CN112768943B - 多频天线及其集控调相装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种集控调相装置，通过调相机构移动顶杆件，改变设置于其上的顶柱的位置，对准目标调相控制件，结合升降机构的升降而对目标调相控制件进行升降，另外通过升降机构控制所述盒体及其内部所有从动齿轮的升降，盒体在处于不同高度时，控制轴的转动所起的作用不同，如在在初始状态，控制轴用于改变顶柱的位置，在目标调相控制件被升起的状态，控制轴用于调相。因此达到运用本发明提供的集控调相装置做到通过控制两个控制旋钮来控制多个调相控制件调相的目的。本发明还提供了一种采用该集控调相装置的多频天线。

Description

多频天线及其集控调相装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体而言，本发明涉及一种多频天线及其集控调相装置。

背景技术

随着移动通信终端用户数量的不断增加，对移动蜂窝网络中站点的网络容量需求越来越大，同时要求不同站点之间甚至相同站点的不同扇区之间的干扰做到最小，即实现网络容量的最大化和干扰的最小化。要实现这一目的，通常采用调整站上天线波束下倾角的方式来实现。

在调整波束下倾角的两种方式机械下倾和电子下倾中，电子下倾优势明显，是当前的主流和未来的发展趋势。电下倾角的控制主要分内置和外置两大类，其中内置控制又是当前和未来的主流。

但是，传统的传动装置中用来驱动移相器的电机仍然与移相器的传动机构一一对应，电机数量没有减少，且控制模块中驱动电路与电机数一样没有减少。如天线的频段继续增加，会使得传动系统结构更加复杂且笨重，影响多频天线的可靠性。

申请人曾针对以上问题实践相关技术方案，但相关在稳定控制和简单操作等方面仍存在提升空间，特别是针对以一控多的情况，相关结构的改进空间仍然较大。

发明内容

本发明的第一目的旨在提供一种控制稳定、操作简单的集控调相装置。

本发明的另一目的是提供一种多频天线。

为实现以上目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供的一种集控调相装置，包括调相控制组、升降机构以及调相机构，所述调相控制组包括多个调相控制单元，每个调相控制单元提供同样数量且均匀环绕设置的多个可轴向伸缩的调相控制件；

所述升降机构包括控制螺杆、盒体及固设于盒体内的从动螺母，所述盒体随从动螺母受控制螺杆驱动而升降以便靠近或远离所述调相控制件，所述盒体对应各个调相控制件设有穿行孔；

所述调相机构包括控制轴、同步组件及安装在所述盒体内的选位组件；

所述选位组件包括顶杆件及传动副，所述传动副将控制轴的周向运动力矩转换为顶杆件的直线运动，以将顶杆件上设置的一个顶柱对准一个穿行孔，以相对应升起一个调相控制件；

所述同步组件包括可转动的同步轴、对应每个调相控制单元设置的多个传动组件，所述传动组件包括用于啮合被升起的调相控制件的输出齿轮，其中一个输出齿轮由控制轴致动而经同步轴控制其他输出齿轮同步运动。

进一步的，所述选位组件的传动副包括传动螺杆和可轴向活动套设在所述控制轴且和该传动螺杆一端以相互啮合的伞齿轮，以及供顶杆件固设其上并与传动螺杆相螺设的传动螺母。

进一步的，所述选位组件中，所述顶杆件为一体纵长件，顶杆件两侧沿其纵长方向设置多个所述的顶柱，两侧的顶柱相错位设置，以便在同一时刻仅有一个所述的顶柱适于对准一个所述的穿行孔。

进一步的，所述选位组件中，设有两个所述的传动螺母，以供所述顶杆件平衡固定。

进一步的，所述调相控制组的所有调相控制件被分配成两排设置，对应的，所述盒体上的穿行孔也被分配成两排设置，以便与所述顶杆件两侧的顶柱共面布置。

进一步的，所述升降机构的控制螺杆的自由端与所述调相机构的控制轴的自由端均设置有控制旋钮。

进一步的，所述调相控制件用于输出圆周运动力矩而驱动天线的一个频段相对应的移相部件的运动以实现调相。

进一步的，所述调相控制件包括转动轴及固设在其转动轴从动齿轮，该从动齿轮用于与所述同步组件的输出齿轮相啮合。

进一步的，各调相控制件的转动轴一端穿过一个固设在支承架上的挡板设置，该挡板底面用于限位所述升降机构的盒体的轴向运动行程，顶面用于为各个所述的输出齿轮提供枢转孔。

本发明还提供了一种多频天线，包括多个频段相对应的多个移相部件，其包括上述的集控调相装置，每一个所述的移相部件均有对应的一个所述集控调相装置中的调相控制件与其相联动设置。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明提供的一种集控调相装置，通过调相机构移动顶杆件，改变设置于其上的顶柱的位置，对准目标调相控制件，结合升降机构的升降而对目标调相控制件进行升降。

另外通过升降机构控制所述盒体及其内部所有从动齿轮的升降，盒体在处于不同高度时，控制轴的转动所起的作用不同，如在在初始状态，控制轴用于改变顶柱的位置，在目标调相控制件被升起的状态，控制轴用于调相。因此可以运用该升集控调相装置做到通过控制两个控制旋钮来控制多个调相控制件的目的。

本发明的结构相对简单，仅用两路传动便实现对多个调相控制件的控制，两路传动相关的部件的结合巧妙合理，且结构稳定，在确保控制过程的稳定操作的同时，也有效控制了因改进成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明集控调相装置内部结构示意图；

图2为本发明集控调相装置盒体下盖结构示意图；

图3为本发明集控调相装置盒体控制轴的结构示意图；

图4为本发明集控调相装置盒体顶杆件的结构示意图；

图5为本发明集控调相装置盒体套设于控制轴的伞齿轮的结构示意图；

图6为本发明提供的集控调相装置传动螺杆的结构示意图；

图7为本发明提供的集控调相装置同步轴的结构示意图；

图8为本发明集控调相装置内部结构另一个角度视图；

图9为本发明集控调相装置盒体上盖两排穿行孔结构示意图；

图10为本发明集控调相装置安装了部分外壳和档板的结构示意图；

图11为本发明集控调相装置档板的结构示意图；

图12为本发明集控调相装置使用状态示意图，示出移动顶杆件到某一位置顶柱对准目标调相控制件；

图13为本发明集控调相装置使用状态示意图，示出上升盒体，相应的顶柱将目标调相控制件往上顶；

图14为图13中A部分的放大图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的实施例。虽然附图中显示了本发明的某些实施例，然而应当理解的是，本发明可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本发明。应当理解的是，本发明的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本发明的保护范围。

本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“连接”可以是直接相接，也可是通过中间部件(元件)间接连接。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。

需要注意，本发明中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元一定为不同的装置、模块或单元，也并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。

本发明的一种集控调相装置，如图1所示，包括调相控制组1、升降机构2以及调相机构3。

所述调相控制组1包括多个调相控制单元，每个调相控制单元提供同样数量且均匀环绕设置的多个可轴向伸缩的调相控制件10。

一个调相控制件用于连接天线的一个频段信号相对应的一个辐射单元列的移相部件，所述调相控制件主要是提供一个与所述移相部件相连接以实现联动该移相部件的轴件，该轴件可通过套设柱形弹簧并装设在支承架上实现可伸缩设置，轴件上固设一从动齿轮101以便驱动轴件旋转。

所述升降机构2包括控制螺杆20、盒体21及固设于盒体21内的从动螺母22。

所述盒体21包括上盖211和下盖212，所述从动螺母22与所述盒体 21的下盖212一体形成，或者是个独立的部件固定于所述下盖212，如图 2所示。所述控制螺杆20顺次穿越盒体21的下盖212、从动螺母22，以及上盖211。所述控制螺杆20与盒体21内的从动螺母22构成螺杆螺母传动机构，所述盒体21随从动螺母22受控制螺杆20驱动而升降以便靠近或远离所述调相控制件1，在控制螺杆20的适当的位置，还可以设置一个止挡部件，用于限制所述盒体21上升的最高高度。

在所述盒体21上盖211处，还设置了多个与各个调相控制件10对应的穿行孔213，以便在所述盒体21上升时，各个没有被选中的调相控制件10可以部分穿越所述穿行孔213。

所述调相机构3包括控制轴30、同步组件31及安装在所述盒体21 内的选位组件32；

如图3所示，所述控制轴30包括一个设于其自由端的第一控制旋钮 301、靠近第一控制旋钮301的卡扣部302、位于末端的固定部304，以及在所述固定部304与卡扣部302之间的平滑部303。所述的卡扣部302设置有至少一条卡齿3021。

所述控制轴30穿越所述盒体21的上下盖，位于控制轴30自由端的第一控制旋钮301暴露于所述盒体21的下盖212，其卡扣部302位于所述盒体21内部。

所述选位组件32包括顶杆件321及传动副322。

如图4所示，所述顶杆件321设置于所述盒体21内部，其为一体纵长件，其被对于两个调相控制件而设计成具有一对平行臂的形状，中间形成一个纵长的穿孔3210使所述顶杆件321呈U型或者O型，本实施例，所述顶杆件321为U型状，具有两个细长侧面。在顶杆件321两个侧面上，对应各侧的所述调相控制件10沿其纵长方向设置多个顶柱3211，所述顶柱3211刚好从顶杆件321的侧面凸出到对准相应的一排调相控制件10的位置，也即同顶杆件321同一侧面的顶柱3211的连线、顶杆件321上方的一排调相控制件10构成的连线，两条连线上下相对准。在顶杆件321 中，两个侧面的顶柱3211彼此相错位设置，其位置关系被设计成无论顶杆件321如何直线运行，在同一时刻仅有一个所述的顶柱3211对准一个所述的盒体上盖211的穿行孔213，其余所有顶柱与其余所有穿行孔均不对准，由此实现择一对准其中一个调相控制件10。关于实现择一对准相关的顶柱3211的位置关系的具体设置，可由本领域技术人员根据此处的揭示，以顶杆件321和长度、相邻调相控制件10的间距以及各自的数量等，自行计算灵活设置，此处恕不详述。

结合图5和图6，所述传动副322包括一可周向活动套设在所述控制轴30的伞齿轮3221、传动螺杆3222以及一个跟传动螺杆3222相螺设的传动螺母3223。

如图5所示，所述伞齿轮3221包括一个套筒部32212，以及一个齿轮部32210，以及位于所述套筒部32212内部的均匀分布的多条直齿32211。所述多条直齿32211的间隔与所述控制轴30卡扣部302的卡齿3021的尺寸相匹配。所述伞齿轮3221套设所述控制轴30，位于所述盒体21的内部。当所述伞齿轮3221随所述盒体21做升降运动，其位置处于所述控制轴30的卡扣部302时，卡扣部302的卡齿3021则卡入所述伞齿轮3221 的多条齿轮之间，从而将所述控制轴30和伞齿轮3221啮合。这时转动控制轴30即可带动所述伞齿轮3221。当所述盒体21上升，所述伞齿轮3221 随着盒体21上升，伞齿轮3221套筒部32212逐渐脱离控制轴30的卡扣部302，位于控制轴30的平滑部303，此时转动控制轴30则不能带动所述伞齿轮3221。

参见图6，所述的传动螺杆3222包括一个螺杆部32220以及跟螺杆部32220相固设的伞齿轮头32221。螺杆部32220的与伞齿轮头32221相对的一端与所述盒体21的下盖212固定，所述伞齿轮3221的齿轮部32210 与所述传动螺杆3222的伞齿轮头32221啮合。当所述伞齿轮3221的位置位于所述控制轴30的卡扣部302时，转动控制轴30，所述伞齿轮3221 随控制轴30转动，带动所述传动螺杆3222转动，进而带动跟传动螺杆 3222螺设的传动螺母3223。

所述传动螺母3223与所述顶杆件321固定连接设置，因此当所述传动螺母3223在作轴向运动时，带动所述顶杆321件作同向运动。所述控制螺杆20和控制轴30均可容纳于所述顶杆件321的穿孔3210中实现彼此互相避让，该穿孔3210的横向距离与所述传动螺母3223可以轴向运动的距离相匹配，以避免在所述顶杆件321随着所述传动螺母3223来回直线运动时侧壁被所述控制螺杆20或控制轴30阻挡。故所述传动副322的各部件相互配合，可以将控制轴30的周向运动力矩转换为顶杆件321的直线运动。

由于所述顶杆件321错位设置若干个顶柱3211，所述顶杆件321在其作直线运动的路径，每一个预设固定的位置，仅有一个顶柱3211对准盒体21上盖的穿行孔213，在其中某一个顶柱3211对准一个穿行孔213 时，通过所述升降机构2的上升运动，该顶柱3211相对应顶起一个调相控制件10。

未图示的实施例中，所述选位组件32中，可以设有两个所述的传动螺母3223与所述顶杆件321固定连接，以供所述顶杆件321平衡固定。

所述同步组件31包括可转动的同步轴311、对应每个调相控制单元1 设置的多个传动组件312。

所述的同步轴311如图7所示，在同步轴311中设置了跟调相控制单元1数量一致的调相伞齿轮3110，调相伞齿轮3110与同步轴311固定连接，同步轴311转动，所述调相伞齿轮3110与同步轴311同向转动，通过一条同步轴311控制所有调相控制单元。

调相控制单元1中的每一个所述调相控制件10均包括转动轴100及固设在其转动轴100上的从动齿轮101。所述传动组件312还包含若干个输出齿轮3120，用于啮合被升起的调相控制件10的从动齿轮101，每一个调相控制单元1对应设置一个输出齿轮3120。所述输出齿轮3120是隶属于一个与一伞齿轮相结合的复合齿轮，该伞齿轮设置在该输出齿轮的一个端面上。与输出齿轮3120复合的伞齿轮一端与所述调相伞齿轮3110啮合，在该调相伞齿轮3110的啮合传动下，使得输出齿轮3120与其所控制的调相控制单元1中被升起的调相控制件10的从动齿轮101相啮合而驱动调相控制件10转动。

在所述的若干个输出齿轮3120中的其中一个与所述控制轴30末端的固定部304固定连接，由所述控制轴30控制其转动。具体的，转动控制轴30，与所述控制轴30末端的固定部304固定连接输出齿轮3120同步运动，通过与所述输出齿轮3120复合的伞齿轮相啮合的调相伞齿轮3110 带动所述同步轴311，同步轴311中的其他调相伞齿轮3110进而带动与其啮合的复合齿轮中的输出齿轮3120。也就是，控制轴30连接的输出齿轮3120由控制轴30致动，经同步轴311控制其他输出齿轮3120同步运动，进一步控制被升起的调相控制件10。所述调相控制件10的转动用于输出圆周运动力矩而驱动天线的一个频段相对应的移相部件的运动以实现调相。

参考图8和图9，所述调相控制组的所有调相控制件10被分配成两排设置，对应的，所述盒体上的穿行孔213也被分配成两排设置，以便与所述顶杆件321两侧的顶柱3211共面布置。

所述控制螺杆20暴露于所述盒体21下盖212的自由端设置第二控制旋钮23。各调相控制件10的转动轴100一端穿过一个固设在支承架上的挡板4设置，参考图10和11，该挡板4底面41用于限位所述升降机构的盒体21的轴向运动行程，顶面42设置与所述输出齿轮3120数量一致的枢转孔43，将所述输出齿轮3120设置于其中以便枢转。

以下通过集控调相装置的一个操作实施例来进一步说明所述集控调相装置的基本设计原理。

结合图1、12至14，在所述集控调相装置处于初始状态，所述盒体 21位于靠近控制轴30的第一控制旋钮301的最下端。此时，伞齿轮3221 的套筒部32212与所述控制轴30的卡扣部302处于啮合状态。

根据目标调相控制件10处于所述集控调相装置的位置调整顶杆件 321的位移，以将相应的顶柱3211移动到目标调相控制件10的转动轴100 正对的下方。

具体的，扭动控制轴30的第一控制旋钮301，所述伞齿轮3221带动所述传动螺杆3222，与传动螺杆3222构成螺杆螺母机构的传动螺母3223 由于传动螺杆3222的转动而沿着传动螺杆3222作轴向运动，从而带着跟其固定连接的顶杆件321做同向运动。当所述顶杆件321上的顶柱3211 对准目标调相控制件10后，参考图12，停止扭动第一控制旋钮301。

此步骤是通过调相机构3中各部件的力矩转换关系，通过控制第一控制旋钮301的旋转角度来选中目标调相控制件10。

在确定已经对准了目标调相控制件10后，扭动控制螺杆20的第二控制旋钮23，随着控制螺杆20的转动，所述盒体21及其内部的伞齿轮3221，传动螺杆3222、传动螺母3223及顶杆件321同时上升，直至顶杆件321 上的顶柱3211将目标调相控制件10顶到预定的高度，停止扭动第二控制旋钮23。此时目标调相控制件10的状态参考图13和图14，目标调相控制件10被顶柱3211顶着，比起其他调相控制件，目标调相控制件10向上移动了一定距离，此时目标调相控制件10的从动齿轮101与所述输出齿轮3120啮合。其他非目标调相控制件10的从动齿轮101不与输出齿轮 3120啮合。另外，其他非目标调相控制件10的转动轴100则穿过所述盒体21上盖的穿行孔213。

所述盒体21上升的预定高度为目标调相控制件10上升直到从动齿轮 101与输出齿轮3120啮合状态的高度。此步骤是通过升降机构2中各部件的力矩转换关系，通过控制第二控制旋钮23的旋转角度来将目标调相控制件10上升到预定的高度。

完成此步骤后，由于盒体21及其内部所有部件的上升，套设控制轴 30的伞齿轮3221与控制轴30不处于啮合状态，因此这时转动第一控制旋钮301，不能移动所述的顶柱3211。但此时转动第一控制旋钮301的作用则是控制设置于控制轴30末端的输出齿轮3120转动，该输出齿轮3120 通过同步轴311中的调相伞齿轮3110啮合，带动该同步轴311中的所有调相伞齿轮3110。

由于跟目标调相控制件10所在的调相控制单元1相对应的复合齿轮以其伞齿轮跟相应的调相伞齿轮3110啮合，该复合齿轮又以其输出齿轮 3120跟目标调相控制件10的从动齿轮101啮合，因此，调相伞齿轮3110 转动可以间接带动目标调相控制件10。而目标调相控制件10输出圆周运动力矩后，驱动天线的一个频段相对应的移相部件的运动以实现调相。故在此阶段为通过扭动第一控制旋钮301以通过调相控制件10实现天线对应频段的调相。

完成调相工作之后，如需控制其他调相控制件10调相，则反转第二控制旋钮23，将所述盒体21及其内部的部件下降到初始状态的位置。再转动第一控制旋钮301，改变相应顶柱3211的位置，以此类推。

因此，本实施例所提供的集控调相装置，可以通过设计所述盒体21 在处于不同高度时，转动控制轴所起的作用不同，运用该升集控调相装置可以做到通过控制两个控制旋钮来控制多个调相控制件。本实施例，一个输出齿轮3120可以控制环绕设置在其周围调的多个调相控制件10的调相，参考图8所显示的一个实施例，五个输出齿轮3120一共可以控制20个。这只是其中一种实施例，在其他实施例，所述调相控制件10的数量可以根据产品具体需求来设置，可以扩展其数量，控制更多天线频段的移相，也可以减少，以适应相应的产品，在本发明，对此不作限制。

本发明还提供了一种多频天线，包括多个频段相对应的多个移相部件，其包括上述的集控调相装置，每一个所述的移相部件均有对应的一个所述集控调相装置中的调相控制件与其相联动设置。

以上描述仅为本发明的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本发明中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本发明中发明的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种集控调相装置，包括调相控制组、升降机构以及调相机构，其特征在于：

所述调相控制组包括多个调相控制单元，每个调相控制单元提供均匀环绕设置的多个可轴向伸缩的调相控制件；

所述升降机构包括控制螺杆、盒体及固设于盒体内的从动螺母，所述盒体随从动螺母受控制螺杆驱动而升降以便靠近或远离所述调相控制件，所述盒体对应各个调相控制件设有穿行孔；

所述调相机构包括控制轴、同步组件及安装在所述盒体内的选位组件；

所述选位组件包括顶杆件及传动副，所述传动副将控制轴的周向运动力矩转换为顶杆件的直线运动，以将顶杆件上设置的一个顶柱对准一个穿行孔，以相对应升起一个调相控制件；

所述同步组件包括可转动的同步轴、对应每个调相控制单元设置的传动组件，所述传动组件包括用于啮合被升起的调相控制件的输出齿轮，其中一个输出齿轮由控制轴致动而经同步轴控制其他输出齿轮同步运动。

2.根据权利要求1所述的集控调相装置，其特征在于：所述选位组件的传动副包括传动螺杆和可轴向活动套设在所述控制轴且和该传动螺杆一端相互啮合的伞齿轮，以及供顶杆件固设其上并与传动螺杆相螺设的传动螺母。

3.根据权利要求2所述的集控调相装置，其特征在于：所述选位组件中，所述顶杆件为一体纵长件，顶杆件两侧沿其纵长方向设置多个所述的顶柱，两侧的顶柱相错位设置，以便在同一时刻仅有一个所述的顶柱适于对准一个所述的穿行孔。

4.根据权利要求3所述的集控调相装置，其特征在于：所述选位组件中，设有两个所述的传动螺母，以供所述顶杆件平衡固定。

5.根据权利要求3所述的集控调相装置，其特征在于：所述调相控制组的所有调相控制件被分配成两排设置，对应的，所述盒体上的穿行孔也被分配成两排设置，以便与所述顶杆件两侧的顶柱共面布置。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的集控调相装置，其特征在于：所述升降机构的控制螺杆的自由端与所述调相机构的控制轴的自由端均设置有控制旋钮。

7.根据权利要求1至5中任意一项所述的集控调相装置，其特征在于：所述调相控制件用于输出圆周运动力矩而驱动天线的一个频段相对应的移相部件的运动以实现调相。

8.根据权利要求1至5中任意一项所述的集控调相装置，其特征在于：所述调相控制件包括转动轴及固设在其转动轴从动齿轮，该从动齿轮用于与所述同步组件的输出齿轮相啮合。

9.根据权利要求8所述的集控 调相装置，其特征在于：各调相控制件的转动轴一端穿过一个固设在支承架上的挡板设置，该挡板底面用于限位所述升降机构的盒体的轴向运动行程，顶面用于为各个所述的输出齿轮提供枢转孔。

10.一种多频天线，包括多个频段相对应的多个移相部件，其特征在于，其包括如权利要求1至9中任意一项所述的集控调相装置，每一个所述的移相部件均有对应的一个所述集控调相装置中的调相控制件与其相联动设置。

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