CN102771010B

CN102771010B - 多波束成形装置

Info

Publication number: CN102771010B
Application number: CN201180010860.8A
Authority: CN
Inventors: W·沃格斯; A·西奥; M·莫尔; S·赖歇尔特; S·贝格尔; H·波尔斯特; R·亨施
Original assignee: Kathrein Werke KG
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB; Ericsson AB
Priority date: 2010-03-26
Filing date: 2011-02-24
Publication date: 2014-11-05
Anticipated expiration: 2031-02-24
Also published as: EP2514028B1; HK1173855A1; DE102010012991A1; KR101695859B1; DE102010012991B4; CN102771010A; EP2514028A1; KR20130018226A; BR112012024195A2; WO2011116862A1; ES2430364T3

Abstract

一种多波束成形装置，其特征在于以下特征：所述多波束成形装置（M-RET）具有至少一个用于控制多波束成形装置（M-RET）以便不同地调节至少两个辐射方向图的电子通信接口（13）；所述多波束成形装置（M-RET）具有至少一个优选设有电动马达（23）和优选设有电源件（19）的驱动装置；所述多波束成形装置（M-RET）具有至少两个第一机械接口和/或耦合点（25，25a、25b、25c，25'，25'a、25'b、25'c）；在所述至少两个第一机械接口和/或耦合点（25，25a、25b、25c，25'，25'a、25'b、25'c）上分别作用一个驱动连接装置（27；27a、27b、27c）；所述多波束成形装置（M-RET）的所述至少一个驱动装置（23）通过多传动装置（23'）与所述至少两个机械接口和/或耦合点（25，25a、25b、25c，25'，25'a、25'b、25'c）连接，通过所述至少一个驱动装置（23）和相配的控制装置能分别有针对性地操作多个驱动连接装置（27，27a、27b、27c）中的至少一个；并且机械接口和/或耦合点（25，25a、25b、25c，25'，25'a、25'b、25'c）的数量多于驱动装置（23）的数量。

Description

多波束成形装置

技术领域

本发明涉及一种多波束成形装置。

背景技术

波束成形装置尤其用于移动通信技术中，即用于移动通信基站，以便相对于移动通信天线的辐射角不同地调节移动通信天线的主源。根据下降角(其通常也被称为“下倾角”)可照亮不同大小的相关移动通信单元并由此对其进行调整。

这种波束成形装置通常被称为RET单元、即所谓的“远程电调”装置，其例如由WO02/061877A2公开。但借助波束成形装置不仅可例如通过不同地调节移相器来在垂直方向中调节出不同的下倾角，而且也可尤其是在具有多列的天线阵列中例如在使用移相器的情况下在水平方向上调节出主辐射方向并从而调节出天线设备的主源、即不同的方位角。最后借助波束成形装置不仅可在垂直方向和/或方位角方向调节出天线设备的主辐射方向的不同定向，而且也可在方位角及垂直方向上不同地调节辐射宽度，以便能够在此不同地调节主波束波瓣的半值宽度。同样也可进行天线机械角调节、即滚动、俯仰和偏转。

换句话说，已知天线通常这样设计：在设置用于RET单元的机械接口(例如在天线壳体的下安装法兰上)上可安装所谓的RET单元，其除了电子装置外还具有马达，该RET单元通过机械转换装置来控制集成在天线中的移相器。由此达到的相位改变直接影响辐射特性、即天线的下倾角。

原则上借助这种RET单元可不同地调节多天线设备不同的辐射特性，所述RET马达不仅可用于在垂直方向上调节天线的主辐射方向(即在垂直方向上调节出不同的下倾角)，而且也可在水平方向(即方位角方向)调节主波瓣的半值宽度。

在此原则上已知控制单元、所谓的具有配属的电动马达的RET单元可设置在天线系统、即屏蔽罩之内。与此相反，根据WO02/061877A2，这种RET单元设置在屏蔽罩之外，优选直接安装在天线系统的安装法兰下方，其优点在于：也可在不打开天线罩(屏蔽罩)的情况下加装这种RET单元。

由于站点共享方案(网络运营商共享一个位置)以及所谓的共站点方案(一个网络运营商在一个位置运行多个可能不同代或者说不同技术的移动通信基站)，在每个位置安装的天线数量逐渐增加。最晚从引入UMTS开始，大量安装的天线被补充以一个系统，该系统最终能够电动控制天线的辐射特性。在此涉及上述RET结构，借助其可远程调节出不同的下倾角。

通常不同的天线制造商为此提供自己的、即自有的机械接口，因此各制造商的所谓的单或多波束成形装置(执行器)的设计在彼此之间是不同的。

RET执行器的控制侧在AISG或3GPP标准中被详细规定。因此借助控制器通过所述标准化的接口可以来控制不同天线制造商的RET执行器。为了在标准中覆盖单和多RET执行器，为此详细规定两种设备类型：“单RET”(装置类型0×01)和“多RET”(装置类型0×11)。

一种可能的实施是将多RET例如可安装在一个唯一的壳体中，该壳体设有多个制造商特定的机械接口。多RET在其被安装在相应的多频段天线上之后可由控制器控制，该控制器控制各频段的辐射特性。但这种实施方式只有在天线上的多个机械接口能够借助唯一的设备来控制的情况下才是可行或者说有意义的。

对于其它制造商的多频段天线来说这种位于唯一的壳体中的多RET解决方案不一定可实现，这是由于机械接口的不同设计。此外所述接口根据天线类型必要时可位于不同位置上。

WO2009/102775A2例如公开一种多RET装置形式的多波束成形装置，其具有三个可手动操作的调节轴，以便能够借此例如控制三个分开的天线阵列。为了简化整个结构建议为所有三个波束成形装置使用一个共同的控制装置。

此外，WO2009/102774A2也公开一种多波束成形装置，其具有相应的用于控制天线装置的输入轴和输出轴。在此建议可使驱动装置的直流马达与移相器调节杆脱开，以便能够以更加简单的方式手动控制移相器控制钮。

因此多频段天线为每个频段配有上述“单RET执行器”。因此“多RET”(其可实现于一个唯一的壳体中)的制造商所拥有的降低“天线+RET”系统的成本的可能性不能被每个天线制造商所利用。

同类多波束成形装置由WO2009/102775A2公开。该多波束成形装置例如具有三个可手动控制的下倾角调节装置，它们分别具有调节轴，所述调节轴突出于天线壳体的下罩板并且设有调节轮。在那里可手动单独调节下倾角。

发明内容

有鉴于此，本发明的任务是提供一种用于多波束成形装置、即所谓的多RET系统的改进的解决方案，其中，与传统的解决方案相比能够以改进并且尤其是简化的方式不同地调节一个在至少两个频段中辐射的天线中的或者每个位置的多个天线中的辐射特性。波束成形在此例如应在垂直方向(在垂直方向上通过使用下倾角)和/或在水平方向上(即为了不同地调节主波瓣的方位角)上不同地调节辐射方向和/或概括来说用于改变辐射特性，从而可不同地调节例如天线设备的主波瓣的半值宽度。

按本发明，该任务通过一种多波束成形装置得以解决，其尤其是用于多移动通信天线设备，具有以下特征：所述多波束成形装置带有一个共同的设有至少一个微处理器的控制装置；所述多波束成形装置具有至少一个用于控制多波束成形装置以便不同地调节至少两个辐射方向图的电子通信接口；所述多波束成形装置具有至少一个设有电动马达和电源件的驱动装置；所述多波束成形装置具有至少两个第一机械接口和/或耦合点；在所述至少两个第一机械接口和/或耦合点上分别作用一个驱动连接装置；多波束成形装置的所述至少一个驱动装置通过多传动装置与所述至少两个机械接口和/或耦合点连接，通过所述至少一个驱动装置和相配的控制装置能分别有针对性地操作多个驱动连接装置中的至少一个；并且机械接口和/或耦合点的数量多于驱动装置的数量。

在本发明范畴中提出了一种与现有技术相比极为有利的解决方案，其例如适合于多频段天线(其至少在两个频段中进行发送和/或接收)或双扇区天线结构(其具有至少两个天线扇区，它们的下倾角可不同地调节)。换句话说，按本发明的多波束成形装置、例如所谓的RET装置或RET单元例如具有仅一个驱动单元(例如一个电动马达、一个执行器等)和仅一个相配的电子装置、即尤其是具有仅一个微处理器和优选也仅一个马达驱动装置。所谓的RET装置在此被理解为本发明波束成形装置的简称，其例如用于不同地调节下倾角，但亦用于不同地调节方位角，换句话说即允许主波瓣在不同的水平方向或概括说在不同于垂直平面的方向上辐射。

本发明规定：实现一种机械接口系统，其例如在双频段或双扇区天线结构中被这样设计，使得至少两个轴线连接装置或轴连接装置可被驱动，所述至少两个轴线连接装置或轴连接装置的与机械接口系统相反的端部与一个相关的调节装置和/或传输装置连接，以便改变相配的辐射器装置的波束下倾角。

在此本发明规定：多波束成形装置的所述至少一个驱动装置通过多传动装置与所述至少两个机械接口和/或耦合点连接，通过所述至少一个驱动装置，相配的控制装置可分别有针对性地操作多个驱动连接装置的至少一个。此外本发明的出发点在于，接口和/或耦合点的数量多于驱动装置的数量。

优选这样的结构，即只能在时间上依次有针对性地控制各个天线装置，各天线装置在一个相关的频段中工作且设置在另一个扇区中。因此可有针对性地依次不同地调节在机械接口系统和相应的用于调节移相器的调装装置和/或传输装置之间的轴连接装置或轴线连接装置，以便为各个频段或天线的各个扇区有针对性地调节下倾角和/或有针对性地调节方位角(或因此概括地说不同地调节仰角和方位角)。理论上也可能，同时操作在机械接口系统和相应要调节的移相器之间的所有轴连接装置或轴线连接装置。但其前提是：在其它位置上设置可单独控制的耦合装置，从而能够总是有针对性地仅相应调节在天线特定扇区中的辐射器或用于特定频段的辐射器的下倾角并且其它轴或轴线几乎“空转”，因为下游的移相器由于耦合装置打开而不被操作。

按本发明的波束成形装置的特征还在于，其优选具有仅一个通信接口，通过该通信接口多波束成形装置从控制器获得控制信号，以便有针对性地调节出不同的下倾角，这种控制器例如也可集成在相配的基站中。同样可从远距离的位置例如通过基站或无线电等进行远距离传输。

在一种特别优选的实施方式中设置由所谓的柔性的轴或轴线构成的轴或轴线。由此可在波束成形装置的机械接口和接下来的在天线上的机械接口之间形成非常易变的连接，以便操作设置在那里的调节装置和/或传输装置来调节移相器。

代替柔性的轴线或轴也可使用具有十字接头的轴线或轴，其允许类似的可变性。

同样可通过多个刚性的轴或轴线以及其它传动级(例如包含锥齿轮的传动装置)将能流引导到任意的设置在天线中的移相器上。

如上所述，优选柔性的轴或轴线可固定在相关天线的传输装置上的机械接口上，以便通过传输装置有效操作设置在天线壳体中的移相器。优选柔性的轴或轴线可终止于所谓的RET耦合装置中，所述RET耦合装置也可如同传统的波束成形装置那样直接连接和安装在例如移动通信天线壳体(屏蔽罩)的朝向下方的法兰上的相应接口上。但也可这样设置，即优选柔性的轴或轴线直接连接至移相器，以便在操作轴或轴线时直接不同地调节移相器。在此情况下可想到将整个多波束成形装置集成在天线中，在此可仅通信接口从外部接近。同样也可仅将多传动装置集成在天线中并且作为机械接口用于具有马达和电子装置的壳体。也可想到将所述多传动装置接口沉入式地安装在天线中，从而具有马达和电子装置的壳体在该接口上的安装形成“准集成”。

概括地说，多波束成形装置必须包括至少两个接口，此外概括地说还具有至少两个耦合点和/或至少两个耦合位置。

按有利的实施方式，所述多传动装置具有可机电式切换的耦合装置或调整装置，通过所述耦合装置或调整装置能受控地在一个驱动装置和多个驱动连接装置中的仅一个之间形成驱动连接。

按有利的实施方式，所述多传动装置是可更换的。

按有利的实施方式，所述多传动装置与多波束成形装置安装在一个共同的壳体中。

按有利的实施方式，所述多传动装置安装在多波束成形装置的壳体之外。

按有利的实施方式，各驱动连接装置由柔性的轴线或柔性的轴构成或包括该柔性的轴线或柔性的轴。

按有利的实施方式，柔性的所述驱动连接装置具有刚性的轴区段以及十字接头连接装置。

按有利的实施方式，设置多个输出线路或输出轴，在所述输出线路或输出轴上设置相应的接口和/或耦合点，在所述接口和/或耦合点上永久地或通过耦合装置可接通地设置与随后的驱动装置或传输装置和/或调节装置的传动连接。

按有利的实施方式，至少设置一个输出线路或一个输出轴，在该输出线路或输出轴上设置至少两个接口和/或耦合点，通过这些接口和/或耦合点驱动或能驱动至少两个随后的驱动装置或传输装置和/或调节装置。

按有利的实施方式，所述驱动连接装置构造成鲍登线的方式，并且具有在外皮中可纵向移动的绳索或具有可纵向移动的优选弹性的推杆。

按有利的实施方式，所述驱动连接装置的与多传动装置相反的各端部能连接在天线接口上，用以调节至少一个设置在天线中的移相器。

按有利的实施方式，所述驱动连接装置的与多传动装置相反的各端部优选通过另外的机械接口与耦合装置壳体中的操作装置连接，所述操作装置能连接在相配的天线结构的天线接口上，用以调节至少一个设置的移相器。

按有利的实施方式，用于多频段天线系统的多个单频段天线的或用于多扇区天线系统的各个扇区天线的所述多波束成形装置具有至少一个能与控制器形成连接的通信接口。

按有利的实施方式，所述多波束成形装置具有仅一个防雷装置。

按有利的实施方式，所述多波束成形装置和尤其是相配的多波束成形装置壳体设置在天线罩之外。

按有利的实施方式，所述多传动装置也设置在天线罩之外。

按有利的实施方式，所述多传动装置完全或部分设置在天线罩之内。

按有利的实施方式，所述多波束成形装置和尤其是多波束成形装置壳体完全或部分设置在天线罩之内。

按有利的实施方式，至少用于与基站间接连接的通信接口也完全或部分设置在天线罩之内。

按有利的实施方式，控制和/或耦合操作装置从多波束成形装置延伸到天线内部中，所述控制和/或耦合操作装置有针对性地切换位于天线内部中的机电式的执行器或耦合装置，借此能接通和断开随后的驱动装置、传输装置和/或调节装置。

按有利的实施方式，至少一个驱动连接装置具有多个刚性的轴或轴线以及另外的传动级，用于将能流引导到任意的、位于或构造在天线上或天线内的、优选以移相器装置形式的操作装置上。

按有利的实施方式，各驱动连接装置的相反的端部在另外的接口上直接或间接与传输装置和/或调节装置连接或能连接，用以不同地调节辐射方向图。

附图说明

下面借助附图详细说明本发明。附图如下：

图1为三频段移动通信天线站的多波束成形装置的第一种按本发明的实施例的示意图；

图2为按本发明的第一种实施例的多波束成形装置的放大细节图，具有柔性的轴线或轴用于相应控制各个天线扇区中或各个在特定频段中传输的天线装置的传输装置；

图3为相对于图2变化的一种实施例的示意图；

图4为与图1相似的视图，但用于三扇区天线结构；

图5为另一种实施例，用于说明传动装置系统也可仅具有一个输出线路，在其上可错开地设置不同的接口或耦合点用于分支地调整多个操纵环节；

图6为另一种示意性的实施例，其传动装置同样仅具有一个输出线路，其可能仅设有一个接口或耦合点，但该接口或耦合点可进入多个耦合位置中用于驱动不同的操纵环节。

具体实施方式

图1以示意图示出三频段天线站，为三个要传输的频段的每一个配置一个基站BS1、BS2、BS3。用于三频段天线系统的各个辐射器和辐射器系统设置在一个屏蔽罩3下方(一般在天线罩3之内或下方)并且并未详细示出。这方面参见已知的解决方案。

在根据图1的方案中，辐射器和辐射器装置在屏蔽罩3下方设置天线立杆结构5上端部上。对于每个基站BS1至BS3的每个频段分别有两个高频馈线7在该基站和相配的天线辐射器装置之间延伸。

此外，在根据图1的方案中还有靠近天线的、即远离基站BS1至BS3设置的放大器装置TMA1，在此情况下，用于控制多波束成形装置的信号也经过相配的高频馈线7'。如果根据图1的天线装置原则上为现有技术的解决方案，则包括三个在不同频段中辐射的天线装置的整个天线系统将具有三个单波束成形装置，为每个设置用于一个频段的天线装置配置一个单独的单波束成形装置，其通常也被简称为单RET，其中RET又表示“远程电调单元”。在此情况下，放大器装置TMA1例如设有AISG插座(例如八孔插座连接装置)，例如通信电缆形式的通信总线经由该AISG插座延伸向第一单RET单元RET1并且从那里各自延伸向下一个RET单元。

但在按本发明的实施方式的情况下设置一个唯一的多波束成形装置M-RET，使得仅一个例如以通信电缆11'形式的通信总线11从放大器装置TMA1延伸向多RET单元M-RET。

借助图2示出细节进一步简化的整个系统。

整个天线系统ANT在本实施例中包括三个单个的天线装置ANT1、ANT2和ANT3，它们用作单独的天线装置并且例如在三个不同的频段中辐射、即发送和/或接收。

在图2中通过在下面还将详细说明的连接耦合装置29仅示出三个处于其抽象位置中的天线或者天线扇区ANT1至ANT3，而相应的天线元件未在图2中示出。

为了分开地下降辐射器(电下倾)和/或为了不仅在垂直方向而且也在水平方向上定向辐射和/或为了在调节出三个天线装置ANT1、ANT2、ANT3不同的半值宽度的情况下进行必要时可能的波束成形，在所示实施例中设置多波束成形装置M-RET，其在下面也简称为M-RET。同样也可调节天线的机械角，即滚动、俯仰、偏转(“roll，“pitch”，“yaw”)。总之，在按本发明的多波束成形装置中可在宽范围中进行任意波束成形，因此，换句话说可最终通过一个或多个上述措施或以其它方式相应调节和/或改变相应天线装置、尤其是移动通信天线装置的辐射方向图。

多波束成形装置M-RET具有通信接口13，通过该通信接口，例如以相应的(如八芯的)通信电缆11'形式的通信总线11直接或间接经由所述放大器装置TMA1与例如集成在一个基站BS1、BS2或BS3中的控制器连接。因此，现有技术相似，作为通信接口例如可使用AISG插头。所述例如集成在基站中的并且未详细示出的控制器可通过适合的协议、例如AISG/3GPP协议与多波束成形装置M-RET(装置类型0×11)进行通讯。

图2也示意性示出：多波束成形装置例如具有一个印刷电路板PCB、一个防雷装置17、一个电压供电装置19(其在下面有时也被称为内电源件19')、一个具有配属的马达驱动装置的微处理器21以及电执行器23(例如以电动马达、步进马达、可磁操作的调整装置等形式)，该执行器通过配属的切换和变速传动装置23'与第一机械接口系统和/或耦合系统25处于连接中。

在所示实施例中，第一机械接口系统和/或耦合系统25具有三个分开的第一机械接口和/或耦合点25a至25c，它们分别与一个驱动连接装置27、在所示实施例中为三个驱动连接装置27a至27c可连接或连接。驱动连接装置在其相反的端部125、即125a至125c上连接至第二机械接口35、即35a至35c。借此各个驱动连接装置27a至27c与一个配置给其的连接耦合装置29连接并且处于传动连接中。接口125实现了从其驱动连接装置27a至27c到配置给驱动连接装置的连接耦合装置29、在所示实施例中为连接耦合装置29a至29c的连接，连接耦合装置29如同在现有技术中一样也可连接和安装在设置用于特定频段的单个天线(通常设有多个辐射器或辐射器系统)上的机械天线接口39(RET接口39a至39c)上，如同在WO02/061877A2中对于单个可加装的波束成形装置所示出和说明的那样。

连接耦合装置29为此具有耦合装置壳体31，在其中可安装必要时带有一个附加的传动级的连接轴线或连接轴33，借此在多波束成形装置侧的连接点35和天线侧的连接点37之间形成传动连接。在天线侧的连接点37上例如可设置螺纹套筒139，借此所述连接耦合装置29可如同例如WO02/061877A2所描述的那样安装在配属的天线装置上，以便越过该接口相应调节设置在天线中的移相器。

所述驱动连接装置27a至27c优选由柔性的轴线或柔性的轴27构成，但也可这样设计和构造，使得柔性的轴线或柔性的轴27具有刚性的轴段和刚性的轴线区段并且通过弹性或柔性的轴线中间区段或轴中间区段、十字接头等进行补充，以便确保从机械接口25a至25c到相配的耦合装置壳体31的连接接口125的连接。

因此，多波束成形装置M-RET的结构是这样的，即RET壳体M-RET-G中的机械和电子部分与传统的单重的、即所谓的单波束成形装置相同或很大程度上相同、即至少相似，在电动马达23输出轴的区域中在此情况下可安装优选可更换的多轴传动装置23'(概括说即具有多个输出线路和/或分支线路的传动装置，其在下面有时也被称为多传动装置或仅简称为多传动器23')，该传动装置根据要调节的单天线的数量设有对应数量的驱动轴123，在这些驱动轴的机械接口和/或耦合点25上连接有优选柔性的轴27。通过这一设计明显降低了成本，因为与传统的设有多个单波束成形装置的系统相比，只需一次而非多次安装昂贵的零件例如马达、微处理器、控制电子装置等。也就是说优选仅设置一个共同的驱动装置，其例如具有优选仅一个电动马达23、优选仅一个控制装置和仅一个微处理器21。

所述多波束成形装置M-RET的结构和作用原理如下：现在，相应的控制信号通过多波束成形装置M-RET中的电子装置有针对性地分别控制特定的机械的第一接口和/或耦合点25a、25b或25c，借此有针对性地操作连接于此的柔性的轴线或轴27a、27b或27c，由此可通过随后的耦合装置壳体31有针对性地调整安装在天线装置ANT1、ANT2、ANT3中的移相器，以便特定地调节设置在相关天线系统ANT1至ANT3中的辐射器装置的下倾角。

换句话说，在时间上依次相应控制各个机械接口和/或耦合点25a至25c，以便总是仅激活和操作一个驱动连接装置27a至27c。

原则上还可能以这样的方式确保有针对性地控制安装在辐射器装置ANT1、ANT2和ANT3中的移相器，即通过机械接口25虽然所有的驱动连接装置27a至27c发生旋转和/或根据所用调整机构在纵向上移动(例如类似于鲍登线系统，其中，绳索传动装置在软管状封套内例如逆着弹性装置的力被纵向移动地引导)，但必须例如在耦合装置壳体31中安装可单独调节的耦合装置31a至31c。这些耦合装置必须有针对性地被闭合，从而仅调节在一个相关天线系统ANT1、ANT2或ANT3中的下游的移相器的下倾角并且其它柔性的轴仅连接至打开的耦合装置，因此其它天线装置的移相器并不一起被调整。

借助图3示出一种变型方案，其中并未设置单独的耦合装置壳体31，而是在此将优选柔性的驱动连接装置27a至27c尤其是以柔性的轴线或柔性的轴的方式直接连接在移相器61上(在此在移相器的机械第二接口35、即35a、35b或35c的区域中在驱动连接装置27a至27c的端部125、即各个端部125a、125b或125c上)，以便在此能够直接连接到设置在天线系统中(例如屏蔽罩、即天线罩内)的传输装置和/或调节装置，所述调节装置用于调节移相器61和由此用于在垂直方向调节下倾角，在方位角方向调节不同的辐射角和/或在调节出不同的半值宽度的情况下进行波束成形等。因此可以想到将整个多波束成形装置集成在天线中，仅通信接口和/或耦合点可从外部接近。也可仅将多传动装置集成在天线中并且将其用作用于具有马达和电子装置的壳体的机械接口。该多传动装置接口也可沉入式地安装在天线中，使得具有马达和电子装置的壳体在接口上的安装形成“准集成”。

在根据图3的实施例中，可借助按本发明的多传动装置系统控制一个唯一的天线装置的不同的移相器。也可能在天线罩3中设置多个单频段天线或者多频段天线和单频段天线的组合。

原则上借助按本发明波束成形装置也可例如不同地调节天线的机械角，即可进行不同的滚动、俯仰和转调节。在这方面不存在限制。通过所有上述措施可不同地调节和/或改变辐射方向图(即不同地调节辐射器装置的辐射方向图，概括说即天线或天线装置和尤其是移动通信天线系统的辐射方向图)。

在根据图3的情况下，比根据图2的实施例进一步降低成本，因为不再需要RET耦合装置31并且必要时在完全集成在天线中的情况下也可省略多波束成形装置的壳体。

可通过通常的和/或适合的方式安装由柔性的轴线或轴27驱动的所述移相器。如图3仅示意所示，移相器在此例如可具有彼此啮合的传动齿轮63，由此可传输转动运动和/或使转动运动变速。通过一个移相器或移相器杆65可调节该移相器并由此引起希望的相移。在此可涉及适合的移相器、例如差动移相器等。

同样也可想到多个移相器的机械耦合，这些移相器因此可由一个柔性的轴线27a至27c同步驱动。因此例如在根据图3的实施例中还分别设置第二移相器系统61'，该第二移相器系统例如借助未详细示出的机械耦合装置67与相应的第一移相器61耦合。

根据图1和根据图2的示意性局部放大图所示，多波束成形装置M-RET和其壳体M-RET-G例如可与天线罩(即屏蔽罩)间隔开地设置在天线罩(即屏蔽罩)之外和主要是下方，因此柔性的轴或轴线27(例如类似由未示出的封套保护的类似鲍登线)露出地在多波束成形装置M-RET和天线装置或者说天线罩之间延伸。尤其是在根据图3的方案中亦或在根据图2的实施例中，多波束成形装置M或其部件也可或多或少地集成在天线罩的壳体中。

为此在图3中示出第一集成线71，其应表示，例如多轴传动装置23'可部分或完全安装在天线壳体罩3之内，因为根据箭头3'天线罩或者说所谓的屏蔽罩3从集成线71起在箭头方向上延伸，因此多轴传动传动装置23'可如上所述部分或完全位于天线罩3中。

然而不仅多轴传动装置23'，而且多波束成形装置M-RET的壳体、即壳体M-RET-G，也可部分或完全集成在天线罩3之内，此时根据箭头3''天线罩即屏蔽罩3从集成线73起就已在箭头3''方向上延伸。

但集成线73或集成线71可在图3所示的两个区域之间移动，由此壳体M-RET-G不仅可完全，而且也可能仅部分位于壳体罩3之内。

最后图中还示出，例如通信接口13可完全或部分位于屏蔽罩或者说天线罩3之外，但也可仅部分或几乎完全位于屏蔽罩之内，因而仅真正的接口入口仍能实际从外部或者说下部接近。

已多次提到的通信接口13可根据控制系统上的应用类型不同地构造，例如构造为AISG插头或连接于天线馈线的调制解调器。

最后参考根据图4的实施例，该实施例说明一种相应的按本发明的解决方案，其并非用于三频段天线系统，而是用于三扇区天线结构，其中，三个单天线ANT1、ANT2、ANT3在三个不同的扇区中定向并且可通过多波束成形装置M-RET分开地控制，以便能够为每个天线扇区ANT1或ANT2或ANT3单独且不同地调节下倾角和/或例如用于辐射方向的方位角和/或在不同地调节水平的辐射宽度的情况下进行波束成形。

此外在图4中设置三个放大器单元TMA1、TMA2或TMA3，它们分别通过馈线7供电，并且从放大器单元延伸出相应其它用于控制天线的馈线。相应的用于多波束成形装置M-RET的控制信号在此可通过一个或一对馈线从基站出发例如被传输到放大器单元之一、例如放大器单元TMA2，然后，控制信号通过例如以控制电缆或控制总线11'形式的控制导线11被传输到多波束成形装置M-RET，之后，通过柔性的轴或轴线27，在必要情况下设置的耦合装置29上，可相应控制安装在单个天线装置中的移相器61、61'，以便进行波束成形。

借助在本发明中所讨论的多波束成形装置M-RET可在垂直方向和/或水平方向上进行波束成形以便在垂直方向上调节出不同的下倾角和/或在水平方向上调节出不同的辐射方向即不同的方位角和/或也可以如下方式不同地调节天线特性，即作为上述调节可能性的补充或代替，可借助所述RET单元调节例如不同的半值宽度。因此在这方面在本发明中能够借助立杆波束成形装置以不同的方式根据具体情况和客户需求不同地调节多辐射设备、尤其是多移动通信设备的辐射特性。因而可通过所用的RET马达相应改变地调节出不同的辐射特性。

下面参考根据图5的一种变化的实施例来说明概括被称为“多输出传动装置”的传动装置系统无需具有多个并联分支的接口或耦合点，而也可仅具有一个输出线路，在该输出线路上可设置至少两个相应的接口和/或耦合点或至少两个不同的耦合位置，以便能够有针对性地例如操作天线系统中的一个或另一个移相器组件或其它的调节元件或调整装置。

图5在此示意性示出多传动器23'，其中示出例如两个错开的输出轴123。与此不同，也可仅设置一个唯一的输出轴123。

在该输出轴123上存在错开设置的例如以蜗杆71'形式的操纵环节或操作元件71，其与相应的例如以齿轮73'形式的传输装置和/或调节装置73共同作用。该齿轮在图5中以其侧视图示意性示出、即具有垂直于图平面且因此垂直于输出轴123的定向。在此例如可直接或间接操作包括移相器系统75的移相器。可这样设置：通过多传动装置系统23'可使轴123向右或向左旋转，以便调节移相器。

为了有针对性地操作图5左侧所示三个移相器系统75中特定的一个，为每个操纵环节或操作环节71配置一个耦合系统77，其可通过一个单独的耦合操作装置79来操作。耦合操作装置79例如可由以电缆、绳索、连杆、杠杆等形式的控制装置和/或由它们的组合体构成。换句话说，耦合装置可机械地操作或分开或者电气或电子地操作或分开或者由其组合来操作和/或触发。在这方面不存在限制。优选耦合操作装置79也连接于多传动器23或至少连接于多传动器23'的壳体M-RET-G。

通过操作一个相应的耦合装置77可使相配的蜗杆71'、即相配的操纵环节71与轴进入固定的旋转连接中。因此可在轴123转动时在两个相反的方向上有针对性地调节图5左侧所示最上方、中间或例如最下方的移相器75。

通过这种布置同样也实现了接口或耦合点25，在当前情况下即接口和/或耦合点25a、25b、25c，通过这些接口和/或耦合点，传输装置和/或调节装置71可分别与传动装置系统的相配的输出线路连接以便不同地调节辐射方向图。输出轴123在本发明的意义中优选被看做多传动器23'的一部分。

在图5中还示出，也可多重地构成这样一种结构，该结构包括一个输出轴123和多个在输出轴上在轴向上错开的在传动系统上的接口和/或耦合点25。因此在图5右侧例如示出另一输出轴123，但该轴例如仅设有两个在轴向上错开的操纵环节和/或操作环节71和各一个配置给操纵环节和/或操作环节的具有配属的耦合操作装置79的耦合装置77。

借助图6示出另一种变型方案，其中也仅能看到一个输出线路123，但借此也可控制多个移相器系统75。

为此在图6右上方示出第一移相器系统75，更确切地说具有例如以齿轮73'形式的传输装置和/或调节装置73，借此可类似于图5不同地调节该移相器。在该实施例中也应在输出轴123的纵向或轴向上错开设置移相器装置，在所示实施例中为三个，其中在另外两个移相器75中仅示出例如以齿轮73'形式的传输装置和/或调节装置73。

在该实施例中，在输出线路123上设置多个在圆周方向上错开的相应的操纵环节、即相应的调节装置或操作装置71，例如以齿条区段71''的形式。

在这种布置中，输出线路125不仅可在顺时针和逆时针方向上调整、即可根据双向箭头81围绕其纵轴线旋转，而且也可根据另一双向箭头83在输出轴的纵向上移入和移出地进行调整。

例如在应调节图6右上方的移相器75时，首先使输出轴123移出，直到相配的操纵环节、即齿条形的操作装置71到达例如齿轮73'形式的传输装置和/或调节装置73的高度中。之后，输出线路这样在顺时针或逆时针方向上转动，直到齿条形的操作装置71与例如齿轮73'形式的传输装置和/或调节装置73啮合。现在可通过进一步的轴向移出或移入、即通过轴向的纵向调节，将轴向的纵向调节转换为齿轮73'的转动运动并且因此可在两个相反的方向上任意调节移相器。

由此例如定义接口和/或耦合点25，其在此情况下也表示耦合位置25'，即具有三个耦合位置25'a、25'b和25'c的耦合装置。所述耦合位置25'、即25'a、25'b和25'c仅代表概括的接口和/或耦合点25、即25a、25b、25c的一种特殊情况。

现在为了例如驱动根据图6所示中间的移相器75，输出轴123例如在顺时针或逆时针方向上旋转例如90°，以便在缩短的意义中、即通过轴向移动进一步移入多传动装置壳体M-RET-G中，直到调节装置或操作装置71到达移相器组件的第二传输装置和/或调节装置73的高度中。图6中也为该位置示出了操作件71。在该位置中输出线路125将再次旋转，直到在中间位置示出的类似齿条的操作装置71''与以下一个齿轮73'形式的下一个传输装置和/或调节装置73啮合。现在如输出线路再次移入或移出一段，则该轴向运动将转化为传输装置和/或调节装置73的转动运动并且借此调节移相器。

通过相应的步骤，可再次解除该啮合并且使输出轴继续向下调整和移入，直到操纵环节或操作环节71到达最下面的类似齿轮的传输装置和/或调节装置73的高度中，由此在输出轴123相应进一步旋转后，可相应调整最下面的齿轮73'和因此最下面的移相器组件。

在此情况下，至少在观察三个传输装置和/或调节装置73时该实施例也具有三个接口和/或耦合点25，由此关于输出线路125定义三个耦合位置25'，以便有针对性地操作移相器组件之一或天线的其它调节装置。

仅出于完整性还要指出，在根据图6的实施例中不是只能设置所述一个唯一的齿条形的或其它的操纵装置和/或操作装置71、71''，而也可在输出线路125的圆周方向上轴向错开地设置三个操纵装置和/或操作装置71、71''，由此通过相应的旋转运动、即该输出线路或输出轴123的转动运动根据角度位置仅最上面的、中间的或者最下面的操纵装置或操作装置71(在此例如以所述齿条71''的形式)可与所述三个齿轮形的传输装置和/或调节装置73之一作用连接。

也可在多RET单元上构造多个这种输出线路，由此可提高可有针对性控制的移相器的数量。

在所有描述的实施例中，可在传动装置中集成一个可切换的、尤其是可机电切换的耦合装置或调整装置(正如相应的具有一个或多个马达的驱动控制装置)，以便进行调节运动。

在本发明中始终规定：为至少两个接口装置或耦合装置或耦合位置设置仅一个或仅一个共同的驱动装置、执行器、马达和尤其是电动马达等，以便驱动至少两个调节装置，即与现有技术相反，驱动装置即电动马达、执行器等少于可调节的组件例如移相器，因而可通过驱动装置有针对性地操作移相器。由此在本发明范畴中，接口、耦合点25或耦合位置25'的数量大于驱动装置或驱动单元的数量。

此外要注意，在本发明范畴中设有一个相应的驱动单元或少于接口和/或耦合点数量的驱动单元用来调节或调整受控的单元、尤其是移相器，但例如在根据图6的实施方式中还可额外设置至少一个伺服马达。该伺服马达例如用于这样调节具有相配的操纵元件和操作元件71、71''的输出轴123，使得操纵元件和操作元件71、71''移动到希望的位置中，在该位置中与一个相应的在侧视实施例中为齿轮形的传输装置和/或调节装置73耦合。在此可通过驱动马达实施轴向调节并且通过伺服马达或耦合马达实施转动运动，以便与相应的操纵装置和操作装置71、71''进行最终耦合。因此驱动马达可在输出轴的纵向上有针对性地实施轴向移动，以便相应控制移相器并且在辐射器元件上调节出希望的相移。在这个意义上，驱动单元和调节单元仅实施两个不同的调整步骤，其中一个马达完成轴向调整并且另一个马达完成旋转运动、即轴的旋转。在此仅涉及为了两个不同的调整步骤而划分一个否则共同的驱动装置、即一个共同的用于有针对性地调整例如两个不同的移相器或移相器组件的驱动装置。因此总的来说接口和/或耦合点的数量多于驱动装置、即所述共同的驱动装置的数量，在此如上所述，一个驱动装置例如还可包括一个或多个附加的调节或耦合驱动器或马达，以便能够在相应的操纵环节之间建立驱动连接。通过这种耦合或调节驱动器或马达可借助相配的耦合操作装置79相应操作和调整在图5中亦提到的耦合装置77，在(借助伺服马达)形成耦合连接之后可借助驱动装置例如调整连接的移相器。

由所述各实施例还可见，可借助多个刚性的轴或轴线和附加的传动级进行力传输或力矩传输，以便能够与上述使用柔性的轴或轴线的结构类似地控制天线中的例如定位在不同位置中的移相器。换句话说，传动装置系统或多传动装置壳体M-RET-G和相应要控制的组件如移相器之间的跨接可定位在各种不同的位置中。

此外，附加的控制装置可从M-RET单元延伸到天线内部，通过所述附加的控制装置可操作位于那里的机电的执行器，以便能够分开或闭合驱动线路中的能流。如上所述，在此可涉及耦合装置，它们直接设置在轴或传动装置系统的输出线路123上或移相器本身上或移相器附近或其它可调节的组件上，尤其是根据图5(或图6)的实施例示出这点。

优选使用电动马达作为驱动装置。但原则上也考虑所有其它可控的驱动装置。

在不同的实施方式中常常提到多传动装置或多传动装置系统。概括来说在此是指具有多个驱动线路或分支线路的传动装置或传动装置系统，其中，分支可在提及的接口和/或耦合点上或在可接通的耦合位置上与不同的后置的调节环节、移相器等耦合。

最后还要指出，多波束成形装置M-RET也可设有至少另一个通信接口，以便能够例如在菊花链布线的意义中连接另一多RET单元，从而控制其它天线装置。由此多个借此连接的多波束成形装置的控制可通过通信导线11、11'进行。

所述多传动装置可用于所有天线结构中，即可用于单频段天线或双频段天线或概括而言多频段天线中。

本发明可用于具有辐射器装置的设置在一列或多列中的天线阵列中。辐射器装置可被单极化或多极化。不存在方向限制。

Claims

1.多波束成形装置，具有以下特征：

所述多波束成形装置(M-RET)带有一个共同的设有至少一个微处理器(21)的控制装置；

所述多波束成形装置(M-RET)具有至少一个用于控制多波束成形装置(M-RET)以便不同地调节至少两个辐射方向图的电子通信接口(13)；

所述多波束成形装置(M-RET)具有至少一个设有电动马达(23)和电源件(19)的驱动装置；

所述多波束成形装置(M-RET)具有至少两个第一机械接口和/或耦合点(25，25a、25b、25c，25'，25'a、25'b、25'c)；

在所述至少两个第一机械接口和/或耦合点(25，25a、25b、25c，25'，25'a、25'b、25'c)上分别作用一个驱动连接装置(27；27a、27b、27c)；

其特征在于以下另外的特征：

多波束成形装置(M-RET)的所述至少一个驱动装置(23)通过多传动装置(23')与所述至少两个机械接口和/或耦合点(25，25a、25b、25c，25'，25'a、25'b、25'c)连接，通过所述至少一个驱动装置(23)和相配的控制装置能分别有针对性地操作多个驱动连接装置(27，27a、27b、27c)中的至少一个；并且

机械接口和/或耦合点(25，25a、25b、25c，25'，25'a、25'b、25'c)的数量多于驱动装置(23)的数量。

2.根据权利要求1的多波束成形装置，其特征在于，所述多传动装置(23')具有可机电式切换的耦合装置或调整装置(77)，通过所述耦合装置或调整装置能受控地在一个驱动装置(23)和多个驱动连接装置(27，27a、27b、27c，71、71'，73、73')中的仅一个之间形成驱动连接。

3.根据权利要求1或2的多波束成形装置，其特征在于，所述多传动装置(23')是可更换的。

4.根据权利要求1或2的多波束成形装置，其特征在于，所述多传动装置(23')与多波束成形装置安装在一个共同的壳体(M-RET-G)中。

5.根据权利要求1或2的多波束成形装置，其特征在于，所述多传动装置(23')安装在多波束成形装置的壳体(M-RET-G)之外。

6.根据权利要求1或2的多波束成形装置，其特征在于，各驱动连接装置(27，27a、27b、27c)由柔性的轴线或柔性的轴构成或包括该柔性的轴线或柔性的轴。

7.根据权利要求1或2的多波束成形装置，其特征在于，柔性的所述驱动连接装置(27，27a、27b、27c)具有刚性的轴区段以及十字接头连接装置。

8.根据权利要求1或2的多波束成形装置，其特征在于，设置多个输出线路或输出轴(123)，在所述输出线路或输出轴上设置相应的接口和/或耦合点(25、25')，在所述接口和/或耦合点上永久地或通过耦合装置可接通地设置与随后的驱动装置或传输装置和/或调节装置(27)的传动连接。

9.根据权利要求1或2的多波束成形装置，其特征在于，至少设置一个输出线路或一个输出轴(123)，在该输出线路或输出轴上设置至少两个接口和/或耦合点(25、25')，通过这些接口和/或耦合点驱动或能驱动至少两个随后的驱动装置或传输装置和/或调节装置(27、71、73)。

10.根据权利要求1或2的多波束成形装置，其特征在于，所述驱动连接装置(27，27a、27b、27c)构造成鲍登线的方式，并且具有在外皮中可纵向移动的绳索或具有可纵向移动的推杆。

11.根据权利要求1或2的多波束成形装置，其特征在于，所述驱动连接装置(27，27a、27b、27c)的与多传动装置(23')相反的各端部能连接在天线接口(39，39a、39b、39c)上，用以调节至少一个设置在天线中的移相器。

12.根据权利要求1或2的多波束成形装置，其特征在于，所述驱动连接装置(27，27a、27b、27c)的与多传动装置(23')相反的各端部与耦合装置壳体(31)中的操作装置连接，所述操作装置能连接在相配的天线结构的天线接口(39，39a、39b、39c)上，用以调节至少一个设置的移相器。

13.根据权利要求1或2的多波束成形装置，其特征在于，用于多频段天线系统的多个单频段天线的或用于多扇区天线系统的各个扇区天线的所述多波束成形装置(M-RET)具有至少一个能与控制器形成连接的通信接口(13)。

14.根据权利要求1或2的多波束成形装置，其特征在于，所述多波束成形装置(M-RET)具有仅一个防雷装置(17)。

15.根据权利要求1或2的多波束成形装置，其特征在于，所述多波束成形装置(M-RET)设置在天线罩(3)之外。

16.根据权利要求1或2的多波束成形装置，其特征在于，所述多传动装置(23')也设置在天线罩(3)之外。

17.根据权利要求1或2的多波束成形装置，其特征在于，所述多传动装置(23')完全或部分设置在天线罩(3)之内。

18.根据权利要求1或2的多波束成形装置，其特征在于，所述多波束成形装置(M-RET)完全或部分设置在天线罩(3)之内。

19.根据权利要求18的多波束成形装置，其特征在于，至少用于与基站(BS1、BS2、BS3)间接连接的通信接口(13)也完全或部分设置在天线罩(3)之内。

20.根据权利要求1或2的多波束成形装置，其特征在于，控制和/或耦合操作装置(79)从多波束成形装置(M-RET)延伸到天线内部中，所述控制和/或耦合操作装置有针对性地切换位于天线内部中的机电式的执行器或耦合装置(77)，借此能接通和断开随后的驱动装置、传输装置和/或调节装置(27、71、73)。

21.根据权利要求1或2的多波束成形装置，其特征在于，至少一个驱动连接装置(27、123)具有多个刚性的轴或轴线以及另外的传动级，用于将能流引导到任意的、位于或构造在天线上或天线内的操作装置上。

22.根据权利要求1或2的多波束成形装置，其特征在于，各驱动连接装置(27，27a、27b、27c)的相反的端部在另外的接口(35，35a、35b、35c，39，39a、39b、39c)上直接或间接与传输装置和/或调节装置连接或能连接，用以不同地调节辐射方向图。

23.根据权利要求1或2的多波束成形装置，其特征在于，所述多波束成形装置用于多移动通信天线设备。

24.根据权利要求10的多波束成形装置，其特征在于，所述推杆是弹性的。

25.根据权利要求12的多波束成形装置，其特征在于，所述驱动连接装置(27，27a、27b、27c)的与多传动装置(23')相反的各端部通过另外的机械接口(35，35a、35b、35c)与耦合装置壳体(31)中的操作装置连接。

26.根据权利要求1或2的多波束成形装置，其特征在于，所述多波束成形装置(M-RET)和相配的多波束成形装置壳体(M-RET-G)设置在天线罩(3)之外。

27.根据权利要求1或2的多波束成形装置，其特征在于，所述多波束成形装置(M-RET)和多波束成形装置壳体(M-RET-G)完全或部分设置在天线罩(3)之内。

28.根据权利要求21的多波束成形装置，其特征在于，所述操作装置形式为移相器装置(75)。