CN116073583B - 一种电调天线下倾角调节装置及电调天线系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种电调天线下倾角调节装置及电调天线系统，包括：电调模块、螺旋传动机构、齿轮齿条机构，电调模块与螺旋传动机构连接，螺旋传动机构与齿轮齿条机构连接，电调模块包括电机，齿轮齿条机构包括多个输出齿轮；电机用于通过螺旋传动机构将旋转运动转化为直线运动；齿轮齿条机构用于将直线运动转化为输出齿轮的旋转运动；多个输出齿轮用于分别与移相器的带有齿条槽的介质块啮合，将旋转运动转化为介质块的直线往复运动，以调节所述电调天线的下倾角，可以解决相关技术中通过一个或多个电机控制复杂的传动机构实现多路移相器的同步移动、存在装配复杂、装配效率低的问题，实现了高效装配，大大提高产线的装配效率。

Description

一种电调天线下倾角调节装置及电调天线系统

技术领域

本申请实施例涉及通信领域，具体而言，涉及一种电调天线下倾角调节装置及电调天线系统。

背景技术

移动通讯天线的辐射面是根据天线的辐射单元相位变化做相应的调整，而电调天线是目前移动通信天线的主流天线，电调天线是通过控制单元与机械传动装置相互操作，实现对天线下倾角的传动控制。

目前多进多出移动通信天线系统里面，控制移相器相位调节的是通过一个或多个电机控制复杂的传动机构实现多路移相器的同步移动，复杂的传动链路再加上分散的布置，导致装配复杂，装配效率低。

针对相关技术中通过一个或多个电机控制复杂的传动机构实现多路移相器的同步移动、存在装配复杂、装配效率低的问题，尚未提出解决方案。

发明内容

本申请实施例提供了一种电调天线下倾角调节装置及电调天线系统，以至少解决相关技术中通过一个或多个电机控制复杂的传动机构实现多路移相器的同步移动、存在装配复杂、装配效率低的问题。

本申请实施例，提供了一种电调天线下倾角调节装置，所述装置包括：电调模块、螺旋传动机构、齿轮齿条机构，所述电调模块与所述螺旋传动机构连接，所述螺旋传动机构与所述齿轮齿条机构连接，其中，所述电调模块包括电机，齿轮齿条机构包括多个输出齿轮；

所述电机，用于通过所述螺旋传动机构将旋转运动转化为直线运动；

所述齿轮齿条机构，用于将所述直线运动转化为所述输出齿轮的旋转运动；

所述多个输出齿轮，用于分别与电调天线的移相器的带有齿条槽的介质块啮合，将所述输出齿轮的旋转运动转化为所述介质块的直线往复运动，以调节所述电调天线的下倾角。

在一实施例中，所述电调模块还包括电调板，其中，所述电调板，用于控制所述电机将所述电机的旋转运动转化为所述直线运动，以调节所述电调天线的下倾角。

在一实施例中，所述螺旋传动机构，用于锁定所述介质块。

在一实施例中，所述螺旋传动机构包括底座、丝杠以及螺母，所述底座，用于支撑所述丝杠，所述螺母与所述丝杠螺旋配合，在所述丝杠两端设置有堵转块，所述丝杠与所述电机连接；

所述电机，用于驱动所述丝杠；

所述丝杠，用于在所述电机的驱动下驱动所述螺母在两端的堵转块之间往复运动。

在一实施例中，所述螺旋传动机构还包括导杆，所述导杆，用于控制所述螺母直线运动。

在一实施例中，所述齿轮齿条机构还包括齿条架、转接板、导向块、支撑骨架031、连接杆、托架以及输入齿轮；

所述转接板分别通过螺钉与所述螺母、所述齿条架刚性连接，所述齿条架与所述支撑骨架连接；

所述托架与所述导向块固定设置于所述支撑骨架上；

所述齿条架通过所述导向块导向并与所述输入齿轮啮合，所述输入齿轮036和所述输出齿轮均安装在所述连接杆上，且与所述连接杆共同旋转；

所述导向块用于限制所述输入齿轮在所述连接杆上的轴向自由度，所述托架用于限制所述输出齿轮在所述连接杆上的轴向自由度，所述连接杆通过两侧的所述托架限制轴向自由度。

在一实施例中，所述齿条架通过卡扣与所述支撑骨架连接。

在一实施例中，所述齿条架为口字形封闭结构，所述齿条架的背面设置有两列齿条，所述齿条架通过所述齿条与所述输入齿轮啮合并将直线运动转化为所述输入齿轮和所述输出齿轮的旋转运动，所述输出齿轮与所述介质块上的齿条槽啮合，并将所述输出齿轮的旋转运动转化为所述介质块的直线往复运动。

在一实施例中，所述齿条架、所述导向块、所述连接杆、所述托架、所述输入齿轮和所述输出齿轮均为塑料件。

在一实施例中，所述导向块通过卡扣将所述输入齿轮约束在卡槽内。

在一实施例中，所述托架通过卡扣将所述输出齿轮约束在卡槽内。

本申请实施例，还提供了一种电调天线系统，所述系统包括电调天线与上述任一项电调天线下倾角调节装置。

本申请实施例的电调天线下倾角调节装置，包括：电调模块、螺旋传动机构、齿轮齿条机构，所述电调模块与所述螺旋传动机构连接，所述螺旋传动机构与所述齿轮齿条机构连接，其中，所述电调模块包括电机，齿轮齿条机构包括多个输出齿轮；所述电机，用于通过所述螺旋传动机构将旋转运动转化为直线运动；所述齿轮齿条机构，用于将所述直线运动转化为所述输出齿轮的旋转运动；所述多个输出齿轮，用于分别与移相器的带有齿条槽的介质块啮合，将所述旋转运动转化为所述介质块的直线往复运动，以调节所述电调天线的下倾角，可以解决相关技术中通过一个或多个电机控制复杂的传动机构实现多路移相器的同步移动、存在装配复杂、装配效率低的问题，由齿轮齿条机构、螺旋传动机构以及电调模块组成，装配时齿轮齿条机构与螺旋传动机构、螺旋传动机构与电调模块快速连接，实现高效装配，大大提高产线的装配效率。

附图说明

图1是根据本申请实施例的电调天线下倾角调节装置的结构示意图；

图2是根据本申请实施例的电调天线下倾角调节装置的分解结构示意图；

图3是根据本申请实施例的电调模块的结构示意图；

图4是根据本申请实施例的螺旋传动机构的结构示意图；

图5是根据本申请可选实施例的螺旋传动机构的结构示意图；

图6是根据本申请可选实施例的齿轮齿条机构的结构示意图一；

图7是根据本申请可选实施例的齿轮齿条机构的结构示意图二；

图8是根据本申请可选实施例的齿轮齿条机构的结构示意图一；

图9是根据本申请可选实施例的齿轮齿条机构的结构示意图二；

图10是根据本申请可选实施例的齿轮齿条机构的结构示意图三；

图11是根据本申请可选实施例的齿轮齿条机构的结构示意图四；

图12是根据本申请可选实施例的齿轮齿条机构的结构示意图五。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本申请的实施例。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

本申请实施例，提供了一种电调天线下倾角调节装置，图1是根据本申请实施例的电调天线下倾角调节装置的结构示意图，图2是根据本申请实施例的电调天线下倾角调节装置的分解结构示意图，如图1和2所示，所述装置包括：电调模块01、螺旋传动机构02、齿轮齿条机构03，电调模块01与螺旋传动机构02连接，螺旋传动机构02与齿轮齿条机构03连接，其中，电调模块01包括电机011，齿轮齿条机构03包括多个输出齿轮032；电机011，用于通过螺旋传动机构02将电机011的旋转运动转化为直线运动；齿轮齿条机构03，用于将直线运动转化为输出齿轮032的旋转运动；多个输出齿轮032，用于分别与电调天线的移相器的带有齿条槽的介质块04啮合，将输出齿轮032的旋转运动转化为介质块04的直线往复运动，以调节电调天线的下倾角。

本实施例中，每个输出齿轮对应一个介质块，即多个输出齿轮对应对路移相器，可以实现多路移相器同步往复运动，主要从传动原理、模块化装配、高兼容性几个方面来说明：

传动原理：该装置由电调模块、螺旋传动机构、齿轮齿条机构组成，电机通过螺旋传动机构，将旋转运动转化为直线运动，齿轮齿条机构将直线运动转化为输出齿轮的旋转运动，输出齿轮与带有齿条槽的介质块啮合，进而将旋转运动转化为介质块的直线往复运动，以调节所述电调天线的下倾角，最终实现移相器的调相。

螺旋传动机构是电机直驱丝杠，丝杠驱动螺母往复运动，螺母运动到极限位置时，实现堵转，电机识别到零位，如此，电机在电调板的控制下可驱动移相器到任意位置。螺旋传动机构可以通过丝杠的一个很小的扭矩，输出螺母的一个相当大的轴向力，利用这种原理获得机械增益，减轻电机的驱动负载，提高电机的使用寿命。同时螺旋传动机构可以实现自锁，在电机非工作状态下，可以稳定可靠的保持移相器的初始位置，保障天线的辐射性能。

齿轮齿条机构中齿条架为双列齿条，且位于中间布置，受力均匀，稳定可靠，且刚度高，利于提高机构的传动精度。

模块化装配：该装置由齿轮齿条机构、螺旋传动机构以及电调模块组成，装配时三者快速互联，实现高效装配，大大提高产线的装配效率。

高兼容性体现在两方面，一方面是兼容不同列间距的天线，通过更换支撑骨架的开孔位置，调整输出齿轮的固定位置实现兼容。另一方面是兼容不同的移相器行程，通过调整输出齿轮和输入齿轮的齿数比N，来实现螺旋传动机构行程的N倍扩增（介质块的行程是螺母行程的N倍），以此来实现兼容。

图3是根据本申请实施例的电调模块的结构示意图，如图3所示，电调模块01还包括电调板012，电调板012，用于控制电机011将电机011的旋转运动转化为直线运动。

图4是根据本申请实施例的螺旋传动机构的结构示意图，如图4所示，螺旋传动机构02，用于通过所述齿轮齿条机构03锁定介质块04。进一步的，螺旋传动机构02包括底座024、丝杠022以及螺母023，底座024用于支撑所述丝杠022，螺母023与丝杠022螺旋配合，在丝杠022两端设置有堵转块021，丝杠022与电机011连接；电机011，用于驱动丝杠022；丝杠022，用于在电机011的驱动下驱动螺母023在两端的堵转块021之间往复运动。

电机在电调板的控制下运动，电机直驱丝杠，丝杠将旋转运动转化为螺母的直线往复运动，螺母在运动过程中通过堵转识别零位，且螺母与转接板刚性连接，转接板与齿条架刚性连接，齿条架将直线运动转化为输入齿轮的旋转运动，输入齿轮带动连接杆上的输出齿轮同步运动，输出齿轮与带有齿条槽的介质滑块啮合，进而驱动介质滑块的往复运动。将螺旋运动转化为直线往复运动，螺旋传动机构02通过齿轮齿条机构03锁定介质块04，具体的，螺旋传动模块02通过螺旋传动机构本身的特性来锁定齿轮齿条机构03，齿轮齿条机构03与介质块04啮合，故实现了介质块04的锁定，实现自锁功能，同时通过调整输出齿轮和输入齿轮的齿数比N，实现介质块行程的N倍增加（介质块的行程是螺母行程的N倍）。齿轮齿条机构中可通过调整支撑骨架的固定输出齿轮的开孔位置对输出齿轮的间距进行灵活调整，以兼容不同列间距的天线机型。构结构简单，占用空间小，传动可靠。

图5是根据本申请可选实施例的螺旋传动机构的结构示意图，如图5所示，螺旋传动机构02还包括导杆025，导杆025，用于控制螺母023直线运动。

图6是根据本申请可选实施例的齿轮齿条机构的结构示意图一，如图6所示，齿轮齿条机构03还包括齿条架037、转接板038、导向块035、支撑骨架031、连接杆033、托架034以及输入齿轮036；转接板038分别通过螺钉与螺母023、齿条架037刚性连接，齿条架037与支撑骨架031连接；托架034与导向块035固定设置于支撑骨架031上；齿条架037通过导向块035导向并与输入齿轮036啮合，输入齿轮036和输出齿轮032均安装在连接杆033上，且与连接杆033共同旋转；导向块035用于限制输入齿轮036限制在连接杆033上的轴向自由度，托架034用于限制输出齿轮032在连接杆033上的轴向自由度，连接杆033通过两侧的托架034限制轴向自由度。

电调模块01包括电机011和电调板012，电调板012控制电机011程序化运动；螺旋传动机构02包括丝杠022和螺母023，螺母023与丝杠022螺旋配合，在丝杠022两端设置有堵转块021；齿轮齿条机构03由齿条架037、转接板038、导向块035、支撑骨架031、连接杆033、托架034、输入齿轮036和输出齿轮032组成。转接板038与齿条架037刚性连接，齿条架037通过导向块035导向并与输入齿轮036啮合，输入齿轮036和N个输出齿轮032共同安装在连接杆033上(输出齿轮的数量N和间距可以根据不同的天线需求进行变更)，且与连接杆033共同旋转，连接杆033的横截面可为正六形或者正多边形，输入齿轮036通过导向块035限制其在连接杆033上的轴向自由度，输出齿轮032通过托架034限制其在连接杆033上的轴向自由度，连接杆033通过两侧的托架034限制其轴向自由度，支撑骨架031上固定有托架034和导向块035，且齿条架037通过卡扣0371与支撑骨架031连接，图7是根据本申请可选实施例的齿轮齿条机构的结构示意图二，如图7所示，支撑骨架031上固定有托架034和导向块035，且齿条架037通过卡扣0371与支撑骨架031连接，支撑骨架031为钣金件，也可以采用压铸或机加等工艺成型，如图6所示；电调模块01的电机011与螺旋传动机构02的丝杠022通过电机输出轴的扁位连接，螺旋传动机构02通过转接板038与齿轮齿条机构03连接，齿轮齿条机构03通过输出齿轮032与带有齿条槽的介质块04连接，输出齿轮032与介质块04的齿条槽模数和压力角一致，如图2所示，其中介质块04属于天线移相器的一部分，通过驱动介质块运动即实现了天线的电调功能。

电调板012控制电机011运动，电机011直驱丝杠022旋转运动，丝杠022驱动螺母023直线运动，当螺母023运动至堵转块021位置时，电机011实现堵转，堵转时控制电流增大并超过阈值，电调板012识别到零位并开始驱动电机反向运动，此时电调板012识别到初始零位置，并开始驱动电机反向运动，如此实现电机驱动螺母进行往复运动；转接板038分别与螺母023和齿条架037刚性连接，齿条件037的背面有两列齿条0372，齿条0372与输入齿轮036啮合，并将直线往复运动转化为输入齿轮036和输出齿轮032的正反旋转运动，输出齿轮032与介质块04上的齿条槽啮合，并将输出齿轮032的旋转运动转化为介质块04的直线往复运动，最终实现一个电机011驱动多路介质块04的直线往复同步运动。

该天线下倾角调节装置中包含螺旋传动机构，能实现减速省力的目的，同时具备自锁功能，避免介质块04受外界振动时所处位置发生窜动，影响移相精度，同时也减轻了电机负担。

图8是根据本申请可选实施例的齿轮齿条机构的结构示意图一，如图8所示，齿条架037通过卡扣0371与支撑骨架031连接。

图9是根据本申请可选实施例的齿轮齿条机构的结构示意图二，如图9所示，齿条架037为口字形封闭结构，齿条架037的背面设置有两列齿条0372，齿条架037通过齿条0372与所述输入齿轮036啮合并将直线往复运动转化为输入齿轮036和输出齿轮032的旋转运动，输出齿轮032与介质块04上的齿条槽啮合，并将旋转运动转化为介质块04的直线往复运动。

在一实施例中，齿条架037、导向块035、连接杆033、托架034、输入齿轮036和输出齿轮032均为塑料件。

图10是根据本申请可选实施例的齿轮齿条机构的结构示意图三，如图10所示，导向块035通过卡扣0351将输入齿轮036约束在卡槽内。

齿轮齿条机构03中通过调整输入齿轮036和输出齿轮032的齿数比N（输出齿轮032齿数/输入齿轮036齿数=N），实现介质块04行程的N倍扩增（介质块04行程/螺母023行程=N），方便兼容不同介质块行程的需求。齿条架037为口字形封闭结构，且背面布置有两列相互平行的齿条0372，如图9所示，刚度好强度佳，且与两个输入齿轮036同步啮合，受力更合理，易于提高装置的传动精度。

图11是根据本申请可选实施例的齿轮齿条机构的结构示意图四，如图11所示，托架034通过卡扣0341将输出齿轮032约束在卡槽内。

图12是根据本申请可选实施例的齿轮齿条机构的结构示意图五，如图12所示，导向块035通过卡扣0351将输入齿轮036约束在卡槽内，托架034通过卡扣0341将输出齿轮032约束在卡槽内，解决了在安装连接杆033过程中齿轮散碎、易脱落的问题；齿条架037通过卡扣0371与支撑骨架031连接，解决了齿条架037与导向块035易脱落的问题，以上举措大大提到了齿轮齿条机构03的装配效率，同时电调模块01、螺旋传动机构02也都是模块化组件，最终将电调模块01、螺旋传动机构02以及齿轮齿条机构03方便的组装在天线上，大幅度提高了天线的组装效率。可根据天线相位变化需求，单电机实现多路移相器的同步往复直线运动，达到任意位置。

本实施例还提供了一种电调天线系统，所述系统包括电调天线与上述任一项的电调天线下倾角调节装置。

本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及示例性实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本申请的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本申请不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电调天线下倾角调节装置，其特征在于，所述装置包括：电调模块（01）、螺旋传动机构（02）、齿轮齿条机构（03），所述电调模块（01）与所述螺旋传动机构（02）连接，所述螺旋传动机构（02）与所述齿轮齿条机构（03）连接，其中，所述电调模块（01）包括电机（011），所述螺旋传动机构（02）包括螺母（023），所述齿轮齿条机构（03）包括多个输出齿轮（032）；

所述电机（011），用于通过所述螺旋传动机构（02）将所述电机（011）的旋转运动转化为直线运动；

所述齿轮齿条机构（03），用于将所述直线运动转化为所述输出齿轮（032）的旋转运动；

所述多个输出齿轮（032），用于分别与电调天线的移相器的带有齿条槽的介质块（04）啮合，将所述输出齿轮（032）的旋转运动转化为所述介质块（04）的直线往复运动，以调节所述电调天线的下倾角；

其中，所述齿轮齿条机构（03）还包括齿条架（037）、转接板（038）、导向块（035）、支撑骨架（031）、连接杆（033）、托架（034）以及输入齿轮（036）；所述转接板（038）分别与所述螺母（023）、所述齿条架（037）刚性连接，所述齿条架（037）与所述支撑骨架（031）连接；所述托架（034）与所述导向块（035）固定设置于所述支撑骨架（031）上；所述齿条架（037）通过所述导向块（035）导向并与所述输入齿轮（036）啮合，所述输入齿轮（036）和所述输出齿轮（032）均安装在所述连接杆（033）上，且与所述连接杆（033）共同旋转；所述导向块（035），用于限制所述输入齿轮（036）在所述连接杆（033）上的轴向自由度，所述托架（034），用于限制所述输出齿轮（032）在所述连接杆（033）上的轴向自由度，所述连接杆（033）通过两侧的所述托架（034）限制轴向自由度。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电调模块（01）还包括电调板（012），其中，所述电调板（012），用于控制所述电机（011）将所述电机（011）的旋转运动转化为所述直线运动。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述螺旋传动机构（02），用于通过所述齿轮齿条机构（03）锁定所述介质块（04）。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述螺旋传动机构（02）还包括底座（024）、丝杠（022），所述底座（024），用于支撑所述丝杠（022），所述螺母（023）与所述丝杠（022）螺旋配合，在所述丝杠（022）两端设置有堵转块（021），所述丝杠（022）与所述电机（011）连接；

所述电机（011），用于驱动所述丝杠（022）；

所述丝杠（022），用于在所述电机（011）的驱动下驱动所述螺母（023）在两端的堵转块（021）之间往复运动。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述螺旋传动机构（02）还包括导杆（025），

所述导杆（025），用于控制所述螺母（023）直线运动。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述齿条架（037）通过卡扣（0371）与所述支撑骨架（031）连接。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述齿条架（037）为口字形封闭结构，所述齿条架（037）的背面设置有两列齿条（0372），所述齿条架（037）通过所述齿条（0372）与所述输入齿轮（036）啮合并将所述直线运动转化为所述输入齿轮（036）和所述输出齿轮（032）的旋转运动，所述输出齿轮（032）与所述介质块（04）上的齿条槽啮合，并将所述输出齿轮（032）的旋转运动转化为所述介质块（04）的直线往复运动。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述导向块（035）通过卡扣A（0351）将所述输入齿轮（036）约束在卡槽内。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述托架（034）通过卡扣B（0341）将所述输出齿轮（032）约束在卡槽内。

10.一种电调天线系统，其特征在于，所述系统包括电调天线与权利要求1至9中任一项所述的电调天线下倾角调节装置。

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