CN106410412A - 一种天线水平方位角的调整装置、方法及天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种天线水平方位角的调整装置、方法及天线，其调整装置包括：水平方位角转轴和水平转动驱动装置。水平转动驱动装置包括：电机、传动装置、控制装置；水平方位角转轴与天线反射板的下端固定连接，电机的输出轴通过传动装置与水平方位角转轴连接，通过传动装置带动水平方位角转轴以及天线反射板转动，电机与控制装置电连接。本发明的天线水平方位角的调整装置、方法及天线，可实现电动控制天线反射板的方位角，而无需人工手动调整，通过电机以及传动装置直接驱动天线反射板旋转，可精确的对天线反射板的水平方位角进行调整并具有自锁定功能，结构简单并提高了传动精度与可靠性，提高了天线组建网络优化的灵活性。

Description

一种天线水平方位角的调整装置、方法及天线

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种天线水平方位角的调整装置、方法及天线。

背景技术

基站即公用移动通信基站，是指在一定的无线电覆盖区中，通过移动通信交换中心，与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台。基站的选择，需从性能、配套、兼容性及使用要求等各方面综合考虑，其中特别注意的是基站设备必须与移动交换中心相兼容或配套。天线是基站收发台的一部分，完整的基站收发台包括无线发射/接收设备、天线和所有无线接口特有的信号处理部分。移动通信基站的天线通常要求天线对某一方向信号覆盖，即称为方位角或覆盖角，基站天线安装时需要通过机械装置调整天线辐射方向的对准方位角，以实现最佳的覆盖效果。目前单列天线主要通过调整基站天线背面夹码和抱杆之间的相对角度来实现，但这种调整装置体积较大且调整工序相对复杂，按照现在的天线结构无法实现多频天线独立水平方位角调整。由于站点紧张，多制式多频场景共天馈场景下，不能进行独立调整，不能达到各制式的最优覆盖。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的一个技术问题是提供一种天线水平方位角的调整装置，能够通过电机以及传动装置驱动天线反射板旋转。

一种天线水平方位角的调整装置，包括：水平方位角转轴和水平转动驱动装置；所述水平转动驱动装置包括：电机、传动装置、控制装置；所述水平方位角转轴与天线反射板的下端固定连接；所述电机的输出轴通过所述传动装置与所述水平方位角转轴连接，通过所述传动装置带动所述水平方位角转轴以及所述天线反射板转动；所述电机与所述控制装置电连接。

根据本发明的一个实施例，进一步的，还包括：法兰盘；所述法兰盘的中轴与所述水平方位角转轴固定连接，所述法兰盘的中轴与所述电机的输出轴通过所述传动装置连接，所述电机通过所述传动装置带动所述法兰盘以及所述水平方位角转轴转动。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述传动装置包括：齿轮传动机构；所述电机通过所述齿轮传动机构带动所述法兰盘以及所述水平方位角转轴转动。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述传动装置还包括：蜗杆、蜗轮；所述蜗杆的中心轴与所述电机的输出轴固定连接；所述蜗轮设置在所述蜗杆与所述齿轮传动机构之间，并分别与所述蜗杆与所述齿轮传动机构中的齿轮相啮合。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述水平转动驱动装置包括：触碰块和限位装置；所述触碰块安装在所述水平方位角转轴上；所述限位装置与所述控制装置电连接；其中，所述水平方位角转轴带动所述触碰块转动，在所述触碰块接触到所述限位装置的状态下，所述限位装置向所述控制装置发送位置信号。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述限位装置包括：第一限位微动开关和第二限位微动开关；所述触碰块由所述水平方位角转轴带动，在所述第一限位微动开关触碰和所述第二限位微动开关之间转动运行；其中，所述第一限位微动开关与所述水平方位角转轴中心的连线、所述第二限位微动开关与所述水平方位角转轴中心的连线形成夹角，所述夹角为所述天线反射板的水平调节角度。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述水平调节角度为90度；其中，设置所述第一限位微动开关在-45°位置，设置所述第二限位微动开关在+45°位置。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述控制装置与网管***电连接，从所述网管***接收控制指令并向所述网管***发送状态参数。

根据本发明的一个实施例，进一步的，还包括：壳体和集成有所述控制装置和所述限位装置的印刷电路板；其中，所述印刷电路板、所述电机和所述传动装置都设置在所述壳体内。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述电机为步进电机或伺服电机。

一种天线，包括如上所述的天线水平方位角的调整装置。

本发明要解决的一个技术问题是提供一种基于上述的天线水平方位角的调整装置的控制方法，能够通过电机以及传动装置驱动天线反射板旋转。

一种基于上述的天线水平方位角的调整装置的控制方法，包括：设定所述电机的转动圈数n与所述水平方位角转轴的转动角度Ф之间的函数关系Ф＝f(n)；根据所述函数关系计算出与所述天线反射板当前调整角度相对应的所述电机的转动圈数和方向；所述控制装置根据所述转动圈数和方向控制所述电机转动。

根据本发明的一个实施例，进一步的，控制装置接收到校准指令，向所述电机发送启动信号，所述电机带动所述水平方位角转轴转动；当所述触碰块触发所述第一限位微动开关时，所述控制装置记录触发的位置信息，并将此位置设置为最小极限水平方位角；所述电机带动所述水平方位角转轴反转，当所述触碰块触发所述第二限位微动开关时，所述控制装置记录触发的位置信息，并将此位置设置为最大极限水平方位角。

本发明的天线水平方位角的调整装置、方法及天线，可实现电动控制天线反射板的方位角，而无需人工手动调整，通过电机以及传动装置直接驱动天线反射板旋转，可精确的对天线反射板的水平方位角进行调整并具有自锁定功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的天线水平方位角的调整装置在天线中的安装示意图；

图2、3、4为根据本发明的天线水平方位角的调整装置的一个实施例的结构示意图；

图5为根据本发明的天线水平方位角的调整装置的控制方法一个实施例中的校准流程示意图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明进行更全面的描述，其中说明本发明的示例性实施例。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合各个图和实施例对本发明的技术方案进行多方面的描述。

如图1所示，天线包括天线外罩13、天线反射板14、水平方位角转轴15、法兰盘16、水平转动驱动装置17。天线通过连接杆12固定在抱杆11上，天线外罩13和水平转动驱动装置17与连接杆12相连。水平方位角转轴15、法兰盘16、水平转动驱动装置17构成了天线的水平方位角控制结构。

天线反射板14和法兰盘16固定在水平方位角转轴15上，水平转动驱动装置17与水平方位角转轴15连接并向其传动，在控制水平方位角时，水平转动驱动装置17带动水平方位角转轴15水平旋转，进而带动法兰盘16和反射板14水平同步旋转，由此实现电控调整天线的水平方位角。

如图2、3、4所示，本发明提供一种天线水平方位角的调整装置，包括：水平方位角转轴和水平转动驱动装置。水平转动驱动装置包括：电机21、传动装置、控制装置。水平方位角转轴与天线反射板的下端固定连接，可以采用螺纹连接、焊接、卡扣连接等方式。电机21的输出轴通过传动装置与水平方位角转轴连接，通过传动装置带动水平方位角转轴以及天线反射板转动。电机21与控制装置电连接，控制装置可以实现为单片机、单板机、集成电路等。电机21可以为步进电机、伺服电机等等。

上述实施例中的天线水平方位角的调整装置，可实现电动控制天线的方位角，而无需人工手动调整，且控制精度和可靠性很高。

在一个实施例中，法兰盘16的中轴27与水平方位角转轴固定连接，可以为螺纹连接、焊接、卡扣连接等方式，法兰盘16的中轴27和水平方位角转轴也可以为一体结构。法兰盘16的中轴27与电机21的输出轴通过传动装置连接，电机21通过传动装置带动法兰盘16以及水平方位角转轴转动，进而带动天线反射板转动。

传动装置可以为多种，例如可以为齿轮传动机构、链传动机构等。电机21通过齿轮传动机构23带动法兰盘16以及水平方位角转轴转动。传动装置可以单独使用齿轮传动机构23，也可以包括：蜗杆26、蜗轮25。蜗杆26的中心轴与电机21的输出轴固定连接。

蜗轮25设置在蜗杆26与齿轮传动机构24之间，并分别与蜗杆26与齿轮传动机构23中的齿轮相啮合。齿轮传动机构23可以包括多级的传动齿轮，电机21中的马达为蜗杆26提供旋转动力，蜗杆26通过与传动齿轮啮合带动水平方位角转轴转动，水平方位角转轴与天线反射板相连接，带动天线反射板同步旋转。

上述实施例提供的天线水平方位角的调整装置，通过电机装置直接驱动天线反射板旋转，可精确的对天线水平方位角进行调整，电机经过齿轮、蜗轮蜗杆减速传动，通过控制装置实现对天线水平方位的精确控制，并可以实现机构自锁定功能。与一般带电下倾电调天线一起组合可实现二维电调的功能，大大提高天线组建网络优化的灵活性。

在一个实施例中，水平转动驱动装置包括：触碰块28和限位装置。触碰块28安装在水平方位角转轴，限位装置与控制装置电连接，可以采用电线、总线等方式。水平方位角转轴带动触碰块27转动，在触碰块28接触到限位装置的状态下，限位装置向控制装置发送位置信号。

限位装置可以有多种形式，例如，限位装置包括：第一限位微动开关29和第二限位微动开关30。在第一限位微动开关29和第二限位微动开关30都与控制装置电连接。触碰块28由水平方位角转轴带动，在第一限位微动开关29和第二限位微动开关30之间转动运行。第一限位微动开关29与水平方位角转轴中心的连线、第二限位微动开关30与水平方位角转轴中心的连线形成夹角，夹角为天线反射板的水平调节角度。

在一个实施例中，两个限位微动开关之间的夹角为90°，即水平调节角度为90度。设置第一限位微动开关29在-45°位置，设置第二限位微动开关30在+45°位置。触碰块28可在两个限位微动开关29，30之间随水平方位角转轴的转动而同步转动。

当触碰块转动触发任意一个限位微动开关，与之电性连接的控制装置即记录下触发的位置信号，例如，当触碰块28触发-45°位置的第一限位微动开关29时，控制装置即记录下当前天线的水平方位角的角度，并将其设为天线的最小极限水平方位角，然后触碰块28转至第二限位微动开关30的+45°位置与之触碰，控制装置即记录下当前天线的水平方位角的角度，并将其设为天线的最大极限水平方位角，从而完成水平方位角的校准。

当进行方位角控制时，控制装置处理输入的位置命令信号，并由控制装置根据控制信号控制驱动装置带动天线同步转动，以获取所需的天线转动角度。例如，当所需转动的水平方位角为+45°，而在水平方位角校准过程中，若初始水平方位角为定义为0°位置，则根据控制信号，控制装置控制驱动装置转动，以驱动天线及触碰块28顺时针转动+45°，即可获得相应的天线水平方位角+45°。

在一个实施例中，触碰块28安装于水平方位角转轴的下端。两个限位微动开关29，30之间的间距可根据需要调整。通过改变两个限位微动开关29，30之间与触碰块28的位置间距，以限制天线可转动的水平方位角的范围。

在安装时，将触碰块28的位置放置于两个限位微动开关29，30开关之间，使得触碰块28可在两个限位微动开关29，30之间随转轴作同步转动。通过触碰块28在两个限位微动开关29，30之间的滑动接触，以检测天线反射板转动的初始水平方位角和结束水平方位角，实现对天线初始角度位置的校准。

在一个实施例中，控制装置与网管***电连接，可以采用总线、网线等方式，从网管***接收控制指令并向网管***发送状态参数，控制指令包括：校准、调整等等，状态参数包括实际转动的角度等等。

集成有控制装置和限位微动开关等的印刷电路板31、电机21和传动装置都设置在壳体24内。限位微动开关与主板集成一体化设计可以提高模块的可靠性，控制主板内置设计，可以提高模块的防护等级。

图5为根据本发明的天线水平方位角的调整装置的控制方法一个实施例中的校准流程示意图，如图5所示：

步骤501，控制装置接收到校准指令，向电机发送启动信号，电机带动水平方位角转轴转动。

步骤502，当触碰块触发第一限位微动开关时，控制装置记录触发的位置信息，并将此位置设置为最小极限水平方位角。

步骤502，电机带动水平方位角转轴反转，当触碰块触发第二限位微动开关时，控制装置记录触发的位置信息，并将此位置设置为最大极限水平方位角。

在进行角度调整时，设定电机的转动圈数n与水平方位角转轴的转动角度Ф之间的函数关系Ф＝f(n)。根据函数关系计算出与天线反射板当前调整角度相对应的电机的转动圈数和方向。控制装置根据转动圈数和方向控制电机转动。

在一个实施例中，水平转动驱动装置17通过控制线路与网管***相连，由网管***控制水平转动驱动装置17中的电机21的转动，借此控制天线的水平角，例如：

控制主板的控制装置接受到校准命令，驱动电机21转动，水平方位角转轴上的触碰块28同时转动至于第一限位微动开关29相碰，控制装置记录当前的位置信息，同时电机21反转，触碰块28转至于第二限位微动开关30相碰，控制装置记录当前的位置信息，完成一个角度范围的校准过程。

在方位角调整时，控制装置发出控制指令，电机21转动，转动的圈数是基于校准过程计算得出，根据不同的方位角度要求计算出不同的电机转动圈数，如需要转至+45°，主板控制电机转至一定的圈数停止。

可以预先确定电机21转动圈数n与转轴转动角度Ф的函数关系Ф＝f(n)，网管***根据用户输入的所要调整的水平角的角度，可计算电机21转动的圈数，并控制电机21转动计算出的圈数，就可以将天线反射板的水平角调整到所需要的角度。

在一个实施例中，本发明提供一种天线，包括如上的天线水平方位角的调整装置。

上述实施例提供的天线水平方位角的调整装置、方法及天线，可实现电动控制天线反射板的方位角，而无需人工手动调整，通过电机以及传动装置直接驱动天线反射板旋转，可精确的对天线反射板的水平方位角进行调整并具有自锁定功能，结构简单并提高了传动精度与可靠性，提高了天线组建网络优化的灵活性。

可能以许多方式来实现本发明的方法和***。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法和***。用于方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (13)

1.一种天线水平方位角的调整装置，其特征在于，包括：

水平方位角转轴和水平转动驱动装置；所述水平转动驱动装置包括：电机、传动装置、控制装置；

所述水平方位角转轴与天线反射板的下端固定连接；所述电机的输出轴通过所述传动装置与所述水平方位角转轴连接，通过所述传动装置带动所述水平方位角转轴以及所述天线反射板转动；所述电机与所述控制装置电连接。

2.如权利要求1所述的调整装置，其特征在于：

还包括：法兰盘；

所述法兰盘的中轴与所述水平方位角转轴固定连接，所述法兰盘的中轴与所述电机的输出轴通过所述传动装置连接，所述电机通过所述传动装置带动所述法兰盘以及所述水平方位角转轴转动。

3.如权利要求2所述的调整装置，其特征在于：

所述传动装置包括：齿轮传动机构；

所述电机通过所述齿轮传动机构带动所述法兰盘以及所述水平方位角转轴转动。

4.如权利要求3所述的调整装置，其特征在于：

所述传动装置还包括：蜗杆、蜗轮；

所述蜗杆的中心轴与所述电机的输出轴固定连接；所述蜗轮设置在所述蜗杆与所述齿轮传动机构之间，并分别与所述蜗杆与所述齿轮传动机构中的齿轮相啮合。

5.如权利要求1所述的调整装置，其特征在于：

所述水平转动驱动装置包括：触碰块和限位装置；

所述触碰块安装在所述水平方位角转轴上；所述限位装置与所述控制装置电连接；其中，所述水平方位角转轴带动所述触碰块转动，在所述触碰块接触到所述限位装置的状态下，所述限位装置向所述控制装置发送位置信号。

6.如权利要求5所述的调整装置，其特征在于：

所述限位装置包括：第一限位微动开关和第二限位微动开关；

所述触碰块由所述水平方位角转轴带动，在所述第一限位微动开关触碰和所述第二限位微动开关之间转动运行；

其中，所述第一限位微动开关与所述水平方位角转轴中心的连线、所述第二限位微动开关与所述水平方位角转轴中心的连线形成夹角，所述夹角为所述天线反射板的水平调节角度。

7.如权利要求6所述的调整装置，其特征在于：

所述水平调节角度为90度；

其中，设置所述第一限位微动开关在-45°位置，设置所述第二限位微动开关在+45°位置。

8.如权利要求7所述的调整装置，其特征在于：

所述控制装置与网管***电连接，从所述网管***接收控制指令并向所述网管***发送状态参数。

9.如权利要求6所述的调整装置，其特征在于：

还包括：壳体和集成有所述控制装置和所述限位装置的印刷电路板；

其中，所述印刷电路板、所述电机和所述传动装置都设置在所述壳体内。

10.如权利要求1所述的调整装置，其特征在于：

所述电机为步进电机或伺服电机。

11.一种天线，其特征在于：

包括如权利要求1至10任一项所述的天线水平方位角的调整装置。

12.一种基于权利要求6至9任意一项的天线水平方位角的调整装置的控制方法，其特征在于：

设定电机的转动圈数n与水平方位角转轴的转动角度Ф之间的函数关系Ф＝f(n)；

根据所述函数关系计算出与天线反射板当前调整角度相对应的所述电机的转动圈数和方向；

所述控制装置根据所述转动圈数和方向控制所述电机转动。

13.如权利要求12所述的调整方法，其特征在于：

控制装置接收到校准指令，向所述电机发送启动信号，所述电机带动所述水平方位角转轴转动；

当所述触碰块触发所述第一限位微动开关时，所述控制装置记录触发的位置信息，并将此位置设置为最小极限水平方位角；

所述电机带动所述水平方位角转轴反转，当所述触碰块触发所述第二限位微动开关时，所述控制装置记录触发的位置信息，并将此位置设置为最大极限水平方位角。