技术领域
[0001] 本
发明实施例涉及无线通信领域，更具体地说，涉及基站天线中的移相器。
背景技术
[0002] 高频移相器是电下倾基站天线的一个必要组件，该器件通过改变天线单元之间的相对
相位可调节天线波束的下倾
角度，从而方便通信网络的优化。通常所用的移相器结构复杂、体积较大并且移相频带相对较窄，因此在当今大规模基站天线中的使用受到了限制。
发明内容
[0003] 本发明实施例所要解决的一个技术问题是提供一种体积小、损耗低并且频带宽的移相器。根据本发明实施例，这种移相器还可以实现1分5以上的端口输出。
[0004] 根据本发明实施例，提出了一种移相器，所述移相器包括：具有第一移相部分和第二移相部分构成的第一移相单元，所述第一移相部分及第二移相部分分别包括
传动轴、输入导体、导体摆臂以及导体带，所述输入导体
枢接在所述传动轴上，所述导体摆臂的一端设置在所述传动轴上用以在所述传动轴的带动下转动并与所述输入导体电连接，所述导体摆臂的另一端与所述导体带对应设置并与所述导体带间电连接，其中，所述第一移相部分的传动轴与所述第二移相部分的传动轴间隔设置且性相互平行，所述第一移相部分的输入导体与第二移相部分的输入导体直接或者间接的电连接。
[0005] 根据本发明实施例的移相器具有体积小、损耗低的优点，有利于降低产品成本并提高产品竞争
力。与此同时，根据本发明实施例的移相器布线简单，
微波信号的线间耦合小，有利于降低移相器的设计难度并提高产品性能。根据本发明实施例的移相器还可以提供1分5的输出，并容易进行扩展，而提供更多路移相输出。
附图说明
[0006] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或
现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0007] 图1是本发明实施例的移相器的分解视图；
[0008] 图2是本发明实施例的移相器的装配图；
[0009] 图3是用来驱动本发明实施例的移相器的导体摆臂旋转的
齿轮齿条机构的示意图；和
[0010] 图4是用来驱动本发明实施例的移相器的导体摆臂旋转的联杆机构的示意图。
具体实施方式
[0011] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0012] 本发明的技术方案，可以应用于各种通信系统，例如：GSM，码分多址(CDMA，Code Division Multiple Access)系统，宽带码分多址(WCDMA，Wideband Code Division Multiple Access Wireless)，通用分组无线业务(GPRS，General Packet Radio Service)，长期演进(LTE，Long Term Evolution)等。
[0013] 基站，可以是GSM或CDMA中的基站(BTS，Base Transceiver Station)，也可以是WCDMA中的基站(NodeB)，还可以是LTE中的演进型基站(eNB或e-NodeB，evolutional Node B)，本发明并不限定，但为描述方便，下述实施例以Node B为例进行说明。
[0014] 图1是本发明实施例的移相器的分解视图。需要说明的是，图1所示为移相器的示意结构图，为了叙述方便，省略了本领域技术人员熟知的其他部件，并且本领域技术人员知道这些省略了的部件的结构以及在移相器中的用途。
[0015] 如图1所示，移相器包括位于中部的移相单元100和位于两侧的移相单元200。移相单元包括输入导体102、导体摆臂104以及导体带106，其中导体带106在输出端108A和输出端108B之间延伸，输入导体102一端与信号源连接，而另一端延伸到基本上位于导体带106中心的
节点110，导体摆臂104在摆臂输入端142和摆臂耦合端144之间延伸，导体摆臂104的摆臂输入端142在节点110与输入导体102可旋转地电连接，以使随着导体摆臂104围绕节点110旋转，导体摆臂104的摆臂耦合端144与导体带106可滑动地电连接。这里所说的电连接包括
接触式的电连接以及非接触式的电耦合连接。根据本发明实施例，节点110可以形成孔114，导体摆臂104的摆臂输入端142通过传动轴112与节点110机械地耦接，传动轴112与导体摆臂104固定连接，也就是说，导体摆臂104不能相对于传动轴
112转动，但是传动轴112可以在所述孔114中旋转。利用置于输入导体102下方的驱动机构(以下详细描述)驱动传动轴112旋转，带动导体摆臂104摆动，使得导体摆臂104的摆臂耦合端144在导体带106上滑动。从图1中可以知，所述导体带106设置在以所述传动轴112的轴线为圆心以所述导体摆臂104远离所述传动轴112的末端到所述传动轴112的轴线之间的距离为半径的圆弧上并且与所述导体摆臂104之间电连接。这里所说的电连接包括接触式的电连接以及非接触式的电耦合连接。根据本发明实施例，传动轴112以绝缘材料例如塑料制成，防止
电信号经由传动轴112传递到驱动机构。
[0016] 移相单元200包括两部分，第一移相部分由输入导体202A、导体摆臂204A、导体带206A构成，第二移相部分由输入导体202B、导体摆臂204B以及导体带206B构成，第一移相部分和第二移相部分分置于移相单元100的两侧，其中导体带206A在耦合端262A和输出端264A之间延伸，导体带206B在耦合端262B与输出端264B之间延伸，输入导体202A的一端226A与移相单元100的输出端108A上的功分节116A导电连接而另一端228A延伸到基本上位于导体带206A中心的节点210A，导体摆臂204A在摆臂输入端242A和摆臂耦合端244A之间延伸，所述导体摆臂204A的摆臂输入端242A在节点210A与输入导体202A可旋转地电连接，以使随着导体摆臂204A围绕节点210A旋转，导体摆臂204A的摆臂耦合端
244A与导体带206A的耦合端262A可滑动地电连接，输入导体202B的一端226B与移相单元100的输出端108B上的功分节116B导电连接而另一端228B延伸到基本上位于导体带
206B中心的节点210B，导体摆臂204B在摆臂输入端242B和摆臂耦合端244B之间延伸，导体摆臂204B的摆臂输入端242B在节点210B与输入导体202B可旋转地电气耦接，以使随着导体摆臂204B围绕节点210B旋转，导体摆臂204B的摆臂耦合端244B与导体带206B的耦合端262B可滑动地电气耦接。
[0017] 根据本发明实施例，与移相单元100类似，节点210A可以形成孔214A，导体摆臂204A的摆臂输入端242A通过传动轴212A与节点210A机械地耦接，传动轴212A与导体摆臂204A固定连接，也就是说，导体摆臂204A不能相对于传动轴212A转动，但是传动轴212A可以在所述孔214A中旋转。根据本发明实施例，传动轴212A以绝缘材料例如塑料制成，防止电信号经由传动轴212A传递到驱动机构。利用置于输入导体202下方的驱动机构(以下详细描述)驱动传动轴212A旋转，带动导体摆臂204A摆动，使得导体摆臂204A的摆臂耦合端244A在导体带206A上滑动。
[0018] 同样，节点210B可以形成孔214B，导体摆臂204B的摆臂输入端242B通过传动轴212B与节点210B机械地耦接，传动轴212B与导体摆臂204B固定连接，也就是说，导体摆臂204B不能相对于传动轴212B转动，但是传动轴212B可以在所述孔214B中旋转。利用置于输入导体202B下方的驱动机构(以下详细描述)驱动传动轴212B旋转，带动导体摆臂204B摆动，使得导体摆臂204B的摆臂耦合端244B在导体带206B上滑动。传动轴212B也是以绝缘材料制成。如图1所示，传动轴212A、212B相互平行，并且与传动轴112平行。
[0019] 从图1可以看出，与移相单元100类似，所述导体带206A、206B设置在以所述传动轴212A、212B的轴线为圆心以所述导体摆臂204A、204B远离所述传动轴212A、212B的末端到所述传动轴212A、212B的轴线之间的距离为半径的圆弧上并且与所述导体摆臂204A、204B之间电连接。这里所说的电连接包括接触式的电连接以及非接触式的电耦合连接。
[0020] 根据本发明实施例，如图1所示，移相单元100的输出端108A、108B可以分别与移相单元200的输入导体202A、202B的端部226A、226B形成整体或者分别在功分节116A、116B处与输入导体202A、202B的端部226A、226B
焊接在一起。
[0021] 根据本发明实施例，如图1所示，导体摆臂104的摆臂耦合端144可以形成符合导体带106的弧形部分。在摆臂耦合端144在导体带106上滑动时，弧形的摆臂耦合端144可以增大与导体带106的耦合区域，提高耦合特性。类似的，导体摆臂204A、204B的摆臂耦合端244A、244B也可以分别形成符合导体带206A、206B的弧形形状，以使得随着导体摆臂204A、204B旋转，摆臂耦合端244A、244B各自至少一部分分别与导体带206A、206B重合，提高耦合特性。根据本发明一种实施例，例如图1所示，导体带206A、206B大致为90度的圆弧。而根据本发明另一种未示出的实施例，导体带206A、206B也可以为180度的圆弧，或者为其他角度的圆弧，例如135度、120度等等，根据具体应用场合来确定。
[0022] 根据本发明实施例，导体带106大致可以为180度的圆弧，但是也可以为其他角度的圆弧，例如240度等，随着导体摆臂104旋转，导体摆臂104的摆臂耦合端144沿着导体带106滑动，使得从输入导体102输入并分别从输出端108A、108B输出的信号的传输路径长度差异发生变化，由此在输出端108A、108B获得两路移相信号。
[0023] 从输出端108A、108B的功分节116A、116B分出的一部分信号分别经由导体202A、202B传输至210A、210B，然后分别与摆臂输入端242A、242B耦合，接着分别沿摆臂204A、
204B传输，再次分别经过摆臂耦合端244A、244B与导体带206A、206B的耦合端262A、262B耦合，然后分别沿导体带206A、206B传输并最终从输出端264A、264B输出。随着导体摆臂
204A、204B旋转，导体摆臂204A、204B的摆臂耦合端244A、244B分别在导体带206A、206B上滑动，以使从输出端264A、264B输出的信号的传输路径长度差进一步发生变化，由此在输出端264A、264B获得另外两路移相信号。如果将从输入导体102输入的信号进行功分从而也输出一路信号的话，则可以实现1分5的输出，其中有两对移相信号，分别从输出端108A、
108B，输出端264A、264B输出。而且，从输出端264A、264B输出的信号的移相量不同于从输出端108A、108B输出的信号。
[0024] 根据本发明一种实施例，例如图1所示，导体带206A、206B相对设置，即导体带206A、206B弯曲方向相对，在导体摆臂204A、204B同向旋转时，例如在图1中，导体摆臂
204A、204B顺
时针方向转动时，则经由导体摆臂204A和导体带206A的信号的传输路径长度增大，而经由导体摆臂204B和导体带206B的信号的传输路径长度减小，或者导体摆臂
204A、204B逆时针方向转动时，则经由导体摆臂204A和导体带206A的信号的传输路径长度减小，而经由导体摆臂204B和导体带206B的信号的传输路径长度增大。在这两种情况下，从输出端264A、264B输出的信号的传输路径长度差都增大，因此从输出端264A、264B输出的信号的移相量大于从输出端108A、108B输出的信号的移相量。
[0025] 根据未示出的本发明另一种实施例，导体带206A、206B可以同向设置，即导体带206A、206B弯曲方向相同，在导体摆臂204A、204B同向旋转时，则经由导体摆臂204A和导体带206A的信号的传输路径长度以及经由导体摆臂204B和导体带206B的信号的传输路径长度同时减小或增大，导致从输出端264A、264B输出的信号的传输路径长度差减小，此时从输出端264A、264B输出的信号的移相量需要根据从输出端108A、108B输出的信号的传输路径长度差以及从输出端264A、264B输出的信号的传输路径长度差之间的关系来判断，本领域技术人员可以根据需要减小从输出端264A、264B输出的信号的移相量或者增大该移相量，进行自定义的调节。
[0026] 根据本发明实施例，导体摆臂204A和204B旋转的量可以相同，也可以不同，根据具体情况来设置。
[0027] 图2是本发明实施例的移相器的装配图。如图2所示并结合图1所示，利用传动轴112穿过输入导体102的节点110处的孔114以及导体摆臂104的端部142处的孔而将输入导体102与导体摆臂104机械地连接，保证输入导体102与导体摆臂104电气耦接并且导体摆臂104围绕传动轴112的
中轴线旋转。导体摆臂104的摆臂耦合端144贴合在导体带106上，与导体带106电气耦接。根据本发明实施例，在摆臂输入端142与输入导体102贴合的区域，摆臂耦合端144与导体带106贴合的区域，可以在摆臂输入端142或者输入导体102贴合表面，摆臂耦合端144或者导体带106的贴合表面设置绝缘涂层，例如环
氧树脂或者特富龙，以使导体摆臂104与输入导体102直流绝缘，摆臂耦合端144和导体带106直流绝缘。根据本发明一种实施例，可以在输入导体102的节点110处设置绝缘材料
薄膜，或者在摆臂输入端142与输入导体102贴合表面至少一个表面上设置特富龙涂层，以使导体摆臂104与输入导体102直流绝缘。
[0028] 采用相同的方式，如图2所示并结合图1所示，利用传动轴212A穿过输入导体202的节点210A处的孔214A以及导体摆臂204的端部242A处的孔而将输入导体202A与导体摆臂204A机械地连接，保证输入导体202A与导体摆臂204A电气耦接并且导体摆臂204A围绕传动轴212A的中轴线旋转。导体摆臂204A的摆臂耦合端244A贴合在导体带206A上，与导体带206A电气耦接。根据本发明实施例，摆臂输入端242A与输入导体202A贴合的区域，在摆臂耦合端244A与导体带206A贴合的区域，可以在摆臂输入端142或者输入导体102贴合表面，摆臂耦合端244A或者导体带206A的贴合表面设置绝缘涂层，例如
环氧树脂或者特富龙，以使导体摆臂204A与输入导体202A直流绝缘，摆臂耦合端244A和导体带206A直流绝缘。根据本发明一种实施例，可以在输入导体202A的节点210A处设置绝缘材料薄膜，或者在摆臂输入端242A与输入导体202A贴合表面至少一个表面上设置特富龙涂层，以使导体摆臂204A与输入导体202A直流绝缘。输入导体202B与导体带206B的连接方式以及其他特征均类似于输入导体202A与导体带206A的连接方式，不再重述。
[0029] 根据未示出的本发明实施例，可以在导体摆臂104、204A、204B的摆臂耦合端144、244A、244B处设置卡钩，用来卡在导体带106、206A、206B上，以提高导体摆臂与导体带之间的机械贴合特性。
[0030] 以下，结合具体结构说明用来驱动本发明实施例的移相器的导体摆臂旋转的机构。图3是用来驱动本发明实施例的移相器的导体摆臂旋转的齿
轮齿条机构的示意图。如图3所示，齿轮齿条机构300包括3个齿轮310、320、330，其中齿轮310用来驱动传动轴112、齿轮320用来驱动传动轴212A，而齿轮330驱动传动轴212B，由此间接驱动导体摆臂
102、202A、202B旋转。齿轮310、320、330的中
心轴312、322、332与传动轴112、212A、212B一体成形或者机械连接，例如焊接或者卡销连接，以便能分别驱动传动轴112、212A、212B转动。齿轮齿条机构300还包括齿条340，齿条340与3个齿轮310、320、330同时
啮合，以便随着齿条340平移而同步地驱动3个齿轮310、320、330转动。齿条340上可以设置有狭槽
342、344，固定地设置在齿轮齿条机构300的底座360上的卡销350、352在狭槽342、344中滑动，用来保证齿条340的移动方向。可以利用本领域已知的驱动源，例如电动
马达来驱动齿条340移动，由此为导体摆臂102、202A、202B旋转提供动力。根据未示出的本发明实施例，也可以在齿轮齿条机构300的底座360上设置与齿条340平行延伸的凸台，让齿条340不带齿的那一面在凸台的侧面滑动，由此保证齿条的滑动方向。在这种情况下，齿条340上不需要设置狭槽342、344，并且底座360上也就不需要设置卡销350、352。根据本发明的替代实施例，可以利用驱动源驱动齿轮310、320、330之中的一个齿轮，借助齿条340作为联动机构，驱动3个齿轮同时转动，由此为导体摆臂102、202A、202B旋转提供动力。
[0031] 图4是用来驱动本发明实施例的移相器的导体摆臂旋转的联杆机构的示意图。如图4所示，联杆机构400包括3个联杆410、420、430，其中联杆410用来驱动传动轴112、联杆420用来驱动传动轴212A，而联杆430驱动传动轴212B，由此间接驱动导体摆臂102、202A、202B旋转。联杆410、420、430的一端部412、422、432在一侧与联杆机构400的底座
460旋转连接，而端部412、422、432的另一侧分别与传动轴112、212A、212B机械连接，例如焊接或者卡销连接，以便能分别驱动传动轴112、212A、212B转动。联杆机构400还包括驱动
连杆440，驱动连杆440与联杆410、420、430的另一端部414、424、434旋转连接，以便随着牵引驱动连杆440，能同时围绕端部412、422、432旋转联杆410、420、430，为传动轴112、
212A、212B旋转提供动力。如图4所示，联杆430延伸地比联杆410、420更长，并且在端部
434处开设狭槽436，传动联杆450端部的卡销452设置在狭槽436中，在例如以电动马达驱动
传动连杆450时，卡销452在狭槽436中滑动，同时经由联杆434将作用力传递给驱动连杆440以及联杆410、420。
[0032] 可选地，根据本发明实施例，也可以为传动轴112、212A和212B分别提供驱动机构，例如齿轮或者联杆，并且分别提供动力来驱动传动轴112、212A和212B，以便提供更大的调节能力。
[0033] 根据本发明实施例的构思，可选择地，移相器可以仅包括由第一移相部分和第二移相部分构成的第一移相单元200。所述第一移相部分及第二移相部分分别包括传动轴、输入导体、导体摆臂以及导体带。参照图1，第一移相部分包括传动轴212A、输入导体202A、导体摆臂204A、导体带206A，第二移相部分包括传动轴212B、输入导体202B、导体摆臂204B以及导体带206B。所述输入导体212A、212B的一端枢接在所述传动轴212A、212B上，所述导体摆臂204A、204B的一端设置在所述传动轴212A、212B上用以在所述传动轴212A、212B的带动下转动并与所述输入导体202A、202B电连接。这里所说的电连接包括接触式的电连接以及非接触式的电耦合连接。所述导体带206A、206B设置在以所述传动轴212A、212B的轴线为圆心以所述导体摆臂204A、204B远离所述传动轴212A、212B的末端到所述传动轴212A、212B的轴线之间的距离为半径的圆弧上并且与所述导体摆臂204A、204B之间电连接。所述第一移相部分的传动轴212A与所述第二移相部分的传动轴212B间隔设置且相互平行，所述第一移相部分的输入导体202A远离所述第一移相部分的传动轴212A的一端226A与第二移相部分的输入导体202B远离所述第二移相部分的传动轴212B的一端226B直接或者间接的电连接。端部226A可以与端部226B直接电连接起来，并作为移相器的输入端部。或者如图1所示，将移相单元100的输入导体102、导体摆臂104以及导体带106固定不动的话，也可以看做端部226A和端部226B通过导体带106导电连接在一起。
[0034] 在这种实施例中，可以仅设置如上所述的用来驱动传动轴212A、212B的齿轮320、330，或者仅设置用来驱动传动轴212A、212B的联杆420、430。齿轮320、330可以彼此独立地驱动也可以同时被驱动。在同时驱动齿轮320、330的时候，可以设置如上所述的齿条340。
联杆420、430也可以彼此独立地驱动也可以同时被驱动。在同时驱动联杆420、430的时候，可以设置如上所述的驱动连杆440。
[0035] 根据本发明实施例的原理和构思，本领域技术人员还可以想到其他的实施方式，例如将另外的移相单元200在如图1所示的移相单元200两侧
串联，由此设计的移相器可以提供1分7的输出，或者更多端口的输出。这种扩展实施方式可以在本发明实施例的构思的
基础上，根据上述教导而方便地实现，也应该落入本发明实施例的范围之内。
[0036] 根据本发明实施例的移相器具有体积小、损耗低的优点，有利于降低产品成本并提高产品竞争力。与此同时，根据本发明实施例的移相器布线简单，微波信号的线间耦合小，有利于降低移相器的设计难度并提高产品性能。根据本发明实施例的移相器可以提供1分5的输出，并容易进行扩展，而提供更多路移相输出。
[0037] 本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及
算法步骤，能够以
电子硬件、或者计算机
软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
[0038] 所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0039] 在本
申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些
接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0040] 所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0041] 另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
[0042] 所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，
服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动
硬盘、只读
存储器(ROM，Read-Only Memory)、
随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0043] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉
本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以
权利要求的保护范围为准。
