АНТЕННА И АНТЕННАЯ РЕШЕТКА С РЕГУЛИРУЕМЫМИ ФАЗОВРАЩАТЕЛЯМИ Российский патент 2018 года по МПК H01P1/18 H01Q21/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение имеет отношение к оборудованию с диэлектрическим фазовращателем. В особенности это касается своеобразного устройства антенной решетки с возможностью регулировки фазовых сдвигов и антенны. Данное устройство используется для передачи сигнала по одной общей линии передач между двумя или более портами, например, от порта ввода антенной решетки до ее питающего фидера.

Уровень техники

Электронно-распределительная антенна базовой станции посредством фазовращателей, которые находятся внутри сети формирования диаграммы направления (луча), осуществляет регулировку наклона луча (волнового пучка) антенны базовой станции, обладающей большим регулируемым диапазоном угла наклона, высокой точностью, хорошей способностью контролировать диаграмму направленности, сильной помехоустойчивостью, легкостью управления и другими преимуществами. Ввиду вышесказанного, фазовращатель является необходимым элементом антенны базовой станции. Данная часть устройства посредством изменения соответствующих фаз между элементами антенны осуществляет регулировку угла наклона луча антенны. Вследствие этого становится удобнее оптимизировать коммуникационную сеть.

В принципе, применительно к электронно-распределительной антенне базовой станции, формирование луча в сети может осуществляться двумя способами. Первый способ заключается в подключении диэлектрика к линии электропитания. В процессе передачи электромагнитного излучения подключенный диэлектрик может изменить диэлектрическую константу среды передачи, тем самым изменяя длину электромагнитных волн. Эквивалентное изменение хода электромагнитного излучения является соответствующим изменением фазы подачи тока. Второй способ заключается в изменении длины линии электропитания. Увеличение или уменьшение длины линии электропитания, то есть увеличение или уменьшение процесса электромагнитного излучения, позволяет изменить фазу питания. При использовании данного метода фазового сдвига вариация амплитуды линии электропитания мала, вносимые потери невелики, но имеются некоторые способы, которые могут привести к нелинейному изменению величины фазового сдвига, достижению более сложной структуры, плохой интермодуляции.

В патенте US 5949303 описывается своеобразная сеть формирования луча. Техническое решение заключается в следующем: метод перемещения диэлектрического листового элемента между шасси и изогнутой электросетью позволяет реализовать функции фазового сдвига. Сдвиг фаз между различными выходными портами достигается посредством различий покрывающей длины диэлектрика линии передачи, проходящей через питающую электросеть. Недостатки данного метода: ввиду того, что изогнутые витки являются взаимно параллельными, профиль данного устройства сравнительно широк. К тому же относительное положение при перебоях на выходе может привести к ограничению распределения, что неблагоприятно сказывается на уменьшении сигнала отражения и на запроектированных деталях, поддерживающих широкополосность. Наряду с этим увеличивается степень сложности конструкции фазовращателя, и в некоторых приложениях возникает контрадикция.

В патенте CN 1547788A описывается сеть формирования луча. Техническое решение заключается в следующем: посредством относительного скольжения между печатной платой с высокой степенью интеграции и цельной тонкой (удлиненной) диэлектрической пластиной достигается цель по сдвигу фаз для множества портов. Его основная идея аналогична US 5949303, однако слишком тонкая диэлектрическая пластина из-за механической прочности и материала вряд ли сможет обеспечить поддержание первоначального состояния в течение длительного срока. Деформированная диэлектрическая пластина при перемещении несет на себе неравномерную нагрузку, вследствие чего в процессе перемещения фазовращатель может заклинивать, либо это может отразиться на точности фазового сдвига и т.п.

Из вышесказанного следует, что в практическом применении предшествующего уровня техники очевидно наличие недостатков и дефектов. Однако вслед за стремительным развитием технологий мобильной связи, габариты антенны базовой станции уменьшаются, они становятся широкополосного доступа, с многочастотным диапазоном, также наблюдаются и иные тенденции развития. Для решения данных проблем необходимо приступить к развитию и созданию инновационных конструкций фазовращателя с низкой себестоимостью и высокой эффективностью.

Раскрытие сущности изобретения

Целью данной заявки является предоставить новую сеть по формированию луча с модернизированной конструкцией, направленную на устранение имеющихся недостатков в сети формирования луча, а также найти ей практическое применение.

Для достижения указанной выше цели используется следующее техническое решение.

Один из аспектов данной заявки описывает устройство антенной решетки с возможностью регулировки фазового сдвига. Данное устройство используется для передачи сигнала между общим портом ввода и двумя или более портами. Устройство включает в себя проводниковую камеру, разветвленную сеть фидеров, диэлектрический элемент и рычаг тяги (натяжной стержень). По первому краю проводниковой камеры инсталлированы порты ввода и вывода, а по второму краю установлен рычаг с диэлектрическим элементом; разветвленная сеть фидеров содержит секции металлической прямоугольной камеры трансформатора различной ширины, которые используются для уменьшения сигнала отражения, проходящего через сеть. Разветвленная сеть фидеров посредством одного или нескольких фидерных узлов соединяет часть портов ввода с портами вывода. Диэлектрический элемент содержит одну или несколько секций трансформатора для уменьшения отражения сигнала, проходящего через сеть. Вдоль второго края камеры располагается рычаг тяги, на котором зафиксирован диэлектрический элемент. Оба конца диэлектрических элементов, являющихся смежными с частью разветвленной сети фидеров, а также соединенными с первым узлом, исходящим от порта ввода, содержат секции трансформатора. Остальные диэлектрические элементы содержат секции трансформатора лишь с одного конца, наслаивающегося на разветвленную сеть фидеров, состоящую из лентообразных проводов, располагающихся внутри проводниковой камеры. Проводниковая камера образована двумя широкими стенками, расположенными в верхней и нижней частях лентообразных проводов, а также двумя узкими стенками. Лентообразные провода присоединены к портам вывода. и содержат диэлектрические пластины, к тому же они дифференцированно расположены между широкими стенками по обеим сторонам лентообразных проводов. В лентообразных проводах, подключенных к портам вывода, содержится непроводящий спейсер (изолирующий разделитель). Спейсер поддерживает лентообразный провод между широкими стенками; каждый диэлектрический элемент содержит две идентичные части. Две данные части расположены между двумя широкими стенками проводниковой камеры (полости), они дифференцированно располагаются вдоль второго края данного устройства по обе стороны части лентообразного провода. В то же время диэлектрический элемент зафиксирован на рычаге тяги, который расположен между широкими стенками проводниковой полости. Каждый диэлектрический элемент изготовлен как единое целое и содержит полый продольный паз (слот) для размещения лентообразного провода и продольное отверстие либо проход (путь) для сообщения с рычагом тяги. Каждый диэлектрический элемент содержит полый продольный паз для размещения лентообразного провода. На внутренней поверхности полого продольного паза имеется фаска, направляющая лентообразный провод, и маленький выступ, предназначенный для фиксации диэлектрического элемента на рычаге тяги. Маленький выступ вставляется в отверстие в рычаге тяги.

Необходимо пояснить, что в обычном устройстве антенной решетки с возможностью регулировки фазовых сдвигов с обратной стороны рефлектора (отражательного листа) имеется обособленная полость, подпираемая опорной стойкой. Внутри полости устанавливается устройство для фазовых сдвигов. При этом обычная антенная решетка имеет кабельное соединение. А если сравнивать описываемые в данной заявке антенную решетку или устройство регулировки фазовых сдвигов с обычной антенной базовой станции, то можно отметить, что их ключевое отличие заключается в бескабельном проектировании с заменой кабеля на лентообразный провод. Таким образом, можно значительно уменьшить размеры устройства фазовых сдвигов (и даже толщину антенны базовой станции в целом), а также уменьшить габариты антенны. Способ реализации предполагает, что рефлектор и камера (полость) фазовращателя образуют единое целое и совместно используют одну сторону, при этом они не являются независимыми друг от друга, а в имеющихся проектах рефлектор и фазовращатель являются независимыми друг от друга (обособленными) частями. Фазовращатель крепится на рефлекторе, и к тому же передаточные механизмы фазовращателя также находятся выше камеры фазовращателя. Таким образом, увеличивается высота антенны. В настоящем проекте устройство фазовых сдвигов и лентообразные провода устанавливаются непосредственно в камере рефлектора, передаточные механизмы скрыты в фазовращателе. Таким образом, можно легко уменьшить толщину антенны в целом. Поскольку в настоящей заявке для устройства антенной решетки с возможностью регулировки фазовых сдвигов применяется лентообразный провод, то, во-первых, по сравнению с кабелем вносимые потери у лентообразного провода меньше, что позволяет добиться более высокого приращения (усиления). Во-вторых, бескабельное проектирование с лентообразными проводами значительно уменьшает количество спаев, за счет чего при производстве уменьшается вероятность возникновения помехи интермодуляции, увеличивается коэффициент прохождения интермодуляции при производстве антенны, и к тому же однородность стоячих волн также очень хорошая. В-третьих, при использовании в антенне базовой станции устройства регулировки фазовых сдвигов и благодаря применяемой модуляризации упрощается производство и сборка, которые можно полностью автоматизировать. В-четвертых, при широкомасштабном производстве лентообразный провод изготавливается посредством металлургической штамповки с высокой эффективностью и низкой себестоимостью производства. В-пятых, использование устройства регулировки фазовых сдвигов антенной решетки позволяет изобрести в соответствии с требованиями по эксплуатации различные антенны с вертикальной диаграммой направленности. Для этого достаточно лишь изменить конструкцию лентообразного провода. В-шестых, если у одной антенной решетки имеется N излучателей, то, разместив N-1 фазовращателей в устройстве регулировки фазовых сдвигов антенной решетки, описываемой в настоящей заявке (при том, что все указанные N-1 фазовращатели очень легко можно уместить внутри камеры рефлектора), не произойдет дополнительное увеличение габаритов. Тогда как имеющиеся антенны могут содержать в себе лишь 1-5 фазовращателей.

Оптимизация заключается в том, что секция трансформатора диэлектрического элемента формируется посредством уменьшения ширины диэлектрического элемента.

Оптимизация заключается в том, что секция трансформатора диэлектрического элемента формируется посредством уменьшения толщины диэлектрического элемента.

Оптимизация заключается в том, что рычаг тяги изготавливается из материала теплового удлинения (термического расширения), к примеру металл или стекловолокно (фибергласс).

Оптимизация заключается в том, что разветвленная сеть фидеров образована лентообразными проводами, располагающимися внутри проводниковой камеры. Проводниковая камера образована двумя располагающимися в верхней и нижней частях лентообразного провода широкими стенками, а также двумя узкими стенками.

Оптимизация заключается в том, что проводниковая камера выполнена в виде металлического профиля методом экструзии (т.е. с помощью технологии сжатия).

Оптимизация заключается в том, что проводниковая камера содержит набор продольных направляющих выпуклых фиксирующих секций, которые располагаются на широкой внутренней поверхности камеры вблизи второго края.

Оптимизация заключается в том, что каждый диэлектрический элемент состоит из двух идентичных частей, которые расположены между широкими стенками проводниковой камеры. Две данные части дифференцированно расположены по обеим сторонам частей лентообразного провода. Диэлектрический элемент зафиксирован на рычаге тяги.

Оптимизация заключается в том, что каждый диэлектрический элемент выполнен как одно целое, к тому же он содержит использующиеся для укладки лентообразного провода продольные полые пазы, а также продольные отверстия либо проходы, предназначенные для соединения с рычагом тяги.

Оптимизация заключается в том, что каждый диэлектрический элемент содержит используемые для его укладки, выступающие и фиксирующие продольные направляющие прорезы на внутренней поверхности широких стенок.

Оптимизация заключается в том, что диэлектрический элемент изготовлен из пластмассы способом экструзии.

Оптимизация заключается в том, что каждый диэлектрический элемент содержит предназначенные для вхождения ленточных проводов продольные полые пазы. На внутренней поверхности продольных полых пазов устанавливаются фаски, направляющие ленточные провода, а также маленькие выступы, служащие для установки диэлектрического элемента на рычаге тяги. Маленькие выступы погружаются в отверстия в рычаге тяги.

Оптимизация заключается в том, что диэлектрический элемент изготавливается как единое целое, что достигается посредством литьевого формования (с помощью форм для литья под давлением). Кроме того, на диэлектрическом элементе делается как минимум один прорез, который применяется для регулировки площади соприкосновения диэлектрического элемента с питающей сетью.

Оптимизация заключается в том, что как минимум часть лентообразных проводов, соединенных с портами вывода, содержит диэлектрическую пластину. К тому же они расположены дифференцированно по обеим сторонам лентообразного провода между широкими стенками.

Оптимизация заключается в том, что пластина диэлектрического элемента изготавливается из материала с низкой диэлектрической константой, которым является полиэтиленовая пена (вспененный полиэтилен).

Оптимизация заключается в том, что как минимум часть лентообразных проводов, соединенных с портами вывода, содержит не проводящий электрического тока спейсер (изолирующий разделитель), который поддерживает лентообразные провода между широкими стенками.

Оптимизация заключается в том, что лентообразные провода складываются на одной стороне пластины нижнего слоя диэлектрического элемента. Пластина поддерживает лентообразные провода между широкими стенками.

Оптимизация заключается в том, что пластина верхнего слоя диэлектрического элемента располагается над лентообразными проводами на пластине нижнего слоя диэлектрического элемента.

Оптимизация заключается в том, что лентообразные провода складываются по обеим сторонам на тонкой пластине диэлектрического элемента.

Оптимизация заключается в том, что хотя бы один фидер, располагающийся между узлом и портом вывода, содержит волновое сопротивление, которое как минимум на 20% превышает волновое сопротивление выходного порта и соединенной с выходным портом части (секции) трансформаторов.

Другой аспект в данном документе раскрывает вид антенны, включающей в себя устройство данной заявки. Из них, по меньшей мере, два антенных элемента непосредственно или через коаксиальный кабель подключены к выходному порту указанного устройства.

Положительными результатами настоящей заявки являются следующие: описанное устройство антенной решетки, позволяющее регулировать фазовые сдвиги, спроектировано по принципу фазового сдвига методом проникновения диэлектрика. Сеть питания с высокой степенью интеграции. Соединение осуществляется при помощи лентообразных проводов. Отсутствуют нелинейные электрические узлы соединения. Имеются хорошие характеристики интермодуляции. Диэлектрические элементы устанавливаются в направляющие пазы, за счет чего достигаются низкая погрешность передачи, высокая точность наклона, беспрепятственная передача. К тому же во время движения диэлектрического элемента вектор фазового сдвига изменяется линейно.

Питающая электросеть с высокой степенью интеграции, спроектированная без электрических кабелей, позволяет сделать очень малыми вносимые потери всей электрической цепи. Вносимые потери в 3GHz составляют около 0.3dB. Таким образом, использование антенны базовой станции с данной технической конструкцией дает более высокий коэффициент усиления.

Металлические лентообразные провода питающей электросети с высокой степенью интеграции, спроектированной без электрических кабелей, могут быть изготовлены с помощью технологии штамповки, что более экономично по сравнению с электрическим кабелем.

Питающая электросеть с высокой степенью интеграции, спроектированная без электрических кабелей, может быть сконструирована как одна модульная часть. При производстве можно проводить автоматизацию, что позволит уменьшить число привлекаемых к производству рабочих на 80 человек и снизить себестоимость, тогда как для проекта с электрическими кабелями полная автоматизация производства с использованием роботов невозможна.

Краткое описание чертежей

На фигуре 1 – схематическое изображение внутренней структуры сети формирования луча как пример осуществления данной заявки.

На фигуре 2 – схематическое изображение общего вида сети формирования луча как пример осуществления настоящей заявки.

На фигуре 3 – схематическое изображение общего сечения плоскостью сети формирования луча как пример осуществления данной заявки.

На фигуре 4 – схематическое увеличенное изображение структуры диэлектрического элемента как пример осуществления данной заявки.

На фигуре 5 – схематическое изображение внутренней структуры сети формирования луча как другой пример осуществления данной заявки.

На фигуре 6 – схематическое изображение общего вида сети формирования луча как другой пример осуществления данной заявки.

На фигуре 7 – схематическое изображение общего сечения плоскостью сети формирования луча как другой пример осуществления данной заявки.

На фигуре 8 - схематическое изображение общего вида устройства объединенной сети формирования луча как пример осуществления данной заявки.

На фигуре 9 - схематическое изображение сечения плоскостью двуслойной металлической камеры устройства объединенной сети формирования луча как пример осуществления данной заявки.

На фигуре 10 - схематическое изображение общего сечения устройства объединенной сети формирования луча как пример осуществления данной заявки.

На фигуре 11 - схематическое изображение внутренней структуры устройства объединенной сети формирования луча как пример осуществления данной заявки.

Осуществление изобретения

Устройство антенной решетки с возможностью регулировки фазовых сдвигов по настоящей заявке включает в себя: порт ввода; по меньшей мере, два порта вывода; питающую электросеть, которая будет соединять порты ввода и вывода; диэлектрическую подложку, поддерживающую питающую электросеть; рычаг тяги; зафиксированную на рычаге тяги пластинку (лепесток) диэлектрического элемента; прямоугольную металлическую камеру (полость). Питающая электросеть с высокой степенью интеграции. Между элементами решетки, соединенными с антенной решеткой, питающая электросеть без использования электрических кабелей, а с использованием лентообразных проводов интегрирована в питающую электросеть. Питающая электросеть зафиксирована между двумя диэлектрическими подложками, поддерживающими электросеть. С двух торцов проводниковой камеры имеются отверстия, остальные стороны запечатаны. Так образуется цельная удлиненная прямоугольная камера (полость). Питающая электросеть, оснащенная диэлектрическим блоком, устанавливается по одну сторону прямоугольной камеры. Блок диэлектрического элемента фиксируется на рычаге тяги согласно проекту. Верхние и нижние диэлектрические блоки диэлектрических элементов зажимаются (крепятся) между лентообразными проводами питающей электросети. Сверху блоков диэлектрических элементов имеются направляющие пазы. По другую сторону металлической камеры имеются направляющие пазы и направляющие фиксаторы. Направляющие фиксаторы в металлической камере крепятся в направляющих пазах блоков диэлектрических элементов, а рычаг тяги помещается в направляющих пазах металлической камеры. Таким образом, посредством сдвига с места рычага тяги, упомянутые изолированные диэлектрические блоки перемещаются по плоской поверхности питающей электросети. Такая новая структура сети формирования луча показывает, что, если у одной антенной решетки имеется N излучателей, то в данной сети формирования луча будет иметься N-1 фазовращателей. Вследствие этого между горизонтальной и вертикальной плоскостями порождается высококачественная диаграмма направленности. К тому же в таком новом проекте в питающей электросети между соединенными в антенной решетке элементами решетки не используются электрические кабели. Они интегрированы в питающую электросеть с помощью лентообразных проводов.

Питающая электросеть с высокой степенью интеграции. В питающей электросети между соединенными в антенной решетке элементами решетки не используются электрические кабели. Они интегрированы в питающую электросеть с помощью лентообразных проводов. Питающая электросеть зафиксирована между двумя симметричными изолированными диэлектрическими подложками, поддерживающими электросеть. Над изолированными диэлектрическими подложками имеются фиксированные отверстия, закрепляющие питающую электросеть. Длина изолированных диэлектрических подложек должна быть больше длины питающей электросети. Ширина питающей электросети должна превышать ширину изолированных диэлектрических подложек. На портах ввода и вывода питающей электросети отсутствует крышка изолирующей диэлектрической подложки.

Если у одной антенной решетки имеется N излучателей, то в данной сети формирования луча будет содержаться N-1 фазовращателей.

Камерой с установленной питающей электросетью является длинная проводниковая камера (полость), имеющая отверстия с двух сторон. На боковой стенке более узкой стороны проводниковой камеры имеются отверстия для монтажа портов ввода и вывода. На более широкой поверхности имеются крепежные отверстия для изолированных диэлектрических подложек.

На одной из внутренних сторон проводниковой камеры имеются направляющие пазы и направляющие фиксаторы (крепежи, зажимы). Питающая электросеть с установленными изолированными диэлектрическими подложками расположена на внутренней стенке камеры, на стороне с отверстиями. На передвижном (скользящем) рычаге тяги зафиксирована пластина диэлектрического элемента.

Пластины диэлектрического элемента (диэлектрические листовые элементы) вертикально симметричны. Посередине имеется узкий глубокий паз, доходящий до низа, но не проходящий сквозь него.

Лентообразные провода расположены между узкими глубокими пазами пластины диэлектрического элемента. На одной стороне пластины диэлектрического элемента имеется направляющий паз. На пластине диэлектрического элемента имеется одно или несколько отверстий. Форма и количество отверстий определяются по проекту. На одной стороне в нижней части пластины диэлектрического элемента имеется колонна (базовый элемент) горячей клепки, фиксирующий стекловолоконный рычаг тяги. Пластина диэлектрического элемента может иметь в своем составе две диэлектрические пластины. Также ее можно изготовить как одно целое. На пластине диэлектрического элемента имеются фаски, которые направляют лентообразные провода. Передвижной рычаг тяги с установленной пластиной диэлектрического элемента располагается внутри камеры на той стороне, где имеются направляющие пазы и фиксаторы. Проводниковая камера с питающей электросетью – это полость, образованная одним или несколькими слоями. На другой стороне металлической камеры имеется небольшая отделенная полость. Порты ввода и вывода располагаются внутри данной малой полости.

Далее приводится детальное пояснение с конкретными способами осуществления и прилагаемыми чертежами. Приведенные примеры предназначены только для понимания и описания данной заявки и не должно быть истолкованы как ограничение.

Пример 1

В данном примере сеть формирования луча антенны базовой станции с электронным регулированием показана на фигуре 1-3. На фигуре 1 показан первый вариант осуществления настоящего изобретения, который включает в себя выходные порты 8a, 8b, 8c, 8d, 8e, порт ввода 9, а также механизм скольжения, включая блоки диэлектрического элемента 2a, 2b и 4, стекловолоконный рычаг тяги 6, скользящий захватывающий (перемещающий) блок 5. На стекловолоконном рычаге тяги 6 имеются монтажные отверстия. На боковой стороне блоков диэлектрического элемента 2a, 2b и 4 имеются пластиковые колонки (опоры). Посредством технологии горячей клепки блоки диэлектрического элемента 2a, 2b и 4 закрепляются на стекловолоконном рычаге тяги 6. Скользящий захватывающий блок 5 подвергается большому натяжению. Для использования нами был выбран скользящий захватывающий блок 5 из POM. Аналогичным образом, на одной стороне скользящего захватывающего блока 5 также запроектирована цилиндрическая колонна. С помощью технологии горячей клепки она будет зафиксирована на стекловолоконном рычаге тяги 6. Между двумя идентичными диэлектрическими подложками 7 зажат лентообразный провод 3. На диэлектрической подложке имеются монтажные отверстия 10a, 10b, 10c. Применение пластмассового крепежа либо пластмассовая горячая клепка позволяют надежно зафиксировать лентообразный провод 3 между двумя подложками. На одной боковой стороне металлической камеры 1 делается прорезь. Выходные порты питающей электросети 8a, 8b, 8c, 8d, 8e, входной порт 9 устанавливаются как раз в этих прорезях. Как показано на фигуре 2, лентообразный провод 3, оснащенный диэлектрической подложкой 7, посредством пластмассовых заклепок 11a, 11b, 11c, 11d, 11e фиксируется в металлической камере (полости) 1. Выходные порты 8a, 8b, 8c, 8d, 8e, входной порт 9 остаются снаружи металлической камеры 1. Стекловолоконный рычаг тяги 6 может быть использован в качестве мерила (шкалы).

На фигуре 3 показано сечение всей камеры. Стекловолоконный рычаг тяги 6 расположен в направляющем пазе 14 металлической камеры 1. На блоках диэлектрического элемента 2a, 2b и 4 имеется направляющий паз 13. Направляющий паз 13 закладывается в металлической камере 1 на направляющем зажиме 12. На пластине диэлектрического элемента имеется фаска 21a. Как показано на фигуре 4, при регулировке фазовращателя данная фаска 21a направляет лентообразный провод. Лентообразный провод 3 располагается в длинном узком пазе (выемке) в блоках диэлектрических элементов 2a, 2b и 4. При перемещении скользящей каретки пластина диэлектрического элемента передвигается вдоль направляющего паза металлической камеры и направляющего места. Такая конструкция позволяет избежать проблемы c механической прочностью, вызванной длинным диэлектрическим блоком. Точность фазового сдвига высокая, а стоимость производства низкая.

Пример 2

В данном примере сеть формирования луча антенны базовой станции с электронным регулированием показана на фигурах 5-7. Данный пример, по существу, аналогичен примеру 1. Однако с одной стороны вводных портов 50a, 50b, 50c, 50d, 50e, выходного порта 511 добавилась небольшая камера (полость) 512. Как показано на фигуре 5, содержится металлическая камера 51, на металлической камере 51 имеются отверстия 50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 511, лентообразный провод 53, диэлектрический блок подложки 55, на котором имеются фиксирующие монтажные отверстия 57. Посредством пластмассовой горячей клепки либо пластмассовых винтов или других крепежных деталей лентообразный провод 53 зажимается между двумя идентичными диэлектрическими блоками подложки 55 и устанавливается по одну сторону входных и выходных портов 511, 50a, 50b, 50c, 50d, 50e. Блоки диэлектрических элементов 52, 54, 56 посредством пластмассовой горячей клепки фиксируются на стекловолоконном рычаге тяги 59. Скользящий захватывающий (перемещающий) блок 58 из материала POM точно так же посредством горячей клепки фиксируется на стекловолоконном рычаге тяги 59. Как показано на фигуре 7, 73 – место клепки. Стекловолоконный рычаг тяги 59 располагается в направляющем пазе (выемке) 72. На скользящей каретке 58 и блоке диэлектрического элемента 56 имеются направляющие пазы 71. Они располагаются в направляющем фиксирующем зажиме 74. На блоке диэлектрического компонента имеется длинный узкий паз (выемка). Его поперечное сечение имеет фаску (скос) 70. При перемещении рычага тяги 59 данная фаска 70 выполняет свою регулирующую функцию по направлению лентообразного провода. Как показано на фигуре 6, на поверхности металлической камеры имеются фиксирующие отверстия 60a, 60b, 60c, 60d, 60e. С помощью пластмассовых заклепок диэлектрическая подложка 55 и лентообразный провод 53 закрепляются в камере. 61a, 61b, 61c, 61d, 61e – это проделанные на поверхности камеры отверстия для портов вывода. 62 – это проделанное на поверхности камеры отверстие для порта ввода. 512 – это небольшая полость с закрытыми портами ввода и вывода. В биполярной антенне данный проект может эффективно подавлять соединение (сопряжение).

Пример 3

В данном примере устройство сети формирования луча антенны базовой станции с электронным регулированием показано на фигурах 8-11. На самом деле, данное устройство создано путем сложения двух сетей формирования луча из первого примера. На фигуре 11 показана внутренняя структура первого слоя. Как показано на фигуре 11, содержится металлическая камера 110, установленная внутри питающая электросеть, лентообразный провод 101, который установлен между двумя диэлектрическими подложками 102, проходит через отверстия 113, 117 и прочно фиксируется с помощью крепежей. При этом она устанавливается на портах вывода 120a, 120b, 120c, 120d, 120e и порте ввода 121. Конец поддержки 83 находится с одной стороны. На передвижном рычаге тяги 106 закреплены блоки диэлектрического элемента 104, 114, 116. Скользящая каретка 118. С одной стороны металлической камеры 110 имеется конструкция небольшой камеры 82, в которой расположены порты ввода и вывода. Как показано на фигуре 8, камера имеет двухслойную структуру. На фигуре 9 представлен ее вид в поперечном сечении. На фигуре 8 – фиксирующие отверстия 80a, 80b, 80c, 80d. В 80e имеются фиксирующие подложку пластмассовые заклепки 102, 85a, 85b, 85c, 85d, 85e – отверстия, проделанные на внешней стороне камеры для портов вывода, 84 – отверстие для порта ввода, 83 – порт для крепления, 82 – небольшая камера. Порты ввода и вывода расположены в ней. Две полости – верхняя и нижняя – являются независимыми и изолированными между собою. Как показано на фигуре 10 более подробно, 101 и 109 – лентообразные провода верхних и нижних слоев в камере. 102 и 108 – диэлектрическая подложка. Лентообразный провод закреплен между ними. На блоке диэлектрического элемента имеется длинный узкий паз, лентообразный провод расположен в длинном узком пазе (выемке). К тому же на изолированных диэлектрических блоках 104 и 107 имеются фаски 103, их функции состоят в направлении лентообразного провода. Стекловолоконный рычаг тяги 106 расположен в направляющем пазу камеры. Скользящая каретка 105 располагается посередине направляющего зажима полости. Таким образом, при передвижении стекловолоконного рычага тяги 106, весь узел (часть) сразу сможет беспрепятственно двигаться в камере. Третий пример предназначен для проектирования длинных антенн либо для проектирования антенн с многочастотным диапазоном.

Выше были приведены лишь два предпочтительных примера использования изобретения. Но это вовсе не ограничивает каким-либо образом ее техническую область. Технические специалисты данной отрасли при развитии данного технического решения могут сделать некоторые вариации и модификации. Какие-либо изменения, трансформации и модификации в отношении вышеперечисленных примеров осуществления, опирающиеся на данное техническое содержание, в равной мере по-прежнему относятся к области технического решения настоящей заявки.

Изобретение относится к антенной технике. Регулируемое фазовращающее устройство антенной решетки для передачи сигнала между общим входным портом и несколькими портами, содержащее проводниковую камеру, разветвленную сеть фидеров, диэлектрический элемент и рычаг тяги. При этом вдоль первого края проводниковой камеры установлены порты ввода и вывода, а вдоль второго края – рычаг тяги, оснащенный диэлектрическим элементом. Разветвленная сеть фидеров содержит металлические прямоугольные части камеры трансформатора различной ширины, используемые для уменьшения отражения сигнала, проходящего по сети, и посредством фидерных узлов и частей соединяет порты ввода и вывода. Диэлектрический элемент содержит секции трансформатора, предназначенные для уменьшения отраженного сигнала, проходящего по сети. При этом на обоих концах диэлектрических элементов, смежных с частями разветвленной сети фидеров, расположенных по второму краю данного устройства, а также соединенных с первым узлом, исходящим из выходного порта, имеются секции трансформатора. Остальная часть диэлектрических элементов имеет секции трансформатора лишь с одного конца, наслаивающегося на разветвленную сеть фидеров. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Регулируемое фазовращающее устройство антенной решетки для передачи сигнала между общим входным портом и двумя или более портами, содержащее проводниковую камеру, разветвленную сеть фидеров, диэлектрический элемент и рычаг тяги; при этом

вдоль первого края проводниковой камеры установлены порты ввода и вывода, а вдоль второго края – рычаг тяги, оснащенный диэлектрическим элементом;

разветвленная сеть фидеров содержит металлические прямоугольные части камеры трансформатора различной ширины, используемые для уменьшения отражения сигнала, проходящего по сети, и посредством одного или нескольких фидерных узлов и частей соединяет порты ввода и вывода;

диэлектрический элемент содержит одну или несколько секций трансформатора, предназначенные для уменьшения отраженного сигнала, проходящего по сети; при этом на обоих концах диэлектрических элементов, смежных с частями разветвленной сети фидеров, расположенных по второму краю данного устройства, а также соединенных с первым узлом, исходящим из выходного порта, имеются секции трансформатора; остальная часть диэлектрических элементов имеет секции трансформатора лишь с одного конца, наслаивающегося на разветвленную сеть фидеров;

рычаг тяги расположен вдоль второго края проводниковой камеры.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что секция трансформатора диэлектрического элемента образована посредством уменьшения ширины диэлектрического элемента.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что секция трансформатора диэлектрического элемента образована посредством уменьшения толщины диэлектрического элемента.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упомянутый рычаг тяги изготовлен из материала с термическим расширением, например металла или стекловолокна.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что разветвленная сеть фидеров образована лентообразными проводами, расположенными внутри проводниковой камеры, при этом проводниковая камера образована двумя расположенными в верхней и нижней частях лентообразного провода широкими стенками, а также двумя узкими стенками.

6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что проводниковая камера выполнена в виде металлического профиля методом экструзии.

7. Устройство по п. 5 или 6, отличающееся тем, что проводниковая камера содержит набор продольных направляющих выпуклых фиксирующих секций, которые расположены на широкой внутренней поверхности камеры вблизи второго края.

8. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что каждый диэлектрический элемент состоит из двух идентичных частей, которые расположены между широкими стенками проводниковой камеры, при этом две указанные идентичные части дифференцированно расположены по обеим сторонам частей лентообразного провода, уложенного вдоль второго края устройства, а диэлектрический элемент зафиксирован на рычаге тяги, который расположен между широкими стенками проводниковой камеры.

9. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что каждый диэлектрический элемент выполнен как одно целое и содержит используемые для укладки лентообразного провода продольные полые пазы, а также продольные отверстия, предназначенные для соединения с рычагом тяги.

10. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что каждый диэлектрический элемент содержит используемые для его укладки выступающие и фиксирующие продольные направляющие прорезы на внутренней поверхности широких стенок.

11. Устройство по любому из пп. 8–10, отличающееся тем, что каждый диэлектрический элемент состоит из верхнего и нижнего слоев, при этом он изготовлен из пластмассы как единое целое методом литьевого формования.

12. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждый диэлектрический элемент содержит предназначенные для вхождения лентообразных проводов продольные полые пазы, при этом на внутренней поверхности продольных полых пазов установлены фаски, направляющие ленточные провода, а также маленькие выступы, служащие для установки диэлектрического элемента на рычаге тяги и погруженные в отверстия в рычаге тяги.

13. Устройство по п. 12, отличающееся тем, что диэлектрический элемент изготовлен как единое целое методом литьевого формования, при этом на диэлектрическом элементе сделан как минимум один прорез, применяемый для регулировки площади соприкосновения диэлектрического элемента с питающей электросетью.

14. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что лентообразные провода соединены с портами вывода, при этом в лентообразных проводах, соединенных с портами вывода, содержится диэлектрическая пластина; при этом они расположены дифференцированно по обеим сторонам лентообразного провода между широкими стенками.

15. Устройство по п. 14, отличающееся тем, что основная пластина диэлектрического элемента изготовлена из материала с низкой диэлектрической константой, предпочтительно из пенообразного материала, например вспененного полиэтилена.

16. Устройство по п. 14, отличающееся тем, что лентообразные провода, соединенные с портами вывода, содержат не проводящий электрического тока разделитель, который поддерживает лентообразные провода между широкими стенками.

17. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что лентообразные провода уложены на одной стороне основной пластины нижнего слоя диэлектрического элемента, при этом пластина поддерживает лентообразные провода между широкими стенками.

18. Устройство по любому из пп. 1, 5 или 17, отличающееся тем, что основная пластина верхнего слоя диэлектрического элемента расположена над лентообразными проводами на основной пластине нижнего слоя диэлектрического элемента.

19. Устройство по п. 18, отличающееся тем, что лентообразные провода уложены по обеим сторонам над основной пластиной диэлектрического элемента, при этом пластина поддерживает лентообразные провода между широкими стенками.

20. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что хотя бы один фидер, расположенный между узлом и портом вывода, содержит волновое сопротивление, которое как минимум на 20% превышает волновое сопротивление выходного порта и соединенной с выходным портом секции трансформаторов.

21. Антенна, содержащая устройство по любому из пп. 1–20, где по меньшей мере два антенных элемента непосредственно или через коаксиальный кабель подключены к выходному порту устройства, при этом указанное устройство образовано путем совмещения нескольких упомянутых сетей однопроводниковых камер.