[發明專利]小型化TD-SCDMA電調智能天線移相器

有效

• 申請號: 200910058077.3
• 申請日: 2009-01-09
• 公開（公告）號: CN101651242A
• 公開（公告）日: 2010-02-17
• 發明（設計）人: 郭巍;楊仕文;陳益凱;伍裕江
• 申請（專利權）人: 電子科技大學;廣東通宇通訊設備有限公司
• 主分類號: H01P1/18
• 分類號: H01P1/18;H01Q3/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于天線工程技術領域，具體來說是一種適用于TD-SCDMA基站電 調智能天線的小型化移相器。

背景技術

在移動通信迅速發展的今天，每個區域的不同時間用戶的數量、密度是 不同的，為了適應這種變化，達到最佳的收發狀態，常常需要調整天線波束的下 傾角。

在常規的通信基站中，天線波束下傾角的調諧是依靠安裝在天線上的機 械傾斜裝置的。設備管理人員經常需要攀爬到架設的天線上面，手工旋轉天線， 以達到粗略調整波束傾角的目的。當然這種方法費時費力，完全不能滿足實時通 信的需要。因此電可調的智能天線成為一種全新的發展趨勢。

電調智能天線可在控制室內利用電控開關或是電控機械裝置控制移相 器，這樣可以很方便的改變各個陣元的饋電相位，從而改變整個天線陣的波束指 向。這種方法節約了人力，同時可以做到基本無延時的調整波束下傾，完全能夠 滿足不斷改變通訊條件的實時通信的需要。

移動天線使用的連續可變移相器，其具體實現方法有兩種，一種是改變 導體與接地平面之間材料的介電常數。另一種方法是改變信號傳輸路徑的長度。

第一種方法典型的如中國專利96193925.7，是由三個單元組成的天線 陣。該天線陣的移相器是由介質微帶板，介質滑動板和底板構成。介質微帶板上 刻有微帶線和分支線。當介質滑動板沿縱向移動時，與一個輻射體連接的微帶曲 線段內的信號傳輸速率被減小，與另一個輻射體連接的微帶曲線段內的信號傳輸 速率被增加。造成一個相位超前，另一個相位滯后，各自相對于中間的輻射單元 的相位差分別是+p，-p，以此實現波束掃描。這種相位器存在有如下不足：隨著 介質片介電常數ε_r的增大，帶來的插入損耗也迅速增大，而高ε_r低插入損耗的 介質是很難得到的，而且價格極其昂貴。如果使用低ε_r的材料，要得到相同的相 移，介質塊滑動的距離就很大，必然會造成整個移相器的體積增大。可見這種移 相器在減小體積，降低損耗，避免失配，降低成本等幾個方面均存在著很大的弊 端。

又如中國專利申請號03154962.4一種名為“混合移相器和功率分配器” 的電調移相器，其可變移相器部分包括傳輸線和一個位于電介質區域內位置可變 的電介質片。電介質片與傳輸線的位置決定了傳輸信號相位的改變。此種移相器 在現有通信基站中已經廣泛投入使用。但在一定的體積內此種移相器的移相范圍 顯得比較窄。或者說在達到一定移相范圍的條件下，這種結構的電調移相器體積 偏大，還有很大改進的空間。因此，若將該電調移相器直接應用于TD-SCDMA智 能天線，必然使天線尺寸大幅度增加。

在改變信號傳送路徑長度的方法中，最典型的是中國專利申請號 00802132.5中描述的“高頻移相器組件”。其特征在于至少有另一個與第一帶 狀導體段同心設置的帶狀導體段，備有另外的連接導線，由此至少間接地從饋電 導線到各個配屬帶狀導體段的分接部分產生電連接，在至少兩個帶狀導體段上， 在相互錯置的分接點上至少兩對不同的天線輻射器以不同的相位角可控。這種結 構非常節省空間，有較高的集成密度。但在這設計當中，要單憑大小弧之間的一 級階梯變化實現多個輸出端口和輸入端口之間的阻抗匹配較為困難，這對于電調 天線的傳輸特性和駐波比都有比較大的影響。

同樣，在中國專利申請號200480026435.8中描述了一種稱之為“具有功 率分配功能的移相器”。這種移相器最大的特點是不像在常規移相器中包含的桿 形相位延遲單元，此移相器的相位延遲單元形狀像弧形梳，這樣在輸出端和移相 單元之間的信號距離較大，從而使信號延遲最大化。但是這種金屬間摩擦滑動式 移相器存在一個很大的問題就是易腐蝕，且在大功率下金屬間非緊密連接易出現 打火現象。且在不同下傾角工作的時候，天線的一致性變差。再者，這種移相器 本身結構復雜，成本較高，不利于大規模生產加工。

發明內容

本發明鑒于上述技術背景實現，目的在于提供一種電調移相裝置以 解決上述問題。其新穎性在于通過對傳輸線結構的發明和創新，可以使此移相器 與傳統移相器相比能夠在同樣體積的情況下實現更大范圍的相移，或者說可以在 與傳統移相器相移范圍等同的情況下顯著縮小移相器的尺寸。

本發明提供了一種用于TD-SCDMA基站電調天線的小型化移相器，它 包括以下基本方案和其它實施方案。