CN103700944B - 一种天线及其电下倾角的调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种天线及其电下倾角的调节装置。该调节装置包括电调单元、第一传动机构、拉杆、第二传动机构、电位器和移相器，其中第一传动机构分别与电调单元和拉杆机械连接，以将电调单元输出的旋转运动转化为拉杆的直线运动；第二传动机构分别与拉杆和移相器机械连接，以将拉杆的直线运动传动至移相器；电位器直接与拉杆机械连接，并与电调单元电连接，以使电调单元接收电位器测得的电阻值，并根据电阻值与天线电下倾角的关系调节电调单元的旋转角度。通过上述方式，本发明能够以结构更加简单的调节装置实现对天线电下倾角的调节，成本较低，同时能够减少调节时的传动误差，提高天线电下倾角的调节精度。

Description

一种天线及其电下倾角的调节装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种天线及其电下倾角的调节装置。

背景技术

基站天线等各类型的通信天线在工作时通常需要相对于水平线向下倾斜一定的角度，该角度称为天线下倾角或俯角，通过调节该下倾角可直接影响天线的辐射效果，即覆盖范围。目前对天线下倾角的调节主要有机械下倾角和电下倾角两种方式，其中电下倾角可通过远程电调控制，成本低，因此得到越来越广泛的应用。

现有技术的一种电下倾角的调节装置包括移动天线下倾角的移相器、为移相器提供最终动力的电调单元、将电调单元的旋转运动转化为直线运动的第一传动机构、最终驱动移相器运动的第二传动机构以及连接第一传动机构和第二传动机构的拉杆。为了准确测得移相器的运动，在最靠近移相器的第二传动机构处设置了与第二传动机构连接的旋转电位器，旋转电位器将其测得的电阻值反馈给电调单元，电调单元根据电阻值调节自身的旋转角度，最终将天线电下倾角调到合适位置。但实际上，为了使得旋转电位器能与第二传动机构连接，第二传动机构需要增加与旋转电位器啮合的传动齿轮。这样不仅使得第二传动机构更为复杂，而且还导致其传递给移相器的运动和传递给旋转电位器的运动之间有很大的误差，导致旋转电位器测得的电阻值不能准确地反映移相器的运动，使得天线电下倾角的调整误差很大。通常天线电下倾角的调节范围为0～14度，而使用该调节装置时的调节误差为±0.5度。

另外，当前天线电下倾角的调节装置的手调部分主要包括调节螺杆、标尺和滑动块。拉杆的尾部设置为“Y”状，滑动块的一端与调节螺杆滑动连接，另一端与拉杆尾部其中一侧固定连接，旋转调节螺杆可以带动拉杆来回运动。标尺与拉杆尾部的另一侧固定连接，标尺上标识有刻度，以实时显示调节螺杆调节的下倾角数值。可见，现有的调节装置的手调部分包括调节螺杆、标尺和滑块等零件，零部件数量多，而且零部件结构复杂，比如拉杆。

发明内容

鉴于此，本发明提供一种天线及其电下倾角的调节装置，能够以结构更加简单的调节装置实现对天线电下倾角的调节，成本较低，同时减少传动误差，提高天线电下倾角的调节精度。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种天线电下倾角的调节装置，包括电调单元、第一传动机构、拉杆、第二传动机构、电位器和移相器，其中：第一传动机构的输入端与电调单元机械连接，第一传动机构的输出端与拉杆的一端连接，以将电调单元输出的旋转运动转化为拉杆的直线运动；第二传动机构的输入端与拉杆的另一端连接，第二传动机构的输出端与可调节天线电下倾角的移相器连接，以将拉杆的直线运动传动至移相器；电位器直接与拉杆机械连接，并与电调单元电连接，以使电调单元获取电位器测得的电阻值，并根据电阻值与天线电下倾角的关系调节电调单元的旋转角度。

其中，电调单元包括电机以及设置于电机的输出轴上的第一齿轮，第一传动机构包括垂直于输出轴的传动轴、固定在传动轴上的第二齿轮、第三齿轮以及平行于输出轴的第一齿条，第二齿轮和第一齿轮啮合，以将电机的动力引入第一传动机构，第一齿条与拉杆连接，且第三齿轮与第一齿条啮合，以将第一传动机构输出的直线运动传动至拉杆。

其中，第二齿轮、第三齿轮和传动轴一体成型。

其中，调节装置还包括卡接在电调单元轴向两端的横向支架和端板，横向支架支撑电机的输出轴，并设置有供第一齿条穿过的通孔。

其中，调节装置进一步包括标尺，标尺的一端与第一齿条的另一端连接，以传动拉杆做直线运动，标尺的另一端露出端板，标尺上设置有用于标示天线电下倾角的刻度线。

其中，电位器为直线电位器且包括移动部，移动部与拉杆固定连接，以在拉杆直线运动时电调单元获取移动部和电位器的与电调单元电连接的一端之间的电阻值。

其中，电调单元和电位器通过APS电缆实现电连接。

其中，调节装置还包括与拉杆的另一端固定连接的第二齿条，拉杆通过第二齿条将其运动传动至第二传动机构。

其中，第二传动机构包括第四齿轮，移相器包括第三齿条，第四齿轮为阶梯齿轮，包括与第二齿条啮合的小齿轮段，以及与第三齿条啮合的大齿轮段。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种天线，包括上述天线电下倾角的调节装置。

本发明的有益效果是：本发明的天线电下倾角的调节装置，与现有技术相比，电位器直接与拉杆机械连接，第二传动机构无需设置与电位器连接的中间传动件，结构更为简单。同时，由于减少了拉杆与电位器之间的传动结构和中间传动件所产生的传动误差，因此电位器测得的电阻值更加精确，从而使得电调单元根据获取的更加精确的电阻值能够对自身的旋转角度做更加精确的控制，天线电下倾角的调节精度也更加精确。

附图说明

图1是本发明第一实施例的天线电下倾角的调节装置的结构示意图；

图2是图1所示电调单元和第一传动机构配合的优选实施例的结构放大图；

图3是图1所示移相器和第二传动机构配合的优选实施例的内部结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和技术效果更加清楚，下面结合附图1～3对本发明的实施例作进一步地的详细描述。

图1是本发明第一实施例的天线电下倾角的调节装置的结构示意图。如图1所示，本实施例的调节装置包括：电调单元11、第一传动机构12、拉杆13、电位器14、移相器15、横向支架16、第二传动机构17、端板18以及标尺19。

其中，电调单元11与电位器14电连接，在实际应用场景中，本实施例优选两者之间通过APS（Active Pro-Safety，全方位防护）电缆L实现电连接。电调单元11与第一传动机构12的输入端机械连接，第一传动机构12的输出端与拉杆13的一端连接，以通过拉杆13与电位器14机械连接，同时第一传动机构12通过拉杆13的另一端与第二传动机构17的输入端机械连接，第二传动机构17的输出端与可调节天线电下倾角的移相器15连接，将拉杆13的直线运动传动至移相器15，以此实现第一传动机构12通过拉杆13传动第二传动机构17、第二传动机构17传动移相器15，从而实现第一传动机构12通过拉杆13与移相器15的机械连接。

电位器14为直线电位器，其包括移动部141和固定部142，移动部141通过销钉等方式与拉杆13固定连接，以在拉杆13直线运动时移动部141可在固定部142上沿拉杆13所在方向做直线往返运动。需要说明的是，在其他实施例中电位器14还可为旋转式电位器，只需满足其设置于天线的底板20上且通过拉杆13直接传动即可。

横向支架16和端板18卡接在电调单元11的轴向两端。横向固定于天线的底板20上，即与拉杆13所在方向垂直设置，并且横向支架16设置有通孔161。

端板18设置于天线的底板20的一端，标尺19经端板18外露，且标尺19上设置有用于标示天线电下倾角的刻度线，从而允许用户从端板18外部通过拉动标尺19来调节天线电下倾角。在具体应用场景中，为方便用户拉动标尺19，本实施例优选标尺19经端板18外露的一端设置有拉环191。

图2是图1所示电调单元11和第一传动机构12配合的优选实施例的结构放大图。请结合图1和图2所示，电调单元11包括电机111以及设置于电机111的输出轴112上的第一齿轮113，第一传动机构12包括第一支座121、第二支座122、传动轴123、第二齿轮124、第三齿轮125以及第一齿条126。

其中，电机111固定于横向支架16上，输出轴112穿设并固定于横向支架16中，以使横向支架16支撑电机111的输出轴112。第二齿轮124和第三齿轮125固定于传动轴123上，且第二齿轮124与第一齿轮113相互啮合。传动轴123与输出轴112垂直，并转动支撑于第一支座121和第二支座122上，且与横向支架16平行间隔设置、与第一齿条126相垂直。第一齿条126穿设于通孔161中，并与第三齿轮125相互啮合，同时第一齿条126的一端与拉杆13连接，以将第一传动机构12输出的直线运动传动至拉杆13，第一齿条126的另一端与标尺19的一端连接。

在本实施例中，优选第二齿轮124、第三齿轮125和传动轴123一体成型。当然，在其他实施例中，三者可以为相互独立的成型结构。另外，本领域技术人员可根据实际需要对第一传动结构12进行其他设置，例如仅设置第一支座121，而不设置第二支座122，对应地，仅设置图2所示的传动轴123和第三齿轮125的一半，此时需要传动轴123具有较高的刚性，以确保在转动时传动轴123设置有第三齿轮125的一端不会朝向天线的底板20下倾。进一步地，本领域技术人员还可以第一齿条126为对称，在第二支座122一侧的传动轴123上设置与第二齿轮124完全相同的齿轮，对应地设置与电调单元11的结构完全相同的电调单元。

图3是图1所示移相器15和第二传动机构17配合的优选实施例的内部结构图。请结合图1和图3所示，本实施例的调节装置还包括第二齿条151，移相器15包括第三齿条（图未示），第二传动机构17包括第四齿轮171，第四齿轮171为阶梯齿轮，包括小齿轮段171a和大齿轮段171b。

其中，第二齿条151与拉杆13的另一端连接，以在拉杆13的传动下做直线运动。第四齿轮171的小齿轮段171a与第二齿条151啮合，且第四齿轮171的大齿轮段171b与第三齿条啮合，以此实现第二齿条151传动小齿轮段171a，小齿轮段171a传动与其同轴的大齿轮段171b，大齿轮段171b传动第三齿条，并通过第三齿条与移相器15内部的移动介质对天线的下倾角进行调节。

下面结合上述结构介绍本发明的调节装置的工作原理及过程：

在对天线电下倾角调节时，电调单元11根据接收的控制指令启动电机111，以通过输出轴112传动第一齿轮113，第一齿轮113传动第二齿轮124，第二齿轮124驱动传动轴123转动，以此传动第三齿轮125，第三齿轮125传动第一齿条126做直线运动，从而实现第一传动机构12将电调单元11的旋转运动转化为直线运动，并通过拉杆13传动第二传动机构17，第二传动机构17传动移相器15，通过移相器15来改变与其连接的天线的电下倾角，在此过程中电调单元11通过拉杆13传动电位器14和移相器15同步运动。

在拉杆13直线运动的同时，电调单元11通过与电位器14的电连接，获取电位器14的电阻值，并根据电阻值与天线电下倾角的关系调节电调单元11控制第一齿轮113的旋转角度。具体而言：

请再次参阅图1和图2，电位器14的移动部141在拉杆13的传动下移动时，电调单元11给电位器14施加固定不变的电压，电流流过电位器14时，通过APS电缆L可以检测到一个随移动部141的位置变化而变化的电压，由于电位器14对电压的消耗，因此实际输出的电压和电阻值不是成直线比例的，而是按照近似于双曲线规律的变化。此时，对输出的电压进行模数转换并经过控制计算程序的处理，即可使得实际输出的电压和电阻值还原为直线规律的性变化，也就是说，如果移动部141和电位器14的与电调单元11电连接的一端之间的电阻值从R1到R2变化，移相器15的电下倾角从0到N度变化，那么k*（R2-R1）/N就是电下倾角每变化1°时对应的电阻值，其中k为比例系数，其为控制计算程序通过计算得出的一个已知常数。

在移相器15调节电下倾角至需要的预定角度时，控制电调单元11关闭电机111，从而通过拉杆13传动电位器14和移相器15同步停止运动，以此通过上述电调模式完成对天线电下倾角的调节。

需要说明的是，本发明的调节装置不仅适用于上述电调模式，还适用于通过手动调节模式完成对天线电下倾角的调节，具体而言：

用户可通过拉环191直接拉动或推动标尺19，以提供动力直接驱动第一齿条126做直线运动，并通过拉杆13传动第二传动机构17，第二传动机构17传动移相器15，通过移相器15来改变与其连接的天线的电下倾角。如果将标尺19拉动到预定的天线电下倾角对应的指定位置（刻度线），此时移相器15同步移动到其对应的位置，电位器14的移动部141也会移动到其对应的位置，电调单元11通过APS电缆即可获取电位器14的电阻值，从而根据该电阻值判断标尺19显示的天线电下倾角的角度的读数与实际电下倾角的角度是否一致，若一致则说明成功完成对天线电下倾角的调节。

综上所述，本发明的调节装置主要通过第一传动机构12将电调单元11的旋转运动转化为直线运动，并由拉杆13传动电位器14和移相器15同步运动，以通过移相器15来改变天线电下倾角，同时通过电调单元11与电位器14的电连接，获取电位器14的电阻值，并根据电阻值与天线电下倾角的关系调节电调单元11的旋转角度，从而实现对天线电下倾角的调节。

相比较于现有技术，本发明的电位器14安装于天线的底板20上，而不是安装于传动移相器15的传动结构（即，第二传动机构17）上，并且电位器14直接通过拉杆13传动，不需要现有技术采取与移相器15和第二传动机构17之间设置的三个齿轮，同时拉杆13与第二传动机构17之间直接连接，并未采用中间传动件，因此在调节时能够避免现有技术的中间传动件与拉杆13和第二传动机构17之间的传动误差以及三个齿轮之间的传动误差，使得电位器14测得的电阻值更加精确，从而使得电调单元11根据获取的电位器14的更加精确的电阻值对自身的旋转角度做更精确的控制，提高了天线电下倾角的调节精度。在实际应用中，本发明的天线电下倾角的调节装置的调节精度可达到±0.1度，相比较现有技术的±0.5度，精度大大提高。

另外，本发明的调节装置在手动调节模式时，用户直接拉动标尺19即可，无需现有技术中的调节螺杆，不仅减少了调节装置的零部件的数量，而且原本与调节螺杆连接的拉杆可以做成直条状，结构更加简单，从而使得调节装置的成本较低。

本发明还提供一种天线，该天线包括上述实施例的调节装置，因此该天线能够达到与上述调节装置相同的有益效果。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，例如各实施例之间技术特征的相互结合，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种天线电下倾角的调节装置，其特征在于，所述调节装置包括电调单元、第一传动机构、拉杆、第二传动机构、电位器以及移相器，其中：

所述第一传动机构的输入端与所述电调单元机械连接，所述第一传动机构的输出端与拉杆的一端连接，以将所述电调单元输出的旋转运动转化为所述拉杆的直线运动，其中，所述电调单元包括电机以及设置于所述电机的输出轴上的第一齿轮，所述第一传动机构包括垂直于所述输出轴的传动轴、固定在所述传动轴上的第二齿轮、第三齿轮以及平行于所述输出轴的第一齿条，所述第二齿轮和所述第一齿轮啮合，以将所述电机的动力引入所述第一传动机构，所述第一齿条的一端与所述拉杆连接，所述第三齿轮与所述第一齿条啮合，以将所述第一传动机构输出的直线运动传动至所述拉杆；

所述第二传动机构的输入端与所述拉杆的另一端连接，所述第二传动机构的输出端与可调节所述天线电下倾角的所述移相器连接，以将所述拉杆的直线运动传动至所述移相器；

所述电位器直接与所述拉杆机械连接，并与所述电调单元电连接，以使所述电调单元获取所述电位器测得的电阻值，并根据所述电阻值与所述天线电下倾角的关系调节所述电调单元的旋转角度。

2.根据权利要求1所述的调节装置，其特征在于，所述第二齿轮、所述第三齿轮和所述传动轴一体成型。

3.根据权利要求1所述的调节装置，其特征在于，所述调节装置还包括卡接在所述电调单元轴向两端的横向支架和端板，所述横向支架支撑所述电机的输出轴，并设置有供所述第一齿条穿过的通孔。

4.根据权利要求3所述的调节装置，其特征在于，所述调节装置进一步包括标尺，所述标尺的一端与所述第一齿条的另一端连接，以传动所述拉杆做直线运动，所述标尺的另一端露出所述端板，所述标尺上设置有用于标示所述天线电下倾角的刻度线。

5.根据权利要求4所述的调节装置，其特征在于，所述电位器为直线电位器且包括移动部，所述移动部与所述拉杆固定连接，以在所述拉杆直线运动时所述电调单元获取所述移动部和所述电位器的与所述电调单元电连接的一端之间的电阻值，其中，所述移动部在所述拉杆的传动下移动时，所述电调单元检测到随所述移动部的位置变化而变化的电压，所述电调单元根据预先获取的电压和电阻值之间的直线规律性变化关系，获取所述电阻值。

6.根据权利要求1所述的调节装置，其特征在于，所述电调单元和所述电位器通过APS电缆实现电连接。

7.根据权利要求1所述的调节装置，其特征在于，所述调节装置还包括与所述拉杆的另一端固定连接的第二齿条，所述拉杆通过所述第二齿条将其运动传动至所述第二传动机构。

8.根据权利要求7所述的调节装置，其特征在于，所述第二传动机构包括第四齿轮，所述移相器包括第三齿条，所述第四齿轮为阶梯齿轮，包括与所述第二齿条啮合的小齿轮段，以及与所述第三齿条啮合的大齿轮段。

9.一种天线，其特征在于，所述天线包括权利要求1～8任意一项所述的天线电下倾角的调节装置。