨的立体图；
52.图4c示出图2的电调系统的支座的立体图；
53.图4d示出图2的电调系统的滑片支承件的立体图；
54.图5示出根据本公开一些实施例的电调系统的立体图；
55.图6示出图5的电调系统的爆炸图；
56.图7a示出图5的电调系统的第一滑片连杆的立体图；
57.图7b示出图5的电调系统的第二滑片连杆的立体图。
具体实施方式
58.以下将参照附图描述本公开，其中的附图示出了本公开的若干实施例。然而应当理解的是，本公开可以以多种不同的方式呈现出来，并不局限于下文描述的实施例；事实上，下文描述的实施例旨在使本公开的公开更为完整，并向本领域技术人员充分说明本公开的保护范围。还应当理解的是，本文公开的实施例能够以各种方式进行组合，从而提供更多额外的实施例。
59.应当理解的是，本文中的用语仅用于描述特定的实施例，并不旨在限定本公开的范围。本文使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)除非另外定义，均具有本领域技术人员通常理解的含义。为简明和/或清楚起见，公知的功能或结构可以不再详细说明。
60.在本文中，称一个元件位于另一元件“上”、“附接”至另一元件、“连接”至另一元件、“耦合”至另一元件、或“接触”另一元件等时，该元件可以直接位于另一元件上、附接至另一元件、连接至另一元件、联接至另一元件或接触另一元件，或者可以存在中间元件。相对照的是，称一个元件“直接”位于另一元件“上”、“直接附接”至另一元件、“直接连接”至另一元件、“直接耦合”至另一元件或、或“直接接触”另一元件时，将不存在中间元件。在本文中，一个特征布置成与另一特征“相邻”，可以指一个特征具有与相邻特征重叠的部分或者位于相邻特征上方或下方的部分。
61.在本文中，诸如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“高”、“低”等的空间关系用语可以说明一个特征与另一特征在附图中的关系。应当理解的是，空间关系用语除了包含附图所示的方位之外，还包含装置在使用或操作中的不同方位。例如，在附图中的装置倒转时，原先描述为在其它特征“下方”的特征，此时可以描述为在其它特征的“上方”。装置还可以以其它方式定向(旋转90度或在其它方位)，此时将相应地解释相对空间关系。
62.在本文中，用语“a或b”包括“a和b”以及“a或b”，而不是排他地仅包括“a”或者仅包括“b”，除非另有特别说明。
63.在本文中，用语“示意性的”或“示例性的”意指“用作示例、实例或说明”，而不是作为将被精确复制的“模型”。在此示例性描述的任意实现方式并不一定要被解释为比其它实现方式优选的或有利的。而且，本公开不受在上述技术领域、背景技术、发明内容或具体实施方式中所给出的任何所表述的或所暗示的理论所限定。
64.在本文中，用语“基本上”意指包含由设计或制造的缺陷、器件或元件的容差、环境影响和/或其它因素所致的任意微小的变化。
65.另外，仅仅为了参考的目的，还可以在本文中使用“第一”、“第二”等类似术语，并且因而并非意图限定。例如，除非上下文明确指出，否则涉及结构或元件的词语“第一”、“第二”和其它此类数字词语并没有暗示顺序或次序。
66.还应理解，“包括/包含”一词在本文中使用时，说明存在所指出的特征、步骤、操作、单元和/或组件，但是并不排除存在或增加一个或多个其它特征、步骤、操作、单元和/或组件以及/或者它们的组合。
67.图1a和图1b分别是一种传统的电调系统10的正视图和立体图。如图1a和1b所示，传统的电调系统10可以包括驱动马达(未示出)、传动机构和用于辐射元件阵列的移相器3。当使用交叉极化辐射元件时，可以针对一个辐射元件阵列提供两个移相器3以调节两个极化的rf信号的子分量的相位。这两个移相器3可以共同地安装在一块基板8上。传统的电调系统10的传动机构可以包括操纵杆1以及安装在操纵杆1上的滑片连杆2。滑片连杆2可以具有长形槽6，在所述长形槽6内伸入有移相器3的滑片装置4的销体5。当操纵杆1被马达驱动时，操纵杆1会驱动滑片连杆2，滑片连杆2可以驱动滑片装置4在移相器3的主电路板7(即，印制有导电迹线的移相电路板)上滑动，而改变rf信号的子分量的相位，实现电倾角的调节。
68.此外，移相器3的性能对于压力较为敏感，因为一旦操纵杆1在运动过程中发生倾斜，则会增加在移相器3的滑片装置4和主电路板7之间的接触压力，增加的接触压力不仅会损坏移相器3，而且会影响移相器3的相移性能并且导致回波损耗的增加。因此，需要保证操纵杆1以及滑片连杆2的平稳运动。为此，在基板上可以安装至少两个支座9，以平稳地支承操纵杆1。
69.然而，在所述传统的电调系统10中，需要为操纵杆1预留出额外的空间(如图1a中通过方框标识出)。这个额外的空间对基站天线的空间设计提出了挑战。尤其是，随着在基站天线中集成了越来越多的设备时，这个额外的空间是不期望的。甚至在某些应用场景下，不允许使用该额外的空间。此外，由于滑片装置4的随着滑片装置4的偏转角度增大需要的拉力也越大，因此操纵杆1和滑片连杆2在整个操纵行程中的受力并不均衡。
70.接下去，借助于图2、3以及图4a至图4d详细介绍根据本公开的一些实施例的电调系统100。图2和图3分别是根据本公开的一些实施例的电调系统100的立体图和爆炸图。图4a示出滑片连杆20的立体图；图4b示出滑轨30的立体图；图4c示出支座40的立体图；图4d示出滑片装置50的立体图。
71.如图2和3所示，电调系统100可以包括驱动马达(未示出)、传动机构和用于辐射元件阵列的移相器。电调系统100可以包括多个移相器。在当前实施例中，电调系统100可以包括安装在一块基板70上的第一移相器61和第二移相器62，这两个移相器可以用于调节两个极化的rf信号的子分量的相位。每个移相器可以包括滑片装置50和移相电路板51。滑片装置50借助于枢转轴52可转动地安装在移相电路板51上。移相电路板51包括输入端口、多个输出端口以及分别耦接其中两个输出端口的导电迹线54。滑片装置50被构造成将输入端口耦接到相应的导电迹线54并且能够相对于所述导电迹线54滑动，以改变rf信号的子分量从输入端口到相应输出端口所经历的相位变化。
72.参照图3，电调系统100的传动机构可以包括操纵杆21和滑片连杆20。作为致动器的马达可以用于驱动操纵杆21。被驱动的操纵杆21能驱动滑片连杆20，滑片连杆20则进一步驱动滑片装置50在移相电路板51上作枢转运动。为了实现更加平稳的传动，在滑片连杆20与滑片装置50之间可以采用齿条-齿轮传动。为此，滑片装置50可以构造有作为第一齿部区段55的扇形齿轮区段，而滑片连杆20可以构造有作为第二齿部区段22的齿条区段，通过第一齿部区段55和第二齿部区段22之间的啮合传动可以实现力矩较均衡的传动。
73.参照图4d，滑片装置50可以包括滑片(由于在滑片装置50的反面而未示出)和滑片支承件56。滑片可以构成为滑片电路板并且在其上印制有与输入端口耦接的第一耦接部以
及分别与相应的导电迹线54耦接的第二耦接部。滑片可以支承、例如卡扣在由介电材料制成的滑片支承件56上。在一些实施例中，滑片支承件56可以构成为塑料件。在当前实施例中，滑片支承件56可以构造有扇形齿轮区段并且与滑片连杆20的齿条区段配合作用。应理解的是，滑片装置50的构造方式可以是多样的，在一些实施例中，滑片自身可以构造有齿部区段。
74.在图3的实施例中，电调系统100可以包括安装在一块基板70上的第一移相器61和第二移相器62，第一移相器61具有第一滑片装置501，并且第二移相器62具有第二滑片装置502。为了同时驱动第一滑片装置501和第二滑片装置502，滑片连杆20可以在其两侧均设有第二齿部区段22。第一滑片装置501的第一齿部区段55与第二滑片装置502的第一齿部区段55彼此朝向并且其间具有间隙或者说通道，滑片连杆20能伸入所述间隙内并借助于自身的第二齿部区段22分别与两个滑片装置50的第一齿部区段55啮合。
75.继续参照图3，电调系统100还可以包括滑轨30和安装在基板70上的如图4c所示的支座40，以用于支承滑轨30。在当前实施例中，电调系统100可以包括第一支座40和与第一支座40间隔开距离的第二支座40。滑轨30可以跨接在这两个支座40之间并且为操纵杆21连同滑片连杆20提供支承。这两个支座40之间的间距或者滑轨30的长度可以基本上相当于操纵杆21的完整行程。由此，操纵杆21无需移动到支座40之外或者至少较少地移动到支座40之外，从而可以避免或者至少减小在图1a中示出的为操纵杆21的行程所预留的额外空间。
76.参考图3和图4c，支座40可设有通槽42，操纵杆21被构造成能够通过所述通槽42伸入到滑轨30内。参考图4b，滑轨30可以构成为两个分立的工型型材32，这两个工型型材32可以插入到支座40上的容纳槽44中并且在容纳槽44中保持固定。操纵杆21连同滑片连杆20可以伸入到由这两个工型型材32形成的滑轨30内并且平稳地沿着所述滑轨30移动。在其他实施例中，滑轨30可以构成为其他任意合适的结构，滑轨30的形状、尺寸均可以根据操纵杆21和/或滑片连杆20的设计而适应性改变。在其他实施例中，滑轨30还可以构成为一体成型的结构。基于滑轨30的可靠且稳固的支承，进一步改善了操纵杆21和滑片连杆20的平稳运动，防止了因操纵杆21的不平稳运动而引起在滑片装置50和主电路板之间的接触压力的较大波动，因此使得移相器60的性能保持在良好水平。
77.在当前实施例中，滑片连杆20可以作为分离式构件安装到操纵杆21上。例如，滑片连杆20可以通过形状配合方式安装在操纵杆21上。如图4a所示，滑片连杆20除了在两个侧面上设有的齿部区段之外还具有作为接合部的凸起部23，该凸起部23可以嵌入到操纵杆21上配合接合部、即凹槽24中。在一些实施例中，滑片连杆20可以设有凹槽，而操纵杆21可以设有凸起部。在其他实施例中，滑片连杆20可以通过其他任意适宜的接合方式、例如通过材料接合方式如焊接或者通过附加的紧固装置如铆钉、螺钉安装在操纵杆21。在其他实施例中，滑片连杆20可以与操纵杆21一体成型并且被构造为操纵杆21的一部分。
78.接下去，借助于图5、6、7a和7b详细介绍根据本公开的一些实施例的电调系统100'。图5示出该电调系统100'的立体图；图6示出该电调系统100'的爆炸图；图7a示出该电调系统100'的第一滑片连杆201的立体图；图7b示出该电调系统100'的第二滑片连杆202的立体图。
79.在基站天线的实际运行中，可能需要对两个或更多辐射元件阵列实施同步的移相操作。在该情况下，电调系统100'可以包括多个基板，在每个基板上可以具有至少一个移相
器。
80.如图5和6所示，电调系统100'可以具有第一基板701和第二基板702。在第一基板701上安装有例如用于两个极化的第一移相器61和第二移相器62。第一移相器61具有第一滑片装置501和第一移相电路板511，并且第二移相器62具有第二滑片装置502和第二移相电路板512。在当前实施例中，第一基板701和第二基板702可以彼此上下叠置，由此改善了天线的紧凑结构。当然，在其他实施例中，第一基板701和第二基板702也可以彼此水平放置。关于移相电路板511、512和滑片装置501、502的具体构造可以参照在图2至4d中所描述的内容，在此不再赘述。接下去详细介绍根据该实施例的电调系统100'的传动机构。
81.参考图6，传动机构可以包括操纵杆21、用于驱动第一滑片装置501的第一滑片连杆201和用于驱动第二滑片装置502的第二滑片连杆202。作为驱动装置的马达可以用于驱动(通常仅一根)操纵杆21，所述操纵杆21能驱动第一滑片连杆201。第一滑片连杆201进一步驱动第一滑片装置501在第一移相电路板511上作枢转运动。此外，第一滑片连杆201还可以驱动第二滑片连杆202，使得第二滑片连杆202进一步驱动第二滑片装置502在第二移相电路板512上作枢转运动。为了实现更加平稳的传动，可以在第一滑片连杆201与第一滑片装置501之间和/或在第二滑片连杆202与第二滑片装置502之间采用如上已经描述的齿条-齿轮传动。
82.继续参照图6，电调系统100'还可以包括第一滑轨601和第二滑轨602。操纵杆21和第一滑片连杆201能沿着所述第一滑轨601移动，并且所述第一滑轨601支承在安装在第一基板701上的支座40上。第二刷连杆202能沿着所述第二滑轨602移动，并且所述第二滑轨202支承在安装在第二基板702上的支座40上。由此，操纵杆21无需移动到支座40之外或者至少较少地移动到支座40之外，从而可以避免或者至少减小在图1a中示出的为操纵杆21的行程所预留的额外空间。
83.参考图7a和7b，第一滑片连杆201可以设有作为第一接合部的第一凸起部203，所述第一凸起部203构成为与操纵杆21上的凹槽相接合，由此两者形成可靠的第一配合结构。此外，第一滑片连杆201还可以设有作为第二接合部的第二凸起部205，所述第二凸起部205可以穿过第一基板701上的空隙部嵌接到第二滑片连杆202上的凹槽206中，由此两者形成可靠的第二配合结构。通过所述第一配合结构和第二配合结构实现了操纵杆21对于处于不同基板701、702上的滑片连杆201、202的驱动。应理解的是，第一滑片连杆201可以通过其他任意适宜的接合方式、例如通过材料接合方式如焊接或者通过附加的紧固装置如铆钉、螺钉安装在操纵杆21上。同样的，第二滑片连杆202可以通过其他任意适宜的接合方式、例如通过材料接合方式如焊接或者通过附加的紧固装置如铆钉、螺钉安装在第一滑片连杆201上。在其他实施例中，第一滑片连杆201、第二滑片连杆202可以与操纵杆21一体成型。
84.在一些实施例中，第一基板和第二基板可以水平放置。在该情况下，传动机构可以包括(通常仅一根)操纵杆、用于驱动在第一基板上的移相器的滑片装置的第一滑片连杆和用于驱动在第二基板上的移相器的滑片装置的第二滑片连杆。操纵杆能驱动第一滑片连杆和第二滑片连杆。第一滑片连杆可以设有第一接合部，所述第一接合部构成为与操纵杆上的第一配合接合部相接合，并且所述第二滑片连杆设有第二接合部，所述第二接合部构成为与操纵杆上的第二配合接合部相接合，由此实现可靠的传动。应理解的是，根据本公开的一些实施例的电调系统100、100'可以通过由马达驱动的操纵杆21来驱动多个滑片连杆20，
所述多个滑片连杆20可以相应地驱动配属的滑片装置50，从而对各个移相器60实施同步的移相操作。
85.虽然已经描述了本公开的示例性实施例，但是本领域技术人员应当理解的是，在本质上不脱离本公开的精神和范围的情况下能够对本公开的示范实施例进行多种变化和改变。因此，所有变化和改变均包含在权利要求所限定的本公开的保护范围内。本公开由附加的权利要求限定，并且这些权利要求的等同物也包含在内。