一種天線調整裝置和方法
2023-05-29 21:26:51 1
一種天線調整裝置和方法
【專利摘要】本發明公開了一種天線調整裝置，包括：控制模塊，用於周期性地獲取天線的修正後的重力加速度方向，並發送給調整模塊，修正後的重力加速度方向是指去除幹擾數值後的重力加速度方向；調整模塊，用於在每次接收到修正後的重力加速度方向後，根據本次接收到的修正後的重力加速度方向確定天線的俯仰角是否符合預定要求，如果否，則將天線的俯仰角調整為符合預定要求的狀態。本發明同時公開了一種天線調整方法。應用本發明所述方案，能夠提高天線覆蓋區域的穩定性。
【專利說明】一種天線調整裝置和方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及無線技術，特別涉及一種天線調整裝置和方法。
【背景技術】
[0002]現有的蜂窩無線通信系統中，基站通常安裝在地面固定機房內，基站的天線通常安裝在基站鐵塔或抱杆上，天線位置及姿態固定，因此可保證天線覆蓋區域的穩定性。
[0003]但是，由於應用場景的特殊需求，如當應用於特殊應急通信場景時，基站和天線可能需要安裝到運動載體上，如吊裝在浮空平臺上，所述浮空平臺可為系留熱氣球等。
[0004]由於浮空平臺在空中會受到氣流、風力等幹擾因素的影響，因此天線很難保持在理想的姿態，如豎直姿態，從而導致天線波束方向不斷變化，進而引起天線的覆蓋區域發生變化。
[0005]圖1為現有浮空平臺(系留熱氣球)的示意圖；圖2為現有當天線處於豎直姿態時的覆蓋區域示意圖；圖3為現有當天線處於傾斜姿態時的覆蓋區域示意圖。可以看出，當天線姿態發生變化時，其覆蓋區域也會發生變化。
[0006]現有技術中，為降低浮空平臺對天線姿態的影響，通常採用柔性材料，如鋼絲繩或尼龍繩等來連接天線與天線掛架，天線掛架通常與基站固定連接成一體，利用天線自身的重量來使得天線儘量趨於豎直姿態。
[0007]但是，這種方式仍難克服因風力、氣流等幹擾因素的影響而引起的天線姿態變化，因此，仍難保持天線覆蓋區域的穩定性。
【發明內容】
[0008]有鑑於此，本發明提供了一種天線調整裝置和方法，能夠提高天線覆蓋區域的穩定性。
[0009]為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的:
[0010]一種天線調整裝置，包括:
[0011]控制模塊，用於周期性地獲取天線的修正後的重力加速度方向，並發送給調整模塊，所述修正後的重力加速度方向是指去除幹擾數值後的重力加速度方向；
[0012]所述調整模塊，用於在每次接收到修正後的重力加速度方向後，根據本次接收到的修正後的重力加速度方向確定天線的俯仰角是否符合預定要求，如果否，則將天線的俯仰角調整為符合預定要求的狀態。
[0013]一種天線調整方法，包括:
[0014]周期性地獲取天線的修正後的重力加速度方向，所述修正後的重力加速度方向是指去除幹擾數值後的重力加速度方向；
[0015]其中，在每次獲取到修正後的重力加速度方向後，根據本次獲取到的修正後的重力加速度方向確定天線的俯仰角是否符合預定要求，如果否，則將天線的俯仰角調整為符合預定要求的狀態。[0016]可見，採用本發明所述方案，可周期性地獲取天線修正後的重力加速度方向，相應地，在每次獲取到修正後的重力加速度方向後，如果根據本次獲取到的修正後的重力加速度方向確定出天線的俯仰角不符合預定要求，則將天線的俯仰角調整為符合預定要求的狀態，相比於現有技術，本發明所述方案儘可能地保證了天線姿態的穩定性，進而提高了天線覆蓋區域的穩定性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為現有浮空平臺的示意圖。
[0018]圖2為現有當天線處於豎直姿態時的覆蓋區域示意圖。
[0019]圖3為現有當天線處於傾斜姿態時的覆蓋區域示意圖。
[0020]圖4為本發明天線調整裝置實施例的組成結構示意圖。
[0021]圖5為本發明天線調整裝置較佳實施例的組成結構示意圖。
[0022]圖6為現有修正後的重力加速度大小和方向的確定方式示意圖。
[0023]圖7為本發明天線調整方法實施例的流程圖。
【具體實施方式】
[0024]針對現有技術中存在的問題，本發明中提出一種天線調整方案，能夠提高天線覆蓋區域的穩定性。
[0025]本發明所述方案不僅適用於天線的理想姿態為豎直姿態的情況，對其它姿態同樣適用。
[0026]為使本發明的技術方案更加清楚、明白，以下參照附圖並舉實施例，對本發明所述方案作進一步地詳細說明。
[0027]圖4為本發明天線調整裝置實施例的組成結構示意圖。如圖4所示，包括:控制模塊和調整模塊。
[0028]控制模塊，用於周期性地獲取天線的修正後的重力加速度方向，並發送給調整模塊，修正後的重力加速度方向是指去除幹擾數值後的重力加速度方向，即指去除幹擾因素影響後的真實重力加速度方向，幹擾因素是指風力、氣流等會引起天線姿態發生變化的因素；
[0029]調整模塊，用於在每次接收到修正後的重力加速度方向後，根據本次接收到的修正後的重力加速度方向確定天線的俯仰角是否符合預定要求，如果否，則將天線的俯仰角調整為符合預定要求的狀態。
[0030]另外，圖4所示裝置中還可進一步包括:重力傳感器模塊和運動參數採集模塊。
[0031]重力傳感器模塊，用於周期性地採集天線掛架的重力加速度大小和方向，並發送給控制|吳塊；
[0032]運動參數採集模塊，用於周期性地採集天線掛架的運動加速度大小和方向，並發送給控制模塊；
[0033]重力傳感器模塊與運動參數採集模塊每次採集的時刻均同步；
[0034]相應地，控制模塊根據每次接收到的所採集的重力加速度大小和方向以及所採集的運動加速度大小和方向，確定出每次修正後的重力加速度方向，即對每次所採集的重力加速度方向進行修正後的重力加速度方向。
[0035]通常，調整模塊的個數與天線數相同，每個調整模塊分別唯一對應一個天線。
[0036]這樣，在每次接收到修正後的重力加速度方向後，每個調整模塊可分別根據本次接收到的修正後的重力加速度方向確定出水平面方向，並根據確定出的水平面方向確定自身對應的天線的俯仰角是否等於預定值，如果否，則將自身對應的天線的俯仰角調整為預定值。
[0037]圖5為本發明天線調整裝置較佳實施例的組成結構示意圖。如圖5所示，假設共存在3個天線，那麼，調整模塊的個數也為3個，每個調整模塊分別唯一對應一個天線，調整模塊還起到連接天線和天線掛架的作用，天線掛架通常為鋁合金等材料，另外，重力傳感器模塊和運動參數採集模塊需要與天線掛架之間處於固定連接狀態(為簡化附圖，未圖示)，以保證所採集的參數的準確性。
[0038]重力傳感器模塊周期性地採集天線掛架的重力加速度大小和方向，發送給控制模塊，同時，運動參數採集模塊周期性地採集天線掛架的運動加速度大小和方向，也發送給控制模塊；重力傳感器模塊與運動參數採集模塊每次採集的時刻均同步。一個周期的具體時長可根據實際需要而定，如果時長很短，則相當於是在進行實時採集。
[0039]對應於每個周期，當控制模塊接收到所採集的重力加速度大小和方向以及所採集的運動加速度大小和方向後，可根據接收到的信息確定出修正後的重力加速度方向，並發送給3個調整模塊。
[0040]如何根據所採集的重力加速度大小和方向以及所採集的運動加速度大小和方向確定出修正後的重力加速度方向為現有技術。在實際應用中，在確定出修正後的重力加速度方向的同時，還會同時確定出修正後的重力加速度大小，但這一參數本方案中不會用到。
[0041]圖6為現有修正後的重力加速度大小和方向的確定方式示意圖。如圖6所示，其中的a表示所採集的運動加速度大小和方向(一個矢量)，g』表示所採集的重力加速度大小和方向(一個矢量)，g即表示修正後的重力加速度大小和方向(一個矢量)。
[0042]當3個調整模塊每次接收到控制模塊發送來的修正後的重力加速度方向後，可分別進行以下處理:根據本次接收到的修正後的重力加速度方向確定出水平面方向，由於修正後的重力加速度方向即可認為是真實的重力加速度方向，而真實的重力加速度方向與水平面成90度角，因此，可根據修正後的重力加速度方向確定出水平面方向；之後，可根據確定出的水平面方向確定自身對應的天線的俯仰角是否等於預定值，俯仰角是指天線與水平面之間的夾角，每個天線的俯仰角都是預定好的，如果天線的俯仰角不等於預定值，則說明其發生了不希望的變化，因此需要進行調整；相應地，如果確定出自身對應的天線的俯仰角不等於預定值，則需要將其調整為預定值，如果確定出自身對應的天線的俯仰角等於預定值，則無需進行調整。
[0043]各調整模塊如何對自身對應的天線的俯仰角進行調整可根據實際需要而定，t匕如，可通過內置的電機驅動自身對應的天線的姿態發生一定的變化，從而使得天線的俯仰角等於預定值。不同天線的俯仰角的預定值可能相同，也可能不同，通常相同。
[0044]至此，即完成了關於本發明裝置實施例的介紹。
[0045]基於上述介紹，圖7為本發明天線調整方法實施例的流程圖。如圖7所示，包括:
[0046]步驟71:周期性地獲取天線的修正後的重力加速度方向，修正後的重力加速度方向是指去除幹擾數值後的重力加速度方向。
[0047]本步驟的具體實現可為:周期性地採集天線掛架的重力加速度大小和方向以及天線掛架的運動加速度大小和方向；根據每次所採集的重力加速度大小和方向以及所採集的運動加速度大小和方向，確定出每次修正後的重力加速度方向。
[0048]步驟72:在每次獲取到修正後的重力加速度方向後，根據本次獲取到的修正後的重力加速度方向確定天線的俯仰角是否符合預定要求，如果否，則將天線的俯仰角調整為符合預定要求的狀態。
[0049]在實際應用中，天線的個數可為一個以上；相應地，本步驟中，在每次獲取到修正後的重力加速度方向後，可根據本次獲取到的修正後的重力加速度方向確定出水平面方向；之後，針對每個天線，分別進行以下處理:根據確定出的水平面方向確定該天線的俯仰角是否等於預定值，如果否，則將該天線的俯仰角調整為預定值。
[0050]需要說明的是，圖7中「步驟71」、「步驟72」的表示方式僅為了表述方便，並不用於限制各步驟之間的先後順序，實際上，兩個步驟是交叉執行的，即在步驟71中每獲取到一次修正後的重力加速度方向後，即執行一次步驟72。
[0051]圖7所示方法實施例的具體工作流程請參照前述裝置實施例及較佳實施例中的相應說明，此處不再贅述。
[0052]需要說明的是，上述各實施例及較佳實施例中，僅以根據每次所採集的天線掛架的重力加速度大小和方向以及所採集的天線掛架的運動加速度大小和方向確定出天線每次修正後的重力加速度方向為例進行說明，並不用於限制本發明的技術方案，在實際應用中，如果採用本領域技術人員能夠實施的其它方式，也是可以的。
[0053]本發明所述方案主要適用於對蜂窩無線通信系統中的基站天線進行調整，尤其適用於特殊應急通信場景下，所述蜂窩無線通信系統可為第二代(2G, 2nd-Generation)移動通信系統、第三代(3G，3rd-Generation)移動通信系統、長期演進(LTE，Long TermEvolution)系統等。在特殊應急通信場景下，基站和天線通常會被安裝到運動載體上，如吊裝在浮空平臺上，所述浮空平臺可為系留熱氣球等；在該場景下，由於浮空平臺在空中會受到氣流、風力等幹擾因素的影響，因此天線很難保持在理想的姿態，從而導致天線波束方向不斷變化，進而引起天線的覆蓋區域發生變化，而採用本發明所述方案後，可周期性地獲取天線掛架修正後的重力加速度方向，相應地，在每次獲取到修正後的重力加速度方向後，如果根據本次獲取到的修正後的重力加速度方向確定出天線的俯仰角不符合預定要求，則可將天線的俯仰角調整為符合預定要求的狀態，從而克服了氣流、風力等幹擾因素的影響，儘可能地使天線保持在理想的姿態，即儘可能地保證了天線姿態的穩定性，進而提高了天線覆蓋區域的穩定性；而且，本發明所述方案實現起來簡單方便，便於普及和推廣。
[0054]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明保護的範圍之內。
【權利要求】
1.一種天線調整裝置，其特徵在於，包括: 控制模塊，用於周期性地獲取天線的修正後的重力加速度方向，並發送給調整模塊，所述修正後的重力加速度方向是指去除幹擾數值後的重力加速度方向； 所述調整模塊，用於在每次接收到修正後的重力加速度方向後，根據本次接收到的修正後的重力加速度方向確定天線的俯仰角是否符合預定要求，如果否，則將天線的俯仰角調整為符合預定要求的狀態。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述裝置中進一步包括: 重力傳感器模塊，用於周期性地採集天線掛架的重力加速度大小和方向，並發送給所述控制模塊； 運動參數採集模塊，用於周期性地採集所述天線掛架的運動加速度大小和方向，並發送給所述控制模塊； 所述重力傳感器模塊和所述運動參數採集模塊每次採集的時刻均同步； 所述控制模塊根據每次接收到的所採集的重力加速度大小和方向以及所採集的運動加速度大小和方向，確定出每次修正後的重力加速度方向。
3.根據權利要求1或2所述的裝置，其特徵在於， 所述調整模塊的個數與天線數相同，每個調整模塊分別唯一對應一個天線； 在每次接收到修正後的重力加速度方向後，每個調整模塊分別根據本次接收到的修正後的重力加速度方向確定出水平面方向，並根據確定出的水平面方向確定自身對應的天線的俯仰角是否等於預定值，如果否，則將自身對應的天線的俯仰角調整為預定值。
4.根據權利要求2所述的裝置，其特徵在於，所述重力傳感器模塊和所述運動參數採集模塊與所述天線掛架之間處於固定連接狀態。
5.一種天線調整方法，其特徵在於，包括: 周期性地獲取天線的修正後的重力加速度方向，所述修正後的重力加速度方向是指去除幹擾數值後的重力加速度方向； 其中，在每次獲取到修正後的重力加速度方向後，根據本次獲取到的修正後的重力加速度方向確定天線的俯仰角是否符合預定要求，如果否，則將天線的俯仰角調整為符合預定要求的狀態。
6.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於，所述周期性地獲取天線的修正後的重力加速度方向包括: 周期性地採集天線掛架的重力加速度大小和方向以及所述天線掛架的運動加速度大小和方向； 根據每次所採集的重力加速度大小和方向以及所採集的運動加速度大小和方向，確定出每次修正後的重力加速度方向。
7.根據權利要求5或6所述的方法，其特徵在於，所述天線的個數為一個以上；所述根據本次獲取到的修正後的重力加速度方向確定天線的俯仰角是否符合預定要求，如果否，則將天線的俯仰角調整為符合預定要求的狀態包括: 根據本次獲取到的修正後的重力加速度方向確定出水平面方向； 針對每個天線，分別進行以下處理:根據確定出的水平面方向確定該天線的俯仰角是否等於預定值，如果否，則將該天線的俯仰角調整為預定值。
【文檔編號】H01Q3/08GK103682633SQ201210327986
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月6日 優先權日:2012年9月6日
【發明者】曹汐 申請人:中國移動通信集團公司