CN107681271A - 通讯基站天线信号垂直倾角调整用智能执行器 - Google Patents

通讯基站天线信号垂直倾角调整用智能执行器 Download PDF

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何华
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Abstract

本发明提供通讯基站天线信号垂直倾角调整用智能执行器，涉及通信领域，包括：调整电路模块，所述调整电路模块包括：第一定端与所述模数转换器的电源相连、第二定端接地的直线可变电位器，所述调整电路模块用于确定基站天线垂直倾角度值与模数转换器输出电压间关系的；与移相器及所述直线可变电位器的动端分别相连的传动装置；与所述传动装置相连的，接收预设的角度值，依据所述基站天线垂直倾角度值与模数转换器输出电压间关系计算与所述预设的角度值对应的输出电压，当所述模数转换器的输出电压不等于所述与所述预设的角度值对应的输出电压时，控制所述传动装；本发明实现了高精度的基站天线垂直倾角的调整。

Description

通讯基站天线信号垂直倾角调整用智能执行器
技术领域
本发明涉及通信领域，具体涉及通讯基站天线信号垂直倾角调整用智能执行器。
背景技术
移动通信基站的天线通常需要相对于水平面倾斜一定的角度，可以通过远程控制实现对天线垂直倾角的调整，现有的调整方法利用调整电路模块确定的垂直倾角与A/D转换器的电压关系式进行，即：调整单元获得用户设定的垂直倾角值后，根据关系式θ＝W×((1024×R2)/D-(R2+A1))A2-A1,]]>计算出用户设定的垂直倾角值对应的A/D转换器的电压D，再通过移动可变电位器的动端，改变接入的电阻值，从而将A/D转换器的电压调整到D，实现调整天线垂直倾角的目的。
上述关系式中，θ为基站天线的下倾角，W为最大角度变化范围，A1为可变电位器低限位的阻值，A2为可变电位器的高限位阻值，R2为与可变电位器连接的电阻的阻值，可见，垂直倾角与A/D转换器的电压D的关系由可变电位器的阻值来确定。
实际应用中，可变电位器的精度一般具有±20％的误差，所以，现有的天线下倾角调整方法具有较大的误差，不能实现对垂直倾角进行精确的调整。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了通讯基站天线信号垂直倾角调整用智能执行器。
本发明通过以下技术方案予以实现：通讯基站天线信号垂直倾角调整用智能执行器，包括：调整电路模块，所述调整电路模块包括：第一定端与所述模数转换器的电源相连、第二定端接地的直线可变电位器，所述调整电路模块用于确定基站天线垂直倾角度值与模数转换器输出电压间关系的；
与移相器及所述直线可变电位器的动端分别相连的传动装置；
与所述传动装置相连的，接收预设的角度值，依据所述基站天线垂直倾角度值与模数转换器输出电压间关系计算与所述预设的角度值对应的输出电压，当所述模数转换器的输出电压不等于所述与所述预设的角度值对应的输出电压时，控制所述传动装置带动所述直线可变电位器的动端及所述移相器移动，直至所述模数转换器的输出电压等于所述与所述预设的角度值对应的输出电压，以调整基站天线的垂直倾角的处理器。
优选地，所述调整电路模块还包括：
一端与所述直线可变电位器的动端相连、一端与所述模数转换器的输入端相连的电阻；
一端与所述电阻相连、一端接地的电容；
一端与所述模数转换器的电源相连、一端接地的二极管。
优选地，所述传动装置包括：
与所述处理器相连的、当所述模数转换器的输出电压不等于所述与所述预设的角度值对应的输出电压时，由所述处理器控制开启或关闭的电机；
由所述电机驱动的齿轮组；
套接在所述齿轮组的被动齿轮中的螺杆轴；
与所述螺杆轴连接、设置所述移相器的螺杆；
与所述螺杆连接的刻度尺；
与所述刻度尺及所述直线可变电位器的动端分别连接的拉杆。
优选地，所述处理器与所述调整电路模块集成设置为集成控制调整单元。
优选地，所述集成控制调整单元还包括：
封装外壳及与所述传动装置相连的连接接头。
优选地，用于权利要求1所述的装置，包括：
接收预设的角度值；
依据所述基站天线垂直倾角度值与模数转换器输出电压间关系及预设的天线角度范围和移相器位移范围，计算与所述预设的角度值对应的输出电压；
判断所述模数转换器当前的输出电压是否等于所述与所述预设的角度值对应的输出电压；
如果否，则控制所述传动装置带动所述直线可变电位器的动端及所述移相器移动，直至所述模数转换器的输出电压等于所述与所述预设的角度值对应的输出电压，以调整基站天线的垂直倾角的处理器。
本发明提供了通讯基站天线信号垂直倾角调整用智能执行器，调整电路模块中的直线可变电位器的第一定端与所述模数转换器的电源相连，第二定端直接接地，由此，所述调整电路模块确定的基站天线垂直倾角度值与模数转换器输出电压间关系与可变直线电位器的阻值没有必然的联系，因此，垂直倾角的调整受可变直线电位器的阻值的影响大大减小，从而可以避免因直线可变电位器的阻值误差带来的调整角度的误差，能够实现高精度的基站天线垂直倾角的调整。
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为本发明实施例公开的传动装置的结构示意图；
图2为本发明实施例公开的集成控制调整单元的结构示意图；
图3为本发明实施例公开的结构示意图；
图4为本发明实施例公开的调整电路模块的电路图；
图5为本发明实施例公开的流程图。
具体实施方式
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。
本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。
本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限制，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明实施例公开了一种通讯基站天线信号垂直倾角调整用智能执行器，如图3所示，包括：
调整电路模块101、传动装置102、处理器103及移相器104，其中传动装置102与调整电路模块101中的直线可变电位器相连，与移相器104相连，处理器103与传动装置102相连。
所述调整电路模块中的直线可变电位器的第一定端与所述模数转换器的电源相连，第二定端接地，为了实现电路的抗干扰能力，实际应用中，调整电路模块中还可以包括：电阻、电容及二极管，具体连接方式如图4所示，其中，直线可变电位器201的一个定端连接模数转换器(图中未示出)的供电电源Vref，另一个定端接地，即，直线可变电位器两端的电压与模数转换器的参考电压相同；直线可变电位器通过电阻202与模数转换器的输入端ANA0 相连；二极管203、204分别连接在供电电源与地之间，即二极管203的负极连接模数转换器的供电电源Verf，正极连接二极管204的负极，二极管204 的正极接地，电容205一端与电阻202相连，一端接地。
设经过模数转换器输出的电压为D，直线可变电位器低限位时，模数转换器的输出值为D1，直线可变电位器高限位时，模数转换器的输出值为D2，垂直倾角值的变化范围为W，在直线可变电位器的线性度准确的情况下，通过上述调整电路模块确定出的垂直倾角与模数转换器输出的电压为D之间的关系式为：
θ＝D-A1A2-A1×W]]>
可见，由上述调整电路模块确定的垂直倾角与模数转换器输出的电压为D 之间的关系与直线可变电位器的阻值无关，因而，使用上述调整电路模块对垂直倾角进行调整时不会因为直线可变电位器的阻值的误差而造成角度调整的误差。同时，与阻值误差相比，直线可变电位器的线性度更加易于控制，通常误差很小，所以，使用上述调整电路模块很容易实现对基站天线垂直倾角的精确调整。
本实施例中，在处理器中预先写入天线垂直倾角度的变化范围和移相器的位移范围，处理器接收用户设定的垂直倾角度值后，依据上述由调整电路模块确定的垂直倾角度值与模数转换器输出电压之间的关系式及所述天线垂直倾角度的变化范围和移相器的位移范围，计算出与用户设定的垂直倾角度对应的模数转换器的输出电压，如果模数转换器当前的输出电压等于计算出的输出电压值，则保持当前状态，否则，处理器控制传动装置进行移动，传动装置带动直线可变电位器的动端及移相器移动，此时，调整电路模块中的阻值发生变化，模数转换器的输出电压随阻值的变化而变化，当模数转换器当前的输出电压等于计算出的输出电压值时，处理器控制传动装置停止移动，则移相器停止移动，此时对移相器的调整完成，则对垂直倾角的调整完成。
需要说明的是，预先输入的天线垂直倾角度的变化范围和移相器的位移范围可以由用户根据实际需求进行设定，本实施例不做限定。
本实施例所述的通讯基站天线信号垂直倾角调整用智能执行器，通过调整电路模块中电阻值与模数转换器输出电压间的对应关系，以模数转换器的输出电压作为移动移相器的尺度，由于调整电路模块确定的垂直倾角值与可变电位器的电阻值没有必然关系，所以，减小了垂直倾角的调整过程受可变电位器的阻值误差的影响，实现了对基站天线垂直倾角的精确调整。
进一步地，本实施例所述的传动装置如图1所示，可以具体包括：
与所述处理器相连的、当所述模数转换器的输出电压不等于所述与所述预设的角度值对应的输出电压时，由所述处理器控制开启或关闭的电机301；
由所述电机驱动的齿轮组302，其中，齿轮组包括主动齿轮和被动齿轮，主动齿轮套接于电机上，可由电机驱动进行转动，被动齿轮通过固定座307 套接在螺杆轴303上，可以带动螺杆轴随其转动；
与所述螺杆轴连接、设置所述移相器(未标出)的螺杆304，螺杆可以带动移相器产生位移；
与所述螺杆连接的刻度尺305；
与所述刻度尺及所述直线可变电位器的动端分别连接的拉杆306(图1中未标出)。
进一步地，本实施例中，调整电路模块与处理可以集成在一块电路板上，作为集成控制调整单元使用，优选地，可以将集成控制调整单元设置为可抽取的模块，抽取部分不带电机和反馈装置，易于安装和拆卸，同时抽取式结构可以嵌入天线装置的内部，使得基站天线外观整洁。
集成控制调整单元具体结构如图2所示(部分未标出)：
封装外壳401，用于将调整电路模块及处理器封装其中；
连接头402，用于与所述传动装置连接；
直线可变电位器403，及与直线可变电位器及刻度尺305相连的拉杆404。
以下将针对图1和图2对基站垂直倾角的调整过程进行具体说明：
处理器接收到用户预先设定的垂直倾角值，并计算出与所述垂直倾角值对应的模数转换器输出电压，当模数转换器当前的输出电压值不等于计算出的值时，处理器控制电机301开启，电机驱动齿轮组302转动，螺杆轴303 随齿轮组一同转动，带动螺杆304移动，设置于螺杆上的移相器(未标出) 产生位移，与螺杆相连的刻度尺305跟随螺杆一起移动，并带动与直线可变电位器403的动端相连的拉杆404移动，拉杆404带动直线可变电位器403的动端移动，导致集成控制调整单元的阻值变化，从而模数转换器的输出电压随之变化，当处理器判断出模数转换器的输出电压随等于计算出的值时，控制电机301关闭，从而整个调整过程完成。
需要说明的是，如果处理器判断出模数转换器当前的输出电压小于计算出的值，则控制电机正传，反之，则控制电机反转。
与上述装置实施例相对应的，本发明实施例还公开了一种应用于上述装置的基站天线垂直倾角调整方法，如图5所示，包括：
S501：接收预设的角度值；
S502：依据所述基站天线垂直倾角度值与模数转换器输出电压间关系及预设的天线角度范围和移相器位移范围，计算与所述预设的角度值对应的输出电压；
S503：判断所述模数转换器当前的输出电压是否等于所述与所述预设的角度值对应的输出电压；
S504：如果否，则控制所述传动装置带动所述直线可变电位器的动端及所述移相器移动，直至所述模数转换器的输出电压等于所述与所述预设的角度值对应的输出电压，以调整基站天线的垂直倾角的处理器。
本实施例所述的调整方法，使得调整结果受可变电位器阻值误差的影响大大减小，从而可以实现对基站垂直倾角的精确调整。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.通讯基站天线信号垂直倾角调整用智能执行器，其特征在于，包括：调整电路模块，所述调整电路模块包括：第一定端与所述模数转换器的电源相连、第二定端接地的直线可变电位器，所述调整电路模块用于确定基站天线垂直倾角度值与模数转换器输出电压间关系的；
与移相器及所述直线可变电位器的动端分别相连的传动装置；
与所述传动装置相连的，接收预设的角度值，依据所述基站天线垂直倾角度值与模数转换器输出电压间关系计算与所述预设的角度值对应的输出电压，当所述模数转换器的输出电压不等于所述与所述预设的角度值对应的输出电压时，控制所述传动装置带动所述直线可变电位器的动端及所述移相器移动，直至所述模数转换器的输出电压等于所述与所述预设的角度值对应的输出电压，以调整基站天线的垂直倾角的处理器。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述调整电路模块还包括：
一端与所述直线可变电位器的动端相连、一端与所述模数转换器的输入端相连的电阻；
一端与所述电阻相连、一端接地的电容；
一端与所述模数转换器的电源相连、一端接地的二极管。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传动装置包括：
与所述处理器相连的、当所述模数转换器的输出电压不等于所述与所述预设的角度值对应的输出电压时，由所述处理器控制开启或关闭的电机；
由所述电机驱动的齿轮组；
套接在所述齿轮组的被动齿轮中的螺杆轴；
与所述螺杆轴连接、设置所述移相器的螺杆；
与所述螺杆连接的刻度尺；
与所述刻度尺及所述直线可变电位器的动端分别连接的拉杆。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理器与所述调整电路模块集成设置为集成控制调整单元。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述集成控制调整单元还包括：
封装外壳及与所述传动装置相连的连接接头。
6.一种基站天线垂直倾角调整方法，其特征在于，用于权利要求1所述的装置，包括：
接收预设的角度值；
依据所述基站天线垂直倾角度值与模数转换器输出电压间关系及预设的天线角度范围和移相器位移范围，计算与所述预设的角度值对应的输出电压；
判断所述模数转换器当前的输出电压是否等于所述与所述预设的角度值对应的输出电压；
如果否，则控制所述传动装置带动所述直线可变电位器的动端及所述移相器移动，直至所述模数转换器的输出电压等于所述与所述预设的角度值对应的输出电压，以调整基站天线的垂直倾角的处理器。
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