CN101826647A - 电调天线移相传动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电调天线移相传动装置，用于电调天线中对其中的至少一个移相器的移相部件进行移动以改变信号的相位，该传动装置包括：被轴向限位的驱动杆，其第一端设有供使其自身圆周转动的操纵部；传动杆，与驱动杆同轴设置，受驱动杆直接作用而轴向运动以带动至少一个移相器的移相部件同步运动；传动杆的第一端与驱动杆的第二端以彼此的螺纹相互啮合活动连接，传动杆的第二端与移相器的移相部件相联动。本发明的传动装置结构简单，传动工作正常，运动平稳，移相器相位调节精确，能够很好地满足移动通信系统的要求。

Description

电调天线移相传动装置

【技术领域】

本发明涉及移动通信天线领域，尤其涉及一种电调天线移相传动装置。

【背景技术】

移相器是移动通信电调天线系统中的重要核心平台部件，通过移动一个或多个移相器的第一传输线相对于第二传输线的耦合长度，便可使流经其中的信号的相位产生改变，从而改变天线的方向图，故而，其运动的实现方式及实现效果都关系到电调天线电气与结构的布局和性能。

现有的一种移相器，请参阅CN2859838号专利公告，其具有两对紧密接近进行电性耦合的传输线，通过操纵其中一个传输线相对于另外一个传输线直线运动，便可达到调相的目的。这一类移相器的电气耦合要求比较高，且具有往复直线运动的特点，因而，对于由该类移相器组成的天线功分网络而言，最基本调相方式便在于为一个或若干个此类移相器同步提供一直接使其直线往复运动的动力。

对于该类移相器，往往要求互耦的两个电气界面(两条传输线)要尽可能紧密靠近，两个电气界面之间由绝缘介质贴紧以杜绝两条传输线彼此间物理接触，由此必然需要考虑两条传输线与其中层的绝缘介质的物理影响。最大的影响在于移相器受控往复运动过程中造成的界面处摩擦阻力比较大，相位调节过程中摩擦阻力的增大不仅会导致热效应最终可能损坏中层绝缘介质，还可能会因此而影响天线的电气性能。因此，对电气界面相对移动速度进行适当的控制是必要的。

在实现形式上，CN2812316Y号专利公告揭示了一种用于移动通信天线移相器的调整装置，在该装置中，通过提供一在天线外部进行操纵的螺杆，由螺杆带动一螺母线性运动，螺母又连动一齿条杆，再由齿条杆与移相器底部相连的齿轮相啮合，实现对天线中各移相器的同步移相控制。

再如，公开号为CN101521312的专利申请中，揭示一种天线移相系统，其用于调整移相量部分，与前一方案的不同之处在于改变了原来直线对直线的传动为圆周对直线的传动，并相应改变了操作方向，而于齿轮齿条副部分未做改进。

以上公知的结构中，前者，螺杆与齿条杆之间通过细小的螺母相耦联，两者力的方向不在同一直线上；后者需要转换传动方向。诸如此类，导致施加在齿条杆上的作用力被弱化，最终作用到齿轮、移相器传输线上的力比较小，齿轮齿条副相对容易脱齿、跳齿而使调节失灵，总而言之，难以消除动力中心与移相器运动部件的运动轨迹不重合而带来的附加转矩，从而使得移相器在运动过程中出现跳动现象。

【发明内容】

因此，本发明的目的在于提供一种电调天线移相传动装置，采用简单的结构，降低移相过程的克服摩擦阻力的难度，以保证并提高天线系统的电气性能。

为实现该目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的电调天线移相传动装置，用于电调天线中对其中的至少一个移相器的移相部件进行移动以改变信号的相位，该传动装置包括：

被轴向限位的驱动杆，其第一端设有供使其自身圆周转动的操纵部；

传动杆，与驱动杆同轴设置，受驱动杆直接作用而轴向运动以带动至少一个移相器的移相部件同步运动；

传动杆的第一端与驱动杆的第二端以彼此的螺纹相互啮合活动连接，传动杆的第二端与移相器的移相部件相联动。

所述驱动杆在靠近其第一端处设有用于与额外的移动部件相啮合的第一螺纹，在靠近其第二端处设有用于与传动杆第一端上预设的内螺纹相啮合的第二螺纹。

所述驱动杆上的第一螺纹的节距大于第二螺纹的节距。

所述移动部件上连设一载有刻度的标尺。

所述驱动杆呈阶梯轴状，第一螺纹所处阶梯高于第二螺纹所处阶梯。

所述第一螺纹与第二螺纹具有相同的截面形状，为三角形、矩形和梯形中任意一种。

所述驱动杆上的第一螺纹与第二螺纹的纹路方向相同。

所述驱动杆操纵部设有操作装置，该操作装置包括连接头、螺母、卡环以及安装板，连接头套设所述驱动杆操纵部，连接头一端设有与螺母相螺锁的外螺纹，另一端设有与电调控制器相螺锁的外螺纹，安装板固定套设于连接头上，用于与天线相固装，卡环套设在驱动杆预设的凹槽上，所述驱动杆的操纵部末端形成一外径大于操纵部自身的阶梯部，该阶梯部与连接头内部的限位件轴向相抵止。

所述驱动杆的第一端的端面上设有内六角沉孔，用于配合手动调节装置进行调节。

所述传动杆和/或所述驱动杆上，套设有至少一个支撑座，该支撑座固定在一支撑平面上，其通孔与传动杆和/或驱动杆过渡配合。

所述传动杆的第一端具有一外径大于传动杆本体的阶梯部，传动杆的行程末端处，其阶梯部与支撑座相抵触以实现限位。

根据本发明的一个实施例所揭示，所述传动杆为绝缘介质杆，其第二端与至少一个移相器的移相部件相固设，其轴向运动同步带动该移相器的移相部件的直线动作，以改变流经移相器的信号的相位。

根据本发明的另一实施例所揭示，该装置还包括一绝缘介质杆，该绝缘介质杆的第二端与至少一个移相器的移相部件相固设，其第一端则与所述传动杆的第二端螺纹连接锁固以使传动杆与绝缘介质杆同步动作。两个以上的移相器并排于本传动装置的一侧，本传动装置包括有两个以上个数与移相器相对应的绝缘介质杆，分别连接各移相器的移相部件，且多个绝缘介质杆相连设以便实现同步联动，仅绝缘介质杆之一与所述传动杆相锁固。

根据本发明的再一实施例所揭示，所述传动杆甚至可以被取消，而转而采用移相器的动力驱动装置与驱动杆相连接，该动力驱动装置，用于受力驱动移相器进行移相，具有一用于受力的接口，该接口与驱动杆第二端以彼此的螺纹相互啮合活动连接。

与现有技术相比，本发明具备如下优点：

其一，本发明结构简单，有利于降低天线整体成本；

其二，通过在同一直线上驱动传动杆或绝缘介质杆，进而由传动杆或绝缘介质杆直接带动移相器的移相部件，实现对信号的移相和天线波束的下倾角的调整，力的传递集中在同一轴线上，因而不会造成传动摩擦损耗，从而能够直接带动移相器的移相部件，实现较为可靠的相位调节过程；

其三，由于本发明的传动装置的动力中心与移相器的移相部件的运动轨迹相重合，故克服了其它附加转矩，而使得移相器在运动过程中的跳动现象被克服，保证了天线在调相过程中的电气性能；

其四，本发明的驱动杆上的双节距螺纹设计，在同一螺杆上既实现了控制传动杆运动的功能，又实现了同步显示调节尺寸的功能，而且，由于是同杆同步动作，故尺寸显示更趋精准；

其五，本发明的设计为较基础的设计，在此基础上，可以结合平板天线的具体结构做进一步的改进以使彼此相融合，例如本发明的动力驱动装置的提出以及多个移相器间类似于联轴器的多绝缘介质杆结构等。

【附图说明】

图1为一种公知的移相器的结构示意图，一绝缘介质杆深入其内腔与其移相部件相连接，通过该绝缘介质杆的往复运动便可进行移相；

图2为本发明电调天线移相传动装置的结构示意图；

图3为本发明驱动杆的立体结构示意图；

图4为本发明驱动杆的纵中剖视图；

图5为图4标号为A处的局部放大图；

图6为图4标号为B处的局部放大图；

图7为本发明的传动杆的纵中剖视图；

图8为图7标号为C处的局部放大图；

图9为图7标号为D处的局部放大图；

图10为本发明的支撑座的正视图。

【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1，一种典型的直线往复运动实现调相的移相器8，其具有一形成有腔体的固定部件82和一移相部件81，通过操纵移相部件81相对于固定部件82在移相器8的纵长方向直线往复运动，改变移相部件81与固定部件82的耦合位置，便可改变流经该移相器8的信号的相位，从而，在移相器8用于控制平板天线(未图示)的信号时，还可进而改变天线的波束。

本发明电调天线移相传动装置，以应用于图1所示的移相器8为例进行阐述。图1中的移相器8上，设有一穿入移相器8腔体并与其移相部件81固定连接的绝缘介质杆4，通过控制该绝缘介质杆4轴向往复运动，便同步带动移相部件81相对于固定部件82的直线往复运动，因此，控制该绝缘介质杆4的位移也即控制移相部件81的位移。

在一个平板天线中，有时具有多个移相器8，其排列方式既可以是按移相器8的纵长方向相邻排开，也可以是按移相器8的横向相邻排开，作为本发明的实例，无论哪一种排列方式，都可以通过将所有移相器8的绝缘介质杆4相连设以实现同步联动，诸如使用联轴器(未图示)，通过一个绝缘介质杆4带动与之相连接的其它绝缘介质杆4同步运动，便可实现所有移相器8的同步移相。本领域普通技术人员均应知晓，所有能使多个绝缘介质杆4同步联动的联轴结构均适应于本发明的传动装置用于操纵多个移相器8时。

请参阅图2，本发明的电调天线移相传动装置，包括驱动杆2、传动杆3、操作装置1、移动部件61和标尺62，以及包括图1所示的绝缘介质杆4。

请结合图2、图3及图4，所述驱动杆2的纵截面呈阶梯轴状，各图所示右侧为驱动杆2的第一端，左侧为其第二端。驱动杆2在图3和图4所示的截面上共具有四级阶梯21，22，23，24，以左侧的两级阶梯23，24为其本体，则其右侧也即其第一端的外径大于其本体的两级阶梯部21，22为其操纵部20，用于装设所述操作装置1。而最右侧的具有最大外径的阶梯部21的端面，也即驱动杆2第一端的端面上，设有内六角沉孔210，通过电调控制器(未图示)或手动控制器(未图示)与驱动杆2第一端的阶梯部21端面相配合，便可实现旋转该驱动杆2。

如图3和图4所示，驱动杆2的左侧两级阶梯23，24中，靠右一侧阶梯23设有第一螺纹230，靠左一侧阶梯24设有第二螺纹240，第一螺纹230用于与所述移动部件61相啮合从而带动标尺62移动，第二螺纹240则用于与传动杆3相啮合，通过驱动杆2的旋转带动传动杆3直线往复运动。

参阅图5和图6，分别为图4中第二螺纹240和第一螺纹230的同比例局部放大图。由两图的比较可知，第一螺纹230与第二螺纹240具有不同的节距，具体为第一螺纹230的节距大于第二螺纹240的节距，由此在彼此传动时，前者带动标尺62后者带动传动杆3，将具有不同的速度。第一螺纹230和第二螺纹240的节距大小依据载荷而定，当载荷较大时，采用小节距，而当载荷较小时，则采用大节距。

图5所示的第二螺纹240，其截面轮廓中，呈三角齿状，而图6所示的第一螺纹230的截面轮廓则呈梯形齿状，作为本实施例的变化，第一螺纹230与第二螺纹240可以采用相同的截面轮廓，可以为三角齿状、梯形齿状或矩形齿状。但是，不管第一螺纹230和第二螺纹240彼此截面轮廓如何，其螺旋方向宜为相同方向设置。

图2中，所述移动部件61与标尺62固定连接，标尺62上载有刻度，移动部件61为一具有内螺纹(未图示)的中空件，其内螺纹刚好与驱动杆2的第一螺纹230相互啮合，通过限制移动部件61的旋转，而允许其由驱动杆2的第一螺纹230的啮合作用而直线往复运动，便可依据标尺62的伸出长度所呈现的刻度获知移相器8的耦合程度及相位调节大小。

一般的，由于第一螺纹230的节距大于第二螺纹240的节距，只要两者的节距保持一定的比例关系，便可利用标尺62精准地反映第二螺纹240带动传动杆3的位移，从而便于实现精准调相。

需要指出的是，该移动部件61还可以与移相器8的移相部件81直接或间接相连接，以此在既有的基础上增加一控制移相器8进行移相的手段。

请结合图2、图7、图8及图9，所述传动杆3如图2所示与驱动杆2同轴布置。图7中，所述传动杆3的右侧为其第一端，左侧为其第二端，为一中空管状件，其第一端处设有一外径大于其本体32的阶梯部31由此形成阶梯轴状的截面，中空管内壁上，第一端和第二端均设有内螺纹310，320，其第一端的内螺纹310刚好与驱动杆2的第二螺纹240相啮合，一旦驱动杆2在轴向上被限制位移，则驱动杆2的旋转必然带动传动杆3的轴向直线运动，视驱动杆2旋转的方向而朝不同的方向运动。

如图8和图9所示，传动杆3的两段内螺纹310，320的螺旋方向彼此同向设置，尽管传动杆3的螺旋方向并不影响本发明的实质，但是这样的设计在零件加工时有其便利性。

传动杆3的第二端的内螺纹320则与图1和图2所示的绝缘介质杆4相连接，该绝缘介质杆4上设有外螺纹40，通过绝缘介质杆4上的外螺纹40与传动杆3的第二端的内螺纹320相啮合并锁固，两者便连为一体，此时传动杆3的直线位移也将带动绝缘介质杆4的直线位移，故而可实现移相。

在具有多个移相器8，也即具有多个绝缘介质杆4时，传动杆3只须与其中一个绝缘介质杆4相螺锁并保证彼此连接的紧固性，则可实现由一传动杆3带动多个绝缘介质杆4进而带动多个移相部件81进行移相的功能。

为了实现本传动装置在天线上的安装，也为了实现驱动杆2的可控性，以及为了实现驱动杆2能被轴向限位而实现传动杆3的直线位移，需加装所述操作装置1。

请再参阅图2，所述操作装置1包括连接头12、螺母14、安装板10以及卡环16。

所述连接头12呈中空状，其套设于驱动杆2的第一端的操纵部20上，其截面(未图示)也呈与驱动杆2操纵部20两个阶梯21，22相配合的阶梯状，故驱动杆2插入连接头12后，其设有沉孔210的阶梯部21的梯降边便与连接头12内部相应的梯降边相抵止，由此而限制驱动杆2向一个方向的运动。连接头12的两端均设有外螺纹121，123，图2所示左侧的外螺纹123用于与所述螺母14相连接，而右侧外螺纹121则用于配合电调控制器(未图示)的锁紧连接。

所述安装板10呈板状，具有与依照平板天线的具体结构而配合设计的安装结构，同时，该安装板10也限定了标尺62突出于平板天线之外的范围，故在安装时，须依据实测合理安排移动部件61、安装板10之间的相对位置。

安装板10从驱动杆2的第二端套入，至套设在连接头12上与连接头12的某种限位件(未图示)相抵止，再通过所述螺母14自驱动杆2第二端套入与连接头12相应的外螺纹相螺锁，便可锁紧安装板10。

如前所述，驱动杆2向一个方向的运动已被连接头12所限位，对于驱动杆2向另一个方向的运动，进一步通过所述卡环16进行限位。结合图2和图3，图3所示的驱动杆2外表面，即右起第二阶梯部22处，设有一环形凹槽220，在设计时，使螺母14及安装板10均居于图3所示环形凹槽220右侧，继而用卡环16卡设于环形凹槽220中后，驱动杆2向另一方向的运动也就被卡环16所限位。由此，一旦安装板10与平板天线相固装后，驱动杆2便被轴向限位，但可以受控做圆周运动，其圆周运动便可带动传动杆3直线位移。

但是，纵长的驱动杆2、传动杆3以及绝缘介质杆4，处于平板天线内部，需要考虑其刚度，故需在驱动杆2、传动杆3以及绝缘介质杆4至少之一中，或者说三者所形成的直线位置的任意至少一个位置处，设置至少一个支撑座5用于支撑整个传动链，以便克服整个传动链在螺旋传动过程中产生的扰度，使螺旋动力驱动各部件保持同轴。

请结合图2和图10，图2中设有多个支撑座51，52，53，54，主要作用于作为中间部件的传动杆3，所处位置包括传动杆3的两端，分别起到同时支撑绝缘介质杆4和驱动杆2的作用，因此，注意到如图3所示，第一螺纹230所处阶梯部23处预留一光滑部238，便可用于与支撑座51相配合，支撑座5除了安装于传动杆3的两端，还可安装在其中部。

如图10所示，支撑座5具有一与支撑平面(未图示)相安装的脚部51以便于平板天线的相应壁面相装设，且具有一通孔50，该通孔50容许所述驱动杆2、传动杆3和绝缘介质杆4通过。通孔50的内径应相应地与绝缘介质杆4、传动杆3以及驱动杆2的外径过度配合，以便保持各部件在通孔50内转动时的灵活性。

需要进一步说明的是，所述传动杆3的第一端处所设计的阶梯部31，其可与安装在传动杆3第一端和及其紧邻的支撑座51，52相配合实现限位的作用，通过该阶梯部31在往复运动时分别与两个支撑座51，52相抵止，可以限定传动杆3的直线运动行程，这样便不会出现传动杆3松脱于驱动杆2之外的现象。

上述实施例中，由于传动杆3独立于绝缘介质杆4之外，故传动杆3可以采用金属材料制作，而绝缘介质杆4则可以采用高强度的塑料制成。

通过上述的方案，即可形成本发明的传动装置，其中，传动杆3与绝缘介质杆4的作用实际上是可以相统一的，例如，对于仅具有一移相器8的场合，使用仅一个绝缘介质杆4时，则可以将传动杆3直接使用整合了两者结构的绝缘介质杆4代替，这样，绝缘介质杆4一端连接移相部件81，另一端则连接所述驱动杆2。当然，整体使用绝缘介质杆4而非金属杆的原因在于在其深入移相器8时不影响移相器8的电气性能。

进一步的，驱动杆2可以直接通过一动力驱动装置(未图示)实现移相，该动力驱动装置受驱动杆2的控制，然后通过一系列公知的机械结构去控制至少一个移相器8的移相部件81，也同样不脱离本发明的实质。当然，所述动力驱动装置应设有一具有与驱动杆2第二螺纹240相啮合锁固的接口(未图示)，以便实现与传动杆3同理的传动关系。

由上述实施例构成的测试样品，在高温、低温等不同环境下测试，传动工作正常，运动平稳，移相器相位调节精确，能够很好地满足移动通信系统的要求。

容易看出，按照本发明制造的该天线将具有结构简单紧凑和高性能的优点，且易于制造、和方便安装使用。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和描述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制，本领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围的前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。所附的权利要求书覆盖了本发明精神和范围内的所有这些改变和修改。

Claims (16)

1.一种电调天线移相传动装置，用于电调天线中对其中的至少一个移相器的移相部件进行移动以改变信号的相位，其特征在于，该传动装置包括：

被轴向限位的驱动杆，其第一端设有供使其自身圆周转动的操纵部；

传动杆，与驱动杆同轴设置，受驱动杆直接作用而轴向运动以带动至少一个移相器的移相部件同步运动；

传动杆的第一端与驱动杆的第二端以彼此的螺纹相互啮合活动连接，传动杆的第二端与移相器的移相部件相联动。

2.根据权利要求1所述的电调天线移相传动装置，其特征在于：所述驱动杆在靠近其第一端处设有用于与额外的移动部件相啮合的第一螺纹，在靠近其第二端处设有用于与传动杆第一端上预设的内螺纹相啮合的第二螺纹。

3.根据权利要求2所述的电调天线移相传动装置，其特征在于：所述驱动杆上的第一螺纹的节距大于第二螺纹的节距。

4.根据权利要求2所述的电调天线移相传动装置，其特征在于：所述移动部件上连设一载有刻度的标尺。

5.根据权利要求2所述的电调天线移相传动装置，其特征在于：所述驱动杆呈阶梯轴状，第一螺纹所处阶梯高于第二螺纹所处阶梯。

6.根据权利要求2所述的电调天线移相传动装置，其特征在于：所述第一螺纹与第二螺纹具有相同的截面形状，为三角形、矩形和梯形中任意一种。

7.根据权利要求2所述的电调天线移相传动装置，其特征在于：所述驱动杆上的第一螺纹与第二螺纹的纹路方向相同。

8.根据权利要求1所述的电调天线移相传动装置，其特征在于：所述驱动杆操纵部设有操作装置，该操作装置包括连接头、螺母、卡环以及安装板，连接头套设所述驱动杆操纵部，连接头一端设有与螺母相螺锁的外螺纹，另一端设有与电调控制器相螺锁的外螺纹，安装板固定套设于连接头上，用于与天线相固装，卡环套设在驱动杆预设的凹槽上，所述驱动杆的操纵部末端形成一外径大于操纵部自身的阶梯部，该阶梯部与连接头内部的限位件轴向相抵止。

9.根据权利要求8所述的电调天线移相传动装置，其特征在于：所述驱动杆的第一端的端面上设有内六角沉孔，用于配合手动调节装置进行调节。

10.根据权利要求1所述的电调天线移相传动装置，其特征在于：所述传动杆和/或所述驱动杆上，套设有至少一个支撑座，该支撑座固定在一支撑平面上，其通孔与传动杆和/或驱动杆过渡配合。

11.根据权利要求10所述的电调天线移相传动装置，其特征在于：所述传动杆的第一端具有一外径大于传动杆本体的阶梯部，传动杆的行程末端处，其阶梯部与支撑座相抵触以实现限位。

12.根据权利要求1至11中任意一项所述的电调天线移相传动装置，其特征在于：所述传动杆为绝缘介质杆，其轴向运动同步带动该移相器的移相部件的直线动作，以改变流经移相器的信号的相位。

13.根据权利要求1至11中任意一项所述的电调天线移相传动装置，其特征在于：该装置还包括一绝缘介质杆，该绝缘介质杆的第二端与至少一个移相器的移相部件相固设，其第一端则与所述传动杆的第二端螺纹连接锁固以使传动杆与绝缘介质杆同步动作。

14.根据权利要求13所述的电调天线移相传动装置，其特征在于：两个以上的移相器并排于本传动装置的一侧，本传动装置包括有两个以上个数与移相器相对应的绝缘介质杆，分别连接各移相器的移相部件，且多个绝缘介质杆相连设以便实现同步联动，仅绝缘介质杆之一与所述传动杆相锁固。

15.一种电调天线移相传动装置，用于电调天线中对其中的至少一个移相器的移相部件进行移动以改变信号的相位，其特征在于，该传动装置包括：

被轴向限位的驱动杆，其第一端设有供使其自身圆周转动的操纵部；

绝缘介质杆，与驱动杆同轴设置，受驱动杆直接作用而轴向运动以带动至少一个移相器的移相部件同步运动；

绝缘介质杆的第一端与驱动杆的第二端以彼此的螺纹相互啮合活动连接，绝缘介质杆的第二端与移相器的移相部件直接固定连接。

16.一种电调天线移相传动装置，用于电调天线中对其中的至少一个移相器的移相部件进行移动以改变信号的相位，其特征在于，该传动装置包括：

被轴向限位的驱动杆，其第一端设有供使其自身圆周转动的操纵部；

动力驱动装置，用于受力驱动移相器进行移相，具有一用于受力的接口，该接口与驱动杆第二端以彼此的螺纹相互啮合活动连接。

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