一種電下傾角可電動調節的基站天線及其控制方法
2023-10-19 03:28:12 1
專利名稱：一種電下傾角可電動調節的基站天線及其控制方法
技術領域：
本發明涉及一種天線。具體為一種電下傾角可電動調節的基站天線及其控制方 法。
背景技術：
移動通信基站天線的下傾角可以通過調節移相器來實現。目前調節天線相位的移 相器內部的滑片的運動方式一般有旋轉運動和直線運動兩種方式。圖1為滑片採用直線運 動方式的移相器的示意圖。如圖所示，該移相器的滑片6的兩個自由端插入固定導筒7內， 所述滑片6相對所述固定導筒7左右滑動。所述滑片6通過一拉杆9帶動而移動，從而調 整所述移相器輸入輸出端相位的變化。圖2為現有的基站天線的示意圖，所述基站天線包括一直線式移相器，所述基站 天線的保護罩和端蓋未示出。調節輪5驅動螺杆1，螺杆1和滑塊2螺紋連接，滑塊2通過 一個連接件3與移相器滑片的拉杆9連接。標尺4穿過天線反射板8上的長槽與連接件3 固定。標尺4穿過天線安裝面板10和天線端蓋伸出來。螺杆1通過天線安裝面板10進行 支撐並軸向限位，使螺杆1隻轉動而不能軸向移動。因此只要旋轉調節輪5，就能帶動拉杆 9移動，其移動的距離就能通過標尺4伸出天線端蓋的長度反映出來。對於這種結構，標尺 4移動的距離和拉杆9及移相器滑片的移動的距離是相同的。由於是手工進行調節，並且依靠操作者的目測讀取確定調節的位移，因此不可避 免會產生誤差，導致調節的精度低。同時，採用這種結構對天線的下傾角進行調節，需要操 作者手動操作調節輪5，因此操作者必須走到天線旁才能進行操作，因此操作非常不便且效 率低。
發明內容
本發明解決的技術問題在於克服現有的基站天線的電下傾角調節精度低、操作不 便且效率低的缺點，提供一種電下傾角調節精度高、操作方便且效率高的電下傾角可電動 調節的基站天線。本發明提供的電下傾角可電動調節的基站天線，包括移相器、帶動所述移相器內 的滑片直線運動的螺杆以及天線控制單元，所述天線控制單元包括傳感器、控制主板和驅 動所述螺杆轉動的電機，所述控制主板用於記錄所述基站天線當前的電下傾角，當所述天 線的電下傾角變化某一角度時，所述傳感器檢測所述電機的輸出軸在該角度變化範圍內的 旋轉圈數。作為優選，所述電機的輸出軸與所述螺杆直接連接。作為優選，所述電機的輸出軸的端部為六稜柱，所述螺杆的端部帶有與所述六稜 柱相配合的內六方孔，所述電機的輸出軸與所述螺杆通過所述六稜柱與所述內六方孔的配 合相連接。作為優選，所述螺杆上設置有兩個終端止擋和設置於所述終端止擋之間的滑塊，所述螺杆的轉動帶動所述滑塊沿所述螺杆的軸線移動從而帶動所述移相器內的滑片直線 運動，所述終端止擋用於限制所述滑塊的位移。作為進一步的優選，所述終端止擋的位置可根據所述基站天線的規格沿所述螺杆 的軸線調節。作為進一步的優選，當所述天線為高頻天線時，調節所述終端止擋的位置使所述 終端止擋之間的距離變小，當所述天線為低頻天線時，調節所述終端止擋的位置使所述終 端止擋之間的距離變大。作為優選，所述傳感器為電磁傳感器。作為優選，所述基站天線還包括遠程控制裝置，所述控制主板連接有控制信號接 口，所述控制信號接口通過電纜與所述遠程控制裝置相連接。本發明還提供一種如上所述的基站天線的控制方法，包括以下步驟(1)所述螺杆帶動所述移相器內的滑片移動最大行程；(2)所述傳感器檢測所述電機的輸出軸在所述最大行程內旋轉的最大圈數；(3)根據所述天線的下傾角在滑片移動最大行程期間的角度變化和所述傳感器檢 測到的最大圈數，計算所述電機的輸出軸每旋轉一圈所述天線下傾角平均改變的度數；(4)根據所述天線需要調整到的下傾角與所述控制主板中記錄的滑片行程起始端 下傾角和行程結束端下傾角之間的差以及所述電機的輸出軸每旋轉一圈平均改變的度數， 計算所述電機的輸出軸需要旋轉的圈數；(5)控制所述電機輸出軸的旋轉，將所述天線調整到需要的下傾角。本發明所述的電下傾角可電動調節的基站天線及其控制方法和現有技術相比，具 有以下有益效果1、採用傳感器檢測電機的旋轉圈數從而來確定移相器的位移，與採用手工調節及 目測確定移相器的位移值的裝置相比，本發明的基站天線大大提高了調節的精度。2、採用電機與所述螺杆可同步旋轉地連接從而驅動螺杆轉動，所述電機與螺杆之 間不設齒輪或其它傳動或離合裝置，從而避免了傳動過程中產生的誤差，提高了電下傾角 的調節精度。3、在所述螺杆的兩端分別設置用來限制所述滑塊的位移的終端止擋，且當適用於 不同的天線時，可根據實際的需要調節終端止擋的位置，使得本發明的基站天線可適用於 不同的天線。出現故障時，在進行下一次調節前，需要將天線的下傾角調至到最大值或最小 值，可通過使滑塊行至終端止擋來實現。4、所述傳感器為電磁傳感器，不與所述電機的旋轉軸直接接觸，與接觸式的機械 或微動傳感器相比，精度高且使用壽命長。5、控制主板還可連接有控制信號接口，所述控制信號接口通過控制電纜與遠程控 制裝置相連接。操作者不需要走至天線旁進行操作，僅需將命令輸入遠程控制裝置，即可調 節天線的下傾角，因此操作方便且大大提高了效率。6、電機的端蓋與天線端板採用螺釘連接，和螺栓滑塊的連接方式相比，螺釘連接 佔用空間較小，可留出較大的空間進行安裝和拆卸操作，從而使得拆裝更方便。
圖1為滑片採用直線運動方式的移相器的示意圖；圖2為現有的電下傾角可電動調節的基站天線的部分的結構示意圖；圖3為天線原理示意圖；圖4為本發明實施例中的電下傾角可電動調節的基站天線的部分結構的剖視圖；圖5為圖4中A部分的放大示意圖；圖6為本發明實施例中的電下傾角可電動調節的基站天線的手持控制單元的結 構示意圖；圖7為本發明實施例中的電下傾角可電動調節的基站天線的手持控制單元除去 控制主板後的爆炸示意圖。
具體實施例方式圖3為天線原理示意圖。如圖3所示，電調天線具有多個輻射振子單元，通過改變 所述振子單元11的相位差即可改變天線的下傾角從而改變天線波束的輻射方向，調整移 相器的滑片的位置即是眾所周知的改變下傾角的方法。圖4為本發明的電下傾角可電動調節的基站天線的剖視圖，圖5為圖4中A部分 的放大示意圖，圖6為本發明實施例中的電下傾角可電動調節的基站天線的手持控制單元 的結構示意圖，圖7為本發明實施例中的電下傾角可電動調節的基站天線的手持控制單元 除去控制主板46後的爆炸示意圖。如圖3至圖7所示，本發明提供的電下傾角可電動調節 的基站天線包括移相器、螺杆M、與螺杆M相配合的傳動滑塊27以及天線控制單元。所述 傳動滑塊27通過連接件與拉杆與所述移相器內的滑片連接，從而使所述螺杆M能夠帶動 所述移相器內的滑片做直線運動。所述手持控制單元包括驅動所述螺杆M旋轉的電機23、傳感器41、控制主板46、 上端蓋34和下端蓋42。所述控制主板46與所述電機23電性連接，所述控制主板46接收 並處理所述傳感器41傳來信號並可向所述電機23發出命令，同時記錄所述基站天線當前 的電下傾角。操作者只需操作控制主板46即可改變天線的下傾角。當所述天線的電下傾角 變化某一角度時，所述傳感器41檢測所述電機23的輸出軸在該角度變化範圍內的旋轉圈 數。在本實施例中，所述電機23固定於所述手持控制單元的上端蓋34，所述上端蓋34與所 述天線的端板相固定，所述天線端板和上端蓋34限制所述電機23的軸向運動。在本實施 例中，所述傳感器41為電磁傳感器，所述電磁傳感器41不與所述電機的旋轉軸直接接觸， 與接觸式的機械或微動傳感器相比，精度高且使用壽命長。由於天線具有不同的尺寸及規格，例如高頻天線和低頻天線，不同的天線的最大 下傾角不同。因此，在使用該基站天線之前，需要先確定電機的輸出軸每旋轉一圈對應的天 線的下傾角的變化值。具體為採用傳感器41檢測所述傳動滑塊27自螺杆M的一端至另 一端的行程期間所述電機23的輸出軸旋轉圈數η。即用傳感器41檢測所述螺杆M帶動所 述移相器內的滑片移動最大行程的距離內所述電機23的輸出軸的旋轉圈數η。所述電機 23的輸出軸每轉一圈，電磁傳感器41輸出並記錄固定個脈衝，根據該行程內基站天線電下 傾角的變化值β，即最大下傾角，得出電機的輸出軸每轉動一圈時，基站天線電下傾角的變 化值為β/η。根據當前需要調整的角度和β/n值即可得出所需要的電機23的輸出軸的旋轉圈數。例如當前天線的下傾角為α時，該下傾角α值記錄在所述控制主板46中，如果 需要調整下傾角到Y，則所述電機23需要轉動的圈數為(Υ-α)*β/η，其中，若Υ-α為 正，則所述電機23正向旋轉，若γ-α為負，則所述電機23反向旋轉。所述天線的下傾角 調整好後，所述控制主板46記錄當前天線的下傾角值。由此可見。操作者使電機23轉動 需要的旋轉圈數，則基站天線電下傾角即會調整需要的角度，和採用手工調節及目測確定 移相器的位移值的裝置相比，本發明的基站天線大大提高了調節的精度和效率。在上述實施例中，所述電機23的輸出軸的端部為六稜柱47，所述螺杆對與所述電 機23相配合的一端為內六方孔，所述電機23的輸出軸與所述螺杆M通過所述六稜柱47 與所述內六方孔配合相連接，從而實現所述電機23直接帶動所述螺杆M同步旋轉，而不需 要其它的傳動或離合裝置，避免了傳動過程中產生的誤差，提高了電下傾角的調節精度。電 機23的輸出軸帶動所述螺杆M旋轉，由於電機23被上端蓋34和天線端板限定不得做軸 向的運動，因此與所述螺杆M相配合的傳動滑塊27在所述螺杆M上沿所述螺杆M的軸 向移動。與所述傳動滑塊27連接在一起的移相器的滑片也隨著傳動滑塊27而沿所述螺杆 M軸向移動，從而使得輻射振子單元12的相位差11改變，天線的下傾角也隨之改變。在上述實施例中，所述電機23的輸出軸與所述螺杆M之間也可以通過鍵或其它 常規連接方式連接，只要實現所述電機23的輸出軸直接帶動所述螺杆M同步旋轉而不需 要其它的傳動或離合機構。在上述實施例中，可在所述螺杆M的兩端部附近分別設置用來限制所述傳動滑 塊27的位移的終端止擋26。在本實施例中，所述螺杆M設有垂直於所述螺杆M的軸線的 孔，所述終端止擋沈為一穿設在所述孔內的銷子。所述終端止擋沈也可為其它固定在所 述螺杆M上的部件。當所述傳動滑塊27位於靠近所述電機23 —端的終端止擋沈時，所 述天線的下傾角最大，當所述傳動滑塊27位於遠離所述電機23 —端的終端止擋沈時，所 述天線的下傾角最小。在確定電機23的輸出軸每旋轉一圈對應的天線的下傾角的變化值 時，所述傳動滑塊27不需走完螺杆M的全程，只需自一個終端止擋沈行至另一個終端止 擋26。所述終端止擋沈的位置可沿所述螺杆M的軸線調節，對於不同的尺寸及規格的 天線，例如，當所述天線為高頻天線時，調節所述終端止擋沈的位置使兩個所述終端止擋 26之間的距離變小，當所述天線為低頻天線時，調節所述終端止擋沈的位置使兩個所述終 端止擋沈之間的距離變大。當所述基站天線出現故障，如停電時，所述控制主板46所記錄 的當前天線的下傾角數據丟失，在對天線的下傾角進行下一次調節之前，需要天線的下傾 角調至到最大值或最小值，此步驟可通過使傳動滑塊27移動至終端止擋沈來實現。在上述實施例中，所述傳感器41也可為光電傳感器41等其它非接觸的位置傳感 器41。在上述實施例中，所述控制主板46還可連接有控制信號接口，在本實施例中為設 在下端蓋42上與所述控制主板46相連接的母頭連接器43和公頭連接器44。所述控制信 號接口符合AISG或3GPP或自定義協議。所述基站天線還包括遠程控制裝置，所述控制信 號接口通過控制電纜與所述遠程控制裝置相連接。操作者不需要走至天線旁進行操作，僅 需將命令輸入遠程控制裝置，即可調節天線的下傾角，因此操作方便且大大提高了效率。在 上述實施例中，也可通過現有的無線遠程控制技術對控制主板46進行遠程控制。
在上述實施例中，所述上端蓋34通過螺釘21與所述天線的端板相固定，所述螺釘 21依次穿過所述上端蓋34的螺孔和所述天線的端板的螺孔。由於多頻天線要同時連接多 個電機，而天線的端板的面積有限，和螺栓傳動滑塊27的連接方式相比，螺釘21連接佔用 空間較小，可留出較大的空間進行安裝和拆卸操作，從而使得拆裝更方便。以上實施例僅為本發明的示例性實施例，不用於限制本發明，本發明的保護範圍 由權利要求書限定。本領域技術人員可以在本發明的實質和保護範圍內，對本發明做出各 種修改或等同替換，這種修改或等同替換也應視為落在本發明的保護範圍內。
權利要求
1.一種電下傾角可電動調節的基站天線，包括移相器、帶動所述移相器內的滑片直線 運動的螺杆以及天線控制單元，其特徵在於所述天線控制單元包括傳感器、控制主板和驅 動所述螺杆轉動的電機，所述控制主板用於記錄所述基站天線當前的電下傾角，當所述天 線的電下傾角變化某一角度時，所述傳感器檢測所述電機的輸出軸在該角度變化範圍內的 旋轉圈數。
2.根據權利要求1所述的基站天線，其特徵在於所述電機的輸出軸與所述螺杆直接 連接。
3.根據權利要求1所述的基站天線，其特徵在於所述電機的輸出軸的端部為六稜柱， 所述螺杆的端部帶有與所述六稜柱相配合的內六方孔，所述電機的輸出軸與所述螺杆通過 所述六稜柱與所述內六方孔的配合相連接。
4.根據權利要求1所述的基站天線，其特徵在於所述螺杆上設置有兩個終端止擋和 設置於所述終端止擋之間的滑塊，所述螺杆的轉動帶動所述滑塊沿所述螺杆的軸線移動從 而帶動所述移相器內的滑片直線運動，所述終端止擋用於限制所述滑塊的位移。
5.根據權利要求4所述的基站天線，其特徵在於所述終端止擋的位置可根據所述基 站天線的規格沿所述螺杆的軸線調節。
6.根據權利要求5所述的基站天線，其特徵在於當所述天線為高頻天線時，調節所述 終端止擋的位置使所述終端止擋之間的距離變小，當所述天線為低頻天線時，調節所述終 端止擋的位置使所述終端止擋之間的距離變大。
7.根據權利要求1所述的基站天線，其特徵在於所述傳感器為電磁傳感器。
8.根據權利要求1所述的基站天線，其特徵在於所述基站天線還包括遠程控制裝置， 所述控制主板連接有控制信號接口，所述控制信號接口通過電纜與所述遠程控制裝置相連 接。
9.如權利要求1到8中任意一項所述的基站天線的控制方法，其特徵在於，包括以下步驟(1)所述螺杆帶動所述移相器內的滑片移動最大行程；(2)所述傳感器檢測所述電機的輸出軸在所述最大行程內旋轉的最大圈數；(3)根據所述天線的下傾角在滑片移動最大行程期間的角度變化和所述傳感器檢測到 的最大圈數，計算所述電機的輸出軸每旋轉一圈所述天線下傾角平均改變的度數；(4)根據所述天線需要調整到的下傾角與所述控制主板中記錄的滑片行程起始端下傾 角和行程結束端下傾角之間的差以及所述電機的輸出軸每旋轉一圈平均改變的度數，計算 所述電機的輸出軸需要旋轉的圈數；(5)控制所述電機輸出軸的旋轉，將所述天線調整到需要的下傾角。
全文摘要
本發明涉及一種電下傾角可電動調節的基站天線，其包括移相器、帶動所述移相器內的滑片直線運動的螺杆以及天線控制單元，所述天線控制單元包括傳感器、控制主板和驅動所述螺杆轉動的電機，所述控制主板用於記錄所述基站天線當前的電下傾角，當所述天線的電下傾角變化某一角度時，所述傳感器檢測所述電機的輸出軸在該角度變化範圍內的旋轉圈數。本發明的克服現有的基站天線的電下傾角調節精度低、操作不便且效率低的缺點，提供一種調節精度高、操作方便且效率高的基站天線。
文檔編號H01Q3/32GK102122758SQ201010606269
公開日2011年7月13日 申請日期2010年12月24日 優先權日2010年12月24日
發明者吳博, 張文顥, 徐東良, 林濤, 袁巧巧, 鄧強標, 陳聰 申請人:網拓(上海)通信技術有限公司