專利名稱：一種電下傾角可電動調(diào)節(jié)的基站天線及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種天線。具體為一種電下傾角可電動調(diào)節(jié)的基站天線及其控制方 法。
背景技術(shù)：
移動通信基站天線的下傾角可以通過調(diào)節(jié)移相器來實(shí)現(xiàn)。目前調(diào)節(jié)天線相位的移 相器內(nèi)部的滑片的運(yùn)動方式一般有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和直線運(yùn)動兩種方式。圖1為滑片采用直線運(yùn) 動方式的移相器的示意圖。如圖所示，該移相器的滑片6的兩個自由端插入固定導(dǎo)筒7內(nèi)， 所述滑片6相對所述固定導(dǎo)筒7左右滑動。所述滑片6通過一拉桿9帶動而移動，從而調(diào) 整所述移相器輸入輸出端相位的變化。圖2為現(xiàn)有的基站天線的示意圖，所述基站天線包括一直線式移相器，所述基站 天線的保護(hù)罩和端蓋未示出。調(diào)節(jié)輪5驅(qū)動螺桿1，螺桿1和滑塊2螺紋連接，滑塊2通過 一個連接件3與移相器滑片的拉桿9連接。標(biāo)尺4穿過天線反射板8上的長槽與連接件3 固定。標(biāo)尺4穿過天線安裝面板10和天線端蓋伸出來。螺桿1通過天線安裝面板10進(jìn)行 支撐并軸向限位，使螺桿1只轉(zhuǎn)動而不能軸向移動。因此只要旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)輪5，就能帶動拉桿 9移動，其移動的距離就能通過標(biāo)尺4伸出天線端蓋的長度反映出來。對于這種結(jié)構(gòu)，標(biāo)尺 4移動的距離和拉桿9及移相器滑片的移動的距離是相同的。由于是手工進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且依靠操作者的目測讀取確定調(diào)節(jié)的位移，因此不可避 免會產(chǎn)生誤差，導(dǎo)致調(diào)節(jié)的精度低。同時(shí)，采用這種結(jié)構(gòu)對天線的下傾角進(jìn)行調(diào)節(jié)，需要操 作者手動操作調(diào)節(jié)輪5，因此操作者必須走到天線旁才能進(jìn)行操作，因此操作非常不便且效 率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有的基站天線的電下傾角調(diào)節(jié)精度低、操作不 便且效率低的缺點(diǎn)，提供一種電下傾角調(diào)節(jié)精度高、操作方便且效率高的電下傾角可電動 調(diào)節(jié)的基站天線。本發(fā)明提供的電下傾角可電動調(diào)節(jié)的基站天線，包括移相器、帶動所述移相器內(nèi) 的滑片直線運(yùn)動的螺桿以及天線控制單元，所述天線控制單元包括傳感器、控制主板和驅(qū) 動所述螺桿轉(zhuǎn)動的電機(jī)，所述控制主板用于記錄所述基站天線當(dāng)前的電下傾角，當(dāng)所述天 線的電下傾角變化某一角度時(shí)，所述傳感器檢測所述電機(jī)的輸出軸在該角度變化范圍內(nèi)的 旋轉(zhuǎn)圈數(shù)。作為優(yōu)選，所述電機(jī)的輸出軸與所述螺桿直接連接。作為優(yōu)選，所述電機(jī)的輸出軸的端部為六棱柱，所述螺桿的端部帶有與所述六棱 柱相配合的內(nèi)六方孔，所述電機(jī)的輸出軸與所述螺桿通過所述六棱柱與所述內(nèi)六方孔的配 合相連接。作為優(yōu)選，所述螺桿上設(shè)置有兩個終端止擋和設(shè)置于所述終端止擋之間的滑塊，所述螺桿的轉(zhuǎn)動帶動所述滑塊沿所述螺桿的軸線移動從而帶動所述移相器內(nèi)的滑片直線 運(yùn)動，所述終端止擋用于限制所述滑塊的位移。作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述終端止擋的位置可根據(jù)所述基站天線的規(guī)格沿所述螺桿 的軸線調(diào)節(jié)。作為進(jìn)一步的優(yōu)選，當(dāng)所述天線為高頻天線時(shí)，調(diào)節(jié)所述終端止擋的位置使所述 終端止擋之間的距離變小，當(dāng)所述天線為低頻天線時(shí)，調(diào)節(jié)所述終端止擋的位置使所述終 端止擋之間的距離變大。作為優(yōu)選，所述傳感器為電磁傳感器。作為優(yōu)選，所述基站天線還包括遠(yuǎn)程控制裝置，所述控制主板連接有控制信號接 口，所述控制信號接口通過電纜與所述遠(yuǎn)程控制裝置相連接。本發(fā)明還提供一種如上所述的基站天線的控制方法，包括以下步驟(1)所述螺桿帶動所述移相器內(nèi)的滑片移動最大行程；(2)所述傳感器檢測所述電機(jī)的輸出軸在所述最大行程內(nèi)旋轉(zhuǎn)的最大圈數(shù)；(3)根據(jù)所述天線的下傾角在滑片移動最大行程期間的角度變化和所述傳感器檢 測到的最大圈數(shù)，計(jì)算所述電機(jī)的輸出軸每旋轉(zhuǎn)一圈所述天線下傾角平均改變的度數(shù)；(4)根據(jù)所述天線需要調(diào)整到的下傾角與所述控制主板中記錄的滑片行程起始端 下傾角和行程結(jié)束端下傾角之間的差以及所述電機(jī)的輸出軸每旋轉(zhuǎn)一圈平均改變的度數(shù)， 計(jì)算所述電機(jī)的輸出軸需要旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)；(5)控制所述電機(jī)輸出軸的旋轉(zhuǎn)，將所述天線調(diào)整到需要的下傾角。本發(fā)明所述的電下傾角可電動調(diào)節(jié)的基站天線及其控制方法和現(xiàn)有技術(shù)相比，具 有以下有益效果1、采用傳感器檢測電機(jī)的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)從而來確定移相器的位移，與采用手工調(diào)節(jié)及 目測確定移相器的位移值的裝置相比，本發(fā)明的基站天線大大提高了調(diào)節(jié)的精度。2、采用電機(jī)與所述螺桿可同步旋轉(zhuǎn)地連接從而驅(qū)動螺桿轉(zhuǎn)動，所述電機(jī)與螺桿之 間不設(shè)齒輪或其它傳動或離合裝置，從而避免了傳動過程中產(chǎn)生的誤差，提高了電下傾角 的調(diào)節(jié)精度。3、在所述螺桿的兩端分別設(shè)置用來限制所述滑塊的位移的終端止擋，且當(dāng)適用于 不同的天線時(shí)，可根據(jù)實(shí)際的需要調(diào)節(jié)終端止擋的位置，使得本發(fā)明的基站天線可適用于 不同的天線。出現(xiàn)故障時(shí)，在進(jìn)行下一次調(diào)節(jié)前，需要將天線的下傾角調(diào)至到最大值或最小 值，可通過使滑塊行至終端止擋來實(shí)現(xiàn)。4、所述傳感器為電磁傳感器，不與所述電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸直接接觸，與接觸式的機(jī)械 或微動傳感器相比，精度高且使用壽命長。5、控制主板還可連接有控制信號接口，所述控制信號接口通過控制電纜與遠(yuǎn)程控 制裝置相連接。操作者不需要走至天線旁進(jìn)行操作，僅需將命令輸入遠(yuǎn)程控制裝置，即可調(diào) 節(jié)天線的下傾角，因此操作方便且大大提高了效率。6、電機(jī)的端蓋與天線端板采用螺釘連接，和螺栓滑塊的連接方式相比，螺釘連接 占用空間較小，可留出較大的空間進(jìn)行安裝和拆卸操作，從而使得拆裝更方便。


圖1為滑片采用直線運(yùn)動方式的移相器的示意圖；圖2為現(xiàn)有的電下傾角可電動調(diào)節(jié)的基站天線的部分的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為天線原理示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例中的電下傾角可電動調(diào)節(jié)的基站天線的部分結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖5為圖4中A部分的放大示意圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例中的電下傾角可電動調(diào)節(jié)的基站天線的手持控制單元的結(jié) 構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例中的電下傾角可電動調(diào)節(jié)的基站天線的手持控制單元除去 控制主板后的爆炸示意圖。
具體實(shí)施例方式圖3為天線原理示意圖。如圖3所示，電調(diào)天線具有多個輻射振子單元，通過改變 所述振子單元11的相位差即可改變天線的下傾角從而改變天線波束的輻射方向，調(diào)整移 相器的滑片的位置即是眾所周知的改變下傾角的方法。圖4為本發(fā)明的電下傾角可電動調(diào)節(jié)的基站天線的剖視圖，圖5為圖4中A部分 的放大示意圖，圖6為本發(fā)明實(shí)施例中的電下傾角可電動調(diào)節(jié)的基站天線的手持控制單元 的結(jié)構(gòu)示意圖，圖7為本發(fā)明實(shí)施例中的電下傾角可電動調(diào)節(jié)的基站天線的手持控制單元 除去控制主板46后的爆炸示意圖。如圖3至圖7所示，本發(fā)明提供的電下傾角可電動調(diào)節(jié) 的基站天線包括移相器、螺桿M、與螺桿M相配合的傳動滑塊27以及天線控制單元。所述 傳動滑塊27通過連接件與拉桿與所述移相器內(nèi)的滑片連接，從而使所述螺桿M能夠帶動 所述移相器內(nèi)的滑片做直線運(yùn)動。所述手持控制單元包括驅(qū)動所述螺桿M旋轉(zhuǎn)的電機(jī)23、傳感器41、控制主板46、 上端蓋34和下端蓋42。所述控制主板46與所述電機(jī)23電性連接，所述控制主板46接收 并處理所述傳感器41傳來信號并可向所述電機(jī)23發(fā)出命令，同時(shí)記錄所述基站天線當(dāng)前 的電下傾角。操作者只需操作控制主板46即可改變天線的下傾角。當(dāng)所述天線的電下傾角 變化某一角度時(shí)，所述傳感器41檢測所述電機(jī)23的輸出軸在該角度變化范圍內(nèi)的旋轉(zhuǎn)圈 數(shù)。在本實(shí)施例中，所述電機(jī)23固定于所述手持控制單元的上端蓋34，所述上端蓋34與所 述天線的端板相固定，所述天線端板和上端蓋34限制所述電機(jī)23的軸向運(yùn)動。在本實(shí)施 例中，所述傳感器41為電磁傳感器，所述電磁傳感器41不與所述電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸直接接觸， 與接觸式的機(jī)械或微動傳感器相比，精度高且使用壽命長。由于天線具有不同的尺寸及規(guī)格，例如高頻天線和低頻天線，不同的天線的最大 下傾角不同。因此，在使用該基站天線之前，需要先確定電機(jī)的輸出軸每旋轉(zhuǎn)一圈對應(yīng)的天 線的下傾角的變化值。具體為采用傳感器41檢測所述傳動滑塊27自螺桿M的一端至另 一端的行程期間所述電機(jī)23的輸出軸旋轉(zhuǎn)圈數(shù)η。即用傳感器41檢測所述螺桿M帶動所 述移相器內(nèi)的滑片移動最大行程的距離內(nèi)所述電機(jī)23的輸出軸的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)η。所述電機(jī) 23的輸出軸每轉(zhuǎn)一圈，電磁傳感器41輸出并記錄固定個脈沖，根據(jù)該行程內(nèi)基站天線電下 傾角的變化值β，即最大下傾角，得出電機(jī)的輸出軸每轉(zhuǎn)動一圈時(shí)，基站天線電下傾角的變 化值為β/η。根據(jù)當(dāng)前需要調(diào)整的角度和β/n值即可得出所需要的電機(jī)23的輸出軸的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)。例如當(dāng)前天線的下傾角為α?xí)r，該下傾角α值記錄在所述控制主板46中，如果 需要調(diào)整下傾角到Y(jié)，則所述電機(jī)23需要轉(zhuǎn)動的圈數(shù)為(Υ-α)*β/η，其中，若Υ-α為 正，則所述電機(jī)23正向旋轉(zhuǎn)，若γ-α為負(fù)，則所述電機(jī)23反向旋轉(zhuǎn)。所述天線的下傾角 調(diào)整好后，所述控制主板46記錄當(dāng)前天線的下傾角值。由此可見。操作者使電機(jī)23轉(zhuǎn)動 需要的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，則基站天線電下傾角即會調(diào)整需要的角度，和采用手工調(diào)節(jié)及目測確定 移相器的位移值的裝置相比，本發(fā)明的基站天線大大提高了調(diào)節(jié)的精度和效率。在上述實(shí)施例中，所述電機(jī)23的輸出軸的端部為六棱柱47，所述螺桿對與所述電 機(jī)23相配合的一端為內(nèi)六方孔，所述電機(jī)23的輸出軸與所述螺桿M通過所述六棱柱47 與所述內(nèi)六方孔配合相連接，從而實(shí)現(xiàn)所述電機(jī)23直接帶動所述螺桿M同步旋轉(zhuǎn)，而不需 要其它的傳動或離合裝置，避免了傳動過程中產(chǎn)生的誤差，提高了電下傾角的調(diào)節(jié)精度。電 機(jī)23的輸出軸帶動所述螺桿M旋轉(zhuǎn)，由于電機(jī)23被上端蓋34和天線端板限定不得做軸 向的運(yùn)動，因此與所述螺桿M相配合的傳動滑塊27在所述螺桿M上沿所述螺桿M的軸 向移動。與所述傳動滑塊27連接在一起的移相器的滑片也隨著傳動滑塊27而沿所述螺桿 M軸向移動，從而使得輻射振子單元12的相位差11改變，天線的下傾角也隨之改變。在上述實(shí)施例中，所述電機(jī)23的輸出軸與所述螺桿M之間也可以通過鍵或其它 常規(guī)連接方式連接，只要實(shí)現(xiàn)所述電機(jī)23的輸出軸直接帶動所述螺桿M同步旋轉(zhuǎn)而不需 要其它的傳動或離合機(jī)構(gòu)。在上述實(shí)施例中，可在所述螺桿M的兩端部附近分別設(shè)置用來限制所述傳動滑 塊27的位移的終端止擋26。在本實(shí)施例中，所述螺桿M設(shè)有垂直于所述螺桿M的軸線的 孔，所述終端止擋沈?yàn)橐淮┰O(shè)在所述孔內(nèi)的銷子。所述終端止擋沈也可為其它固定在所 述螺桿M上的部件。當(dāng)所述傳動滑塊27位于靠近所述電機(jī)23 —端的終端止擋沈時(shí)，所 述天線的下傾角最大，當(dāng)所述傳動滑塊27位于遠(yuǎn)離所述電機(jī)23 —端的終端止擋沈時(shí)，所 述天線的下傾角最小。在確定電機(jī)23的輸出軸每旋轉(zhuǎn)一圈對應(yīng)的天線的下傾角的變化值 時(shí)，所述傳動滑塊27不需走完螺桿M的全程，只需自一個終端止擋沈行至另一個終端止 擋26。所述終端止擋沈的位置可沿所述螺桿M的軸線調(diào)節(jié)，對于不同的尺寸及規(guī)格的 天線，例如，當(dāng)所述天線為高頻天線時(shí)，調(diào)節(jié)所述終端止擋沈的位置使兩個所述終端止擋 26之間的距離變小，當(dāng)所述天線為低頻天線時(shí)，調(diào)節(jié)所述終端止擋沈的位置使兩個所述終 端止擋沈之間的距離變大。當(dāng)所述基站天線出現(xiàn)故障，如停電時(shí)，所述控制主板46所記錄 的當(dāng)前天線的下傾角數(shù)據(jù)丟失，在對天線的下傾角進(jìn)行下一次調(diào)節(jié)之前，需要天線的下傾 角調(diào)至到最大值或最小值，此步驟可通過使傳動滑塊27移動至終端止擋沈來實(shí)現(xiàn)。在上述實(shí)施例中，所述傳感器41也可為光電傳感器41等其它非接觸的位置傳感 器41。在上述實(shí)施例中，所述控制主板46還可連接有控制信號接口，在本實(shí)施例中為設(shè) 在下端蓋42上與所述控制主板46相連接的母頭連接器43和公頭連接器44。所述控制信 號接口符合AISG或3GPP或自定義協(xié)議。所述基站天線還包括遠(yuǎn)程控制裝置，所述控制信 號接口通過控制電纜與所述遠(yuǎn)程控制裝置相連接。操作者不需要走至天線旁進(jìn)行操作，僅 需將命令輸入遠(yuǎn)程控制裝置，即可調(diào)節(jié)天線的下傾角，因此操作方便且大大提高了效率。在 上述實(shí)施例中，也可通過現(xiàn)有的無線遠(yuǎn)程控制技術(shù)對控制主板46進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。
在上述實(shí)施例中，所述上端蓋34通過螺釘21與所述天線的端板相固定，所述螺釘 21依次穿過所述上端蓋34的螺孔和所述天線的端板的螺孔。由于多頻天線要同時(shí)連接多 個電機(jī)，而天線的端板的面積有限，和螺栓傳動滑塊27的連接方式相比，螺釘21連接占用 空間較小，可留出較大的空間進(jìn)行安裝和拆卸操作，從而使得拆裝更方便。以上實(shí)施例僅為本發(fā)明的示例性實(shí)施例，不用于限制本發(fā)明，本發(fā)明的保護(hù)范圍 由權(quán)利要求書限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和保護(hù)范圍內(nèi)，對本發(fā)明做出各 種修改或等同替換，這種修改或等同替換也應(yīng)視為落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電下傾角可電動調(diào)節(jié)的基站天線，包括移相器、帶動所述移相器內(nèi)的滑片直線 運(yùn)動的螺桿以及天線控制單元，其特征在于所述天線控制單元包括傳感器、控制主板和驅(qū) 動所述螺桿轉(zhuǎn)動的電機(jī)，所述控制主板用于記錄所述基站天線當(dāng)前的電下傾角，當(dāng)所述天 線的電下傾角變化某一角度時(shí)，所述傳感器檢測所述電機(jī)的輸出軸在該角度變化范圍內(nèi)的 旋轉(zhuǎn)圈數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基站天線，其特征在于所述電機(jī)的輸出軸與所述螺桿直接 連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基站天線，其特征在于所述電機(jī)的輸出軸的端部為六棱柱， 所述螺桿的端部帶有與所述六棱柱相配合的內(nèi)六方孔，所述電機(jī)的輸出軸與所述螺桿通過 所述六棱柱與所述內(nèi)六方孔的配合相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基站天線，其特征在于所述螺桿上設(shè)置有兩個終端止擋和 設(shè)置于所述終端止擋之間的滑塊，所述螺桿的轉(zhuǎn)動帶動所述滑塊沿所述螺桿的軸線移動從 而帶動所述移相器內(nèi)的滑片直線運(yùn)動，所述終端止擋用于限制所述滑塊的位移。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基站天線，其特征在于所述終端止擋的位置可根據(jù)所述基 站天線的規(guī)格沿所述螺桿的軸線調(diào)節(jié)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基站天線，其特征在于當(dāng)所述天線為高頻天線時(shí)，調(diào)節(jié)所述 終端止擋的位置使所述終端止擋之間的距離變小，當(dāng)所述天線為低頻天線時(shí)，調(diào)節(jié)所述終 端止擋的位置使所述終端止擋之間的距離變大。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基站天線，其特征在于所述傳感器為電磁傳感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基站天線，其特征在于所述基站天線還包括遠(yuǎn)程控制裝置， 所述控制主板連接有控制信號接口，所述控制信號接口通過電纜與所述遠(yuǎn)程控制裝置相連 接。
9.如權(quán)利要求1到8中任意一項(xiàng)所述的基站天線的控制方法，其特征在于，包括以下步驟(1)所述螺桿帶動所述移相器內(nèi)的滑片移動最大行程；(2)所述傳感器檢測所述電機(jī)的輸出軸在所述最大行程內(nèi)旋轉(zhuǎn)的最大圈數(shù)；(3)根據(jù)所述天線的下傾角在滑片移動最大行程期間的角度變化和所述傳感器檢測到 的最大圈數(shù)，計(jì)算所述電機(jī)的輸出軸每旋轉(zhuǎn)一圈所述天線下傾角平均改變的度數(shù)；(4)根據(jù)所述天線需要調(diào)整到的下傾角與所述控制主板中記錄的滑片行程起始端下傾 角和行程結(jié)束端下傾角之間的差以及所述電機(jī)的輸出軸每旋轉(zhuǎn)一圈平均改變的度數(shù)，計(jì)算 所述電機(jī)的輸出軸需要旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)；(5)控制所述電機(jī)輸出軸的旋轉(zhuǎn)，將所述天線調(diào)整到需要的下傾角。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電下傾角可電動調(diào)節(jié)的基站天線，其包括移相器、帶動所述移相器內(nèi)的滑片直線運(yùn)動的螺桿以及天線控制單元，所述天線控制單元包括傳感器、控制主板和驅(qū)動所述螺桿轉(zhuǎn)動的電機(jī)，所述控制主板用于記錄所述基站天線當(dāng)前的電下傾角，當(dāng)所述天線的電下傾角變化某一角度時(shí)，所述傳感器檢測所述電機(jī)的輸出軸在該角度變化范圍內(nèi)的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)。本發(fā)明的克服現(xiàn)有的基站天線的電下傾角調(diào)節(jié)精度低、操作不便且效率低的缺點(diǎn)，提供一種調(diào)節(jié)精度高、操作方便且效率高的基站天線。
文檔編號H01Q3/32GK102122758SQ201010606269
公開日2011年7月13日 申請日期2010年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月24日
發(fā)明者吳博, 張文顥, 徐東良, 林濤, 袁巧巧, 鄧強(qiáng)標(biāo), 陳聰 申請人:網(wǎng)拓(上海)通信技術(shù)有限公司