CN101847784A - 天线水平方位角远程控制系统 - Google Patents
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Abstract
一种天线水平方位角远程控制系统，包括通信控制器、控制单元以及连接馈线，其中，所述控制单元包括机壳以及内置于其中的驱动机构和校准机构，驱动机构与天线相连接，用于驱动天线同步转动，校准机构用于对天线的初始水平方位角进行校准，并限制天线转动的角度，其包括两个限位微动开关、触碰块以及信号收发模块，控制主板芯片分别与驱动机构、限位微动开关、信号收发模块电性连接，触碰块可在两个限位微动开关之间随天线的转动而同步转动。通过转动触碰块触发任意一个限位微动开关，以确定天线初始水平方位角，然后通过信号收发模块接收通信控制器所发出的角度调整指令，并由控制主板芯片根据所述发出控制信号控制驱动机构带动天线同步转动，以获取所需的天线转动角度。
Description
技术领域
本发明涉及天线领域，特别是涉及可对基站天线水平方位角作远程电调控制的控制机构。
背景技术
移动通讯基站的天线通常要求天线对某一方向信号覆盖，即称为方位角或覆盖角，基站天线安装时需要通过机械装置调整天线辐射方向的对准方位角，以实现最佳的覆盖效果。目前主要通过调整基站天线背面夹码和抱杆之间的相对角度来实现，但这种调整装置体积较大且调整工序相对复杂。
因此，提供一种可以通过远程对基站天线水平方位角进行电调控制的控制机构实为必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以通过远程对基站天线水平方位角进行电调控制的控制机构。
本发明提供了一种天线水平方位角远程控制系统，包括通信控制器、控制单元以及将两者连接在一起的连接馈线，其中，所述控制单元包括机壳以及内置于其中的控制主板芯片和传动装置，所述传动装置包括驱动机构和校准机构，驱动机构与天线相连接，用于驱动天线同步转动，所述校准机构包括两个限位微动开关、触碰块以及信号收发模块，控制主板芯片分别与驱动机构、限位微动开关、信号收发模块电性连接，触碰块可在两个限位微动开关之间随天线的转动而同步转动，通过转动触碰块触发任意一个限位微动开关，以确定天线初始水平方位角，然后通过信号收发模块接收通信控制器所发出的角度调整指令，并由控制主板芯片根据所述控制信号控制驱动机构带动天线同步转动，以获取所需的天线转动角度。
与现有技术相比，本发明天线水平方位角远程控制系统具有以下优点：
采用本发明的天线水平方位角远程控制系统，可通过校准机构对天线的水平方位角的初始位置进行校正，通过确定初始水平角位置，以获得天线水平方位角的调整基准，然后通过通信控制器向该控制单元发出包含天线转动角度的指令，使得控制主板芯片控制驱动机构动作，通过驱动机构带动与之相啮合的传动机构和转动机构同步转动，以带动安装在转动机构带动天线在两限位微动开关的间距范围内做水平方位角的控制调整。该远程控制机构的动力传动结构简洁、紧凑，可实现调整角度范围大，所述可调角度范围，可通过对限位微动开关位置的调整来实现。另外，还进一步设有限位套，限定驱动机构的蜗杆轴向串动时产生回程间隙误差和当过载时蜗杆的偏摆，提高系统的传动精度以及天线水平角的调整精度。还进一步设有防震锁定机构，可避免天线在运输过程中因振动而造成的齿轮组之间的撞击、磕碰而损坏齿轮。
附图说明
图1为本发明天线水平方位角远程控制系统的框图；
图2为本发明天线水平方位角远程控制系统的控制单元的整体结构组装图；
图3为本发明天线水平方位角远程控制系统的控制单元的拆解图一；
图4为本发明天线水平方位角远程控制系统的控制单元的拆解图二；
图5为本发明天线水平方位角远程控制系统的控制单元的拆解图三；
图6为本发明天线水平方位角远程控制系统的控制单元的剖视图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
参照图1所示，本发明提供了一种天线水平方位角远程控制系统100，包括通信控制器101、控制单元102以及连接馈线103，其中，所述控制单元102中包括控制主板芯片104和传动装置105，所述通信控制器101通过连接馈线103与控制主板芯片104电性连接，以向控制主板芯片104发射角度调整指令以控制天线方位角的转动角度；控制单元102根据通信控制器101所发射的角度调整指令来驱动传动装置105动作，以实现对天线的水平方位角的调整。
参照图1-图3所示，所述控制单元102包括机壳1以及内置于其中的控制主板芯片104和传动装置105，所述传动装置105包括驱动机构2和校准机构3，所述驱动机构2与天线4相连接，用于驱动天线4同步转动，所述校准机构3用于对天线4的初始水平方位角进行校准，并限制天线4转动的角度。
参照图3所示，所述驱动机构2包括马达20和蜗杆22，所述马达20内设有传动轴(图未示)，所述蜗杆22与马达20的传动轴联为一体，所述蜗杆22的表面设有螺纹，所述马达20作为动力机构，产生动力驱动传动轴发生转动，从而驱动蜗杆22与传动轴同步转动。所述传动轴亦可与蜗杆22同为一轴，以减小传动误差。
参照图2和图4所示，所述校准结构3包括两个限位微动开关310、312、触碰块32以及信号收发模块，其中，所述控制主板芯片104分别与驱动机构2、限位微动开关31、信号收发模块电性连接，用于控制天线水平方位角的改变。限位微动开关31安装于机壳1上，在本实施例中，所述两个限位微动开关31之间的夹角为60°，设其中一个限位微动开关310在-30°位置，则另一个限位微动开关312在+30°位置。触碰块32可在两个限位微动开关31之间随天线4的转动而同步转动，当触碰块32滑动触发任意一个限位微动开关31，与之电连接的控制主板芯片即记录下触发的位置信号，如当触碰块32触发-30°位置的限位微动开关31时，控制主板芯片即记录下当前天线的水平方位角的角度，并将其设为天线的初始水平方位角，完成水平方位角的校准。所述信号收发模块与控制芯片104和通信控制器101连接，通过信号收发模块接收通信控制器101所发出的控制信号，并由控制主板芯片104根据所述控制信号控制驱动机构2带动天线4同步转动，以获取所需的天线4转动角度。如当所需转动的水平方位角为15°，而在水平方位角校准过程中，若初始水平方位角为-30°位置，根据控制信号，控制主板芯片控制驱动机构2转动，以驱动天线4及触碰块32顺时针转动45°，即可获得相应的天线水平方位角15°。
参照图4所示，在本发明的一个优选实施例中，所述天线水平方位角远程控制系统100还进一步包括相互啮合的转动机构5和传动机构6，所述转动机构5包括相互套合的转动轴51和转盘52，天线4安装于所述转盘52上；所述传动机构6用于传递驱动机构2产生的动力，包括相互啮合的两组齿轮组：第一齿轮组61和第二齿轮组62，其中，所述第一齿轮组61包括两个同轴分齿轮610、612，第二齿轮组62包括一个齿轮，所述分齿轮610与所述蜗杆22相啮合，分齿轮612与所述第二齿轮组62相啮合。第二齿轮组62套设于所述转动机构5的转动轴51上。所述蜗杆22在马达20的驱动下随传动轴同步转动，经蜗杆22带动分齿轮610转动，分齿轮610以其套轴为中心转动，则同步带动分齿轮612同步转动，进而带动与之啮合的第二齿轮组62的同步转动，由此带动与第二齿轮组62相互套合的转动轴51以及转盘52随之同步转动，从而实现驱动机构2通过传动机构6和转动机构5带动天线同步转动的目的。
参照图2所示，在本实施例中，所述触碰块32安装于所述转动机构5的转盘52的周缘下方，与转盘52相垂直。所述限位微动开关31凸设于所述机壳1上，两者之间的间距可根据需要调整，通过改变两限位微动开关31之间的间距，以限制天线可转动的水平方位角的范围。安装所述天线水平方位角远程控制系统100时，须将触碰块32的位置放置于两限位微动开关31之间，使得所述触碰块32可在两限位微动开关31之间随转盘52作同步转动。通过触碰块32在两限位微动开关31之间的滑动接触，以检测天线转动的初始水平方位角和结束水平方位角，实现对天线初始角度位置的校准。
参照图5和图6所示，在本发明的一个优选实施例中，所述转动机构5进一步包括防震锁定机构7，所述防震锁定机构7包括套筒71、锁销72、复位弹簧73和馈线帽手把74，其中，所述套筒71与转盘52安装为一体且相互垂直，套筒71内设有收容腔，用于收纳并锁定所述锁销72；所述锁销72内置于所述套筒71的收容腔中；复位弹簧73一自由端顶在机壳1上，另一自由端顶在锁销72设有的止推平台上，形成一个锁销平时不上锁的常开机构，以满足平时需要转动调整水平方位角的要求。在运输过程中，防震锁定机构处于锁定状态，锁销72在外部馈线帽手把74的推动下克服复位弹簧的弹性回复力而插入转盘52上的套筒71，限定了转盘52乃至整个天线的转动，从而在运输时防止震动冲击带来对整个机构和天线的损害。在使用时，必须拔掉馈线帽手把74才能接上馈线进行方位角的调整操作，当馈线帽手把74一拔开，锁销72在复位弹簧73的作用下与套筒71脱开，这样就可以进行方位角的调整操作。采用所述防震锁定机构7，可避免天线在运输过程中因振动而造成的齿轮组之间的撞击、磕碰而损坏齿轮。这种设计使到天线现场工程安装很方便，不会给安装者操作带来困惑，不至于忘记拔出锁销72而导致不能进行方位角的调整操作。
参照图3所示，所述驱动机构2进一步包括一组限位套220和卡扣8，限位套220套在蜗杆22的一末端，卡扣8呈U型，可拆卸地安装于所述机壳1内壁，或由机壳内壁延伸，其与所述限位套220相卡合，用于限制蜗杆22与机壳1内壁相接触的一端，使之在转动过程中不因蜗杆受到轴向力而产生轴向串动，蜗杆任何的轴向串动会使系统产生回程间隙误差从而影响水平方位角调节的精度，并限制当过载时蜗杆的刚度不足产生偏摆。保持蜗杆22的转动稳定性，提高系统的传动精度以及天线水平角的调整精度。
参照图6所示，所述传动机构6进一步包括滚动轴承9，所述滚动轴承9套设于所述转动轴51上，以减小转动轴51转动的摩擦力，提高轴输出力矩的效率，促进转动效率的传递。
以下简述天线水平方位角远程控制系统的位置校正过程：
顺时针或逆时针拨动触碰块32，使之触碰到任意限位微动开关31，则与之电连接的控制主板芯片即记录下触发的位置信号，如当触碰块32触发-30°位置的限位微动开关310时，控制主板芯片即记录下当前天线的水平方位角的角度，并将其设为天线的初始水平方位角，完成水平方位角的校准。
限位微动开关31的间距位置决定了天线水平方位角的范围，如有需要调整角度范围，只须相应地调整限位微动开关31的安装位置。
以下简述天线水平方位角的自动调整过程：
对水平方位角的初始位置进行校正后，通过信号收发模块接收通信控制器所发出的控制信号，并由控制主板芯片根据所述的控制信号控制驱动机构2带动天线4同步转动，以获取所需的天线转动角度。如：当触碰块32设在-30°限位微动开关310位置时，通信控制器设定天线所需摆动角度为逆时针15°，则发出控制信号给远程控制机构的信号收发模块，使控制主板芯片控制驱动机构2转动，驱动机构2带动传动机构6和转动机构5同步动作，使得安装在转动机构5上的天线随之作同步转动，这时安装在转盘52上的触碰块32从初始方位角-30°限位微动开关310位置逆时针转动15°，则天线亦同步转动，即可自动调整获得所需天线水平方位角。
采用本发明的天线水平方位角远程控制系统，可通过校准机构对天线的水平方位角的初始位置进行校正，通过确定初始水平角位置，以获得天线水平方位角的调整基准，然后通过通信控制器向该控制单元发射包含天线转动角度的指令，使得控制主板芯片控制驱动机构动作，通过驱动机构带动与之相啮合的传动机构和转动机构同步转动，以带动安装在转动机构带动天线在两限位微动开关的间距范围内做水平方位角的控制调整。该远程控制机构的动力传动结构简洁、紧凑，可实现调整角度范围大，所述可调角度范围，可通过对限位微动开关位置的调整来实现。另外，还进一步设有限位套，限定驱动机构的蜗杆轴向串动时产生回程间隙误差使水平方位角度偏移和当过载时蜗杆的偏摆，提高系统的传动精度以及天线水平角的调整精度。还进一步设有防震锁定机构，可避免天线在运输过程中因振动而造成的齿轮组之间的撞击、磕碰而损坏齿轮。
惟以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明权利要求及发明说明书所记载的内容所作出简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明权利要求所涵盖范围之内。
Claims (10)
1.一种天线水平方位角远程控制系统，包括通信控制器、控制单元以及将两者连接在一起的连接馈线，其中，所述控制单元包括机壳以及内置于其中的控制主板芯片和传动装置，所述传动装置包括驱动机构和校准机构，驱动机构与天线相连接，用于驱动天线同步转动，其特征在于：所述校准机构包括两个限位微动开关、触碰块以及信号收发模块，控制主板芯片分别与驱动机构、限位微动开关、信号收发模块电性连接，触碰块可在两个限位微动开关之间随天线的转动而同步转动，通过转动触碰块触发任意一个限位微动开关，以确定天线初始水平方位角，然后通过信号收发模块接收通信控制器所发出的角度调整指令，并由控制主板芯片根据所述控制信号控制驱动机构带动天线同步转动，以获取所需的天线转动角度。
2.根据权利要求1所述的天线水平方位角远程控制系统，其特征在于：所述控制单元进一步包括转动机构，所述转动机构包括相互套合的转动轴和转盘，转动轴的一端与驱动机构相连接，天线安装于所述转盘上，通过驱动机构带动与转动机构相连接的天线作同步转动。
3.根据权利要求2所述的天线水平方位角远程控制系统，其特征在于：所述控制单元进一步包括传动机构，所述传动机构与驱动机构相连，驱动机构通过传动机构带动转动机构同步转动。
4.根据权利要求2所述的天线水平方位角远程控制系统，其特征在于：所述触碰块安装于所述转动机构上，所述限位微动开关凸设于所述机壳上，所述触碰块可在两限位微动开关之间随转动机构作同步转动。
5.根据权利要求2所述的天线水平方位角远程控制系统，其特征在于：所述驱动机构包括马达和蜗杆，所述马达内设有传动轴，所述蜗杆与马达的传动轴联为一体，通过马达驱动传动轴转动，从而驱动蜗杆与传动轴同步转动。
6.根据权利要求5所述的天线水平方位角远程控制系统，其特征在于：所述传动机构包括相互啮合的两组齿轮组，其中第一齿轮组与所述蜗杆相啮合，第二齿轮组套设于所述转动机构的转动轴上，所述蜗杆在马达的驱动下随传动轴同步转动，所述第一齿轮组和第二齿轮组则通过转动的蜗杆带动所述转动机构同步转动。
7.根据权利要求6所述的天线水平方位角远程控制系统，其特征在于：所述第一齿轮组包括两个同轴齿轮，第二齿轮组包括一个齿轮，其中，所述第一齿轮组的一个齿轮与所述蜗杆相啮合，另一个齿轮与所述第二齿轮组相啮合，所述第二齿轮组与所述转动机构同轴安装。
8.根据权利要求2所述的天线水平方位角远程控制系统，其特征在于：所述转动机构进一步包括防震锁定机构，所述防震锁定机构包括套筒、锁销、复位弹簧和馈线帽手把，其中，所述套筒设于所述转盘上，所述锁销内置于所述机壳中，复位弹簧一自由端顶在机壳上，另一自由端顶在锁销设有的止推平台上，形成一个锁销平时不上锁的常开机构；在锁定状态时，锁销在外部馈线帽手把的推动下克服复位弹簧的弹性回复力而插入转盘上的套筒，限定了转盘乃至整个天线的转动。
9.根据权利要求5所述的天线水平方位角远程控制系统，其特征在于：所述驱动机构进一步包括一组限位套和卡扣，限位套设置于蜗杆的一末端，卡扣呈U型，可拆卸地安装于或延伸于所述机壳内壁，其与所述限位套相卡合。
10.根据权利要求3所述的天线水平方位角远程控制系统，其特征在于：所述传动机构进一步包括滚动轴承，所述滚动轴承套设于所述转动轴上，以减小转动轴转动的摩擦力。
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