CN107658565B - 一种移动通信网天线的遥控调整装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动通信网天线的遥控调整装置，它包括摇控指令系统及姿态调整系统，摇控指令系统由4G网络接收主控台、中央处理器、角度检测单元组成，姿态调整系统由天线支架、调整螺杆及水平和垂直调整电机组成，中央处理器内设有通信模块，通信模块上设有SIM卡，网卡，通信模块的上端设有无线天线，中央处理器的右端设有指令生成单元，水平方位角调整电机及垂直仰俯角调整电机安装在天线支架的底座上，底座的前端设有天线支架调整座，天线支架调整座上设有天线支架，调整时，由4G网络接收主控台发送天线调整指令，通过中央处理器运算生成调整指令，发送给控制器，依次通过控制脉冲发送端口向步进电机控制电路发送调整动作指令。

Description

一种移动通信网天线的遥控调整装置

技术领域

本发明涉及一种移动通信网天线，确切的说是一种远程遥控调整移动通信网天线的调整装置。

前景技术

移动通信网天线是移动通信网络的关键设备之一，在移动通信网络中具有无可替代的作用，主要用于提供通信网与无线用户的接入通道及移动组网切换，可以说，没有移动通信网天线就没有移动通信网络。移动通信网天线的关键参数是发射功率、天线的方位角及仰俯角，其中天线发射功率与仰俯角决定无线信号的覆盖范围，方位角决定无线信号的指示方向。由于工程设计的安装及小区扩容分裂等工程的需要，为获得最佳的网络通信质量，适时调整发射功率，方位角及仰俯角，已成为无线网维护的日常主要核心工作。目前发射功率的调整可以在网管系统中完成，而方位角及仰俯角的调整，则需要维护人员登塔进行手工调整，但是人工登塔维护存在一系列诸多问题。首先，移动通信基站站点众多，目前中国移动基站数量达到数百万之巨，每年有10%的站点天线的方位角和仰俯角需于调整，就有几十万站次，每次人工调整都需要到达基站，动用车辆消耗巨额的资金及交通费用，如此计算下来，每年就要几亿，甚至十几亿的天线参数调整维护费用投入，给移动通信维护运营带来较大的成本负担。其次，维护人员登塔，属高危作业，本身就存在许多安全问题，每年因上塔，登高作业造成的坠落事故层出不绝。可以说，目前移动通信网的高质量运营，是网络维护人员用鲜血和生命维持的。然而这样说一点也不过分，而且可以看到的是，每起登塔产生的坠落伤亡事故，都给伤者人员的家庭带来巨大的精神伤害和经济损失，同时也对通信运营商产生很大的经济损失及负面影响。

发明内容

因此人们对移动通信网天线的遥控调整装置存在极大的需求，至今为止，还没有发现任何关于本发明的有关报道，本发明人经过反复研究试验，终于成功的研制出移动通信网天线的遥控调整装置，从而完成了本发明。

本发明的目的就是提供一种移动通信网天线的遥控调整装置，以解决人工登塔的人身安全问题，避免人身伤亡事故，减少开支，降低运营成本。

本发明的方案包括遥控指令系统及姿态调整系统，遥控指令系统由4G网络接收主控台、中央处理器、通信模块单元，指令生成单元，指令发送接口、角度检测单元组成，姿态调整系统由天线支架、天线支架调整座、水平方位角调整轴、仰俯角度调整轴、调整螺杆及水平和垂直调整电机组成，其结构特点是所述中央处理器设置于4G网络接收主控台的前外侧，中央处理器内设有通信模块，通信模块上设有SIM卡，网卡，通信模块的上端设有无线天线，中央处理器的右端设有指令生成单元，指令生成单元的右侧设有指令发送接口，指令发送接口内设有正水平方位角调整指令接口，反水平方位角调整指令接口，正垂直仰俯角调整指令接口及反垂直仰俯角调整指令接口，正水平方位角调整指令接口的右侧连接有水平顺时针旋转控制电路、反水平方位角调整指令接口的右侧连接有反时针旋转控制电路，正垂直仰俯角调整指令接口的右侧连接有垂直顺时针旋转控制电路、反垂直仰俯角调整指令接口的右侧连接有反时针旋转控制电路，水平顺反时针旋转控制电路上连接有水平正反电路控制板，水平正反电路控制板上连接有水平换向交流接触器及水平方位角调整电机，垂直顺反时针旋转控制电路上连接有垂直正反电路控制板，垂直正反电路控制板上连接有垂直换向交流接触器及垂直仰俯角调整电机，指令生成单元的下侧设有角度检测单元，角度检测单元的外侧分别连接有水平方位角传感器和仰俯方位角传感器。水平方位角传感器由信号线连接在角度检测单元上，仰俯方位角传感器由信号线连接在角度检测单元上。所述水平方位角调整电机及垂直仰俯角调整电机、分别安装在天线支架的底座上，底座的前端设有天线支架调整座，天线支架调整座上设有天线支架，天线支架的中部设有水平方位角调整轴，水平方位角调整轴的上下两端分别设有上轴承及下轴承，水平方位角调整轴由下轴承安装在天线支架调整座上。天线支架调整座的左右两端设有仰俯角调整轴，天线支架调整座由仰俯角调整轴安装在底架的前端，天线支架的后侧设有左转向连接固定环，右转向连接固定环，左转向连接固定环上装有左转向调整套筒，右转向连接固定环上装有右转向调整套筒，左右转向调整套筒内设有内螺纹，水平方位角调整电机的主轴上装有左转向调整螺杆，左转向调整螺杆安装在左转向调整套筒内，垂直仰俯角调整电机的主轴上设有右转向调整螺杆，右转向调整螺杆安装连接在右转向调整套筒内，天线支架上设有天线固定承载面，天线固定承载面上设有天线安装固定螺孔，天线固定螺孔内装有天线。所述水平方位角传感器采用ZCC220L—TTL，是一款高精度平面数字罗盘模块，其工作原理是通过磁传感器感应地球磁场的磁分量，从而得出方位角度。所述仰俯垂直方位角传感器是采用BWM415CAN，是由北微传感公司推出的CAN输出型单轴倾角传感器，属于工业级产品，是一款性价比超高的倾角传感器。

调整方法步骤如下：

1、调整时，由4G网络接收主控台发送天线调整指令，通过中央处理器及通信模块对通信网天线姿态角度检测确认，经过中央处理器运算生成调整指令，发送给控制器；

2、控制器通过有线或无线网络方式传送过来的姿态调整指令进行鉴权、解析，并根据方位角水平传感器及仰俯角垂直传感器，分别取得并确认当前天线的水平方位角及垂直仰俯角的位置；

3、按照接收的调整指令与当前天线的水平方位角及垂直仰俯角的位置相比较，生成水平方位角及垂直仰俯角角度的调整动作控制正反指令脉冲；

4、依次通过控制脉冲发送端口向步进电机控制电路发送天线、正反方向的水平方位角及垂直仰俯角调整动作控制脉冲；

5、天线水平角的正向调整，天线底座上的右步进电机顺时针旋转，右步进电机主轴带动右调整螺杆旋入右调整螺筒将天线支架的承载面向里拉，左步进电机同时反时针旋转，左电机主轴带动左调整螺杆旋出左调整螺筒，将天线支架的承载面向外推，使天线支架的承载面带动天线向右旋转，如天线支架的承载面反向调整时，左右步进电机则重复上述相反的动作，即可将天线向反方向的水平旋转；

6、天线垂直方位角的下俯角调整，天线底架上的左右两个步进电机同时反时针旋转，电机主轴带动调整螺杆反时针旋转，即将天线支架向下俯的角度旋转，天线的的承载面即带动天线围绕仰俯调整轴向下移动达到指定的仰俯角度，如天线支架的承载面需上仰角度调整时，左右步进电机则重复上述相反的动作，到达指定的仰俯角度。

本发明结构简单，设计合理，加工生产成本低，使用方便调整效果好。

下面结合附图作进一步，详细说明。

附图说明

图1为移动通信网布局示意图；

图2为遥控装置工作原理方框图；

图3为天线、支架结构示意图。

实施方式

图1为移动通信网布局示意图。移动通信网主要有交换子系统（NSS）、基站子系统（BSS）、移动用户子系统（SSS）三大部分组成，天线是移动通信网络的关键设备，在移动通信网络中具有无可替代的作用，主要用以提供通信网基站子系统（BSS）与移动用户子系统（SSS）之间的空中接口，以保障移动用户的接入通道及移动组网切换顺利进行，可以说，没有移动通信网天线就没有移动通信网络。移动通信网天线的关键参数是发射功率、天线的方位角及仰俯角，其中天线发射功率与仰俯角决定无线信号的覆盖范围，而方位角决定无线信号的指示方向。

图2-3中示出的遥控指令接收执行系统由4G网络接收主控台、中央处理器、通信模块单元、指令生成单元，指令发送接口，角度检测单元组成。中央处理器作为控制器的核心，设于4G网络接收主控台的前外侧，中央处理器内设有通信模块，通信模块上设有SIM卡4，网卡3，通信模块的上端设有无线天线5，中央处理器的右端设有指令生成单元，指令生成单元的右侧设有指令发送接口，指令发送接口内设有正水平方位角调整指令接口、反水平方位角调整指令接口、正垂直仰俯角调整指令接口及反垂直仰俯角调整指令接口，正水平方位角调整指令接口的右侧连接有水平顺时针旋转控制电路6、反水平方位调整指令接口的右侧连接有水平反时针旋转控制电路7，正垂直仰俯角调整指令接口的右侧连接有垂直顺时针旋转控制电路11、反垂直仰俯角调整指令接口的右侧连接有反时针旋转控制电路15，水平顺反时针旋转控制电路上连接有水平正反电路控制板8，水平正反电路控制板上连接有水平换向交流接触器9及水平方位角调整电机10，垂直顺反时针旋转控制电路上连接有垂直正反电路控制板12，垂直正反电路控制板上连接有垂直换向交流接触器13及垂直仰俯角调整电机14，指令生成单元的下侧设有角度检测单元，角度检测单元的外侧分别连接有水平方位角传感器1，仰俯方位角传感器17，水平方位角传感器由水平方位角信号线2连接在角度检测单元上，仰俯方位角传感器由仰俯方位角信号线16连接在角度检测单元上。所述水平方位角调整电机10及垂直仰俯角调整电机14、分别安装在天线支架的底座上，天线支架底座27的前端设有天线支架调整座25，天线支架调整座上设有天线支架18，天线支架的中部设有水平方位角调整轴22，水平方位角调整轴的上下两端分别设有上轴承及下轴承19，水平方位角调整轴22由下轴承安装在天线支架调整座上，天线支架调整座的左右两端设有仰俯角调整轴26，天线支架调整座由仰俯角调整轴安装在底架的前端，天线支架的后侧设有左转向连接固定环30，右转向连接固定环21，左转向连接固定环上装有左转向调整套筒29，右转向连接固定环上装有右转向调整套筒23，左右转向调整套筒内设有内螺纹，水平方位角调整电机的主轴上装有左转向调整螺杆28，左转向调整螺杆安装在左转向调整套筒内。垂直仰俯角调整电机的主轴上设有右转向调整螺杆24，右转向调整螺杆安装连接在右转向调整套筒内，天线支架上设有天线固定承载面，天线固定承载面上设有天线安装固定螺孔20，天线固定螺孔内装有天线。

所述水平方位角传感器采用ZCC220L—TTL。是一款高精度平面数字罗盘模块，其工作原理是通过磁传感器感应地球磁场的磁分量，从而得出方位角度。

所述仰俯方位角传感器是采用BWM415CAN，是由北微传感公司推出的CAN输出型单轴倾角传感器，属于工业级产品，是一款性价比超高的倾角传感器。

Claims (5)

1.一种移动通信网天线的遥控调整装置，包括遥控指令系统及姿态调整系统，遥控指令系统由4G网络接收主控台、中央处理器、通信模块单元，指令生成单元，指令发送接口、角度检测单元组成，姿态调整系统由天线支架、天线支架调整座、水平方位角调整轴、仰俯角度调整轴、调整螺杆及水平和垂直调整电机组成，其特征在于：所述中央处理器设置于4G网络接收主控台的前外侧，中央处理器内设有通信模块，通信模块上设有SIM卡（4），网卡（3），通信模块的上端设有无线天线（5），中央处理器的右端设有指令生成单元，指令生成单元的右侧设有指令发送接口，指令发送接口内设有正水平方位角调整指令接口、反水平方位角调整指令接口、正垂直仰俯角调整指令接口及反垂直仰俯角调整指令接口，正水平方位角调整指令接口的右侧连接有水平顺时针旋转控制电路（6）、反水平方位调整指令接口的右侧连接有水平反时针旋转控制电路（7），正垂直仰俯角调整指令接口的右侧连接有垂直顺时针旋转控制电路（11）、反垂直仰俯角调整指令接口的右侧连接有反时针旋转控制电路（15），水平顺反时针旋转控制电路上连接有水平正反电路控制板（8），水平正反电路控制板上连接有水平换向交流接触器（9）及水平方位角调整电机（10），垂直顺反时针旋转控制电路上连接有垂直正反电路控制板（12），垂直正反电路控制板上连接有垂直换向交流接触器（13）及垂直仰俯角调整电机（14），所述指令生成单元的下侧设有角度检测单元，角度检测单元的外侧分别连接有水平方位角传感器（1），仰俯方位角传感器（17），水平方位角传感器由水平方位角信号线（2）连接在角度检测单元上，仰俯方位角传感器由仰俯方位角信号线（16）连接在角度检测单元上，所述水平方位角调整电机（10）及垂直仰俯角调整电机（14）、分别安装在天线支架的底座上，天线支架底座（27）的前端设有天线支架调整座（25），天线支架调整座上设有天线支架（18），天线支架的中部设有水平方位角调整轴（22），水平方位角调整轴的上下两端分别设有上轴承及下轴承（19），水平方位角调整轴（22）由下轴承安装在天线支架调整座上，天线支架调整座的左右两端设有仰俯角调整轴（26），天线支架调整座由仰俯角调整轴安装在底架的前端。

2.根据权利要求1所述的移动通信网天线的遥控调整装置，其特征在于：所述天线支架的后侧设有左转向连接固定环（30），右转向连接固定环（21），左转向连接固定环上装有左转向调整套筒（29），右转向连接固定环上装有右转向调整套筒（23），左右转向调整套筒内设有内螺纹，水平方位角调整电机的主轴上装有左转向调整螺杆（28），左转向调整螺杆安装在左转向调整套筒内，垂直仰俯角调整电机的主轴上设有右转向调整螺杆（24），右转向调整螺杆安装连接在右转向调整套筒内。

3.根据权利要求1所述的移动通信网天线的遥控调整装置，其特征在于：所述的天线支架上设有天线固定承载面，天线固定承载面上设有天线安装固定螺孔（20），天线固定螺孔内装有天线。

4.根据权利要求1所述的移动通信网天线的遥控调整装置，其特征在于：所述水平方位角传感器采用ZCC220L—TTL，是一款高精度平面数字罗盘模块，其工作原理是通过磁传感器感应地球磁场的磁分量，从而得出方位角度。

5.根据权利要求1所述的移动通信网天线的遥控调整装置，其特征在于：所述仰俯方位角传感器是采用BWM415CAN，是由北微传感公司推出的CAN输出型单轴倾角传感器，属于工业级产品，是一款性价比超高的倾角传感器。