CN100372175C - 调整基站的移动无线电通信天线的不同俯角的控制装置 - Google Patents

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Abstract

改进型天线控制装置及所属天线和相关的改进方法的特征是，控制装置(13)包括一电子控制装置(41)，它还包括一电机(51)，一天线控制装置可以加装在移动无线电通信天线保护壳外，或者，它也可以作为优选是完整单元地被加装在该保护壳的下面。

Description

调整基站的移动无线电通信天线的不同俯角的控制装置
技术领域
本发明涉及用于调整尤其属于基站的移动无线电通信天线的不同俯角的控制装置、所属天线和俯角改变方法。
背景技术
众所周知地，移动通讯网成蜂窝结构，其中每个单元配备有一个有至少一个用于发射和接收的移动无线电通信天线的基站。在这里，天线是这样构成的，即天线通常相对水平线向下偏转一定角度地辐射，由此一来，确定了一定的单元尺寸。
除了主要的900MHz频段和1800MHz频段(在美国例如为1900MHz频段)的传输频率以外，对于下一代移动通讯网即所谓的UMTS网来说，2000MHz频段是有意义的。根据每个由基站覆盖的单元的大小，但例如也要根据相关的网络(例如将来的UMTS网)，必需以不同的倾斜角度调整好天线。
人们还知道，基站的移动无线电通信天线可以相对水平面以俯角或倾斜角(下面有时也称为下倾角)向下发射，这样的俯角可以通过移相器进行调整。通过改变多个相互重叠的单个辐射器的相位差，改变了辐射方向图的倾斜角。为此，可相应地调整移相器，这通常要求必需用手直接对移动无线电通信天线进行调整。此外，还必需拆下现有的保护装置或重新安装。这当然要花费相当可观的安装费用。
因此WO96/14670已建议，可通过电控装置调整出不同的下倾角，其中这种控制装置的控制器例如可以被安装在这样的天线装置的底座上或被用作移动控制装置，必要时，该控制器可通过插接被连接到由天线引出的控制导线上，以便操纵被装在保护外壳下的调整装置，来调节下倾角。从US5512914中也知道了具有可调整成不同的俯角的天线。此外，从US6078824中得到了一种进行辐射角下倾的电磁开关装置。
发明内容
因此，本发明的任务是提供一种改变下倾角的改进方法及改进控制装置并由此最终提供一种总体更完善的的带移动无线电通信天线的基站。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于调整属于基站的移动无线电通信天线的不同俯角的控制装置，其包括电子控制装置和电机，并可通过仪器或指令装置进行操作。其中，该控制装置与其电子控制装置被安置在一与移动无线电通信天线的保护壳分开或分离的外壳中，或者控制装置与其电子控制装置由一个完整单元或完整模件组成；控制装置的电机与一个经过控制孔而从由保护壳覆盖的移动无线电通信天线的内腔中引出的并且还被引入保护壳的内腔中的操纵件或一个设在保护壳下面的操纵件耦联，从而能够通过该操纵件来操作设置在保护壳内腔里的调整件，以便调整出一个不同的辐射俯角。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于基站的移动无线电通信天线，该天线包括一个能够从移动无线电通信天线的保护壳之外接触到的或装在移动无线电通信天线的保护壳之下的调整装置，该调整装置用于改变俯角。该调整装置包括一操纵件，该操纵件穿过一个在保护壳或一构成移动无线电通信天线的外壳的一部分的接线板中的操纵开口，或者该操纵件在保护壳之下设置于被保护壳挡住的内腔中。通过轴向调节操纵件来手动调节出不同俯角。其中，在成螺杆齿轮形式的手动调整件上，安置一个根据本发明第一方面所述的控制装置。
在下文中给出了本发明的有利的设计方案。
本发明的天线控制装置的特征是，它可以重新装备地被安装在相应移动无线电通信基站的辐射器件保护壳(天线屏蔽器)之外。或者说，为了保证可加装性，在制造或提供相应的移动无线电通信天线时已无需设置大规模的机械装置和/或电子器械。
从外面手动调整基本上是现有技术。与之相比，本发明控制装置的特点尤其在于，控制装置在被装在天线保护壳外时与每个控制部件共同作用，否则可以手动地通过控制部件进行调整。
在这里，还要结合实施例详细描述的天线基本采用已知的传输部件，该部件可在天线保护壳外用手来操纵并且该部件可通过一相应开口通到在天线保护壳下的内部，以便在那里例如通过传动杆来调整一个或多个用于调整下倾角的移相器。这个从外向里穿过保护壳或天线保护盖或底盖的侧板局部或背板局部的操纵杆最好由螺杆构成，螺杆可转动地在一相应的螺纹套里受到导引。因此，可通过转动沿轴向并在两个终端位置或极限位置之间调整螺杆。
天线控制装置最好完全或基本上成完整单元或完整模件的形式。因此，可以毫无问题地搬运或装配并且如上所述不仅与在天线装置保护壳外的控制部件共同作用，而且按照本发明，还可以使完整单元或完整模件在必要时可作为简便且可毫无问题地搬运的完整模件被装配到保护壳下面并在必要时可以加装。在这种情况下，加装的天线控制装置也可以与在保护壳下的相应控制部件耦联，以便由此调整出不同的天线相位。作为主要优点的是，本发明的天线调整装置可作为完整单元被简便地装配在天线保护壳之外或之内。因此，无需象现有技术那样装配许多独立部件，甚至或许要装配到在天线保护壳下的不同位置上。
事实证明是有利的是，下倾角的调整最终不仅可以用手而且可以通过适当的调整装置来实现。在手动调整时，省去全套的控制单元，从而下倾角调整最终可以只通过转动调整齿轮或螺杆齿轮来进行，由此通过可转动的螺杆，例如可以相应地调整移相器，以改变下倾角。
如果配备相应的电子控制装置或电控装置，则这种装置只需装配到天线保护壳的外边。控制装置直接与操纵传动杆即尤其与用于手动调整的螺杆齿轮共同作用，由此一来，可通过属于控制装置的电机传动装置使螺杆齿轮转动。
此外，事实还证明是有利的是，不设置终端开关或终端按键，而设置无卡紧的终端止挡。终端止挡这样设置和成形于螺杆上并被固定在壳体上，即在各极限位置或终端位置上通过终端止挡组织了螺杆继续旋转。因此，在以后的反向运动中，基本上无需附加的释放力。这一点有利于使用驱动功率较低的小型电机。
在一个优选的实施例中还规定了，电子控制装置给两个终端止挡配属了两个绝对位置值。因此，绝对定位可以至少在这两个位置中的一个位置上实现。为此，优选成螺杆形式的操纵件必须只在各自方向上移动到终端止挡。或许，到达止挡也可通过电气方式/电子方式并通过电子控制装置来识别和分析。
特别有利的是，在本发明范围内设置一自校准装置。当最好成螺杆形式的传动杆或调整杆首先移动到两个终端止挡中的至少一个止挡上并随后返回另一终端止挡时，可以借助最好成记数转动脉冲形式的行程识别来测量最大调整行程，通过行程识别对两个终端止挡确定最大的下倾角并由此内插各中间角度，在必要时也可以借助于存储在表格中的辅助值。由此，可以绝对控制极限位置之间的任意位置。
作为替换方式或除此之外，还可以在允许的调整范围内相对控制某个调整位置。为此，将各实际调整值存储在一个不易失存储器中，以便在重新进行调整时，从这个值开始地进行相对调整。
控制装置最好包括一对外引出的接口。通过这个接口，可以在命令层面上进行全部调整和检测功能。为了控制，可以采用专门的控制仪器或具有匹配控制软件的计算机或者也可以使用例如基站。
在本发明的实施方式中，控制装置的机械部件和电子部件/电气部件以固定的关系相互耦联。它为此不需要特定的控制单元寻址。但是，控制单元优选地以“寻址”模式工作。这开创了只通过一个命令接口就可由一个中央点控制多个电子控制单元的可能性，即在不同天线上相应地调整出多个角度。
附图说明
下面，从结合附图所示的实施例中给出了其它的细节、优点和特征。其中：
图1表示设置在遮盖壳或保护壳下的移动无线电通信天线，该天线具有外设的天线控制装置；
图2为对应的移动无线电通信天线侧视简图，移动无线电通信天线的保护壳被去掉并且向外引出了操纵部件；
图3是原则上有手动调整可能性的基站移动无线电通信天线的放大细节图；
图4为在装入天线控制装置时的对应于图3的视图；
图5为图4中的细节放大图；
图6以横截面示意图示出了处于拆下状态的图4所示加装单元；
图7为相对图4的视图转动了90°的侧视图；
图8是一个具有立杆和可电子下倾的移动无线电通信天线的基站的示意图。
具体实施方式
在图1中，以透视示意图示出了基站的移动无线电通信天线。通常，在一个未示出的天线杆上，在相应的垂直方向上或稍微向下倾斜地且沿圆周方向错开地设置了多个在不同单元中辐射的移动无线电通信天线。
这种移动无线电通信天线可以具有多个辐射器，它们能够在不同的频段内辐射，其中通过改变各个垂直叠置的辐射器1的相位间距，可调整出不同的倾斜角即所谓的下倾角，移动无线电通信天线3相对水平面以该下倾角向下辐射。众所周知地，这是通过相应调整移相器件来进行的，在此，参见已知的解决方案。图8示出了一具有天线杆73的基站71，在杆上固定着相应的移动无线电通信天线3，天线通过导线75被基站或指令装置控制着，由此可以使辐射方向在角度范围α内或多或少地剧烈下降。
一个相应的移动无线电通信天线3例如包括固定板或装配板5，固定板或许也包括一个反射器或至少装载有一个反射器，其中固定板或装配板最好在其向下放置的那侧上配备有一垂直于该侧面地凸出的接线板7，在接线板上设有与同轴电缆接头连接的相应接头9，同轴电缆用于驱动许多单个辐射器。
在固定板或装配板5上，通常还固定着由GFK塑料制成的保护壳11，在保护壳下面，位于一反射器前地设置着单个辐射器件。
在图1的透视示意图中，还示出了已加装在保护壳11外的控制装置13，可通过该控制装置来控制或自动调整天线辐射角。
在详细描述在图1的装配状态下的控制装置13前，首先参见图2的俯视示意图，在该图中，在去掉保护壳11的情况下，在反射器15底端之前地并且靠近接线板7地示出了一个第一辐射器17，其中在接线板7的接线9的旁边设置了操纵开口19，确切地说，由一个穿过接线板7并且固定密封地与该接线板连接的接管23构成。一螺纹套21从这个接管23里突出来，换句话说，该螺纹套穿过接线板7上的相应开口19。螺纹套21可绕其轴线旋转但轴向不可移动地支承在固定不动的接管23里。在旋转支承的连接套21的外突段上设有一调整件25，该调整件在所示实施例中成螺杆齿轮25’的形式。
一个操纵件29穿过螺纹套21，它在图示实施例中由一螺杆29’构成。螺杆29’的外螺纹29”与螺纹套21的内螺纹即螺杆齿轮25’的内螺纹配合作用，从而通过螺杆齿轮25’的旋转并根据转向的不同，沿轴向把不转动的螺杆29’进一步调入保护壳11内或继续调到保护壳外。
尤其如图2至图5所示，成螺杆29’形式的操纵件29的内端与一个成传动杆形式的相应传动装置31连接，其中在传动杆的未示出的另一端部上，可以调节一个或多个用于改变天线倾斜角的移相器。此外，通过设置不能转动的连接件33，保证了螺杆29’本身不能转动。
此外，可由图3的放大细节图看到，成螺杆齿轮25’形式的调整件25在朝外的侧面上沿纵轴线径向向外错开地配备有一个第一操纵终端止挡35并在保护壳11下即在接线板7内侧配备有一也沿螺杆纵中心轴线径向错开的且方向相反的第二操纵终端止挡35’。这些操纵终端止挡的取向是其分别在圆周方向并因而在转向上延伸，其中外调整终端止挡35与在螺杆29’上构成的外操纵终端止挡37共同作用，而内调整终端止挡35’与内操纵终端止挡37’共同作用，这些终端止挡的取向也是径向。在图3中，螺杆位于一个终端止挡位置上，即位于离开最远的位置上，在这个位置上，这两个止挡35’，37’相互顶靠。
只通过用手旋转螺杆齿轮25’，就可以在两个终端位置之间轴向穿过接线板7地调整螺杆29’，直到外操纵终端止挡37分别抵靠在外调整终端止挡35上，或反之，内调整终端止挡35’与螺杆29的内操纵终端止挡37’共同作用。
也可以如此毫无问题地手动改变并重新调整这样的天线的下倾角，即在圆周方向上相应地使调整件25或换句话说螺杆齿轮25’转动，以便由此沿轴向调整螺杆。在与在保护壳下面的传动杆的配合作用下，可以相应地调整移相器并由此调整下倾角。
但是，这种天线还可以顺利地配备有带保护壳的控制装置，以便通过电机驱动并例如借助遥控装置使移动无线电通信天线3下倾。
为此，只需要加装一个已在图1中外露的并在图4-图6中又给出其它细节的控制装置13，该控制装置可以配备有相应的电气元件或电子器件并主要也包括了机械调整所需的驱动部件。
为此，控制装置13包括(见图6)一具有接管45的控制器壳43，其通过外壳43或接管45被固定的并带内螺纹的连接盖圈47被旋紧到接线板7接管23的一个突起环段23’上。于是，上述螺杆齿轮25’安放在控制器壳43的内部，确切地说，它与一相应的驱动齿轮49紧邻着，该驱动齿轮可由一电机51驱动。
此外，如示意图所示，在控制装置13的控制器壳43内，设有具有各式各样的控制板53的电子控制装置41，所述控制板包括控制用的电子器件/电气元件，下面叙述其工作原理。
例如，通过一未详细示出的发射器，可以相应地操纵控制装置13，因为控制装置13包括一接收器。在初次装配后或例如在加装后，通过电机51使与由电机驱动的驱动齿轮49啮合的螺杆齿轮25’转动，直到螺杆29’例如被调整到在其最里面的位置上，即移入最远地被调入保护壳11中，或者说直到与螺杆齿轮25’一起移动的外调整终端止挡35在旋转圆周方向被挡在设置在螺杆上的外操纵终端止挡37上。接着，电机51反转，直到与螺纹套21和螺杆齿轮25’一起转动的内调整终端止挡35’被挡在设置在螺杆上并由此一起轴向移动的内操纵终端止挡37’上。电子控制装置给这两个终端位置分配了两个调整角度。在终端止挡之间的往复移动不可能导致卡死，因为在终端止挡之间不存在楔紧力或张紧力，终端止挡以近乎90度的角相互接近地抵靠在一起。
通过给终端位置分配两个由电子控制装置预定的或两个通过电缆连接(在图中未示出)或优选地通过遥控装置来传输的终端俯角，设置在其中一个制板53上的集成电子器件或分析电路可以进行自校准。此外，例如可以在两个终端止挡之间的调整运动中，通过记数装置来计算转动脉冲，从而由此给出一个与行程有关的信号。这两个终端位置和与行程有关的信号的作用是通过电子控制装置来进行内插，由此可以控制在终端止挡之间的每个中间值。为此，控制器可以从期望位置开始地计算出有关位置所需的转动脉冲数并且时间相应长地控制电机。代替上述内插，所期望的中间值也可以优选地通过辅助值从表格中取出。
控制可以在绝对控制的意义上进行，即首先返回到一个终端止挡，然后，反方向进行相应的调整，直到获得螺杆29’的理想绝对位置。但是也可以如此进行相对调整，即各最后调整的且对应于天线某个下倾角的相对值最好被存储在一个不易失存储器里。然后，通过电子控制装置与下个数值有关地算出，从实际调整开始必须走哪条路段。
控制装置13包括或着说除电极51外地尤其包括电动机械控制件以及用于分析、计算等的电子控制装置41。这种所谓的“智能”型电子控制装置41最好有一个接口，通过该接口，可以在命令层面上进行全部调整/检测功能。为了进行调整，也可以采用专用的控制仪器或具有匹配的控制软件的计算机。指令装置(例如计算机)与控制装置13之间的通讯可以有线地或无线地实现，或者通过基站本身实现。
此外，如果各控制装置13及所属的电子控制装置41是可寻址的，则在使用一个指令装置时，可以控制多个不同的控制装置13。
在这里，变址(有或没有地址)可以随时在运行中改变。必要时还可以规定，地址甚至可以事后配置。
电子控制装置41的指令接口是可以从外面接近的，例如通过插头或电缆，或者它可以无线地接触到。
本发明描述了天线控制装置，它可以作为完整仪器或完整模件地被加装在天线保护壳外。这种结构原理相同的相同仪器也可以作为完整仪器或完整单元或完整模件地被安装在天线装置内，即在天线保护装置的下面，并同时以相同或相似的方式与一传输装置联接，以便不同地调整天线件的相位。通过模块化结构形式或整体结构形式，可以在这两种情况下实现轻便而顺利的加装可能性。

Claims (16)

1.用于调整属于基站的移动无线电通信天线(3)的不同俯角的控制装置，它具有下列特征：
-控制装置(13)包括一电子控制装置(41)，
-控制装置(13)还包括一电机(51)，
-控制装置(13)能够通过一仪器或指令装置(59)进行操作，其特征是，它具有下列其它特征：
-控制装置(13)与其电子控制装置(41)被安置在一与移动无线电通信天线(3)的保护壳(11)分开的控制装置外壳(43)中，或者控制装置(13)与其电子控制装置(41)由一个完整单元组成，
-控制装置(13)的电机(51)与一个经过一控制孔(19)而从由保护壳(11)覆盖的移动无线电通信天线(3)内腔中引出的并且还被引入保护壳(11)内腔中的操纵件(29)或一个设在保护壳(11)下面的操纵件(29)耦联，从而能够通过该操纵件(29)来操作设置在保护壳(11)内腔里的调整件，以便调整出一个不同的辐射俯角。
2.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，该装置配备有一个适配器，由此可以重新装备地并无需打开移动无线电通信天线(3)的保护壳(11)地把该控制装置安装在移动无线电通信天线上。
3.如权利要求1或2所述的控制装置，其特征在于，所述电机(5)配备有一驱动齿轮(49)，该驱动齿轮与一设置在保护壳(11)外的天线侧调整件(25)配合作用，以调整操纵件(29)。
4.如权利要求3所述的控制装置，其特征在于，所述天线侧调整件(25)是齿轮(25’)。
5.如权利要求1或2所述的控制装置，其特征在于，控制装置(13)的外壳(43)设有开口，通过所述开口将该外壳固定在一装配底板(5)的一接线板(7)上和/或移动无线电通信天线(3)的保护壳上。
6.如权利要求5所述的控制装置，其特征在于，通过所述开口将该外壳拧紧在接线板(7)和/或保护壳上。
7.如权利要求1或2所述的控制装置，其特征在于，借助电子控制装置(41)如此进行自校准，即通过电子控制装置(41)并借助电机(51)在两个极限位置或终端位置之间调整操纵件(29)，所述终端位置配属于移动无线电通信天线(3)倾俯面的最大值和最小值，与行程有关地位于两个极限位置之间的相对位置通过电子控制装置(41)进行插值。
8.如权利要求1或2所述的控制装置，其特征在于，操纵件(29)的各调整值和进而移动无线电通信天线(3)的一预定俯角被存储在一个非易失性存储器中，从而能够插值出相应的数值。
9.如权利要求1或2所述的控制装置，其特征在于，根据行程的操纵件(29)的调整通过测量转动脉冲的形式来进行。
10.如权利要求1或2所述的控制装置，其特征在于，电子控制装置(41)包括一个接口，从而由一指令装置、一计算机或基站本身自动地进行全部调整功能和/或检测功能。
11.如权利要求1或2所述的控制装置，其特征在于，所述指令装置是基站或被整合于基站中。
12.如权利要求10所述的控制装置，其特征在于，所述指令装置由一软件处理计算机或一专用的控制仪器或由基站本身组成。
13.如权利要求11所述的控制装置，其特征在于，所述指令装置由一软件处理计算机或一专用的控制仪器组成。
14.如权利要求1或2所述的控制装置，其特征在于，各实际调整的俯角下偏位置存储在一个非易失性存储器里，并且与实际俯角有关地相对移向下一个所期望的角度。
15.如权利要求1或2所述的控制装置，其特征在于，电子控制装置(41)是可寻址的，由此通过一指令装置来控制多个控制装置，以便不同地调整出多个天线的俯角。
16.用于基站的移动无线电通信天线，它具有下列特征：
-该天线包括一个能够从移动无线电通信天线(3)的保护壳(11)之外接触到的或装在移动无线电通信天线(3)的保护壳(11)之下的调整装置，该调整装置用于改变俯角，
-该调整装置包括一操纵件(29)，该操纵件(29)被穿过一个在保护壳(11)或一构成移动无线电通信天线(3)的外壳的一部分的接线板(7)中的操纵开口(19)，或者该操纵件在保护壳(11)之下设置于被保护壳(11)挡住的内腔中，
-通过轴向调节操纵件(29)来手动调节出不同俯角，
其特征在于，在成螺杆齿轮(25’)形式的手动调整件(25)上，安置一个如权利要求1所述的控制装置。
CNB028002385A 2001-02-01 2002-01-31 调整基站的移动无线电通信天线的不同俯角的控制装置 Expired - Lifetime CN100372175C (zh)

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