一種腔體式移相器的製作方法
2023-06-09 21:27:04 2
本發明涉及移動通信基站天線領域，特別涉及到一種腔體型移相器。
背景技術：
移相器是電調天線的核心部件，電調天線通過移相器機械聯動，改變天線輻射單元之間的相對相位變化，從而實現波束傾角的調節，達到調整和優化網絡覆蓋的目地。
天線結構中，移相器一般放置於天線背面，微波網絡不可避免的產生後向輻射，對天線前後比指標造成惡劣影響。所以，一般對移相器的微波網絡採取屏蔽措施，以減輕其後向輻射帶來的天線前後比惡化的影響，最有效的屏蔽措施就是採取腔體結構，目前很多主流設計採用該種方式。
中國專利《一種移相器、天線》CN 102881963 B，公布了一種由金屬腔體，金屬接地塊，金屬連接件，同軸電纜組成的腔體移相器。其金屬連接件橫向擴展於金屬腔體的一側，帶來較大的空間浪費，造成移相器寬度尺寸過大，這對目前多頻多埠天線的設計來說，帶來空間布局困難；其金屬接地塊上焊接有同軸電纜，且一根同軸電纜對應一個金屬接地塊，螺釘和接地塊的使用數量過多，互調控制難度較大；其接地塊通過螺釘緊固的方式與薄片形式的金屬連接件共同形成接地結構，且連接基片為薄片結構，易接觸不良，帶來互調隱患。
同樣的，專利《一種微波器件》CN 205790294 U，採用一種導通裝置橫向於腔體縱長方向將傳輸電纜與腔體進行焊接，仍未解決移相器橫向寬度尺寸過大的弊端。同時，單組導通裝置採用兩組螺釘將其固定於金屬腔體上，當移相器採用多輸入多輸出方式時，螺釘數量將成倍增加，既造成整體成本增加，互調隱患風險也成倍加大。再者，傳輸電纜焊接後自然折彎半徑過大，且傳輸電纜折彎附近無支點支撐，在電纜焊接折彎應力最為集中的區域，趨於傳輸電纜自重作用下，易出現電纜扭曲受力、外導體破裂、芯線斷裂等情況，這都將造成器件互調不穩，甚至電性能失效。
中國專利《腔體式微波器件》CN 104037475 A，公布了一種可用於移相器等微波器件的腔體結構，其腔體壁縱向延伸面設有布線槽，電纜外導體可以直接焊接在布線槽上，內導體穿過腔體側壁的通孔與內部的微波網絡焊接。該專利通過電纜外導體與布線槽直接焊接的方式實現接地和電連接，由於布線槽為長條槽型結構，焊接時整個金屬腔體都為熱傳導體，導致電纜外導體與腔體布線槽焊接時需要的溫度較高，焊接時間長，易造成流錫，焊點發黑等問題，影響互調；又由於為滿足焊接需要，整個腔體需要進行電鍍處理，當移相器微波網絡為多路設計時，需要的腔體長度較長，電鍍面積較大，造成急劇的成本上升。
同時，移相器還設有多層介質板，其通過縱向平移來調節微波網絡的相位變化。為實現該功能，需配套相應的介質板連接銷及傳動轉接件來進行驅動。現有技術領域普遍採用螺釘或塑料連接銷將多層介質板進行串接，然後增加額外的轉接件與驅動裝置進行二次連接。該方式需至少兩個以上零件進行裝配，既造成物料成本增加，也給裝配誤差帶來多次疊加，並容易出現裝配脫落風險。再者，現有連接銷串接方式普遍為從中間向兩端分別固定多個介質板。這種方式易造成串接時介質板被連接銷頂住而造成變形，影響移相器性能。
技術實現要素：
本發明目的在於提供一種新的移相器腔體結構，從而提供一種低成本，低互調，小型化的腔體型移相器，以克服現有腔體型移相器技術和成本上的不足。
為實現該目的，本發明採用如下技術方案：
一種腔體型移相器，包括腔體、絕緣卡、饋線座、介質板、微波網絡、傳動銷和同軸電纜，傳動銷將多層介質板進行串接；
所述腔體內包含兩個子腔，各子腔的兩內側壁上設有用於固定微波網絡的導槽；所述腔體外側壁一側設凹型槽，凹型槽對應微波網絡埠處分別開有螺釘孔及外側壁過線孔；
所述饋線座正面中間為螺釘固定孔，上下分別設有焊接槽，焊接槽端部設有與腔體凹型槽處相對應的焊接槽過線孔；饋線座背面設有凸臺；
所述絕緣卡正面設有與凸臺相應的通孔，通孔上下兩邊設有與饋線座相對應的絕緣卡過線孔；
同軸電纜的電纜外導體段焊接在所述饋線座焊接槽上，所述絕緣卡過線孔對準所述饋線座過線孔，將絕緣卡通孔套於所述饋線座背面的凸臺上；將所述饋線座上電纜內導體對準所述腔體上的外側壁過線孔，用螺釘固定在所述腔體凹型槽上，將電纜內導體焊接在微波網絡埠上。
而且，所述腔體上壁對應微波網絡埠處設有操作孔；通過所述腔體上壁處的操作孔，將電纜內導體焊接在微波網絡埠上。
而且，所述絕緣卡在絕緣卡過線孔旁設有兩個卡線槽，同軸電纜尾部固定於卡線槽上。
而且，所述絕緣卡通孔高度小於所述饋線座凸臺高度。
而且，所述介質板端部設一臺階面，臺階面上設有由一個圓柱型孔和以此圓柱型中心線對稱的方型孔疊加而成的異型槽孔，異型槽孔長邊方向與所述介質板驅動平移方向保持一致。
而且，所述傳動銷底部設有由一個中間圓柱型和多個以此柱型中心對稱向兩端延伸的方型柱組成的凸臺；所述傳動銷頂部為一方型通槽結構，槽中間為一圓型限位柱，槽頂部邊緣處設有楔型倒扣。
而且，所述傳動銷垂直插入所述介質板的異型槽孔中，傳動銷的凸臺貫穿全部介質板的異型槽孔後，經旋轉將外接的傳動拉杆上圓型限位孔固定於傳動銷頂部的圓型限位柱上，繼續旋轉至傳動銷上的楔型倒扣與傳動拉杆形成自鎖。
本發明應用於基站電調天線的腔體式移相器，尺寸小，互調低，成本低，且結構簡單，易於裝配，可用於各種通信制式的電調天線中，具有廣泛的應用價值，具備重要的市場價值。本發明所述的傳動銷，採用集成化設計，將多個零件功能集成一體，安裝簡易。
與現有技術相比，本發明有益效果主要體現在以下方面：
1.饋線座採用「立」式結構，緊貼在腔體側壁，且一個饋線座可以焊接兩路同軸電纜，接地結構的數量減少一半。饋線座縱向設置焊接槽，保證電纜有效焊接長度，同時大大縮小移相器的體積，非常有利於多埠天線的布局。
2、僅需一個螺釘電連接饋線座和腔體實現雙極化移相器的兩路接地，大大減少饋線座和螺釘數量，且饋線座和腔體之間通過絕緣卡隔離，減少非線性連接，實現了移相器的低互調。
3、絕緣卡尾部區域設有多個卡線槽，用於固定電纜，避免同軸電纜受力而破壞電纜外導體處的焊點，降低互調隱患。
4、同軸電纜和饋線座可以實現線下自動化焊接，由於為非強導熱性金屬焊接結構，焊接效果好，焊接時間短，避免焊接時間過長帶來的焊點發黑，流錫等影響互調因素，易於實現移相器的低互調。
5、腔體無需電鍍，大大降低了移相器的成本費用，非常利於工程應用，大批量生產。
6、腔體一體拉擠成型，饋線座一體壓鑄成型，結構簡單，易於裝配。
7、傳動銷採用直插式集成化設計，代替傳統連接銷及傳動轉接件的搭配使用，減少零件多重裝配帶來的誤差疊加，同時避免串接介質板時所造成的介質板變形。
附圖說明
圖1為本發明實施例所述的一種腔體式移相器的立體結構示意圖；
圖2為圖1所示的移相器局部放大圖；
圖3為圖1所示的移相器A-A剖面圖；
圖4為本發明實施例所述的腔體的立體結構示意圖；
圖5為本發明實施例所述的絕緣卡正面的結構示意圖；
圖6為本發明實施例所述的絕緣卡背面的結構示意圖；
圖7為本發明實施例所述的饋線座正面的結構示意圖；
圖8為本發明實施例所述的饋線座背面的結構示意圖；
圖9為本發明實施例所述的介質板的結構示意圖；
圖10為本發明實施例所述的傳動銷的結構示意圖；
圖11為本發明實施例所述的傳動銷裝配工作示意圖；
圖中：
10—腔體，101—子腔，1011—導槽，102—外側壁，1021—外側壁過線孔，103—凹型槽，1031—螺釘孔，104—腔體上壁，1041—操作孔；
20—絕緣卡，201—絕緣卡上表面，202—絕緣卡過線孔，203—異型通孔，204—卡線槽，205—絕緣卡下表面，206—異型通孔外側面；
30—饋線座，301—螺釘固定孔，302—焊接槽，3021—焊接槽過線孔，303—饋線座下表面，304—異型凸臺，3041—凸臺頂面，3042—凸臺側面；
40—同軸電纜；
50—螺釘；
60—介質板，601—異型槽孔，602—介質板底面；
70—傳動銷，701—底部凸臺結構，7011—凸臺上檯面，702—方槽上表面，703—方槽限位柱，704—方槽側壁面，705—方槽內側壁，706—楔型倒扣
80—傳動拉杆，801—拉杆限位孔，802—拉杆側壁。
具體實施方式
為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將結合本附圖和實施例對本發明技術方案做詳細地闡述。顯而易見地，下文所描述的實施例及附圖僅僅是本發明的一部分實施例，對於本領域普通技術人員來講，在沒有做出創造性勞動的前提下，凡基於本發明的技術方案所作的任何修改、改進等，均包含在本發明的保護範圍之內。
如圖1至圖8所示，一種移相器1，包括腔體10、絕緣卡20、饋線座30、介質板60、傳動銷70、同軸電纜40，具體實施時設置相應的微波網絡，在必需的地方採用螺釘50連接。
所述腔體外側壁一側為凹型槽。內側壁一側為全封閉結構，另一側開有多個過線孔和螺釘孔，過線孔開孔位置對應微波網絡的功分埠，微波網絡的每一個功分埠對應的側壁上設有兩個過線孔和一個螺釘孔。具體實施時，可設置過線孔和螺釘孔90°垂直於腔體側壁，螺釘孔設在腔體外側壁凹型槽上，兩個過線孔上下對稱設於腔體外側壁上直通至腔內。進一步地，所述子腔的上壁在微波網絡的埠位置開有操作孔，便於微波網絡埠與同軸電纜的內導體焊接。
如圖4所示，實施例中所述腔體10包括兩個子腔101，分別用於天線正極化和負極化，子腔101由封裝壁上下隔開，子腔101的兩內側壁中心位置上縱向設置有導槽1011，用於固定微波網絡。所述腔體10的外側壁102設有凹型槽103。內側壁一側為全封閉結構，另一側對應微波網絡埠處開有兩個外側壁過線孔1021和螺釘孔1031。所述子腔101的腔體上壁104在微波網絡的埠位置開有圓形的操作孔1041。所述腔體10優選工藝為鋁合金一體化拉擠成型。
所述微波網絡為基於PCB基材介質板的懸置帶線結構，所述微波網絡置於所述子腔101的導槽1011上，微波網絡兩側為介質板60，因此共有四層介質板。所述微波網絡為多埠功分電路。
所述饋線座正面中間為螺釘固定孔，上下分別設有焊接槽，焊接槽端部設有與腔體凹型槽面處相對應的焊接槽過線孔；饋線座背面設有凸臺。
如圖7和圖8所示，所述饋線座30的正面中間為螺釘固定孔301，上下為縱向設置的半圓型的焊接槽302。半圓型的焊接槽302一端分別垂直設有焊接槽過線孔3021，具體實施時設置有兩個焊接槽過線孔3021分別對應兩個子腔101。所述饋線座30背面為異形凸臺304，凸臺兩側面為平整面，參見饋線座下表面303處，異形凸臺304包括頂面3041和側面3042。所述饋線座30優選工藝為鋅合金壓鑄成型。
所述絕緣卡正面設有與凸臺相應的通孔，該通孔兩側面為與所述饋線座兩側面相匹配的平整面；通孔上下兩邊設有與饋線座相對應的絕緣卡過線孔。通孔內側面與所述饋線座的凸臺面相套接，外側面與所述腔體外側壁凹型槽相匹配。進一步地，所述絕緣卡在絕緣卡過線孔旁設有兩個卡線槽，可在沿半圓型焊接槽方向尾部設有兩個圓型卡線槽，能有效固定同軸電纜，避免因同軸電纜受力而破壞電纜外導體與饋線座焊接槽的焊點。
如圖5和圖6所示，所述絕緣卡20正面設有一異型通孔203，異型通孔203上下兩邊對稱設有與所述饋線座30相對應的絕緣卡過線孔202，因此實施例設有兩個絕緣卡過線孔202，穿過絕緣卡上表面201和絕緣卡下表面205。所述絕緣卡20的異型通孔203高度小於所述饋線座30的凸臺304高度。所述絕緣卡套在饋線座的背面凸臺結構上，其餘部位絕緣腔體和饋線座，既保證了饋線座凸臺部分與腔體的接地處理，又隔離其餘非接地部位，有效防止互調非線性因素的產生。所述絕緣卡20沿所述饋線座30的半圓型焊接槽302方向尾部設置有兩個卡線槽204，實施例採用圓形的卡線槽204。
所述介質板為條狀注塑成型件，每個介質板端部設一臺階面，臺階面上設有由一個圓柱型孔和以此圓柱型中心線對稱的方型孔疊加而成的異型槽孔。異型槽孔長邊方向與所述介質板驅動平移方向保持一致。
如圖9所示，所述介質板60的端部設有一個由圓孔和以此圓孔中心線對稱分布的方型通孔疊加組成的異型槽孔601，參見圖中介質板底面602。
所述傳動銷底部設有由一個中間圓柱型和多個以此柱型中心對稱向兩端延伸的方型柱組成的凸臺結構。進一步地，所述傳動銷頂部設有一方型通槽結構，槽中間設有一圓型限位柱；所述方型通槽頂部邊緣設有楔型倒扣側壁。
如圖10所示，所述傳動銷70底部設有由一個中間圓柱面和以此圓柱面中心線對稱向兩端延伸的方型柱面組成的底部凸臺結構701，可參見凸臺上檯面7011；所述傳動銷70頂部為方型通槽結構，槽中間設一圓型的方槽限位柱703，方槽內部可參見方槽上表面702、方槽側壁面704和方槽內側壁705，槽頂部邊緣處設有楔型倒扣706。
安裝時，同軸電纜40折彎至90°，將電纜外導體焊接在所述饋線座30的焊接槽302上。所述絕緣卡20上的絕緣卡過線孔202對準所述饋線座30上的饋線座過線孔3021，將絕緣卡20套於所述饋線座30背面的異型凸臺304上，使饋線座30的下表面303與絕緣卡20的上表面201相接觸，絕緣卡20異型通孔203兩側面與所述饋線座30上凸臺304的兩側面3042形成接觸限位，同步將同軸電纜40尾部固定於所述絕緣卡20的卡線槽204上。將所述饋線座30上的同軸電纜40內導體對準所述腔體10側壁102上的外側壁過線孔1021，用螺釘50將所述饋線座30及所述絕緣卡20固定在所述腔體10的凹型槽103上，所述絕緣卡20的下表面205與腔體10的外側壁102相接觸，所述絕緣卡20的異型通孔203上的異型通孔外側面206與所述腔體10的凹型槽103的側面相接觸達到限位。通過所述腔體10的上壁104處的操作孔1041，將同軸電纜40的內導體焊接在PCB上的微波網絡(未標號)埠上。
示例性地，如圖9至11，所述介質板60端部處設有一異型槽孔601，所述傳動銷70底部是由一個中間圓柱面和多個以此圓柱面中心線堆成向兩端延伸的方型柱面組成的凸臺701。所述傳動銷70頂部為一方型通槽結構，槽中間為一圓型限位柱703，槽頂部邊緣處設有楔型倒扣706。所述傳動銷70垂直插入所述介質板60的異型槽孔601中，所述傳動銷70的凸臺701貫穿介質板60的異型槽孔601，當凸臺的上檯面7011超過全部所述介質板60的底面602後，沿順時針方向旋轉一定角度直至所述傳動銷70的頂部方槽側壁面704與外接的傳動拉杆80的側壁802方向平行，將傳動拉杆80上的拉杆限位孔801套於所述傳動銷70頂部限位柱703上，使傳動拉杆80底面與所述傳動銷70的方型通槽上表面702相接觸，繼續旋轉所述傳動銷70至所述傳動銷70方型通槽內側壁705與所述傳動拉杆80的拉杆側壁802方向平行，所述傳動銷70上的楔型倒扣706與所述傳動拉杆80形成自鎖。
綜上所述：
本發明實施例所提供的移相器，通過饋線座縱向設置焊接槽與同軸電纜進行焊接，套入絕緣卡進行絕緣和限位，絕緣卡上設卡線槽同步固定電纜，採用單個螺釘使之與腔體側壁上設置的凹槽及螺釘孔固定。與現有方式相比，該方式一方面解決了移相器腔體焊接質量及電鍍成本問題，另一方面限位結構及單個螺釘固定的設計，減少了物料成本，降低了金屬螺釘的非線性接觸。
本發明實施例所提供的移相器，設計了一種傳動銷，將多層介質板進行串接。所述介質板端部設有異型槽孔，將傳動銷底部凸臺與之匹配固定，旋轉達到自鎖。傳動銷頂部方型槽中間設有限位柱，槽頂部邊緣處設有楔型倒扣，與傳動拉杆實現固定。此方式採用直插式集成化設計，代替傳統連接銷及傳動轉接件搭配的方式，無需設計額外零件進行二次連接，減少零件多重裝配帶來的誤差疊加，同時避免串接介質板時所造成的介質板變形。
以上所述，僅為本發明的一種實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此。本領域的技術人員在不脫離本發明的原理或精神的前提下，還可做出若干變形和改變，本發明的範圍由權利要求及其等同物限定。