一種通過同軸電纜控制天線轉動的系統及其控制方法
2023-08-09 00:26:46
專利名稱：一種通過同軸電纜控制天線轉動的系統及其控制方法
技術領域：
本發明涉及用於接收無線信號的天線控制領域，更具體的是一種通過同軸電纜控制天線轉動的系統及其控制方法。
背景技術：
目前隨著經濟的發展，人民生活水平的不斷提高，人們更喜歡便捷，智能的一種生活模式。傳統的電視天線直接固定安裝在室外，只能通過人工調整天線的接收方向，操作起來十分麻煩，而且高空作業也有一定的危險性。為此部分廠家也設計了一種控制旋轉天線， 採用交流電機，雖然能夠控制天線的轉動，但是只能隨機轉動天線的方向，不能實現按照操縱者意願實現天線左轉動或右轉動，不方便使用。另外現有的許多天線已經採用傳統的連接方式，為改變成為可旋轉的控制方式， 需要對其進行改造。改造需要考慮兩方面的問題，一方面是在不增加太多硬體成本的前提下進行結構的改進，另一方面在對現有結構不進行太大變動的情況下進行改進。只有符合這兩個條件才能將改進結構大範圍的推廣，並得市場的歡迎。但目前的旋轉天線的改進方案很多都不符合上述條件，需要對現有結構進行複雜的改動，不符合市場的需求。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是克服現有技術中的缺陷，為了使電視天線的使用更加方便，接收信號更加有效，設計一款通過同軸電纜控制天線轉動的系統及其控制方法。這個系統能夠依照操縱者的意願轉動天線的方向，並且便於現有非旋轉天線系統的改進。本發明通過以下技術方案實現上述目的。本發明設計了一種通過同軸電纜控制天線轉動的系統，包括天線和接收設備，天線通過同軸電纜將接收的信號傳送至接收設備，其改良之處在於還包括用於驅動天線正向或反向轉動的驅動裝置；用於控制天線正向或反向轉動的控制裝置；用於產生驅動信號的信號發生裝置；所述信號發生裝置產生的一個高電平或低電平的交流驅動信號通過同軸電纜傳送至控制裝置，控制裝置將交流驅動信號轉變成直流驅動信號，判斷直流驅動信號電平的高或低，輸出正向或反向流動的直流驅動信號，使驅動裝置帶動天線正轉或反轉。具體的控制方法包括以下步驟Si.信號發生裝置根據所需驅動天線轉動的方向產生一個高電平或低電平的交流驅動信號；S2.將所述高電平或低電平的交流驅動信號加載在所述同軸電纜上傳送至控制裝置；S3.控制裝置過濾交流驅動信號中的其他直流信號，並將所述的交流驅動信號進行整流形成直流驅動電源；
S4.控制裝置根據轉變成直流驅動電源的電平高或低，控制直流驅動電源正向流動或反向流動；S5.直流驅動電源正向流動或反向流動驅動驅動裝置帶動接收天線正轉或反轉。現有的天線旋轉採用交流控制信號隨機轉向的問題，由於採用交流信號驅動，天線的轉動方向是根據信號的初始相位決定，雖能夠實現天線轉動，但無法控制天線的轉動方向。這樣就導致在調節接收信號的時候，一旦錯過最佳信號接收區，通過這種控制方式很難將天線微調回來，給信號調節帶來極大麻煩。本發明將通過電平的高低來確定天線的轉動方向，能夠很好實現對天線的正反方向轉動控制，能夠達到對天線轉動角度進行微調的目的，大大方便了信號的調節。另外本發明採用天線原有用於傳送接收信號的同軸電纜進行傳送控制信號，無需另外進行信號線的布線，只需在室內安裝一個信號發生裝置，在室外天線處安裝驅動裝置和控制裝置即可，合理的利用了現有系統的構件，大大簡化對現有天線系統的改進的複雜性。上述的控制裝置具體包括用於隔離交流驅動信號中直流幹擾的直流隔離裝置；用於將交流驅動信號轉變成直流驅動信號的整流裝置；用於根據直流驅動信號電平的高或低，控制直流驅動信號輸出方向的電壓控制裝置；交流驅動信號經直流隔離裝置過濾後，再經過整流裝置變成直流驅動信號，通過電壓控制裝置控制直流驅動信號正向或反向流動，驅動驅動裝置正轉或反轉。所述系統還包括信號放大器和信號分離裝置，所述天線接收的信號經過信號放大器後傳送至接收設備，所述信號發生裝置選擇性的產生一個放大器驅動信號通過同軸電纜傳送至信號放大器，選擇性的啟動信號放大器。上述系統至少包括天線、信號放大器、信號分離裝置、接收設備、信號發生裝置、 直流隔離裝置、整流裝置、電壓控制裝置、驅動裝置和同軸電纜這些構件。這些構件在工作原理上形成兩個信道所述天線、信號放大器、信號分離裝置和接收設備依次通過同軸電纜連接形成信號接收信道；所述信號發生裝置、信號分離裝置、直流隔離裝置、整流裝置和電壓控制裝置依次通過上述同軸電纜連接形成轉動控制信道，電壓控制裝置與直流電壓機連接形成驅動旁路。上述兩個信道獨立工作，不會相互幹擾。上述方法控制所述通過同軸電纜控制天線轉動的系統處於以下四種可選工作模式Ml.無控制信號狀態，信號發生裝置不提供信號，天線接收的信號不進行放大，天線不轉動，信號從天線通過同軸電纜傳送到接收設備；M2.直流控制狀態，信號發生裝置提供直流電壓Vdc，直流電壓Vdc通過同軸電纜傳輸到信號放大器進行供電，天線接收信號通過信號放大器放大後，通過同軸電纜傳回信號分離器，然後傳送到接收設備上；M3.反轉控制狀態，信號發生裝置提供低壓的交流電壓Vacl，交流電壓Vacl通過同軸電纜傳送到信號放大器的整流電路，為信號放大器進行供電，同時交流電壓Vacl經過直流過濾和整流後，形成低壓、反向流動的直流電壓Vdcl，驅動驅動裝置帶動天線反向轉動；
M4.正轉控制狀態，信號發生裝置提供高壓的交流電壓Vac2，交流電壓Vac2通過同軸電纜傳送到信號放大器的整流電路，為信號放大器進行供電，同時交流電壓Vac2經過直流過濾和整流後，形成高壓、正向流動的直流電壓Vdc2，驅動驅動裝置帶動天線正向轉動。所述工作狀態M3或M4與M2可以同步進行，M2或M3或M4不能與Ml同步進行， M3不能與M4同步進行。本發明為了避免天線一直向一個方向旋轉有可能攪斷線，在系統中還加入了兩個開關，一旦左轉或者右轉到底對應的開關就會斷開，於是，沒有電壓供驅動裝置旋轉，此時就只有反方向旋轉才能驅動天線轉動，使整個系統正常工作。本發明主要應用於電視戶外接收天線領域，所述天線為電視室外天線，所述接收設備為電視機。所述信號發生裝置可以選用電源控制分配器，用於產生高電平和低電平的交流驅動信號以及直流驅動信號。所述驅動裝置可以選用直流電壓機，結構簡單，且通過控制電流的正反向流動就可以控制電機的正向或反向轉動，實現十分方便。本發明的室外天線具備了高頻信號與工作電壓共用一條同軸電纜；具備了天線側的接收信號放大能力；具備了自動控制天線的轉動方向，實現按照操縱者的意願旋轉天線的接收方向。突破了傳統旋轉天線在交流電機作用下部分方向、隨機轉動的缺陷。
圖1為本發明實施例的系統模塊示意圖；圖2為本發明實施例的結構改進示意圖；圖3為本發明實施例的第一種工作狀態的原理圖；圖4為本發明實施例的第二種工作狀態的原理圖；圖5為本發明實施例的第三種工作狀態的原理圖；圖6為本發明實施例的第四種工作狀態的原理圖。
具體實施例方式以下結合附圖舉例對本發明做進一步的說明。如圖1所示的通過同軸電纜控制天線轉動的系統，包括天線、信號放大器、信號分離裝置、電視機、電源分配控制器、直流隔離裝置、整流裝置、電壓控制裝置、直流電壓機和同軸電纜這些構件。這些構件在工作原理上形成兩個信道所述天線、信號放大器、信號分離裝置和電視機依次通過同軸電纜連接形成信號接收信道；所述電源分配控制器、信號分離裝置、直流隔離裝置、整流裝置和電壓控制裝置依次通過上述同軸電纜連接形成轉動控制信道，電壓控制裝置與直流電壓機連接形成驅動旁路。上述兩個信道均通過同一條同軸電纜進行傳送信號，信道獨立工作，不會相互幹擾。上述系統如果是對現有的電視天線接收系統進行改進，實現的方式十分簡單，如圖2所示。只需在現有的同軸電纜的室內端安裝上電源分配控制器，在同軸電纜的室外端安裝上由直流隔離裝置、整流裝置和電壓控制裝置構成的控制裝置，在天線底部安裝上主要由直流電壓機構成的驅動裝置即可，控制裝置電連接驅動裝置形成驅動旁路。上述系統控制天線正向或方向轉動的方法包括以下步驟
Si.電源分配控制器根據所需驅動天線轉動的方向產生一個高電平或低電平的交流驅動信號；S2.將所述高電平或低電平的交流驅動信號加載在所述同軸電纜上傳送至控制裝置；S3.控制裝置通過其直流隔離裝置過濾交流驅動信號中的其他直流信號，並將所述的交流驅動信號通過其整流裝置進行整流形成直流驅動電源；S4.控制裝置的電壓控制裝置根據轉變成直流驅動電源的電平高或低，控制直流驅動電源正向流動或反向流動；S5.直流驅動電源正向流動或反向流動驅動直流電壓機帶動接收天線正轉或反轉。上述系統可以包括以下四種工作狀態如圖3所示的不加電狀態的工作狀態，其工作原理是電源控制分配器不供電，信號放大器不具備信號放大功能，直流電壓機不轉動。電視信號從天線通過同軸電纜傳送到電視機。如圖4所示的直流狀態，其工作原理是，系統加電後，電源控制分配器提供直流電壓Vdc，通過同軸電纜傳輸到室外天線的信號放大器進行供電，天線接收電視信號通過放大後，通過同軸電纜傳回室內的信號分離器，放大的電視信號傳送到信號接收設備上。由於直流電壓不通過直流隔離裝置，直流電壓機不能獲得能量，天線不轉動。如圖5所示的反轉狀態，其工作原理是，操縱者控制反轉開關，電源控制分配器提供低壓的交流電壓Vacl，比如16V，通過同軸電纜傳送到信號放大器的整流電路(圖中未示出)，為放大電路提供工作電壓，實現電視信號接收的正常運作。由於傳送到天線側的是交流電，能夠通過直流隔離器，經過整流後，形成直流電壓Vdcl。由於傳送過來的交流電壓 Vacl比較低，整流後的直流電壓Vdcl也比較低，通過電壓控制裝置的電壓比較器觸發直流電機電源開關，使電機的一端子與正極連接，另外一個端子與負極連接，實現直流電機的反轉，從而帶動天線反向轉動。如圖6所示的正轉狀態，其工作原理是，操縱者控制正轉開關，電源控制分配器提供高的交流電壓Vac2，比如20V，通過同軸電纜傳送到信號放大器的整流電路(圖中未示出)，為放大電路提供工作電壓，實現電視信號接收的正常運作。由於傳送到天線側的是交流電，能夠通過直流隔離器，經過整流後，形成直流電壓Vdc2。由於傳送過來的交流電壓 Vac2比較高，整流後的直流電壓Vdc2也比較高，通過電壓控制裝置的電壓比較器觸發直流電機電源開關，使電機的一端子與負極連接，另外一個端子與正極連接，實現直流電機的正轉，從而帶動天線正向轉動。本實施例為了避免直流電機一直向一個方向旋轉有可能攪斷線，在直流電機軸上還加入了兩個開關，一旦反轉或者正轉到底，對應的開關就會斷開，於是，沒有電壓供與直流電機，此時就只有逆方向旋轉才能驅動電機，使整個系統正常工作。
權利要求
1.一種通過同軸電纜控制天線轉動的系統，包括天線和接收設備，天線通過同軸電纜將接收的信號傳送至接收設備，其特徵在於還包括用於驅動天線正向或反向轉動的驅動裝置；用於控制天線正向或反向轉動的控制裝置；用於產生驅動信號的信號發生裝置；所述信號發生裝置產生的一個高電平或低電平的交流驅動信號通過同軸電纜傳送至控制裝置，控制裝置將交流驅動信號轉變成直流驅動信號，判斷直流驅動信號電平的高或低，輸出正向或反向流動的直流驅動信號，使驅動裝置帶動天線正轉或反轉。
2.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於所述控制裝置包括用於隔離交流驅動信號中直流幹擾的直流隔離裝置；用於將交流驅動信號轉變成直流驅動信號的整流裝置；用於根據直流驅動信號電平的高或低，控制直流驅動信號輸出方向的電壓控制裝置；交流驅動信號經直流隔離裝置過濾後，再經過整流裝置變成直流驅動信號，通過電壓控制裝置控制直流驅動信號正向或反向流動，驅動驅動裝置正轉或反轉。
3.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於所述系統還包括信號放大器，所述天線接收的信號經過信號放大器後傳送至接收設備，所述信號發生裝置選擇性的產生一個放大器驅動信號通過同軸電纜傳送至信號放大器，選擇性的啟動信號放大器。
4.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於還包括接收設備和信號分離裝置。
5.根據權利要求1至4任一項所述的系統，其特徵在於所述系統包括天線、信號放大器、信號分離裝置、接收設備、信號發生裝置、直流隔離裝置、整流裝置、 電壓控制裝置、驅動裝置和同軸電纜；所述天線、信號放大器、信號分離裝置和接收設備依次通過同軸電纜連接形成信號接收信道；所述信號發生裝置、信號分離裝置、直流隔離裝置、整流裝置和電壓控制裝置依次通過上述同軸電纜連接形成轉動控制信道，電壓控制裝置與直流電壓機連接形成驅動旁路。
6.一種適用於權力要求1所述系統的控制方法，用於控制天線的正向或反向轉動，其特徵在於所述信號發生裝置產生的一個高電平或低電平的交流驅動信號通過同軸電纜傳送至控制裝置，控制裝置將交流驅動信號轉變成直流驅動信號，判斷直流驅動信號電平的高或低，輸出正向或反向流動的直流驅動信號，使驅動裝置帶動天線正轉或反轉。
7.根據權利要求6所述的方法，其特徵在於所述方法具體包括以下步驟51.信號發生裝置根據所需驅動天線轉動的方向產生一個高電平或低電平的交流驅動信號；52.將所述高電平或低電平的交流驅動信號加載在所述同軸電纜上傳送至控制裝置；53.控制裝置過濾交流驅動信號中的其他直流信號，並將所述的交流驅動信號進行整流形成直流驅動電源；54.控制裝置根據轉變成直流驅動電源的電平高或低，控制直流驅動電源正向流動或反向流動；55.直流驅動電源正向流動或反向流動驅動驅動裝置帶動接收天線正轉或反轉。
8.根據權利要求6所述的方法，其特徵在於所述系統還包括信號放大器，所述天線接收的信號經過信號放大器後傳送至接收設備，所述信號發生裝置選擇性的產生一個放大器驅動信號通過同軸電纜傳送至信號放大器，選擇性的啟動信號放大器。
9.根據權利要求6至8任一項所述的方法，其特徵在於所述方法控制所述通過同軸電纜控制天線轉動的系統處於以下四種可選工作模式Ml.無控制信號狀態，信號發生裝置不提供信號，天線接收的信號不進行放大，天線不轉動，信號從天線通過同軸電纜傳送到接收設備；M2.直流控制狀態，信號發生裝置提供直流電壓Vdc，直流電壓Vdc通過同軸電纜傳輸到信號放大器進行供電，天線接收信號通過信號放大器放大後，通過同軸電纜傳回信號分離器，然後傳送到接收設備上；M3.反轉控制狀態，信號發生裝置提供低壓的交流電壓Vacl，交流電壓Vacl通過同軸電纜傳送到信號放大器的整流電路，為信號放大器進行供電，同時交流電壓Vacl經過直流過濾和整流後，形成低壓、反向流動的直流電壓Vdcl，驅動驅動裝置帶動天線反向轉動；M4.正轉控制狀態，信號發生裝置提供高壓的交流電壓Vac2，交流電壓Vac2通過同軸電纜傳送到信號放大器的整流電路，為信號放大器進行供電，同時交流電壓Vac2經過直流過濾和整流後，形成高壓、正向流動的直流電壓Vdc2，驅動驅動裝置帶動天線正向轉動。
10.根據權利要求9所述的方法，其特徵在於所述工作狀態M3或M4與M2可以同步進行，M2或M3或M4不能與Ml同步進行，M3不能與M4同步進行。
全文摘要
本發明涉及用於接收無線信號的天線控制領域，為了使電視天線的使用更加方便，接收信號更加有效，設計一款通過同軸電纜控制天線轉動的系統及其控制方法。系統包括天線和接收設備，天線通過同軸電纜將接收的信號傳送至接收設備，其改良之處在於還包括用於驅動天線正向或反向轉動的驅動裝置；用於控制天線正向或反向轉動的控制裝置；用於產生驅動信號的信號發生裝置；所述信號發生裝置產生的一個高電平或低電平的交流驅動信號通過同軸電纜傳送至控制裝置，控制裝置將交流驅動信號轉變成直流驅動信號，判斷直流驅動信號電平的高或低，輸出正向或反向流動的直流驅動信號，使驅動裝置帶動天線正轉或反轉。
文檔編號H01Q3/02GK102570032SQ20111046053
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月31日 優先權日2011年12月31日
發明者李玉光, 楊瑞雄, 溫木奇 申請人:楊瑞雄