CN101471495A - 集束天线及其封装装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种集束天线，包括封装装置和封装装置内绕同一圆周均匀设置的n个天线阵列，每个天线阵列分别完成360°/n角度范围的覆盖，各天线阵列均具有通过改变通信信号的相位以调节该天线阵列的垂直面方位角的调相装置。该集束天线的封装装置包括筒形腔体和设置在筒形腔体顶部的上法兰盘和下部的底盘，所述底盘和上法兰盘供与n个天线阵列相连接。本发明通过设置了以上所述的结构方式实现了每个天线阵列所形成的覆盖扇区的非独立封装，三个扇区共用一个天线罩整体封装，以及，每个天线阵列各自独立进行水平角度调节及集束天线整体水平调节的功能。采用本发明的集束天线具有外径较小，重量轻、结构可靠、安装和维护方便的特点。

Description

集束天线及其封装装置

【技术领域】

本发明涉及一种集束天线及其封装装置，应用在移动通信系统中，该集束天线能在立体空间完成360°的信号覆盖，其封装装置则对其进行封装并进行隐蔽美化。

【技术背景】

随着移动通信事业的纵深发展，运营商在其网络建设中对网络优化提出了越来越高的要求，天线的应用越来越普遍；另一方面，移动通信天线与周围环境的协调程度受到了广大市民的高度关注。所以天线做到隐蔽化越来越受到重视。隐蔽天线它需要在保证各项通信技术指标的基础上，力求实现天馈系统和周围环境的协调统一，同时满足网络优化和环境美观的双重要求。

常规基站天线只能提供一个扇区覆盖，不能做到水平面360度覆盖。而针对这种单扇区覆盖的隐蔽天线而言，实际是对基站天线进行隐蔽美化，给它整体穿上外罩，进行修饰以期达到隐蔽美化效果，它是一个隐蔽美化工程。

目前常规隐蔽天线的最大缺点是重复加外罩进行隐蔽美化会较大地削弱辐射强度，影响覆盖效果。

而且目前常规隐蔽天线的单扇区天线使用的是机械下倾调节方位角，这样导致所加外罩半径很大。天线下倾调节及维修需要打开外罩，致使安装、维护非常麻烦。

再者，由于机械调节下倾角的技术缺陷所影响，目前的隐蔽天线不能实现水平方位角的调整。

【发明内容】

本发明的目的就是要克服上述不足，提供一种辐射强度较高、便于安装维护且可对水平方位角实现调整的集束天线。

本发明的另一目的在于提供一种如第一目的所述的集束天线的封装装置，使该集束天线实现完美封装。

为实现该目的，本发明采用如下技术方案：

本发明第一目的所述的集束天线，包括封装装置和封装装置内绕同一圆周均匀设置的n个天线阵列，每个天线阵列分别完成360°/n角度范围的覆盖，各天线阵列均具有通过改变通信信号的相位以调节该天线阵列的垂直面方位角的调相装置。

其中，每个天线阵列包括反射板和线性排列在反射板上的至少两个辐射单元，各辐射单元之间通过所述调相装置进行功率分配实现并联馈电。

此外，所述封装装置内具有一中轴，绕该中轴设置有n个塔顶放大器，每个塔顶放大器与一个天线阵列电性连接，实现信号的上行和下行通信。

较佳地，所述封装装置具有两个容置空间，分别容置所述n个天线阵列和n个塔顶放大器。

为此，所述封装装置在其所对应的至少一个所述的容置空间处设置至少一个可开合的窗门。

一般地，所述n＝3，每个天线阵列完成120°的角度范围的覆盖。

此外，所述封装装置的顶端还设置有避雷针。

本发明第二目的所述的集束天线的封装装置，适应于第一目的所述的集束天线中，包括筒形腔体和设置在筒形腔体顶部的上法兰盘和下部的底盘，所述底盘和上法兰盘供与n个天线阵列相连接。

对应n个天线阵列，所述封装装置在其底盘和上法兰盘上设置用于原位旋转调节各个天线阵列的n个调节装置。

具体地，每个调节装置包括设置在底盘上的腰形孔、设置在上法兰盘上用于与一个天线阵列枢设的枢轴和活动装设在底盘上并与该天线阵列固设的腰形旋转盘。

每个调节装置中，在所述底盘顶面设置一个轴件和偏离所述腰形孔的一个弧形槽孔，所述旋转盘上设置一个与底盘的轴件对应的通孔和一个与底盘的弧形槽孔相套接的突螺杆，旋转盘的通孔套入底盘的轴件内实现偏心旋转，而旋转盘的突螺杆插置于底盘的弧形槽孔中，一锁紧件与该突杆螺锁使底盘与旋转盘相对固定。

为便于调节，每个调节装置中，在所述底盘外周或底面设有刻度标尺，在所述旋转盘底面则设有用于指向该刻度标尺的刻度指针。

所述筒形腔体中，由所述底盘和上法兰盘之间形成第一容置空间。

此外，该封装装置还包括第二腔体、下法兰盘和中轴，该中轴与所述筒形腔体的中心轴线重合且贯通所述底盘，该第二腔体装设在下法兰盘和底盘之间以形成第二容置空间，所述中轴固定在下法兰盘上，中轴上设有供固定n个塔顶放大器的安装装置。

具体地，该安装装置包括n个安装板，螺锁在所述中轴上，每个安装板供装设一个塔顶放大器。

更进一步，所述底盘的底面设有至少一个轴孔和至少一个弧形门沿，所述下法兰盘也对应底盘设置有相对应的轴孔和弧形门沿，所述第二容置空间至少设有一个可开关的窗门，该窗门的门轴插置于底盘和下法兰盘的轴孔之间实现枢设，窗门受底盘和下法兰盘的弧形门沿所限位。

所述下法兰盘圆周方向设置有至少三个腰形孔，此腰形孔为安装接口并可使集束天线实现整体水平调节安装。

与现有技术相比，本发明具备如下优点：

1、采用n个天线阵列，故可形成n个覆盖扇区，由于n个扇区共用一个封装装置作为天线罩进行整体封装，而每个天线阵列表面不另外装设天线罩，这样减少了多重天线罩对覆盖效果的影响。

2、由于每个扇区的天线阵列使用调相装置提供电下倾功能并且每扇区可以各自独立通过调节装置进行水平角度调节及集束天线整体水平调节，这样可以便于优化工作的进行，更好地进行网络覆盖。

3、由于集束天线利用其封装装置进行整体封装且避免机械调整时的复杂结构，致使集束天线的外径较小，并提供了便于维护及调节的三窗门，可使得集束天线重量轻，安装和维护较为方便。

【附图说明】

图1为本发明集束天线的组装结构立体图；

图2为本发明封装装置的组装结构立体图；

图3为本发明上法兰盘、天线阵列与封装装置的组装结构示意图；

图4为本发明天线阵列与旋转盘的组装结构立体图；

图5为本发明底盘底面的局部示意图；

图6为本发明底盘的顶面示意图；

图7为本发明底盘的底面示意图；

图8为本发明旋转盘的底面示意图；

图9为本发明的下法兰盘的顶面示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明：

请参阅图1和图2，集束天线的顶端设有避雷针1，可通过良导体将避雷针1的引雷电流导入地表以达到防雷的目的。集束天线整体呈筒形，由封装装置2和置于其内的三个天线阵列3和三个相应的塔顶放大器4组装而成。本发明中天线阵列3和塔顶放大器4的个数可由代数式n表示，n为不小于1的自然数，n的取值可依实际需要而定，对于本发明的最佳实施例而言，由于所采用的每个天线阵列3均能完成水平方向上的120°范围的覆盖，三个天线阵列3恰好完成水平方向上的360°覆盖，因此n＝3，对于具有不同角度范围覆盖能力的天线阵列3而言，n值可灵活变动。

参阅图4，本发明所采用的天线阵列3，为具有电下倾角调节的天线阵列3，其包括一个金属反射板31，不少于两个的辐射单元32，多个辐射单元32线性排列在纵长的金属反射板31上，天线阵列3不直接在其反射板31上设置天线罩(未图示)。该种天线阵列3具有一个调相装置33，通过该调相装置33对辐射单元32进行功率分配，在调相装置33中，可改变流经各辐射单元32的通信信号的相位，从而改变该天线阵列3的整体波束在垂直面的下倾角，从而实现方位角的调整，达到电下倾角调节的目的。该天线阵列3整体纵长，在图4所示的上下两端，具有两个翻边311和312，用于通过一个调节装置与封装装置2集成。

参阅图1，为使产品的结构更为紧凑，本发明还利用其封装装置2使所述塔顶放大器4和天线阵列3实现整体封装。

请参阅图1和图2，所述封装装置2共形成两个容置空间，第一容置空间90用于装设所述天线阵列3，第二容置空间98用于装设所述塔顶放大器4。

封装装置2由其上法兰盘21、筒形腔体281和底盘22共同形成所述第一容置空间90。在第一容置空间90所对应的筒形腔体281底部处开设有缺口。

请参阅图2和图6，底盘22顶面外围具有一环形槽220，该环形槽220用于插置筒形腔体281。适应三个天线阵列3(参阅图4)的需要，在第一容置空间90内设有三个相应的调节装置。

请参阅图6和图7，每个调节装置包括设置在底盘22上的贯通的腰形孔41，每个腰形孔41局限在底盘22的360°/n的扇区面积内，由此每个腰形孔41在底盘22上形成一个突部225，在该突部225上设置有调节装置的轴件42，在底盘22的每个腰形孔41的一侧，还设有调节装置的弧形槽孔43。

请参阅图6和图8，每个调节装置还包括一个旋转盘44，其呈表面积略大于底盘22的腰形孔41的腰状，其具有一个供套入底盘22轴件42的通孔440，以此可实现旋转盘44绕底盘22的轴件42偏心旋转，旋转盘44底面的一侧还具有一个对应底盘22的弧形槽孔43的突螺杆448，当旋转盘44通过其通孔440套入底盘22的轴件42上时，其突螺杆448可插置于底盘22的弧形槽孔43中，当旋转盘44进行偏心旋转时，该突螺杆448可在弧形槽孔43中滑动并受弧形槽孔43限制其活动范围。

请参阅图5，在底盘22的底面，调节装置还设置一锁紧件49如蝶形螺母，通过该锁紧件49与突螺杆448螺锁可限制旋转盘44与底盘22实现固设。

请参阅图3，每个调节装置还包括设置在上法兰盘21底面的枢轴47。

由此，请综合参阅图1至图8，每个天线阵列3的下翻边312可与调节装置的旋转盘44相固定后与底盘22装设，天线阵列3的上翻边311则可与调节装置设置在上法兰盘21上的枢轴47相套设，通过所述锁紧件49将旋转盘44锁固在底盘22上后，便可固定天线阵列3在第一容置空间90内的相对位置，相反，当需要调节天线阵列3的水平方向时，则只需松开锁紧件49，然后绕所述轴件42和所述枢轴47旋转天线阵列3继而带动旋转盘44，使旋转盘44的突螺杆448在所述弧形槽孔43中滑动至确定位置后，再次用锁紧件49与突螺杆448锁紧即可完成整个调节过程。

每个天线阵列3的连接端口39可以设置在所述旋转盘44的底面，可在底盘22的下方将天线阵列3的电气功能向外延伸。

请参阅图1和图5，为了便于在调节天线阵列3的水平方向的过程中量化调节角度，所述调节装置还包括刻度标尺461和刻度指针462，该刻度标尺461设置在底盘22的外周或者底面等显眼位置实现固定，而该刻度指针462则设置在旋转盘44上，并指示向所述刻度标尺461的具体刻度，如此，天线阵列3旋转时，通过该刻度指针462指示的刻度标尺461的位置，便可轻便地获得天线阵列3在水平方向上的调节量。

请结合图1、图2和图9，封装装置2由其底盘22、中轴27、第二腔体282和下法兰盘23形成所述第二容置空间98，第二容置空间98用于容置所述三个塔顶放大器4，每个塔顶放大器4均可通过电缆(未图示)与一个天线阵列3外设在所述旋转盘44上的连接端口39(参阅图5)电性连接。

所述中轴27呈杆状，一体贯穿所述上法兰盘21、底盘22直至与下法兰盘23焊接组装。此外，也可通过在中轴底部设插件270，下法兰盘23顶面设置相应的槽件230，中轴27通过其插件270插置于下法兰盘23的槽件230内实现固定。

参阅图2、图7和图9，所述第二腔体282，对应每一个塔顶放大器4设置一个窗门7，该窗门7一侧具有一门轴71，在所述底盘22的底面，具有处于外周的轴孔72和门沿73，相应的，在所述下法兰盘23的顶面，也具有与底盘22的轴孔72和门沿73相配合轴孔72′和门沿73′，由此，每个窗门7依靠其门轴71装设在底盘22和下法兰盘23之间的轴孔72和72′中实现可开关设置，而通过底盘22和下法兰盘23各自的门沿73和73′则可实现对该窗门7的限位。另外，请参阅图9，所述下法兰盘23圆周方向设置有至少三个腰形孔231，此腰形孔231为安装接口并可使集束天线实现整体水平调节安装。

请再参阅图1和图2，所述中轴27处于第二容置空间98部分，装设有三块安装板41，分别装设三个塔顶放大器4。针对三个塔顶放大器4开设了三个窗门7，可通过各个窗门7对各个塔顶放大器4进行操作，方便维护。

综上，本发明通过设置了以上所述的结构方式实现了每个天线阵列所形成的覆盖扇区的非独立封装，三个扇区共用一个天线罩整体封装，以及，每个天线阵列各自独立进行水平角度调节及集束天线整体水平调节的功能。采用本发明的集束天线具有外径较小，重量轻、结构可靠、安装和维护方便的特点。

Claims (17)

1、一种集束天线，其特征在于：包括封装装置和封装装置内绕同一圆周均匀设置的n个天线阵列，每个天线阵列分别完成360°/n角度范围的覆盖，各天线阵列均具有通过改变通信信号的相位以调节该天线阵列的垂直面方位角的调相装置。

2、根据权利要求1所述的集束天线，其特征在于：每个天线阵列包括反射板和线性排列在反射板上的至少两个辐射单元，各辐射单元之间通过所述调相装置进行功率分配实现并联馈电。

3、根据权利要求2所述的集束天线，其特征在于：所述封装装置内具有一中轴，绕该中轴设置有n个塔顶放大器，每个塔顶放大器与一个天线阵列电性连接，实现信号的上行和下行通信。

4、根据权利要求3所述的集束天线，其特征在于：所述封装装置具有两个容置空间，分别容置所述n个天线阵列和n个塔顶放大器。

5、根据权利要求4所述的集束天线，其特征在于：所述封装装置在其所对应的至少一个所述的容置空间处设置至少一个可开合的窗门。

6、根据权利要求1至5中任意一项所述的集束天线，其特征在于：所述n＝3，每个天线阵列完成120°的角度范围的覆盖。

7、根据权利要求1至5中任意一项所述的集束天线，其特征在于：所述封装装置的顶端设置避雷针。

8、一种如权利要求1至3中任意一项所述的集束天线的封装装置，其特征在于：包括筒形腔体和设置在筒形腔体顶部的上法兰盘和下部的底盘，所述底盘和上法兰盘供与n个天线阵列相连接。

9、根据权利要求8所述的集束天线，其特征在于：对应n个天线阵列，所述封装装置在其底盘和上法兰盘上设置用于原位旋转调节各个天线阵列的n个调节装置。

10、根据权利要求9所述的集束天线的封装装置，其特征在于：每个调节装置包括设置在底盘上的腰形孔、设置在上法兰盘上用于与一个天线阵列枢设的枢轴和活动装设在底盘上并与该天线阵列固设的腰形旋转盘。

11、根据权利要求10所述的集束天线的封装装置，其特征在于：每个调节装置中，在所述底盘顶面设置一个轴件和偏离所述腰形孔的一个弧形槽孔，所述旋转盘上设置一个与底盘的轴件对应的通孔和一个与底盘的弧形槽孔相套接的突螺杆，旋转盘的通孔套入底盘的轴件内实现偏心旋转，而旋转盘的突螺杆插置于底盘的弧形槽孔中，一锁紧件与该突杆螺锁使底盘与旋转盘相对固定。

12、根据权利要求11所述的集束天线的封装装置，其特征在于：每个调节装置中，在所述底盘外周或底面设有刻度标尺，在所述旋转盘底面则设有用于指向该刻度标尺的刻度指针。

13、根据权利要求8至12中任意一项所述的集束天线的封装装置，其特征在于：所述筒形腔体中，由所述底盘和上法兰盘之间形成第一容置空间。

14、根据权利要求15所述的集束天线的封装装置，其特征在于：该封装装置还包括第二腔体、下法兰盘和中轴，该中轴与所述筒形腔体的中心轴线重合且贯通所述底盘，该第二腔体装设在下法兰盘和底盘之间以形成第二容置空间，所述中轴固定在下法兰盘上，中轴上设有供固定n个塔顶放大器的安装装置。

15、根据权利要求14所述的集束天线的封装装置，其特征在于：该安装装置包括n个安装板，螺锁在所述中轴上，每个安装板供装设一个塔顶放大器。

16、根据权利要求15所述的集束天线的封装装置，其特征在于：所述底盘的底面设有至少一个轴孔和至少一个弧形门沿，所述下法兰盘也对应底盘设置有相对应的轴孔和弧形门沿，所述第二腔体至少设有一个可开关的窗门，该窗门的门轴插置于底盘和下法兰盘的轴孔之间实现枢设，窗门受底盘和下法兰盘的弧形门沿所限位。

17、根据权利要求16所述的集束天线的封装装置，其特征在于：所述下法兰盘圆周方向设置有至少三个腰形孔，此腰形孔为安装接口并可使集束天线实现整体水平调节安装。

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