控制電調天線下傾角的非線性算法的製作方法

2023-09-20 13:31:35

專利名稱：控制電調天線下傾角的非線性算法的製作方法
技術領域：
本發明涉及基站天線技術領域，尤其涉及一種控制電調天線下傾角的非線性算 法。
背景技術：
電調天線具有大幅度降低天線下傾角的運營維護成本和提高工作效率等優點，因 而隨著電調天線相關技術的不斷成熟以及通信網絡的建設，電調天線的使用必將日益廣 泛，各個頻段、各個水平波束寬度和各個增益的不同類型的電調天線也將逐漸走向整個通 信網絡。同時，作為控制電調天線下傾角的機械機構移相器也會隨著各類型的電調天線發 展而各不相同。移相器由於移相原理和設計方法的不同，其位移量與電下傾角度的變化的 關係並不是單一的線性關係，而是多樣性的變化關係。但目前電調天線的電下傾角調節控 制器均是只能進行線性變化過程的調節，基本是只能適用於相應的某一種類型的電調天 線，其使用範圍單一，有很大的局限性。因此，隨著電調天線相關技術的發展需求，對目前的下傾角調節的控制算法進行 改進設計，特別是實現對電下傾角的非線性調節，針對各類型的電調天線不同規律變化的 電下傾角高精度、可靠的調節控制已經顯得尤為重要。

發明內容
本發明的目的就在於克服現有技術存在的缺點和不足，提供一種控制電調天線下 傾角的非線性算法。將本算法應用於電調天線控制系統，可實現對不同類型的電調天線進 行各種規律變化的電下傾角角度調節，以解決現有的電下傾角控制系統中普遍存在的使用 範圍單一等局限問題，提高遠程控制調整工作的合理性、安全方便性以及適用的廣泛性。本發明的目的是這樣實現的本發明的工作平臺是一種現有的電調天線遠端控制系統，在控制系統中的控制器 內設置有一種控制電調天線下傾角的非線性算法(簡稱算法)的軟體；該算法包括下列步 驟第1、保存控制對象電調天線各個型號關聯的參數以及各個型號的電調天線每個 下傾角度相對於0位基準的調節轉動圈數；第2、當接收到調整電調天線的命令信息時，根據信息確定所要調節的電調天線的 類型、以及確定所控制電調天線的關聯參數；第3、調節電調天線的目標下傾角度是根據所控制的電調天線的角度調節轉動參 量以及當前下傾角度確定調節轉動方向和轉動量。其工作原理是本算法存儲各類型的電調天線關聯參數，應用本算法可以簡單地實現對不同類型 的電調天線進行電下傾角的調整；本算法結合了非線性原理以及各種控制電下傾角的移相原理，實現各種規律變化的下傾角角度調整控制，精度達到AISG標準控制精度0. 1度要求，適應移相器研製發展的 需求；本算法結合非線性控制原理，按AISG協議規定研製的電調天線遠端控制系統，具 有結構簡單、靈活性大、角度調節精度高和軟體升級方便的優點，適用於移動通信中各類型 的電調天線的電下傾角角度的遠端調節。本發明與現有技術相比具有下列優點和積極有益效果1、應用基於本算法的控制器對不同型號的電調天線進行調整，只需要根據目標控 制對象電調天線的關鍵技術參數(頻段、水平波束寬度和增益)就可以方便地實現控制不 同類型的電調天線，克服了目前需要更換相應型號的遠端控制器或是更改遠端控制器內部 程序的不足；2、本算法可以有效地實現精確調整電調天線的電下傾角角度，無論是線性還是非 線性規律變化的下傾角角度都可以得到精確的控制，解決了目前遠端控制器的控制算法只 能調整線性變化下傾角的缺陷；3、本算法實現了根據當前進行的操作即時存儲相關的參數，包括所設置的天線關 鍵技術參數、電調天線型號、以及校準細節和下傾角角度等，方便以後再次操作控制該電調 天線時，進行信息的查詢，清楚了解電調天線的狀況，提高了電調天線的整體控制性能；總之，本算法使用方便，調節精度高，適用於移動通信中各類型的電調天線的電下 傾角角度的遠端調節。


圖1是電調天線遠端控制系統的結構方框圖；圖2是本算法的實現流程圖；圖3是應用本算法的電調天線遠端控制系統調節電調天線時測量得到的垂直方 向圖。圖中1-控制器；2-防雷模塊；3-電源模塊；4-AISG 通信模塊；5-電機驅動模塊；6-步進電機；7-電調天線。A-第 1 曲線；B-第 2 曲線；C-第 3 曲線。
具體實施例方式以下結合附圖和實施例詳細說明。一、關於電調天線遠端控制系統
如圖1，電調天線遠端控制系統包括控制器1、防雷模塊2、電源模塊3、AISG通信 模塊4、電機驅動模塊5、步進電機6和電調天線7 ；防雷模塊2、電源模塊3、AISG通信模塊4和電機驅動模塊5分別與控制器1連接；控制器1、電機驅動模塊5、步進電機6和電調天線7依次連接；所述控制器1包含有MCU主控模塊和本算法的軟體及儲存模塊。工作原理由於電調天線遠端控制系統的控制對象電調天線7的下傾角變化並不是單一化， 不同類型的電調天線7由於其內部的移相器的設計移相原理和設計方法差異，其傳動結構 也就各不相同，即下傾角角度變化與移相器的位移量變化的規律各不相同，從而驅動移相 器移動的步進電機6所要轉動的圈數各不一樣；而對於同一類型的電調天線7每個下傾角 度間變化與移相器位移量的變化是具有某種規律，可能是線性、也可能是非線性，則移動每 一個角度需要步進電機6轉動的圈數也是不一樣的。鑑於此設計了本算法，應用於電調天線控制系統的控制器1，控制器1輸出非線性 控制信號通過電機驅動模塊5控制步進電機6轉動，進行電調天線7下傾角角度調節，適應 各類型的電調天線7的需要。在控制器1內存儲有各種類型的電調天線7的電下傾角調整參量天線類型號、天 線校準信息、天線當前和目標下傾角等關聯信息，以及存儲各個類型電調天線的每個下傾 角度需要步進電機6轉動的圈數。二、關於算法1、第1步驟如表1，對第1步驟進一步說明。表1中這些數值量是以0度為基準、以0.5度為步進的電調天線每個下傾角角度 對應步進電機6轉動的圈數，記錄在控制器1的儲存區。其它類型的電調天線每個下傾角 度也都對應有類似所述實例的轉動圈數，也是記錄在控制器1的儲存區。而對於記錄中沒 有的小數角度值所需要相應轉動的圈數，如小數部分為0. 1 0. 4之間或是0. 6 0. 9之 間，採用插值算法，根據相鄰的整數度和半度在存儲區中記錄的圈數計算得出。表1應用實例800M、65°、15dBi電調天線的每個下傾角度的轉動圈數
權利要求
1.一種控制電調天線下傾角的非線性算法，基於電調天線遠端控制系統，其特徵在於 控制系統中的控制器內設置的本算法包括下列步驟第1、保存控制對象電調天線各個型號關聯的參數以及各個型號的電調天線每個下傾 角度相對於0位基準的調節轉動圈數；第2、當接收到調整電調天線的命令信息時，根據信息確定所要調節的電調天線的類 型、以及確定所控制電調天線的關聯參數；第3、調節電調天線的目標下傾角度是根據所控制的電調天線的角度調節轉動參量以 及當前下傾角度確定調節轉動方向和轉動量。
2.按權利要求1所述的非線性算法，其特徵在於第1步驟以0度為基準、以0.5度為步進的電調天線每個下傾角角度對應步進電機(6)轉動的 圈數，記錄在控制器(1)的存儲區；小數部分為0. 1 0. 4之間或是0. 6 0. 9之間，採用 插值算法，根據相鄰的整數度和半度在存儲區中記錄的圈數計算得出。
3.按權利要求1所述的非線性算法，其特徵在於第2、3步驟的實現流程是①當接收到調整電調天線7的命令信息時，開始(01)；②獲取電調天線7的相關參量(02)，包括電調天線的類型和天線校準信息；③獲取當前角度和指令控制的目標角度(03)；④根據得到電調天線的類型和當前角度及指令控制的目標角度，從存儲區中分別獲 取當前角度和目標角度相鄰近的整數度和半度的角度相對於0度基準所需要的轉動圈數 (04)；⑤分別調用插值算法函數計算出當前角度和目標角度相對於0度基準的所需要的轉 動圈數(05)；⑥確定當前的轉動方向是前向或後向，並分析計算得出所需要的電機轉動步數(06)；⑦驅動步進電機6前向或後向轉動計算得出的步數到達指令的目標角度，而不必進行 尋找到零位再調節需要的角度，實現電調天線各個電下傾角的閉環調節(07)；⑧結束(08)。
全文摘要
本發明公開了一種控制電調天線下傾角的非線性算法，涉及基站天線技術領域。本發明基於電調天線遠端控制系統，其特徵在於控制系統中的控制器內設置的本算法包括下列步驟第1、保存控制對象電調天線各個型號關聯的參數以及各個型號的電調天線每個下傾角度相對於0位基準的調節轉動圈數；第2、當接收到調整電調天線的命令信息時，根據信息確定所要調節的電調天線的類型、以及確定所控制電調天線的關聯參數；第3、調節電調天線的目標下傾角度是根據所控制的電調天線的角度調節轉動參量以及當前下傾角度確定調節轉動方向和轉動量。本算法使用方便，調節精度高，適用於移動通信中各類型的電調天線的電下傾角角度的遠端調節。
文檔編號H01Q3/32GK102064388SQ20101053611
公開日2011年5月18日 申請日期2010年11月9日 優先權日2010年11月9日
發明者程季, 陳羿伊 申請人:武漢虹信通信技術有限責任公司