一种微带线功分网络的制作方法

1.本发明涉及天线馈电技术领域，尤其涉及一种微带线功分网络。


背景技术：

2.在5g(5th generation mobile communication technology，第五代移动通信技术)中，大规模阵列天线得到广泛应用。其中，给各个辐射单元进行馈电的功分网络成为天线的关键模块，提供所需的幅度和相位以达到波束赋形的目的。
3.通常，从成本和重量等方面考虑，单层介质基板的微带线功分网络是最优选择,可以实现对辐射单元提供较稳定的幅度和相位的馈电。但随着5g所使用的频段越来越高，基站天线的尺寸越来越小，同时5g天线需要安装在主设备内部，需要避让各种可能的干涉位置，因此留给功分网络布局的地方越来越小，布局的空间变得越来越紧张。尤其是在做电调基站天线时，加入移相器后，要补偿相当于移相器绝对相位长度的一段线，走线布局将变得更加困难。
4.此外，在实际样机制作阶段，为了进行垂直面方向图赋型的调整，需要对馈电的微带线功分网络部分进行相位调试，而微带线相位是由电长度的线长或者介电常数决定，对于已经蚀刻固定在微带板上的带线，修改相位有两种方式，一种是改变介电常数，一种是改变线长。改变介电常数在实际操作中比较常见的是在微带线表面涂抹一种胶，但此种方式相位改变量无法定量控制且难以批量复制。而常规改变微带线线长需要重新设计微带线走线并重新打样制作馈电pcb板,这样项目周期无形中会被延长。


技术实现要素：

5.本发明提供一种微带线功分网络，用以解决现有技术中功分网络进行相位调整设计时无法定量控制和批量复制的缺陷。
6.本发明提供的微带线功分网络，包括：
7.微带线大板和若干跨接用微带线小板；
8.所述若干跨接用微带线小板垂直于所述微带线大板接入所述微带线大板，使流过所述微带线大板的信号流经过所述若干跨接用微带线小板连通。
9.根据本发明提供的一种微带线功分网络，所述若干跨接用微带线小板为弯折走线结构。
10.根据本发明提供的一种微带线功分网络，所述微带线大板和所述若干跨接用微带线小板均包括信号金属层、介质基板层和接地金属层，所述介质基板层位于所述信号金属层和所述接地金属层之间。
11.根据本发明提供的一种微带线功分网络，所述微带线大板上的所述信号金属层为多个弯折走线结构。
12.根据本发明提供的一种微带线功分网络，所述若干跨接用微带线小板与所述微带线大板上的所述信号金属层垂直连接。
13.根据本发明提供的一种微带线功分网络，所述若干跨接用微带线小板之间的设置方式包括平行设置、垂直设置和预设倾斜角度放置。
14.根据本发明提供的一种微带线功分网络，所述若干跨接用微带线小板包括多个不同长度的跨接用微带线小板，所述多个不同长度对应多个不同相位值。
15.根据本发明提供的一种微带线功分网络，所述多个不同相位值，是基于所述多个不同长度、信号流频率、介电常数和光速常量所得到。
16.根据本发明提供的一种微带线功分网络，所述多个不同相位值，是基于所述多个不同长度、信号流频率、介电常数和光速常量所得到，具体包括：
[0017][0018]
其中，phase为相位绝对值，l为跨接用微带线小板，freq为信号流频率，εr为介电常数，c为光速常量。
[0019]
本发明提供的微带线功分网络，通过使用单层介质基板的微带线，可简化功分网络布局，即使在更多限制约束下也可实现更灵活的微带线布局，可以实现微带线交叉走线，扩展为微带线的平面布局到立体的的空间布局，能在比较小的空间实现相位改变。
附图说明
[0020]
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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。
[0021]
图1是本发明提供的微带线功分网络的整体结构图；
[0022]
图2是本发明提供的微带线功分网络的俯视结构图；
[0023]
图3是本发明提供的微带线功分网络的左视结构图。
[0024]
附图标记：
[0025]
1：微带线大板；11：信号金属层；12：介质基板层；
[0026]
13：接地金属层；2：跨接用微带线小板。
具体实施方式
[0027]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明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。
[0028]
针对现有技术中大规模阵列天线工作频段高，天线尺寸小，微带线功分网络布局复杂，且能用于补偿相位的空间小，补偿相当于移相器绝对相位那么长的线长比较困难。本发明通过加入跨接用的微带线小板，在微带线小板上进行弯折布线，最终实现了一种微带线之间可交叉走线而不会短路、能在约束受限的空间内实现更灵活相位补偿的功分网络。
[0029]
图1是本发明提供的微带线功分网络的整体结构图，如图1所示，包括：
[0030]
微带线大板和若干跨接用微带线小板；
[0031]
所述若干跨接用微带线小板垂直于所述微带线大板接入所述微带线大板，使流过所述微带线大板的信号流经过所述若干跨接用微带线小板连通。
[0032]
具体地，如图1和图2所示，采用单层介质基板的微带线的结构，包括微带线大板1，微带线结构包括信号金属层11、介质基板层12和接地金属层13；在微带线与带线要交叉的地方，在垂直于带线的方向加入跨接用微带线小板2，避免二者短路，简化走线布局；在需要补偿相位的地方，在垂直于微带线方向插入跨接用微带线小板2，在小板上提前设计可以供选择的固定电长度的微带线弯折走线，实现需要的相位值改变。
[0033]
本发明相比于现有技术，不增加额外成本，继续采用单层介质基板的微带线，打破传统平面传输线的布局空间限制，把垂直于微带线的立体空间利用起来，通过加入跨接用的微带线小板，实现微带线与微带线交叉走线而不会短路，同时简化走线布局，在较小的空间使相位可控的定量改变。
[0034]
基于上述实施例，所述若干跨接用微带线小板为弯折走线结构。
[0035]
具体地，如图2所示，垂直于微带线大板1的多个跨接用微带线小板2均为弯折线结构，弯折线的长度l可以设计为多个不同的微带线长度。
[0036]
基于上述任一实施例，所述微带线大板和所述若干跨接用微带线小板均包括信号金属层、介质基板层和接地金属层，所述介质基板层位于所述信号金属层和所述接地金属层之间。
[0037]
其中，所述若干跨接用微带线小板之间的设置方式包括平行设置、垂直设置和预设倾斜角度放置。
[0038]
具体地，如图3所示，在微带线大板1和多个跨接用微带线小板2上，均设置有信号金属层11、介质基板层12和接地金属层13。
[0039]
其中，在微带线大板1上，信号金属层11在正表面，接地金属层13在背面，介质基层板12在中间；对于多个跨接用微带线小板2，在图3的左视图中，从左至右依次为信号金属层11、介质基板层12和接地金属层13，即多个跨接用微带线小板2之间为平行排列，所有跨接用微带线小板2上的信号金属层11、介质基板层12和接地金属层13排列顺序是相同的。
[0040]
或者，多个跨接用微带线小板2可以是垂直设置，甚至在特殊情形下允许倾斜特定角度来放置，在实际空间布设时使多个跨接用微带线小板2之间实现空间避让原则即可；同时，信号金属层11、介质基板层12和接地金属层13按照同一顺序设置时，使得信号之间的隔离屏蔽效果较好，或者也可以不按照同一顺序，即相同的金属层面对面设置，此时的信号屏蔽特性会较差。
[0041]
本发明采用单层介质基板的微带线，打破传统平面传输线的布局空间限制，把垂直于微带线的立体空间利用起来，通过加入跨接用的微带线小板，实现微带线与微带线交叉走线而不会短路，同时简化走线布局，在较小的空间使相位可控的定量改变。
[0042]
基于上述任一实施例，所述微带线大板上的所述信号金属层为多个弯折走线结构。
[0043]
所述若干跨接用微带线小板与所述微带线大板上的所述信号金属层垂直连接。
[0044]
需要说明的是，如图2所示，在微带线大板1上设置的信号金属层11并不是铺满整个介质基板层12的，而是包括多个弯折走线结构。对应的，功分网络可跨接、易于补偿相位的特性通过接入跨接用微带线小板2实现，在微带线与微带线要交叉的地方，把其中之一微
带线要交叉的地方截断，在垂直于微带线的方向加入微带线小板跨接，使截断部分可通过微带线小板连通，避免微带线与微带线之间直接相连而短路，将布局的平面空间方式扩展到立体的空间，减少布局的约束和限制，从而简化走线布局，便于更快速的实现天线布局和设计。
[0045]
在需要补偿相位的地方，同样把部分微带线截断，在垂直于微带线方向插入微带线小板跨接，使截断部分可通过微带线小板连通，选择对应长度的微带线小板，实现对应需求相位所需匹配的长度的弯折走线，就可以在较小的空间实现精确的相位值的改变，且后期批量阶段具备可重复性。
[0046]
另外由于可以提前设计准备好不同长度相位关系的微带线小板,在实际样机制作阶段调试手段更快捷,可以直接选用,无需另外打样制作新的pcb微带线馈电功分网络,节省了开发的硬件成本也节省了开发时间成本。既实现了样机调试相位的模块化选择也实现了后期可直接扩展复制应用到批量整机上,避免了开发样机和后期批量的不一致性,减少了产品验证时间。
[0047]
基于上述任一实施例，所述若干跨接用微带线小板包括多个不同长度的跨接用微带线小板，所述多个不同长度对应多个不同相位值。
[0048]
其中，所述多个不同相位值，是基于所述多个不同长度、信号流频率、介电常数和光速常量所得到。
[0049]
其中，所述多个不同相位值，是基于所述多个不同长度、信号流频率、介电常数和光速常量所得到，具体包括：
[0050][0051]
其中，phase为相位绝对值，l为跨接用微带线小板，freq为信号流频率，εr为介电常数，c为光速常量。
[0052]
可选地，本发明通过设计不同的微带线长l就可以实现不同的相位绝对值，比如l1长度和l2长度，或更多可选的长度，由于具备不同的相位绝对值，在实际样机制作中可以根据需要选择对应的相位值的微带线小板来实现垂直面赋型的相位变化。一旦确认后，后期就可以在批量产品上选择此款线长的微带线小板来进行批量复制，可以精确控制批量的可重复性和可复制性，达到对相位变化量的精确控制。
[0053]
跨接用微带线小板2的电长度可提前设计其上的带线走线，具有可选的不同相位值的线长，线长l和相位绝对值phase的关系为：
[0054][0055]
其中，freq为信号流频率，εr为微带线小板的板材的介电常数，c为真空中光速常量。
[0056]
本发明通过提前设计准备好不同长度相位关系的微带线小板，在实际样机制作阶段调试手段更快捷，可以直接选用，无需另外打样制作新的pcb微带线馈电功分网络，节省了开发的硬件成本也节省了开发时间成本。既实现了样机调试相位的模块化选择也实现了后期可直接扩展复制应用到批量整机上，避免了开发样机和后期批量的不一致性，减少了产品验证时间
[0057]
基于上述任一实施例，所述信号金属层和所述接地金属层均为0.035mm的铜层，所述介质基板层为0.762mm的板材。
[0058]
在本发明所示的实施例中，信号金属层11为具有一定厚度的金属片，为0.035mm厚度的铜层；介质基板层12是具有一定厚度的介质，为0.762mm厚度、介电常数3.0的板材；接地金属层13为具有一定厚度的金属片，为0.035mm厚度的铜层。
[0059]
通过上述设置，本发明实现了可跨接、易于相位补偿的功分网络的设计，能使功分网络微带线之间交叉走线，且能在约束受限的空间内实现更灵活的相位补偿，实现方式简单且不增加额外成本。
[0060]
本发明通过提供可跨接、易于补偿相位的功分网络，采用一种可跨接、易于补偿相位的功分网络布局方法，采用单层介质基板的微带线的结构，包括具有固定电长度的可跨接用的微带线小板，微带线结构包括信号金属层、介质基板层和接地金属层；在微带线与带线要交叉的地方，在垂直于带线的方向加入微带线小板跨接，避免二者短路，简化走线布局；在需要补偿相位的地方，在垂直于微带线方向插入微带线小板跨接，在小板上提前设计可以供选择的固定电长度的微带线弯折走线，实现需要的相位值改变。
[0061]
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中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模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0062]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，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)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
[0063]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。