一種天線水平方位角的調整裝置、方法及天線與流程
2023-10-09 01:36:34 5
本發明涉及移動通信技術領域，尤其涉及一種天線水平方位角的調整裝置、方法及天線。
背景技術：
基站即公用移動通信基站，是指在一定的無線電覆蓋區中，通過移動通信交換中心，與行動電話終端之間進行信息傳遞的無線電收發信電臺。基站的選擇，需從性能、配套、兼容性及使用要求等各方面綜合考慮，其中特別注意的是基站設備必須與移動交換中心相兼容或配套。天線是基站收發臺的一部分，完整的基站收發臺包括無線發射/接收設備、天線和所有無線接口特有的信號處理部分。移動通信基站的天線通常要求天線對某一方向信號覆蓋，即稱為方位角或覆蓋角，基站天線安裝時需要通過機械裝置調整天線輻射方向的對準方位角，以實現最佳的覆蓋效果。目前單列天線主要通過調整基站天線背面夾碼和抱杆之間的相對角度來實現，但這種調整裝置體積較大且調整工序相對複雜，按照現在的天線結構無法實現多頻天線獨立水平方位角調整。由於站點緊張，多制式多頻場景共天饋場景下，不能進行獨立調整，不能達到各制式的最優覆蓋。
技術實現要素：
有鑑於此，本發明要解決的一個技術問題是提供一種天線水平方位角的調整裝置，能夠通過電機以及傳動裝置驅動天線反射板旋轉。
一種天線水平方位角的調整裝置，包括：水平方位角轉軸和水平轉動驅動裝置；所述水平轉動驅動裝置包括：電機、傳動裝置、控制裝置；所述水平方位角轉軸與天線反射板的下端固定連接；所述電機的輸 出軸通過所述傳動裝置與所述水平方位角轉軸連接，通過所述傳動裝置帶動所述水平方位角轉軸以及所述天線反射板轉動；所述電機與所述控制裝置電連接。
根據本發明的一個實施例，進一步的，還包括：法蘭盤；所述法蘭盤的中軸與所述水平方位角轉軸固定連接，所述法蘭盤的中軸與所述電機的輸出軸通過所述傳動裝置連接，所述電機通過所述傳動裝置帶動所述法蘭盤以及所述水平方位角轉軸轉動。
根據本發明的一個實施例，進一步的，所述傳動裝置包括：齒輪傳動機構；所述電機通過所述齒輪傳動機構帶動所述法蘭盤以及所述水平方位角轉軸轉動。
根據本發明的一個實施例，進一步的，所述傳動裝置還包括：蝸杆、蝸輪；所述蝸杆的中心軸與所述電機的輸出軸固定連接；所述蝸輪設置在所述蝸杆與所述齒輪傳動機構之間，並分別與所述蝸杆與所述齒輪傳動機構中的齒輪相嚙合。
根據本發明的一個實施例，進一步的，所述水平轉動驅動裝置包括：觸碰塊和限位裝置；所述觸碰塊安裝在所述水平方位角轉軸上；所述限位裝置與所述控制裝置電連接；其中，所述水平方位角轉軸帶動所述觸碰塊轉動，在所述觸碰塊接觸到所述限位裝置的狀態下，所述限位裝置向所述控制裝置發送位置信號。
根據本發明的一個實施例，進一步的，所述限位裝置包括：第一限位微動開關和第二限位微動開關；所述觸碰塊由所述水平方位角轉軸帶動，在所述第一限位微動開關觸碰和所述第二限位微動開關之間轉動運行；其中，所述第一限位微動開關與所述水平方位角轉軸中心的連線、所述第二限位微動開關與所述水平方位角轉軸中心的連線形成夾角，所述夾角為所述天線反射板的水平調節角度。
根據本發明的一個實施例，進一步的，所述水平調節角度為90度；其中，設置所述第一限位微動開關在-45°位置，設置所述第二限位微動開關在+45°位置。
根據本發明的一個實施例，進一步的，所述控制裝置與網管系統 電連接，從所述網管系統接收控制指令並向所述網管系統發送狀態參數。
根據本發明的一個實施例，進一步的，還包括：殼體和集成有所述控制裝置和所述限位裝置的印刷電路板；其中，所述印刷電路板、所述電機和所述傳動裝置都設置在所述殼體內。
根據本發明的一個實施例，進一步的，所述電機為步進電機或伺服電機。
一種天線，包括如上所述的天線水平方位角的調整裝置。
本發明要解決的一個技術問題是提供一種基於上述的天線水平方位角的調整裝置的控制方法，能夠通過電機以及傳動裝置驅動天線反射板旋轉。
一種基於上述的天線水平方位角的調整裝置的控制方法，包括：設定所述電機的轉動圈數n與所述水平方位角轉軸的轉動角度Ф之間的函數關係Ф＝f(n)；根據所述函數關係計算出與所述天線反射板當前調整角度相對應的所述電機的轉動圈數和方向；所述控制裝置根據所述轉動圈數和方向控制所述電機轉動。
根據本發明的一個實施例，進一步的，控制裝置接收到校準指令，向所述電機發送啟動信號，所述電機帶動所述水平方位角轉軸轉動；當所述觸碰塊觸發所述第一限位微動開關時，所述控制裝置記錄觸發的位置信息，並將此位置設置為最小極限水平方位角；所述電機帶動所述水平方位角轉軸反轉，當所述觸碰塊觸發所述第二限位微動開關時，所述控制裝置記錄觸發的位置信息，並將此位置設置為最大極限水平方位角。
本發明的天線水平方位角的調整裝置、方法及天線，可實現電動控制天線反射板的方位角，而無需人工手動調整，通過電機以及傳動裝置直接驅動天線反射板旋轉，可精確的對天線反射板的水平方位角進行調整並具有自鎖定功能。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發明的天線水平方位角的調整裝置在天線中的安裝示意圖；
圖2、3、4為根據本發明的天線水平方位角的調整裝置的一個實施例的結構示意圖；
圖5為根據本發明的天線水平方位角的調整裝置的控制方法一個實施例中的校準流程示意圖。
具體實施方式
下面參照附圖對本發明進行更全面的描述，其中說明本發明的示例性實施例。下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。下面結合各個圖和實施例對本發明的技術方案進行多方面的描述。
如圖1所示，天線包括天線外罩13、天線反射板14、水平方位角轉軸15、法蘭盤16、水平轉動驅動裝置17。天線通過連接杆12固定在抱杆11上，天線外罩13和水平轉動驅動裝置17與連接杆12相連。水平方位角轉軸15、法蘭盤16、水平轉動驅動裝置17構成了天線的水平方位角控制結構。
天線反射板14和法蘭盤16固定在水平方位角轉軸15上，水平轉動驅動裝置17與水平方位角轉軸15連接並向其傳動，在控制水平方位角時，水平轉動驅動裝置17帶動水平方位角轉軸15水平旋轉，進而帶動法蘭盤16和反射板14水平同步旋轉，由此實現電控調整天線的水平方位角。
如圖2、3、4所示，本發明提供一種天線水平方位角的調整裝置，包括：水平方位角轉軸和水平轉動驅動裝置。水平轉動驅動裝置包括：電機21、傳動裝置、控制裝置。水平方位角轉軸與天線反射板的下端固定連接，可以採用螺紋連接、焊接、卡扣連接等方式。電機21的輸出軸通過傳動裝置與水平方位角轉軸連接，通過傳動裝置帶動水平方位角轉軸以及天線反射板轉動。電機21與控制裝置電連接，控制裝置可以實現為單片機、單板機、集成電路等。電機21可以為步進電機、伺服電機等等。
上述實施例中的天線水平方位角的調整裝置，可實現電動控制天線的方位角，而無需人工手動調整，且控制精度和可靠性很高。
在一個實施例中，法蘭盤16的中軸27與水平方位角轉軸固定連接，可以為螺紋連接、焊接、卡扣連接等方式，法蘭盤16的中軸27和水平方位角轉軸也可以為一體結構。法蘭盤16的中軸27與電機21的輸出軸通過傳動裝置連接，電機21通過傳動裝置帶動法蘭盤16以及水平方位角轉軸轉動，進而帶動天線反射板轉動。
傳動裝置可以為多種，例如可以為齒輪傳動機構、鏈傳動機構等。電機21通過齒輪傳動機構23帶動法蘭盤16以及水平方位角轉軸轉動。傳動裝置可以單獨使用齒輪傳動機構23，也可以包括：蝸杆26、蝸輪25。蝸杆26的中心軸與電機21的輸出軸固定連接。
蝸輪25設置在蝸杆26與齒輪傳動機構24之間，並分別與蝸杆26與齒輪傳動機構23中的齒輪相嚙合。齒輪傳動機構23可以包括多級的傳動齒輪，電機21中的馬達為蝸杆26提供旋轉動力，蝸杆26通過與傳動齒輪嚙合帶動水平方位角轉軸轉動，水平方位角轉軸與天線反射板相連接，帶動天線反射板同步旋轉。
上述實施例提供的天線水平方位角的調整裝置，通過電機裝置直接驅動天線反射板旋轉，可精確的對天線水平方位角進行調整，電機經過齒輪、蝸輪蝸杆減速傳動，通過控制裝置實現對天線水平方位的精確控制，並可以實現機構自鎖定功能。與一般帶電下傾電調天線一起組合可實現二維電調的功能，大大提高天線組建網絡優化的靈活性。
在一個實施例中，水平轉動驅動裝置包括：觸碰塊28和限位裝置。觸碰塊28安裝在水平方位角轉軸，限位裝置與控制裝置電連接，可以採用電線、總線等方式。水平方位角轉軸帶動觸碰塊27轉動，在觸碰塊28接觸到限位裝置的狀態下，限位裝置向控制裝置發送位置信號。
限位裝置可以有多種形式，例如，限位裝置包括：第一限位微動開關29和第二限位微動開關30。在第一限位微動開關29和第二限位微動開關30都與控制裝置電連接。觸碰塊28由水平方位角轉軸帶動，在第一限位微動開關29和第二限位微動開關30之間轉動運行。第一限位微動開關29與水平方位角轉軸中心的連線、第二限位微動開關30與水平方位角轉軸中心的連線形成夾角，夾角為天線反射板的水平調節角度。
在一個實施例中，兩個限位微動開關之間的夾角為90°，即水平調節角度為90度。設置第一限位微動開關29在-45°位置，設置第二限位微動開關30在+45°位置。觸碰塊28可在兩個限位微動開關29，30之間隨水平方位角轉軸的轉動而同步轉動。
當觸碰塊轉動觸發任意一個限位微動開關，與之電性連接的控制裝置即記錄下觸發的位置信號，例如，當觸碰塊28觸發-45°位置的第一限位微動開關29時，控制裝置即記錄下當前天線的水平方位角的角度，並將其設為天線的最小極限水平方位角，然後觸碰塊28轉至第二限位微動開關30的+45°位置與之觸碰，控制裝置即記錄下當前天線的水平方位角的角度，並將其設為天線的最大極限水平方位角，從而完成水平方位角的校準。
當進行方位角控制時，控制裝置處理輸入的位置命令信號，並由控制裝置根據控制信號控制驅動裝置帶動天線同步轉動，以獲取所需的天線轉動角度。例如，當所需轉動的水平方位角為+45°，而在水平方位角校準過程中，若初始水平方位角為定義為0°位置，則根據控制信號，控制裝置控制驅動裝置轉動，以驅動天線及觸碰塊28順時針轉動+45°，即可獲得相應的天線水平方位角+45°。
在一個實施例中，觸碰塊28安裝於水平方位角轉軸的下端。兩個限 位微動開關29，30之間的間距可根據需要調整。通過改變兩個限位微動開關29，30之間與觸碰塊28的位置間距，以限制天線可轉動的水平方位角的範圍。
在安裝時，將觸碰塊28的位置放置於兩個限位微動開關29，30開關之間，使得觸碰塊28可在兩個限位微動開關29，30之間隨轉軸作同步轉動。通過觸碰塊28在兩個限位微動開關29，30之間的滑動接觸，以檢測天線反射板轉動的初始水平方位角和結束水平方位角，實現對天線初始角度位置的校準。
在一個實施例中，控制裝置與網管系統電連接，可以採用總線、網線等方式，從網管系統接收控制指令並向網管系統發送狀態參數，控制指令包括：校準、調整等等，狀態參數包括實際轉動的角度等等。
集成有控制裝置和限位微動開關等的印刷電路板31、電機21和傳動裝置都設置在殼體24內。限位微動開關與主板集成一體化設計可以提高模塊的可靠性，控制主板內置設計，可以提高模塊的防護等級。
圖5為根據本發明的天線水平方位角的調整裝置的控制方法一個實施例中的校準流程示意圖，如圖5所示：
步驟501，控制裝置接收到校準指令，向電機發送啟動信號，電機帶動水平方位角轉軸轉動。
步驟502，當觸碰塊觸發第一限位微動開關時，控制裝置記錄觸發的位置信息，並將此位置設置為最小極限水平方位角。
步驟502，電機帶動水平方位角轉軸反轉，當觸碰塊觸發第二限位微動開關時，控制裝置記錄觸發的位置信息，並將此位置設置為最大極限水平方位角。
在進行角度調整時，設定電機的轉動圈數n與水平方位角轉軸的轉動角度Ф之間的函數關係Ф＝f(n)。根據函數關係計算出與天線反射板當前調整角度相對應的電機的轉動圈數和方向。控制裝置根據轉動圈數和方向控制電機轉動。
在一個實施例中，水平轉動驅動裝置17通過控制線路與網管系統相連，由網管系統控制水平轉動驅動裝置17中的電機21的轉動，藉此控制 天線的水平角，例如：
控制主板的控制裝置接受到校準命令，驅動電機21轉動，水平方位角轉軸上的觸碰塊28同時轉動至於第一限位微動開關29相碰，控制裝置記錄當前的位置信息，同時電機21反轉，觸碰塊28轉至於第二限位微動開關30相碰，控制裝置記錄當前的位置信息，完成一個角度範圍的校準過程。
在方位角調整時，控制裝置發出控制指令，電機21轉動，轉動的圈數是基於校準過程計算得出，根據不同的方位角度要求計算出不同的電機轉動圈數，如需要轉至+45°，主板控制電機轉至一定的圈數停止。
可以預先確定電機21轉動圈數n與轉軸轉動角度Ф的函數關係Ф＝f(n)，網管系統根據用戶輸入的所要調整的水平角的角度，可計算電機21轉動的圈數，並控制電機21轉動計算出的圈數，就可以將天線反射板的水平角調整到所需要的角度。
在一個實施例中，本發明提供一種天線，包括如上的天線水平方位角的調整裝置。
上述實施例提供的天線水平方位角的調整裝置、方法及天線，可實現電動控制天線反射板的方位角，而無需人工手動調整，通過電機以及傳動裝置直接驅動天線反射板旋轉，可精確的對天線反射板的水平方位角進行調整並具有自鎖定功能，結構簡單並提高了傳動精度與可靠性，提高了天線組建網絡優化的靈活性。
可能以許多方式來實現本發明的方法和系統。例如，可通過軟體、硬體、固件或者軟體、硬體、固件的任何組合來實現本發明的方法和系統。用於方法的步驟的上述順序僅是為了進行說明，本發明的方法的步驟不限於以上具體描述的順序，除非以其它方式特別說明。此外，在一些實施例中，還可將本發明實施為記錄在記錄介質中的程序，這些程序包括用於實現根據本發明的方法的機器可讀指令。因而，本發明還覆蓋存儲用於執行根據本發明的方法的程序的記錄介質。
本發明的描述是為了示例和描述起見而給出的，而並不是無遺漏的 或者將本發明限於所公開的形式。很多修改和變化對於本領域的普通技術人員而言是顯然的。選擇和描述實施例是為了更好說明本發明的原理和實際應用，並且使本領域的普通技術人員能夠理解本發明從而設計適於特定用途的帶有各種修改的各種實施例。