可调的恒定阻抗移相器的利记博彩app

本发明总体上涉及可调的恒定阻抗移相器领域。

背景技术：

具有浸没在相对于空气的相对介电常数为ε_r的均匀电介质中的场的、普通传输线中的横向电磁TEM模式的电磁波的速度因子VF为

因此，固定长度的传输线的输入和输出之间的相对相位可以通过改变周围材料的有效相对介电常数或者相对于由空气包围的线的量的由电介质包围的线的量而变化。

TEM传输线的特征在于其特性阻抗Z和其相速度v。这两个参数是通过每单位长度的电容C和感应系数L给出：

电容与传输线的相对介电常数ε_r成比例，并且电容和感应系数均取决于传输线的横截面。具体地，感应系数将随着导体间的距离而增加。普通的电缆不能被用于输送每秒钟数百万到数十亿次地反转方向的射频范围内的或更高频率的电流，因为能量易于如无线波束那样辐射离开电缆，从而引起功率损耗。射频电流也易于从电缆中诸如连接器和接头的不连续处反射，并朝向源头沿着电缆行进返回。这些反射充当瓶颈，阻碍信号功率到达目的地。传输线使用专门的结构和阻抗匹配，从而以最小的反射和功率损耗输送电磁信号。大多数传输线的显著特征在于，它们沿其长度具有均匀的横截面尺寸，使它们具有称为特性阻抗的均匀阻抗，从而防止反射。传输线的类型包括平行线(梯形线、双绞线)、同轴电缆、带状线和微带线。电磁波移动通过给定的电缆或介质的频率越高，则波的波长越短。当电缆的长度长于所传输频率的波长的重要片段时，传输线成为必要的。

在使用如现有技术中描述的移动电介质的移相器中，传输线的阻抗随着电介质的移动而变化。这可能是一个问题。

US3005169，“Fye”，1961年公开了一种旨在克服这些问题中的一些的微波移相器。然而，Fye例如没有公开如何能够实现所公开的“外板”和适合的地之间的连接。

技术实现要素：

实现克服或至少减轻上述缺点的移相器将是有利的。特别地，令人满意的是能够实现具有恒定的线路阻抗的移相器。

为了更好地解决这些问题中的一个或多个，提供了一种具有在独立权利要求中限定的特征的移相器。优选的实施例在从属权利要求中限定。

因此，根据一个方面，提供一种可调的恒定阻抗移相器。所述可调的恒定阻抗移相器包括：

包括导电的电路通道的电路元件，

导电片，

电介质板和导电板，

其中：

所述导电的电路通道被布置在所述导电片和平行于所述导电片的平行平面之间；

所述导电板和所述导电片之间的间隔比所述导电板和所述电路元件之间的间隔更窄；

所述电介质板的边缘和所述导电板的边缘邻接，使得所述电介质板和所述导电板形成滑动构件；并且

所述滑动构件沿所述电路元件和所述导电片之间的滑动路径可移动地布置，使得所述导电的电路通道的任意点始终被包围在所述滑动构件和所述平行平面之间，并且使得与所述导电的电路通道上的点邻近的介质的相对介电常数随着所述滑动构件被移动而同时改变。

当与所述导电的电路通道上的点邻近的介质的相对介电常数被改变时，由于单位长度的电容改变，相速度v被改变。

因此，随着所述电介质板的边缘越过所述导电路径上的点，使得周围或邻近介质的相对介电常数减小，所述点处的单位长度的电容减小，并且所述点处的相速度增加。

然而，所述电介质板的边缘与所述导电板的边缘邻接，使得如果所述点离开紧邻所述电介质板处，则其进入邻近所述导电板处，其中，通过减小所述电路和地之间的有效距离，单位长度的感应系数可减小。可减小的距离也使单位长度的电容能够增加，但是当所述点邻近于所述电介质板并且当其邻近所述导电板时，所述导电板的厚度的适当选择可以使特性阻抗恒定。因此，该特征能够实现阻抗匹配，使得线路阻抗保持恒定或接近于恒定。

所述电介质板的边缘并非必须附着到所述导电板的边缘以实现有利的补偿。

在所述可调的移相器的各实施例中，电路元件和滑动构件被布置为使得所述电路元件的横向相对于所述滑动路径的部分，没有能被所述电介质板和所述导电板的邻接的边缘之间的中间边界越过的部分。

在所述可调的移相器的一个实施例中，电介质板和导电板被彼此联接，以防止它们之间的相对移动。这便于移相器的操作。例如，单个致动器可以同时操作这两个板。

在所述可调的移相器的一个实施例中，电介质板和第一导电板能彼此接合地联接。

这减少了对附加的紧固件的需要，该附加的紧固件可能另外具有例如对阻抗匹配或者对机械设计方面的不利的影响，从而影响例如尺寸或重量。

所述可调的移相器的一个实施例包括另外的导电片、另外的电介质板和另外的导电板，其中：

所述另外的板形成另外的滑动构件；

所述滑动构件和所述另外的滑动构件以固定关系对称地布置在所述电路元件的相反两侧；并且所述滑动构件被布置在所述导电片和所述另外的导电片之间。所述另外的滑动构件可具有与以上描述的所述滑动构件相同的配置，以便实现最佳对称。

两个电介质板可形成单个电介质套筒元件的两个壁部。同样，两个导电板可形成单个导电套筒元件的两个壁部。

该实施例使得导电的电路通道能够由速度改变和阻抗补偿的滑动构件有效地包围。

所述导电板可被布置为起地的作用。

所述移相器的一个实施例包括外壳。所述电路元件可以以固定关系被布置到所述外壳上。

这有利地减少了对例如滑动触点和柔性导电带的需要，滑动触点和柔性导电带可能另外增加摩擦并引入不需要的电阻。

至少一个导电片可形成所述外壳的一部分。

这有利地实现例如减小尺寸并降低装配的复杂性。

实施例可进一步包括输入连接器和输出连接器，所述连接器经由所述电路元件被流电地(galvanically)连接。这有利地减少了对所述输入连接器和所述输出连接器之间的电容性联接的需要。

关于所述外壳固定的连接器进一步有利地便于系统集成，因为由于所述移相器设计系统中的接收连接器可以不必是可移动的。

在一个实施例中，所述电路元件以分支的方式在所述输入连接器和多个输出连接器之间延伸。

该实施例解决了如何实现同步且可靠的渐进相位延迟以便实现改进的RET天线阵列的问题。

一个实施例包括多个电路元件，每个电路元件均在输入连接器和输出连接器之间延伸。

该实施例解决了如何实现同步且可靠的渐进相位延迟以便实现改进的RET天线阵列的问题。

在一个实施例中，所述滑动构件能以线性方式移动。

在一个实施例中，所述滑动构件能以旋转方式移动。

在各实施例中，所述移相器进一步包括布置为隔离所述导电板的弹簧。

在各实施例中，所述导电板被电容性地耦合至地。

值得注意的是，本发明的实施例涉及在权利要求中记载的特征的所有可能的组合。

附图说明

现在将参考附图在下面对实施例的例示并且非限制性的详细说明中更详细地描述该方面和其它方面。

图1A示出根据实施例的俯视图。

图1B和图1C示出图1中实施例的示例性替代截面侧视图。

图2A和图2B示出实施例的示例性俯视图和截面视图。

图3示出另一示例性实施例。

图4例示实施例的部件的两个极限位移位置。

图5A-图5C例示又一实施例。

图6A和图6B例示再一实施例。

所有的附图都是示意性的，不一定按比例绘制，并且通常仅示出必要的部件，以便阐明实施例，其中其它部件可能被省略。在全部说明中，相同的附图标记指代相同的元件。

具体实施方式

在本说明书中，术语“电介质”表示具有与传输线的两个导电介质间的空间中的相对介电常数ε_r,地明显不同的相对介电常数ε_r,d的材料或介质。该空间可以保持真空，例如可以被抽真空，或者可以保持诸如空气的气态介质。TEM沿传输线的一部分的传播速度是相邻材料或介质的ε_r的函数。

将参考图1描述根据实施例的可调的恒定阻抗移相器。本质上，移相器起到传输线的作用，包括被设置成使得电压可被施加在其间的两个导电构件110、120。导电构件110被称为电路元件110。第二导电构件被称为导电片120。

为了能够实现可调的恒定阻抗移相特性，移相器包括电介质构件130。该电介质构件可以成形为板，例如具有在一个表面部分与另一个表面部分之间延伸并覆盖这些表面部分的视野(perimetry)的较窄的边缘表面之间的两个相对较宽的大致平坦的表面部分的主体。移相器还包括第三导电构件140，其可以被成形为导电板140。电介质板130和导电板140均能沿着在导电片120和电路元件110之间的滑动路径移动。在该实施例中，滑动路径沿轴线x为线性的。如图1A中所例示，导电板和电介质板被成形，并且可沿滑动路径被布置为使得从垂直于滑动路径并且直接面向导电板的一个表面部分和电介质板的一个表面部分的视角看去，导电板的边缘和电介质板的边缘呈现为重合。

图1B是图1A的示例性侧视截面视图A-A。图1B例示两个板的边缘如何能够以紧密连接邻接。

图1C是图1A的另一示例性侧视截面视图A-A。为了本专利申请的目的，并且如在图1C中所例示，所述边缘也可在x-y维度中彼此邻接，同时相对于彼此沿z-轴略微移位。

板130、140均被成形并布置在一起，使得随着它们沿滑动路径移动，电路元件110上的外边缘点112被稳固地定位在导电板140的外边缘142上方(沿z轴方向)。类似地，电路元件110上的外边缘点112被稳固地定位在电介质板130的外边缘132上。板130、140形成滑动构件150。

邻接的板边缘131和141形成滑动构件150的中间边界。中间边界相对于滑动路径成角度地交叉滑动构件150。该角度可以是直角(如图1A中所例示)或者斜角(如图3中所例示)。如图1A-图1C中所例示，随着滑动构件150沿滑动路径移动，中间边界始终延伸横过导电的电路通道111，该路径被限定为上面提到的外边缘点112之间的直线或曲线，使得导电路径始终被包围在滑动构件的表面和想象中的平行平面121之间。

虽然中间边界被例示为垂直于滑动路径，但是完全可能实现具有包括不垂直于该滑动路径的部分的中间边界的滑动构件。

在图1中，滑动构件被描绘为处于为了本专利申请的目的被称为“中间(neutral)”的位置。相对于该中间位置，滑动构件可达到最大绝对位移+/-Δ。滑动构件150可优选地不移动到与导电的电路通道111上的外边缘点邻近的介质的相对介电常数随着滑动构件150被移动而同时改变的位置。

换句话说，优选地，中间边界可不越界或为实用的目的(与施加的频率有关)与导电的电路通道111的外边缘点112处于近距离。

又换言之，电介质板130和导电板140能相对于电路元件的一部分在各自的第一位置和各自的第二位置之间移动，并且被布置成使得当电介质板130和导电板140处于它们各自的第一位置时，导电板140的任何部分都不位于电路元件110的该部分和导电片120之间；电介质板130的仅一部分位于电路元件110的该部分和导电片120之间。此外，当电介质板130和导电板140处于它们各自的第二位置时，导电板140的一部分位于电路元件110的该部分和导电片120之间。

将参考图2A和2B描述根据实施例的可调的恒定阻抗移相器。

该实施例包括U形电路元件110和导电的电路通道111。与关于图1所描述的实施例相反，关于图2A所描述的实施例的导电的电路通道111的外边缘点均被布置在中间边界的相同侧上。图2A公开了在边界的电介质板侧上的外边缘点，但在某些实施例中，外边缘点可以替代地被布置在中间边界的导电板140侧上。

图2B公开一实施例，其中所述电路元件110被嵌入在具有类似构造的成对的滑动构件150、151之间。

所述成对的滑动构件被以固定关系对称地布置在电路元件110的相反两侧。

滑动构件150、155被布置在导电片120和另一导电片125之间。

电路元件110被至少部分地嵌入在导电板140和导电板145之间，在电路元件110和每个导电板140、145之间留出间隔。

每个滑动构件150、155可移动地布置在导电片120和导电片125之间，并且可沿位移轴线x移位。可移动地布置的部件可彼此联接，例如形成带状线结构，以便防止相对于彼此的相对移动。

移相通过沿位移轴线x将可移动地布置的部件移位一定距离使得等效传输线的电长度改变来实现。如在图2A中看到的，U形的电路元件110被进一步成形成弯曲状，以形成从电路元件110的支腿(leg)中的每一个横向延伸并且至少部分地从滑动构件150、155之间伸出的第一端和第二端。每个电路元件110的末端可以由未嵌入滑动构件150、155内的连接器(图2A中未示出)终止。

图2B是如图2A所示的实施例的侧视截面视图。在该实施例的实施方案中，滑动构件150、155形成具有7mm的总高度的带状线结构。电介质板130、135为3mm厚，并且导电板140、145为1.55mm厚。带状线结构的位移维度的长度为110mm并且被布置在外壳内，以允许滑动构件从中间位置±Δ的位移，其中Δ＝15mm。

电介质板的边缘与导电板的边缘邻接，使得如果所述点离开紧邻电介质板处，则其进入每单位长度的电感可通过减小电路路径和地之间的有效距离而降低的导电板的邻近处。减小的距离也将导致每单位长度电容的增加，但是当所述点与电介质板相邻并且当它与导电板相邻时，导电板厚度的适当选择将使特性阻抗恒定。

如图2B中所例示，为了在导电板140、145之间保持适当的间隔，移相器可以包括被布置为隔离导电板140、145的弹簧147。

导电板140、145与导电片120、125之间的间隔可以比导电板140、145与电路元件110之间的间隔更窄。

图4A例示沿所述位移轴线(x-轴)处于对应于+Δ的第一极限位置的滑动构件150。在该位置，移相器100提供最小相位延迟。

图4B示出处于对应于-Δ的第二极限位置的移相器。在该位置，移相器100提供最大相移。

图4中公开的实施例被设计为使得可能的总位移长度2Δ比支腿的沿位移轴线平行延伸的部分更短，并且被布置为使得电路元件110没有横向相对于位移轴线的部分可以被越过，或者邻近于电介质板130、135和导电板140、145之间的中间边界。

可调的恒定阻抗移相器可被封装在外壳160中。

电路元件110可以以固定关系被布置到外壳160上。如例如图2中所例示，导电片120、125可以形成外壳160的一部分。

移相器100可包括输入连接器162和输出连接器164，所述连接器被经由所述电路元件110电连接。

分支电路元件：

现在将关于图5描述移相器100的实施例。在该实施例中，电路元件110在输入连接器162和多个输出连接器164之间以分支的方式延伸。

该实施例可以被类似地配置为参考图2描述的实施例，但包括两个U形部分。

与关于图2所描述的实施例相反，各自的U形支腿上的弯曲部形成沿y维度以相同方向(而不是如其它实施例中的情况那样以相反方向)垂直延伸的第一端和两个第二端。当有一对用于每个U形电路元件部分的可移动的电介质板130时，一个导电板140被布置成操作为用于两个U形部分的移动地。

如图5C中所例示，每个可移动电介质板130、135被能接合地联接到布置成操作为移动地的移动导电板140、145。此外，图5C示出包括在移相器100的实施例中的两个弹簧147。每个弹簧147用于将两个导电板140、145彼此隔离并且与电路元件110分离，使得每个导电板140、145距离接地的外壳160比距离电路元件110更近。每个导电板140、145可因此被电容性地联接到接地的外壳160，并且被布置成操作为浮置地。

电路元件110的各部分被布置为使得电路元件110的横向相对于位移轴线的各部分，没有可在导电板140、145和电介质板130、135之间被越过或邻近导电板140、145和电介质板130、135之间的中间边界的部分。

该实施例提供了一种用于1700-2700MHz的提供两个不同相移的线性移相器。

将参考图6A和图6B描述根据另一实施例的移相器100。

该实施例提供了一种用于618-960MHz的能旋转的移相器，由四个输出连接器164提供四个不同的相移，并且另外的输出连接器163提供最小相移，即在总共五个“相移”中，一个相移最小，因为输出连接器163和输入连接器16之间的电路元件没有任何部分可以邻近电介质。

根据该实施例的移相器可以被与参照前面的图描述的实施例类似地配置，并且可以被有利地关于由角度位移维度α、径向维度r和深度维度z限定的柱面坐标系而不是用于描述前面的实施例的具有x、y、z维度的坐标系来描述。

如图6B所例示，该实施例包括电路元件110的四个U形部分。关于包括能旋转地移动的板的该实施例和其它实施例，术语“电路元件的U形部分”应被理解为表示在一端由直线部分连接的具有α-维度中的相同的圆心角的两个同心圆弧，所述直线部分构成了U形的“底部”，并且在r-维度中延伸。

电介质板130、135的边缘和导电板140、145的边缘邻接，使得电介质板130、135和导电板140、145形成滑动构件150、155；并且滑动构件150、155沿着电路元件110和导电片120、125之间的滑动路径可移动地布置，使得导电的电路通道111中的任一点始终被包围在滑动构件150、155和平行于导电片120的平行平面之间，并使得邻近导电的电路通道111上的点的介质的相对介电常数随着滑动构件150、155被移动而同时改变。

板130、140均被成形并布置在一起，使得随着它们沿滑动路径移动，电路元件110上的外边缘点被稳固地定位在导电板140的外边缘上方(沿z轴方向)。类似地，电路元件110上的外边缘点被稳固地定位在电介质板130的外边缘上。板130、140形成滑动构件150。

邻接的板边缘131和141形成滑动构件150的中间边界。该中间边界相对于滑动路径成角度地交叉滑动构件150。该角度可以是直角。随着滑动构件150沿旋转的滑动路径移动，该中间边界移动横过限定为上述外边缘点之间的直线或曲线的导电的电路通道111，使得导电路径111始终被包围在滑动构件150、155之间。

在该实施例中，每个滑动构件150、155是圆形的，并且可在滑动路径中围绕其视野的旋转对称轴线转动。

电路元件110的每个U形部分的一部分被嵌入在成对的电介质板130、135之间。每个U形部分的其它部分被至少部分地嵌入在成对的导电板140、145之间，在电路元件110和每个导电板140、145之间留出填充空气的间隔。

每个电介质板130、135被可移动地布置在外壳内，并且可被围绕旋转对称轴线以位移角度α旋转地移位。每个导电板140、145被可移动地布置在外壳160内，并且可以被以相同的位移大小α移位。可移动地布置的部件可被彼此联接，例如形成带状线结构，以便防止彼此之间的相对移动。

相移是通过将滑动构件150、155旋转一角度α使得输入连接器162和输出连接器164之间的相移改变来实现的。

可移动的电介质板和可移动的接地板被布置在外壳内，以允许可移动的板自中间位置的±α位移。最大位移A可以是+/-50度。

图6中所公开的移相器实施例被设计为使得可能的总位移角度2A小于U形传输线的同心支腿的圆角(circular angle)，并且被布置为使得电路元件110没有径向延伸的部分可以被越过、在导电板140、145和电介质板130、135之间或者邻近导电板140、145和电介质板130、135之间的中间边界。如图6中进一步例示，带有各自相关联的滑动构件150、155的多个电路元件110可在z-维度中被堆叠。

虽然例如Fye简要提及引入多个传输线以提供多个同步相移，但是Fye没有公开或甚至暗示如何能够实现这样的实施例。

Fye没有公开如何实现结合增加的可调的恒定阻抗移相和多个同步移相的移相器，或者如何克服这样的实施例中引入的电介质和空气之间的不连续的阻抗匹配方面的问题。

为了以仰角扫描波束，可以例如在基站天线阵列中应用所谓的远程电调(RET)。信号可被馈送到包括在天线阵列中的多个天线元件，使得每个天线元件以特定延迟接收信号。每个天线元件以阵列中的每个元件之间的渐进的相位延迟接收信号。该相位延迟与频率成线性比例，从而在各元件之间实现恒定的时间延迟。

天线阵列可在数个方向上具有同样强度的辐射，即具有多个主波束。这些非预期的辐射波束被称为栅瓣，并且当天线元件的间距过大时，可在均匀间隔的阵列中发生。

为了减少严重栅瓣的发生，需要能够在操纵波束时对至少四个天线元件施加相移。

通常，基站天线阵列所需的常见扫描包含下倾角，从而天线阵列的辐射模式在水平面上具有一个零点(第一零点或第二零点)。

对于在长度L上具有恒定线性激励且在水平面上具有第一零点的竖直定向的天线阵列而言，下倾角DTA可约为DTA_约＝λ/L。

为了实现水平面上的零点，可在天线阵列中的最顶部天线元件和最底部天线元件之间应用几何延迟差2Δ＝λ。

本发明的实施例解决了如何实现移相器传输线的内部部件和外部部件之间的可靠的信号路径的问题。本发明的实施例进一步解决了如何实现同步且可靠的渐进相位延迟以实现改进的RET天线阵列的问题。

本领域的技术人员应认识到，本发明绝不限于以上描述的实施例。相反，在所附权利要求的范围内，许多修改和变形是可能的。

此外，所公开的实施例的变形可以由技术人员在实践所要求保护的发明时通过研究附图、公开的内容和所附权利要求来理解和实现。在权利要求中，词语“包括”不排除其它元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”并不排除多个。事实上，某些措施被记载在相互不同的从属权利要求中，并不表示这些措施的组合不能被用于获益。