CN112928475A - 一种射灯天线监控系统及智慧射灯天线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及移动通信技术领域，公开了一种射灯天线监控系统及智慧射灯天线，其中射灯天线监控系统包括下倾角检测单元、下倾角调节结构、主控单元和通讯模组，下倾角检测单元与主控单元相连，用于对天线的下倾角进行检测；下倾角调节结构与主控单元相连，用于根据主控单元的控制指令进行下倾角的调节；主控单元与通讯模组相连，通讯模组用于发送检测信息至运维平台并接收运维平台发送的控制指令信息。本发明提供的一种射灯天线监控系统及智慧射灯天线，在原有射灯天线内增加有源模块，可实现射灯天线下倾角的检测及远程调节功能，从而可实时掌握天线是否工作异常，便于射灯天线的管理监控，有利于降低人工运维成本。

Description

一种射灯天线监控系统及智慧射灯天线

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种射灯天线监控系统及智慧射灯天线。

背景技术

随着无线通信系统的迅速发展，传统基站天线与周边环境的冲突越来越大，很难融入周边的环境，因此直接影响到城市的环境美观、协调。为了兼具美观和实用性，射灯天线大规模应用于城乡区域的覆盖。

但是传统的射灯天线属于纯无源产品，无源天线本身能够通过振子辐射单元接收和发射信号。但在使用过程中，因受自然环境和人文环境的影响，经常被破坏，导致覆盖区域信号较差或无信号、客户投诉，人工运维成本高。传统射灯天线在工作过程中，无法实时掌握天线是否工作异常。当天线发生故障时，只能通过使用者的使用端出现信号异常，来判断负责该区域信号接收发射的天线可能故障，无法实时得到信号异常提示。

发明内容

本发明提供一种射灯天线监控系统及智慧射灯天线，用以解决传统射灯天线在工作过程中，无法实时掌握天线是否工作异常，人工运维成本高的问题。

本发明提供一种射灯天线监控系统，包括下倾角检测单元、下倾角调节结构、主控单元和通讯模组，所述下倾角检测单元与所述主控单元相连，用于对天线的下倾角进行检测；所述下倾角调节结构与所述主控单元相连，用于根据所述主控单元的控制指令进行下倾角的调节；所述主控单元与通讯模组相连，所述通讯模组用于发送检测信息至运维平台并接收运维平台发送的控制指令信息。

根据本发明提供的一种射灯天线监控系统，所述通信模组用于在下倾角超过阈值时发送报警信息至运维平台，并接收运维平台发送的经过确认的下倾角调节控制指令。

根据本发明提供的一种射灯天线监控系统，还包括功率检测单元、主控单元和通讯模组，所述功率检测单元与天线的输入端口相连，所述功率检测单元用于对输入功率进行检测，所述功率检测单元与主控单元相连。

根据本发明提供的一种射灯天线监控系统，所述功率检测单元通过馈电耦合单元与天线的输入端口相连，所述馈电耦合单元还用于对监控系统进行馈电以及用于与天线振子相连。

根据本发明提供的一种射灯天线监控系统，所述功率检测单元包括与天线的输入端口一一对应连接的功率检测模块。

根据本发明提供的一种射灯天线监控系统，任一所述功率检测模块包括功率分配器、多个滤波器以及多个功率检测芯片，所述功率分配器的输入端连接于天线的输入端口，所述功率分配器的输出端与多个滤波器分别连接，多个滤波器与多个功率检测芯片一一对应连接，多个功率检测芯片用于对输入的多个频段的功率分别进行检测。

根据本发明提供的一种射灯天线监控系统，所述下倾角检测单元为机械下倾角检测单元；所述下倾角调节结构为机械下倾角调节结构。

根据本发明提供的一种射灯天线监控系统，还包括限位单元，所述限位单元与所述主控单元相连，用于限制固定天线位置。

根据本发明提供的一种射灯天线监控系统，还包括PCB板，所述功率检测单元、所述主控单元和所述通信模组分别设于所述PCB板，所述PCB板用于设在天线的反射板的背面。

本发明还提供一种智慧射灯天线，包括上述射灯天线监控系统，还包括外壳，天线的反射板设于所述外壳的内部，所述反射板的正面设有天线振子，所述外壳上设有输入端口。

本发明提供的一种射灯天线监控系统及智慧射灯天线，在原有射灯天线内增加有源模块，可实现射灯天线下倾角的检测及远程调节功能，从而可实时掌握天线是否工作异常，便于射灯天线的管理监控，有利于降低人工运维成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的射灯天线中天线振子的设置示意图；

图2是本发明提供的射灯天线监控系统的设置示意图；

图3是本发明提供的功率检测模块的连接示意图；

图4是本发明提供的下倾角调节过程示意图；

图5是本发明提供的下倾角调节控制过程示意图；

图6是本发明提供的射灯天线监控系统的整体示意图。

附图标记：

1和2、低频振子；3和4、隔离条；5、6和7、高频振子；8、线缆组件；9、PCB板；10、下倾角调节结构；11、限位单元。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合图1-图6描述本发明的射灯天线监控系统及智慧射灯天线。

本实施例提供一种射灯天线监控系统，参考图2，该射灯天线监控系统包括下倾角检测单元、下倾角调节结构10、主控单元和通讯模组。所述下倾角检测单元与所述主控单元相连，用于对天线的下倾角进行检测；所述下倾角调节结构10与所述主控单元相连，用于根据所述主控单元的控制指令进行下倾角的调节；主控单元与通讯模组相连，通讯模组用于发送检测信息至运维平台并接收运维平台发送的指令信息。

运维平台可以为对从射灯天线送入的数据进行管理的设备，还可以进行应用管理，可为网络服务器。网络服务器具体可以为物联网服务器，也可以为其他类型的服务器，可根据不同应用场景的需求采用不同的服务器，本申请对此不做限定。天线管理者可通过运维平台对射灯天线的状态进行管理监控。

本实施例提供的一种射灯天线监控系统，在原有射灯天线内增加有源模块，可实现射灯天线下倾角的检测及远程调节功能，从而可实时掌握天线是否工作异常，便于射灯天线的管理监控，有利于降低人工运维成本。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述通信模组用于在下倾角超过阈值时发送报警信息至运维平台，并接收运维平台发送的经过确认的下倾角调节控制指令。

进一步地，本实施例中通讯模组为NB模组。NB模组为窄带物联网天线模块，具有覆盖广、成本低、功耗低的特点，模块的待机时间可长达十年。

在上述实施例的基础上，进一步地，一种射灯天线监控系统还包括功率检测单元，功率检测单元与天线的输入端口相连，功率检测单元用于对输入功率进行检测，功率检测单元与主控单元相连。本实施例在原有射灯天线内增加有源模块，可实现射灯天线下行输入功率的检测，从而可实时掌握天线是否工作异常，便于射灯天线的管理监控。

功率检测单元检测获得的输入功率即为运营商的输入信号。若RRU至射灯天线之间的线缆链路受老化或外因损坏，那么射灯天线的输入功率就会降低，这样会影响射灯天线覆盖区域的信号场强。功率检测单元可对输入功率进行实时检测。主控单元用于实时采集功率检测单元检测的输入功率，并通过通讯模组按照预设上报周期将实时输入功率上报至运维平台。

在上述实施例的基础上，进一步地，功率检测单元通过馈电耦合单元与天线的输入端口相连，馈电耦合单元还用于对监控系统进行馈电以及用于与天线振子相连。馈电耦合单元为具有馈电功能的耦合器。功率检测单元通过耦合作用实现对输入功率的获取。同时监控系统的各部件通过与馈电耦合单元相连实现馈电。

进一步地，馈电耦合单元为微带线结构。即馈电耦合单元为具有馈电功能的微带耦合器。馈电耦合单元采用高性能板材，微带方案，实现以下功能：功率检测信号的耦合：采用20dB微带耦合器，给功率检测单元提供耦合信号。另外20dB插损约0.3dB，对射灯天线增益影响较小。直流馈电：采用LC电路，从耦合器主路馈电到耦合端，给功率检测、主控单元等有源模块供电。

馈电耦合单元具体为在微带耦合器基础上增加高Q值的微波电容、电感，实现耦合器耦合端通直流的功能。同时馈电耦合单元的微带线处的PCB板9采用罗杰斯板材，不影响原有射灯天线的电性能参数。

具体的，馈电耦合单元的微带线一端与天线的输入端口相连，另一端通过电容与天线振子相连，耦合端与功率检测单元相连，通过电感与需要供电的单元相连。

在上述实施例的基础上，进一步地，功率检测单元包括与天线的输入端口一一对应连接的功率检测模块。即射灯天线的每个输入端口均连接有一个功率检测模块，实现对每个输入端口的输入功率均进行检测监控。

在上述实施例的基础上，进一步地，射灯天线每个输入端口连接的功率检测模块，即任一功率检测模块包括功率分配器、多个滤波器以及多个功率检测芯片。功率分配器的输入端连接于天线的输入端口，功率分配器的输出端与多个滤波器分别连接，多个滤波器与多个功率检测芯片一一对应连接，多个功率检测芯片用于对输入的多个频段的功率分别进行检测。即对于每个输入端口输入的运营商信号，均进行多个频段的检测监控。

参考图3，本实施例中功率检测模块具体为：将馈电耦合单元输入信号由功分器分为4路，每路前级分别增加900、1800、2300和2600MHz频段的滤波器，各路滤波器后级采用ADI检波芯片，可检测各运营商，多制式的信号强度。

在上述实施例的基础上，进一步地，一种射灯天线监控系统还包括下倾角检测单元，下倾角检测单元与主控单元相连，用于对天线的下倾角进行检测。下倾角检测单元为机械下倾角检测单元。设置下倾角检测单元使得室外射灯天线具备下倾角自动检测，超过阈值，通过NB网络上报告警至运维平台。可实现对下倾角的实时监控。

在上述实施例的基础上，进一步地，一种射灯天线监控系统还包括下倾角调节结构10，下倾角调节结构10与主控单元相连，用于根据主控单元的控制指令进行下倾角的调节。下倾角调节结构10可为机械下倾角调节结构，即通过带动射灯天线移动实现下倾角的调节。且下倾角调节结构10为电控结构，能够电动控制，便于远程控制调节。

在上述实施例的基础上，进一步地，通信模组用于在下倾角超过阈值时发送报警信息至运维平台，并接收运维平台发送的经过确认的下倾角调节控制指令。室外射灯天线下倾角远程调整，当射灯天线下倾角发生变化时，可在运维平台网管端远程对射灯天线下倾角度进行调整。

具体的，参考图4，下倾角检测单元采用三轴陀螺仪，可以感知来自六个方向的运动，加速度，角度变化。可以检测射灯天线垂直和水平两个方向的角度信息。角度信息本地解算，上报给主控单元，主控单元再传给运维平台。运维平台根据开站角度阈值信息，判断是否有告警产生。若产生告警将通过信息例如微信或短信等推送至站点负责的运维人员进行确认。运维人员可通过运维平台向主控芯片发送经过确认的下倾角调节控制指令。主控单元用于在收到下倾角调节控制指令时根据该指令控制下倾角调节结构10进行下倾角的调节。下倾角调节控制指令可包括一键还原指令。主控单元在收到一键还原的控制指令时控制下倾角调节结构10进行下倾角的调节使得下倾角恢复初始设置。

在射灯天线机械下倾角度发生变化时，运维人员会收到下倾角变化的告警推送，运维人员可使用“一键还原”的功能，运维网管即运维平台将发指令至站点。站点的主控单元即主控芯片将角度调整指令下发至调节结构，调节结构根据指令进行角度调整。在调整过程中，陀螺仪也同步检测角度信息，闭环控制，直至角度调整达到预期的目标，如图5所示。

进一步地，在对天线下倾角的监控过程中，需要将检测获得的实时下倾角与预设下倾角阈值进行比对。主控单元可用于将检测获得的实时下倾角与预设下倾角阈值进行比对，并在实时下倾角超出预设下倾角阈值时发送告警至运维平台。或者主控单元可用于将检测获得的实时下倾角按照预设周期发送至运维平台；运维平台用于将实时下倾角与预设下倾角阈值进行比对，并在实时下倾角超出预设下倾角阈值时发送告警至运维人员。

在对天线输入功率的监控过程中，同样需要将检测获得的实时输入功率与预设输入功率阈值进行比对。该比对过程可通过主控单元进行，也可通过运维平台进行，不做限定。

在上述实施例的基础上，进一步地，一种射灯天线监控系统还包括限位单元11，限位单元11与主控单元相连，用于限制固定天线位置。即主控单元可控制限位单元11的启闭，在限位单元11开启时，在限位单元11的限制下射灯天线位置固定不会产生移动，而在限位单元11关闭时，射灯天线才能进行移动调节。设置限位单元11使得只有在主控单元的控制下才能实现天线的移动调节，从而可防止外力例如风力或人力等移动天线使得机械下倾角发生变化。

具体的，限位单元11可为限位开关，限位开关与下倾角调节结构10相连，用于实现下倾角调节结构10启闭的控制。下倾角调节结构10与射灯天线相连，用于实现机械下倾角的调节。即射灯天线只有在下倾角调节结构10的带动下才能移动调节。在主控单元收到下倾角调节控制指令时，主控单元可先控制限位开关关闭，然后控制下倾角调节结构10运行进行下倾角调节；在下倾角调节完毕后，主控单元可控制限位开关开启，实现对下倾角调节结构10以及射灯天线的限位固定。

进一步地，限位单元11也可为其他可电控的机械限位结构，用于限制固定射灯天线并通过主控单元进行控制运行，具体不做限定。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图2，一种射灯天线监控系统还包括PCB板9，功率检测单元、主控单元和通信模组分别设于PCB板9，PCB板9用于设在天线的反射板的背面。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图1，本实施例提供一种智慧射灯天线，该智慧射灯天线包括上述任一实施例所述的射灯天线监控系统，还包括外壳，天线的反射板设于外壳的内部，反射板的正面设有天线振子，外壳上设有输入端口。

具体的，反射板的正面设有低频振子1和低频振子2，低频振子1靠近低频振子2的一侧设有隔离条3，低频振子2靠近低频振子1的一侧设有隔离条4。反射板的正面还设有高频振子5、高频振子6和高频振子7。外壳的输入端口处连接有线缆组件8。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图6，本实施例公开一种基于NB传输的智慧室外射灯天线，包括射灯天线、主控单元、NB模组、功率检测单元、馈电耦合单元、下倾角检测单元、下倾角调整装置、运维平台。射灯天线用于运营商信号覆盖；功率检测单元用于运营商信号检测；下倾角检测单元用于射灯天线下倾角度检测。检测的功率和角度信息通过NB模组上传至运维平台，运维平台对站点射灯天线的信息基于阈值实现监控及告警。下倾角调整装置包括下倾角调节结构10和限位单元11。

为解决传统射灯天线无法监控和运维困难的问题，本实施例在原有射灯天线内增加有源模块，可实现射灯天线下行输入功率、下倾角度的检测以及下倾角度远程调节的功能；监控数据实时查询，有告警可快速上报。本实施例为一体化的结构设计，具有结构简单、成本低廉，可用于2G\3G\4G\5G多系统覆盖场景，解决传统室外射灯天线监控及智能运维的问题。

该智慧射灯天线的具体监控操作为：施工人员根据方案设计，完成站点施工后。站点开通人员通过手机APP扫描射灯天线二维码，对站点进行开通。采集输入功率及下倾角度，核实是否满足方案设计要求。若与工程设计方案一致，再将采集的信息上传至运维网管。

主控单元实时检测射灯天线下倾角度值，若射灯天线受外力影响，下倾角度发生变化。主控单元按照预设上报周期，将射灯天线实时角度值通过NB模组上传至运维平台。运维平台将采集的下倾角度值与预设门限进行对比。

若超过预设门限，将产生下倾角告警，并通过微信推送给运维人员。运维人员收到告警后，确认如需对射灯天线下倾角进行调整，可在APP上使用“一键还原”的功能，下发下倾角度调整指令。

运维网管在收到运维人员下倾角度通知后，会下发下行角度调整指令至站点的主控单元。主控单元收到运维网管之后，控制下倾角调整装置进行下倾角度的调节。

若RRU至射灯天线之间的线缆链路受老化或则外因损坏，那么射灯天线的输入功率就会降低，这样会影响射灯天线覆盖区域的信号场强。室外射灯天线具有输入功率检测功能，主控单元实时采集功率检测单元的功率，按照预设上报周期，将射灯天线下行输入功率上报至运维平台；在开站时预设功率门限，超过阈值，通过NB网络上报下行输入过/欠功率告警至运维平台。

主控单元含主控、存储芯片、电源转换、接口等，实现信息的采集、上报及处理。下倾角调整装置由限位单元11、下倾角调节结构10构成，用于射灯天线机械下倾角的调节。限位单元11，用于固定射灯天线，防止受外力(如风力、人力)机械下倾角发生变化。NB模组采用NB-IOT通信模组，与主控单元采用串口通信的方式，实现主控与运维网管之间的信息传递。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种射灯天线监控系统，其特征在于，包括下倾角检测单元、下倾角调节结构、主控单元和通讯模组，所述下倾角检测单元与所述主控单元相连，用于对天线的下倾角进行检测；所述下倾角调节结构与所述主控单元相连，用于根据所述主控单元的控制指令进行下倾角的调节；所述主控单元与通讯模组相连，所述通讯模组用于发送检测信息至运维平台并接收运维平台发送的控制指令信息。

2.根据权利要求1所述的射灯天线监控系统，其特征在于，所述通信模组用于在下倾角超过阈值时发送报警信息至运维平台，并接收运维平台发送的经过确认的下倾角调节控制指令。

3.根据权利要求1所述的射灯天线监控系统，其特征在于，还包括功率检测单元，所述功率检测单元与天线的输入端口相连，所述功率检测单元用于对输入功率进行检测，所述功率检测单元与主控单元相连。

4.根据权利要求3所述的射灯天线监控系统，其特征在于，所述功率检测单元通过馈电耦合单元与天线的输入端口相连，所述馈电耦合单元还用于对监控系统进行馈电以及用于与天线振子相连。

5.根据权利要求3所述的射灯天线监控系统，其特征在于，所述功率检测单元包括与天线的输入端口一一对应连接的功率检测模块。

6.根据权利要求5所述的射灯天线监控系统，其特征在于，任一所述功率检测模块包括功率分配器、多个滤波器以及多个功率检测芯片，所述功率分配器的输入端连接于天线的输入端口，所述功率分配器的输出端与多个滤波器分别连接，多个滤波器与多个功率检测芯片一一对应连接，多个功率检测芯片用于对输入的多个频段的功率分别进行检测。

7.根据权利要求1所述的射灯天线监控系统，其特征在于，所述下倾角检测单元为机械下倾角检测单元；所述下倾角调节结构为机械下倾角调节结构。

8.根据权利要求1所述的射灯天线监控系统，其特征在于，还包括限位单元，所述限位单元与所述主控单元相连，用于限制固定天线位置。

9.根据权利要求1至4任一所述的射灯天线监控系统，其特征在于，还包括PCB板，所述功率检测单元、所述主控单元和所述通信模组分别设于所述PCB板，所述PCB板用于设在天线的反射板的背面。

10.一种智慧射灯天线，其特征在于，包括上述权利要求1至9任一所述的射灯天线监控系统，还包括外壳，天线的反射板设于所述外壳的内部，所述反射板的正面设有天线振子，所述外壳上设有输入端口。

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