CN103682633B - 一种天线调整装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种天线调整装置，包括：控制模块，用于周期性地获取天线的修正后的重力加速度方向，并发送给调整模块，修正后的重力加速度方向是指去除干扰数值后的重力加速度方向；调整模块，用于在每次接收到修正后的重力加速度方向后，根据本次接收到的修正后的重力加速度方向确定天线的俯仰角是否符合预定要求，如果否，则将天线的俯仰角调整为符合预定要求的状态。本发明同时公开了一种天线调整方法。应用本发明所述方案，能够提高天线覆盖区域的稳定性。

Description

一种天线调整装置和方法

技术领域

本发明涉及无线技术，特别涉及一种天线调整装置和方法。

背景技术

现有的蜂窝无线通信系统中，基站通常安装在地面固定机房内，基站的天线通常安装在基站铁塔或抱杆上，天线位置及姿态固定，因此可保证天线覆盖区域的稳定性。

但是，由于应用场景的特殊需求，如当应用于特殊应急通信场景时，基站和天线可能需要安装到运动载体上，如吊装在浮空平台上，所述浮空平台可为系留热气球等。

由于浮空平台在空中会受到气流、风力等干扰因素的影响，因此天线很难保持在理想的姿态，如竖直姿态，从而导致天线波束方向不断变化，进而引起天线的覆盖区域发生变化。

图1为现有浮空平台(系留热气球)的示意图；图2为现有当天线处于竖直姿态时的覆盖区域示意图；图3为现有当天线处于倾斜姿态时的覆盖区域示意图。可以看出，当天线姿态发生变化时，其覆盖区域也会发生变化。

现有技术中，为降低浮空平台对天线姿态的影响，通常采用柔性材料，如钢丝绳或尼龙绳等来连接天线与天线挂架，天线挂架通常与基站固定连接成一体，利用天线自身的重量来使得天线尽量趋于竖直姿态。

但是，这种方式仍难克服因风力、气流等干扰因素的影响而引起的天线姿态变化，因此，仍难保持天线覆盖区域的稳定性。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种天线调整装置和方法，能够提高天线覆盖区域的稳定性。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种天线调整装置，包括：

控制模块，用于周期性地获取天线的修正后的重力加速度方向，并发送给调整模块，所述修正后的重力加速度方向是指去除干扰数值后的重力加速度方向；

所述调整模块，用于在每次接收到修正后的重力加速度方向后，根据本次接收到的修正后的重力加速度方向确定天线的俯仰角是否符合预定要求，如果否，则将天线的俯仰角调整为符合预定要求的状态。

一种天线调整方法，包括：

周期性地获取天线的修正后的重力加速度方向，所述修正后的重力加速度方向是指去除干扰数值后的重力加速度方向；

其中，在每次获取到修正后的重力加速度方向后，根据本次获取到的修正后的重力加速度方向确定天线的俯仰角是否符合预定要求，如果否，则将天线的俯仰角调整为符合预定要求的状态。

可见，采用本发明所述方案，可周期性地获取天线修正后的重力加速度方向，相应地，在每次获取到修正后的重力加速度方向后，如果根据本次获取到的修正后的重力加速度方向确定出天线的俯仰角不符合预定要求，则将天线的俯仰角调整为符合预定要求的状态，相比于现有技术，本发明所述方案尽可能地保证了天线姿态的稳定性，进而提高了天线覆盖区域的稳定性。

附图说明

图1为现有浮空平台的示意图。

图2为现有当天线处于竖直姿态时的覆盖区域示意图。

图3为现有当天线处于倾斜姿态时的覆盖区域示意图。

图4为本发明天线调整装置实施例的组成结构示意图。

图5为本发明天线调整装置较佳实施例的组成结构示意图。

图6为现有修正后的重力加速度大小和方向的确定方式示意图。

图7为本发明天线调整方法实施例的流程图。

具体实施方式

针对现有技术中存在的问题，本发明中提出一种天线调整方案，能够提高天线覆盖区域的稳定性。

本发明所述方案不仅适用于天线的理想姿态为竖直姿态的情况，对其它姿态同样适用。

为使本发明的技术方案更加清楚、明白，以下参照附图并举实施例，对本发明所述方案作进一步地详细说明。

图4为本发明天线调整装置实施例的组成结构示意图。如图4所示，包括：控制模块和调整模块。

控制模块，用于周期性地获取天线的修正后的重力加速度方向，并发送给调整模块，修正后的重力加速度方向是指去除干扰数值后的重力加速度方向，即指去除干扰因素影响后的真实重力加速度方向，干扰因素是指风力、气流等会引起天线姿态发生变化的因素；

调整模块，用于在每次接收到修正后的重力加速度方向后，根据本次接收到的修正后的重力加速度方向确定天线的俯仰角是否符合预定要求，如果否，则将天线的俯仰角调整为符合预定要求的状态。

另外，图4所示装置中还可进一步包括：重力传感器模块和运动参数采集模块。

重力传感器模块，用于周期性地采集天线挂架的重力加速度大小和方向，并发送给控制模块；

运动参数采集模块，用于周期性地采集天线挂架的运动加速度大小和方向，并发送给控制模块；

重力传感器模块与运动参数采集模块每次采集的时刻均同步；

相应地，控制模块根据每次接收到的所采集的重力加速度大小和方向以及所采集的运动加速度大小和方向，确定出每次修正后的重力加速度方向，即对每次所采集的重力加速度方向进行修正后的重力加速度方向。

通常，调整模块的个数与天线数相同，每个调整模块分别唯一对应一个天线。

这样，在每次接收到修正后的重力加速度方向后，每个调整模块可分别根据本次接收到的修正后的重力加速度方向确定出水平面方向，并根据确定出的水平面方向确定自身对应的天线的俯仰角是否等于预定值，如果否，则将自身对应的天线的俯仰角调整为预定值。

图5为本发明天线调整装置较佳实施例的组成结构示意图。如图5所示，假设共存在3个天线，那么，调整模块的个数也为3个，每个调整模块分别唯一对应一个天线，调整模块还起到连接天线和天线挂架的作用，天线挂架通常为铝合金等材料，另外，重力传感器模块和运动参数采集模块需要与天线挂架之间处于固定连接状态(为简化附图，未图示)，以保证所采集的参数的准确性。

重力传感器模块周期性地采集天线挂架的重力加速度大小和方向，发送给控制模块，同时，运动参数采集模块周期性地采集天线挂架的运动加速度大小和方向，也发送给控制模块；重力传感器模块与运动参数采集模块每次采集的时刻均同步。一个周期的具体时长可根据实际需要而定，如果时长很短，则相当于是在进行实时采集。

对应于每个周期，当控制模块接收到所采集的重力加速度大小和方向以及所采集的运动加速度大小和方向后，可根据接收到的信息确定出修正后的重力加速度方向，并发送给3个调整模块。

如何根据所采集的重力加速度大小和方向以及所采集的运动加速度大小和方向确定出修正后的重力加速度方向为现有技术。在实际应用中，在确定出修正后的重力加速度方向的同时，还会同时确定出修正后的重力加速度大小，但这一参数本方案中不会用到。

图6为现有修正后的重力加速度大小和方向的确定方式示意图。如图6所示，其中的a表示所采集的运动加速度大小和方向(一个矢量)，g’表示所采集的重力加速度大小和方向(一个矢量)，g即表示修正后的重力加速度大小和方向(一个矢量)。

当3个调整模块每次接收到控制模块发送来的修正后的重力加速度方向后，可分别进行以下处理：根据本次接收到的修正后的重力加速度方向确定出水平面方向，由于修正后的重力加速度方向即可认为是真实的重力加速度方向，而真实的重力加速度方向与水平面成90度角，因此，可根据修正后的重力加速度方向确定出水平面方向；之后，可根据确定出的水平面方向确定自身对应的天线的俯仰角是否等于预定值，俯仰角是指天线与水平面之间的夹角，每个天线的俯仰角都是预定好的，如果天线的俯仰角不等于预定值，则说明其发生了不希望的变化，因此需要进行调整；相应地，如果确定出自身对应的天线的俯仰角不等于预定值，则需要将其调整为预定值，如果确定出自身对应的天线的俯仰角等于预定值，则无需进行调整。

各调整模块如何对自身对应的天线的俯仰角进行调整可根据实际需要而定，比如，可通过内置的电机驱动自身对应的天线的姿态发生一定的变化，从而使得天线的俯仰角等于预定值。不同天线的俯仰角的预定值可能相同，也可能不同，通常相同。

至此，即完成了关于本发明装置实施例的介绍。

基于上述介绍，图7为本发明天线调整方法实施例的流程图。如图7所示，包括：

步骤71：周期性地获取天线的修正后的重力加速度方向，修正后的重力加速度方向是指去除干扰数值后的重力加速度方向。

本步骤的具体实现可为：周期性地采集天线挂架的重力加速度大小和方向以及天线挂架的运动加速度大小和方向；根据每次所采集的重力加速度大小和方向以及所采集的运动加速度大小和方向，确定出每次修正后的重力加速度方向。

步骤72：在每次获取到修正后的重力加速度方向后，根据本次获取到的修正后的重力加速度方向确定天线的俯仰角是否符合预定要求，如果否，则将天线的俯仰角调整为符合预定要求的状态。

在实际应用中，天线的个数可为一个以上；相应地，本步骤中，在每次获取到修正后的重力加速度方向后，可根据本次获取到的修正后的重力加速度方向确定出水平面方向；之后，针对每个天线，分别进行以下处理：根据确定出的水平面方向确定该天线的俯仰角是否等于预定值，如果否，则将该天线的俯仰角调整为预定值。

需要说明的是，图7中“步骤71”、“步骤72”的表示方式仅为了表述方便，并不用于限制各步骤之间的先后顺序，实际上，两个步骤是交叉执行的，即在步骤71中每获取到一次修正后的重力加速度方向后，即执行一次步骤72。

图7所示方法实施例的具体工作流程请参照前述装置实施例及较佳实施例中的相应说明，此处不再赘述。

需要说明的是，上述各实施例及较佳实施例中，仅以根据每次所采集的天线挂架的重力加速度大小和方向以及所采集的天线挂架的运动加速度大小和方向确定出天线每次修正后的重力加速度方向为例进行说明，并不用于限制本发明的技术方案，在实际应用中，如果采用本领域技术人员能够实施的其它方式，也是可以的。

本发明所述方案主要适用于对蜂窝无线通信系统中的基站天线进行调整，尤其适用于特殊应急通信场景下，所述蜂窝无线通信系统可为第二代(2G，2nd-Generation)移动通信系统、第三代(3G，3rd-Generation)移动通信系统、长期演进(LTE，LongTermEvolution)系统等。在特殊应急通信场景下，基站和天线通常会被安装到运动载体上，如吊装在浮空平台上，所述浮空平台可为系留热气球等；在该场景下，由于浮空平台在空中会受到气流、风力等干扰因素的影响，因此天线很难保持在理想的姿态，从而导致天线波束方向不断变化，进而引起天线的覆盖区域发生变化，而采用本发明所述方案后，可周期性地获取天线挂架修正后的重力加速度方向，相应地，在每次获取到修正后的重力加速度方向后，如果根据本次获取到的修正后的重力加速度方向确定出天线的俯仰角不符合预定要求，则可将天线的俯仰角调整为符合预定要求的状态，从而克服了气流、风力等干扰因素的影响，尽可能地使天线保持在理想的姿态，即尽可能地保证了天线姿态的稳定性，进而提高了天线覆盖区域的稳定性；而且，本发明所述方案实现起来简单方便，便于普及和推广。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (7)

1.一种天线调整装置，其特征在于，包括：

控制模块，用于周期性地获取天线的修正后的重力加速度方向，并发送给调整模块，所述修正后的重力加速度方向是指去除干扰数值后的重力加速度方向；所述去除干扰数值后的重力加速度方向是指：去除干扰因素影响后的真实重力加速度方向；所述干扰因素是指会引起天线姿态发生变化的因素；

所述调整模块，用于在每次接收到修正后的重力加速度方向后，根据本次接收到的修正后的重力加速度方向确定天线的俯仰角是否符合预定要求，如果否，则将天线的俯仰角调整为符合预定要求的状态。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置中进一步包括：

重力传感器模块，用于周期性地采集天线挂架的重力加速度大小和方向，并发送给所述控制模块；

运动参数采集模块，用于周期性地采集所述天线挂架的运动加速度大小和方向，并发送给所述控制模块；

所述重力传感器模块和所述运动参数采集模块每次采集的时刻均同步；

所述控制模块根据每次接收到的所采集的重力加速度大小和方向以及所采集的运动加速度大小和方向，确定出每次修正后的重力加速度方向。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，

所述调整模块的个数与天线数相同，每个调整模块分别唯一对应一个天线；

在每次接收到修正后的重力加速度方向后，每个调整模块分别根据本次接收到的修正后的重力加速度方向确定出水平面方向，并根据确定出的水平面方向确定自身对应的天线的俯仰角是否等于预定值，如果否，则将自身对应的天线的俯仰角调整为预定值。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述重力传感器模块和所述运动参数采集模块与所述天线挂架之间处于固定连接状态。

5.一种天线调整方法，其特征在于，包括：

周期性地获取天线的修正后的重力加速度方向，所述修正后的重力加速度方向是指去除干扰数值后的重力加速度方向；所述去除干扰数值后的重力加速度方向是指：去除干扰因素影响后的真实重力加速度方向；所述干扰因素是指会引起天线姿态发生变化的因素；

其中，在每次获取到修正后的重力加速度方向后，根据本次获取到的修正后的重力加速度方向确定天线的俯仰角是否符合预定要求，如果否，则将天线的俯仰角调整为符合预定要求的状态。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述周期性地获取天线的修正后的重力加速度方向包括：

周期性地采集天线挂架的重力加速度大小和方向以及所述天线挂架的运动加速度大小和方向；

根据每次所采集的重力加速度大小和方向以及所采集的运动加速度大小和方向，确定出每次修正后的重力加速度方向。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述天线的个数为一个以上；所述根据本次获取到的修正后的重力加速度方向确定天线的俯仰角是否符合预定要求，如果否，则将天线的俯仰角调整为符合预定要求的状态包括：

根据本次获取到的修正后的重力加速度方向确定出水平面方向；

针对每个天线，分别进行以下处理：根据确定出的水平面方向确定该天线的俯仰角是否等于预定值，如果否，则将该天线的俯仰角调整为预定值。