技术领域
[0001] 本
发明涉及
微波技术领域，尤其涉及一种下沉式移相功分器。
背景技术
[0002] 控制每个天线单元的馈电
相位是控制天线阵列方向图指向的最常用方法。天线单元的馈电相位控制方法有很多，其中一种成本较低且结构紧凑的方式是用不同长度的
串联馈电线(也可以看做功分
移相器)逐个连接各个天线单元，实现相位控制。
[0003] 移相器是应用于基站电调天线的关键部件，能够改变电调天线的波束扫描
角度，即下倾角。通过调整移相器的移相
位置来改变天线波束的
覆盖范围，因此移相器的性能对基站天线的性能有决定性的作用。
[0004] 对于很多天线阵，天线单元之间的间距是有固定要求的，这就使得天线单元之间留给用于功分移相器的空间变得非常有限；同时，为了提高天线带宽，天线单元的
辐射器与地面之间间距通常会较大，使得用于设计功分移向器的微带线线宽会较宽。在上述两个因素的共同作用下，使得若采用传统方式设计功分移相器，不但体积大，而且会与天线单元辐射器之间产生强烈耦合，严重影响了天线阵列的性能。
发明内容
[0006] 本发明的目的在于提供一种下沉式移相功分器，减小了
功率分配器与相邻辐射器之间的耦合，减小了寄生效应，提升了辐射效率。
[0007] 本发明提供一种下沉式移相功分器，其包括：同轴馈电结构、平行设置的第一金属段和第二金属段、与第一金属段一侧连接的第一辐射器、与第一金属段另一侧连接的第三金属段、与第二金属段一侧连接的第二辐射器、与第二金属段另一侧连接且与第三金属段连接的第四金属段以及位于第三金属段和第四金属段下方的金属板；其中，，所述第一金属段垂直设置，第二金属段垂直设置；所述同轴馈电结构穿过金属板后与第四金属段连接。
[0008] 进一步，所述第四金属段设有贯穿孔，同轴馈电结构穿过金属板后与第四金属段的贯穿孔连接。
[0009] 进一步，所述第一金属段、第二金属段、第三金属段和第四金属段一体成型。
[0010] 进一步，所述第一金属段与第二金属段的结构相同，第一金属段与第二金属段的垂直高度均为3.5mm-4.5mm，第一金属段与第二金属段的
水平宽度均为7.1mm-8.1mm。
[0011] 进一步，所述第三金属段和第四金属段的宽度均相同。
[0012] 进一步，所述第三金属段与第四金属段之间的长度差为 30.2mm-31.2mm。
[0013] 进一步，所述第四金属段呈直线状；所述第三金属段包括与第一金属段连接的且与第四金属段位于同一水平面的第一段、与第一段垂直连接的第二段、与第二段垂直连接的第三段以及与第三段垂直连接且与第二段平行设置的第四段。
[0014] 进一步，所述第一段、第二段、第三段和第四段均呈直线状且宽度相同。
[0015] 进一步，所述第三段包括与第二段垂直连接的第三第一段、与第四段垂直连接的第三第三段以及连接在第三第一段和第三第三段之间的第三第二段，其中，第三第一段、第三第三段、第一段、第二段和第四段均呈直线且宽度相同，第三第二段也呈直线状，第三第二段的宽度小于第三第一段或第三第三段的宽度。
[0016] 进一步，所述第三段包括与第二段垂直连接的第三第一段、与第四段垂直连接的第三第三段以及连接在第三第一段和第三第三段之间的第三第二段，其中，第三第一段、第三第三段、第一段、第二段和第四段均呈直线且宽度相同；所述第三第二段包括与第三第一段垂直连接的第一竖直段、与第三第三段垂直连接的第三竖直段以及连接第一竖直段和第三竖直段的第二水平段。
[0017] 本发明通过第三金属段和第四金属段均采用下沉式设计，使得金属段的宽度可以设计得很窄，从而减小了不同金属段之间的耦合，提升了金属段的射频
信号传输效率；同时，由于下沉、第三及第四金属段都更加远离上层的辐射单元，减小了功率分配器与相邻辐射器之间的耦合，减小了寄生效应，提升了辐射效率。
附图说明
[0018] 图1为本发明下沉式移相功分器第一
实施例的结构示意图；
[0019] 图2为图1所示下沉式移相功分器的侧视结构图
[0020] 图3为本发明下沉式移相功分器第二实施例的结构示意图；
[0021] 图4为本发明下沉式移相功分器第三实施例的结构示意图；
[0022] 图5为图1、图2和图3的仿真结果图。
具体实施方式
[0023] 为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
[0024] 需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0025] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的
说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0026] 本发明提供了一种下沉式移相功分器，如图1和图2所示为下沉式移相功分器第一实施例的结构示意图，下沉式移相功分器包括：同轴馈电结构1、平行设置且均垂直设置的第一金属段2和第二金属段 3、与第一金属段2一侧连接的第一辐射器7、与第一金属段2另一侧连接的第三金属段4、与第二金属段3一侧连接的第二辐射器8、与第二金属段2另一侧连接且与第三金属段4连接的第四金属段5以及位于第三金属段4和第四金属段5下方的金属板6。其中，第三金属段4和第四金属段5采用下沉式设计(即第三金属段4和第四金属段5与第一金属段2和第二金属段3不位于同一水平面内)，第一金属段2、第二金属段3、第三金属段4和第四金属段5一体成型；同轴馈电结构1穿过金属板6后与第四金属段5连接，第四金属段5设有贯穿孔51，同轴馈电结构1穿过金属板6后与第四金属段5的贯穿孔51连接。
[0027] 其中第一金属段2与第二金属段3的结构相同，第一金属段2 与第二金属段3的垂直高度均为3.5mm-4.5mm(最好为4mm)，第一金属段2与第二金属段3的水平宽度均为7.1mm-8.1mm(最好为 7.6mm)。
[0028] 第三金属段4和第四金属段5的宽度均为1.5mm-1.9mm(最好为1.7mm)，第三金属段4和第四金属段5的特征阻抗均为100欧姆，从而使得其能够与特征阻抗为50欧姆的同轴馈电1直接相连。
[0029] 第四金属段5呈直线状，第三金属段4包括与第一金属段2连接的且与第四金属段5位于同一水平面的第一段41、与第一段41垂直连接的第二段42、与第二段42垂直连接的第三段43以及与第三段 43垂直连接且与第二段42平行设置的第四段44，其中，第一段41、第二段42、第三段43和第四段44均呈直线状且宽度相同。
[0030] 其中，第三金属段4与第四金属段5之间的长度差为 30.2mm-31.2mm(最好为30.7mm)，在本实例中用于提供180度
相位差。
[0031] 在本实施例中，第四金属段5的长度与第三金属段4的第一段 41的长度相同，第二段42的长度、第三段43的长度和第四段44的长度之和为30.2mm-31.2mm(最好为30.7mm)。
[0032] 本发明第四金属段5分别连接同轴馈电结构1和第三金属段4，实现同轴馈电结构1均与第三金属段4和第四金属段5连接，从而同时实现馈电及功率分配的功能；第三金属段4和第四金属段5长度不等用于实现相位的偏移；本发明适用于辐射单元之间有严格尺寸限制，传统移相功分器会引入与辐射单元之间强烈的耦合，从而无法设计、设置的场合。
[0033] 图3为下沉式移相功分器第二实施例的结构示意图，与上述第一实施例的区别是：第二实施例的第三段93的结构与第一实施例的第三段43不同。
[0034] 第三金属段9包括与第一金属段2连接的且与第四金属段5位于同一水平面的第一段91、与第一段91垂直连接的第二段92、与第二段92垂直连接的第三段93以及与第三段93垂直连接且与第二段92 平行设置的第四段94，其中，第一段91、第二段92和第四段94均呈直线状且宽度相同(宽度为1.5mm-1.9mm(最好为1.7mm))。
[0035] 第三段93包括与第二段92垂直连接的第三第一段931、与第四段94垂直连接的第三第三段933以及连接在第三第一段931和第三第三段933之间的第三第二段932，其中，第三第一段931、第三第三段933、第一段91、第二段92和第四段94均呈直线且宽度相同，第三第二段932也呈直线状，第三第二段932的宽度小于第三第一段 931或第三第三段933的宽度，第三第二段932的宽度为 0.5mm-0.9mm(最后为0.7mm)。
[0036] 由于第三第二段932的宽度显著小于第三段93的其他部分，第三第二段932用于提供一段高阻抗线，使得第三第二段932的功分移相器具有更好的阻抗匹配性能。
[0037] 图4为下沉式移相功分器第四实施例的结构示意图，与上述第二实施例的区别是：第三实施例的第三第二段1032的结构与第二实施例的第三第二段932不同。
[0038] 第三金属段10包括与第一金属段2连接的且与第四金属段5位于同一水平面的第一段101、与第一段101垂直连接的第二段102、与第二段102垂直连接的第三段103以及与第三段103垂直连接且与第二段102平行设置的第四段104，其中，第一段101、第二段102 和第四段104均呈直线状且宽度相同(宽度为1.5mm-1.9mm(最好为1.7mm))。
[0039] 第三段103包括与第二段102垂直连接的第三第一段1031、与第四段104垂直连接的第三第三段1033以及连接在第三第一段1031 和第三第三段1033之间的第三第二段1032，其中，第三第一段1031、第三第三段1033、第一段101、第二段102和第四段104均呈直线且宽度相同。
[0040] 第三第二段1032呈U状，第三第二段1032包括与第三第一段 1031垂直连接的第一竖直段、与第三第三段1033垂直连接的第三竖直段以及连接第一竖直段和第三竖直段的第二水平段，其中第一竖直段和第三竖直段的高度为3.5mm-4.5mm(最好为4mm)。
[0041] 第三第二段1032高于第三段103的其它部分3.5mm-4.5mm(最好为4mm)，从而在提供高阻抗线的同时，不减小线的宽度，使得整个结构能够承受更大的
加速度及应
力，提升性能的同时提高可靠性。
[0042] 可以理解地，上述各个尺寸参数只是在本实施例中的一种优化设置，其不能作为限制本发明范围的理由，该各个尺寸参数可以根据实际情况进行优化配置。
[0043] 图5为在第一实施例、第二实施例和第三实施例的|S11|性能的仿真结果，表明以上实例均可以工作在中心
频率为4.9GHz的一定频段宽度内。其中第二实施例和第三实施例的|S11|<-10dB带宽均优于第一实例。
[0044] 本发明通过第三金属段和第四金属段均采用下沉式设计，使得金属段的宽度可以设计得很窄，本发明也可以称为用于狭小空间的下沉式移相功分器，减小了不同金属段之间的耦合，提升了金属段的
射频信号传输效率；同时，由于下沉、第三及第四金属段都更加远离上层的辐射单元，减小了功率分配器与相邻辐射器之间的耦合，减小了寄生效应，提升了辐射效率。
[0045] 以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何
修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
