CN1164007C

CN1164007C - 瞄准无线电链路天线的方法和装置

Info

Publication number: CN1164007C
Application number: CNB008029075A
Authority: CN
Inventors: �캲�ᡤ��˹��Ī; 朱翰尼·珀斯黑莫
Original assignee: Nokia Networks Oy
Current assignee: Nokia Siemens Networks Ltd; Nokia Oyj
Priority date: 1999-01-20
Filing date: 2000-01-20
Publication date: 2004-08-25
Anticipated expiration: 2020-01-20
Also published as: DE60009267D1; US6538613B1; FI990107A; CN1337075A; AU2297300A; EP1145375A1; ATE262736T1; FI990107A0; DE60009267T2; WO2000044067A1; EP1145375B1

Abstract

本发明涉及一种方法用于瞄准天线，在此方法中把天线(A1、A2)安装到所希望的位置，为把天线(A1、A2)瞄准到目标(A1、A2)用于接收或发射或者接收又发射无线电信号。根据本发明，用于选择天线(A1、A2)的位置的目标(A1、A2)的方向(LOS)用光学瞄准器(S、S1、S2、S3、S4、S5)确定。另外根据本发明，光学瞄准器(S、S1、S2、S3、S4、S5)装配到相对要瞄准的天线(A1、A2)的位置的某预定位置上，然后把瞄准器(S、S1、S2、S3、S4、S5)瞄准目标(A1、A2)以在同时确定所述天线(A1、A2)的位置。

Description

瞄准无线电链路天线的方法和装置

技术领域

本发明涉及用于瞄准天线的方法。本发明还涉及用于进行所述瞄准的装置。

背景技术

公知使用永久和半永久的无线电链路以方便典型的双向无线电连接。无线电链路中继电话和数据通信及台间的无线电与电视信号。无线电链路由电磁辐射，即无线电波实现，并且无线电链路中的无线电波频率可以从射频波带到微波范围。链路可以是40至50公里长，其中链路天线杆典型地为40至60米高。例如，安装在天线杆上的链接天线可以是抛物面天线。典型地在链接天线之间有视线路径，从而使无线电波传播无障碍。

公知的电话和数据通信的无线电传输系统是蜂窝基公共陆地移动通信网(PLMN)，诸如GSM网；这种网便于移动台(MS)诸如移动电话和系统的固定部分之间的无线电通信，而移动台的使用者在系统的工作区域内移动。系统的固定部分的无线电链路典型地只有数公里甚至还要短，其中使用的天线的种类的尺寸可以不同。它们可以是安装在天线杆或者是建筑物墙壁上，瞄准其目标，就是安装在其它的天线杆上的天线。作为一般的规律，蜂窝的尺寸日益缩小，这部分地导致无线电链路数量增加，因此导致更多的天线安装和修改。

天线用于发送和接收无线电波，并且天线的特性在发送和接收两个方面是相似的。天线不沿所有方向以相同的方式发射，其特性可以用天线图谱代表，天线图谱说明例如天线辐射的埸强和方向的关系。实际上许多天线仅沿一个方向发射得强，从而这种天线一般地有一个主瓣，另外还有较弱的侧瓣。辐射图谱是天线设计中的一个重要因素，并且链路天线一般地是非常有方向性的，即主瓣在垂直和水平上都窄。很清楚这样的天线必须仔细地并且以适当的精度瞄准另一个接收天线。天线高度方向性从而对其它天线造成的干扰小往往是优点。天线的主瓣方向还取决于天线的结构，从而结合天线结构的机械组合选择天线的定位从而使天线瞄准其目标，即另一个发射或接收天线。另外，尤其是重几公斤的轻型天线的安装元件包括天线取向的细调用调节装置。

在先技术中，例如天线的瞄准以天线的埸强用所谓的AGC电压计测量的方式进行无线电链路天线的瞄准。自然地测量在目标处进行，换言之在所述天线瞄准的无线电链路的另一端进行，并且优选地在要安装或者已经安装其它天线的位置进行。瞄准是以这样的方式进行的：首先使用例如罗盘把天线指向其目标的大致方向，此后用其紧固或者说调节装置诸如调节螺丝机械地转动天线。在此同时用电压计测量埸强，并且通过机械地转动天线人们找出在竖直和水平上都最高的埸强。从而把天线的主瓣瞄准其目标并且天线可锁定于此位置。

上述方法的显著缺点是在瞄准的同时必须发射一个信号以使之可能利用电压计。这意味着在天线中通电，因而对天线工作的人员必须非常小心以避免出现危险情况。然而，如果不小心在目标处测量强的侧瓣的埸强，使用电压计容易错误地瞄准天线。这在天线的粗方向不正确或者安装人员不熟悉天线的特性时尤其可能发生。对这种侧瓣的核对延长了完成测量和安装所用的时间。而且，应当注意，从周围反射的信号影响测量到的埸，崎变测量结果并且引起瞄准误差。

另一个显著的缺点是在实际中瞄准占两个安装队，无线电链路每端各设一个，测量和瞄准各自的天线。所述安装队可通信以相互给予瞄准指示。

发明内容

本发明的一个目的是消除在先技术的上述问题并且引入一种全新的用于瞄准天线的方法和装置。本发明基于在天线的瞄准中使用光学瞄准器的想法。

本发明提供了一种方法，用于瞄准天线，在此方法中把天线安装到所希望的位置，以把天线瞄准到目标，用于接收或发射或者接收又发射无线电信号，并且用于选择天线位置的目标方向用光学瞄准器确定，从而

-光学瞄准器装配到的某种紧固元件上，所述紧固元件提供用于安装和瞄准天线，并且

-通过改变所述紧固元件的位置，把光学瞄准器瞄准到目标；

其特征在于：

-在借助于光学瞄准器把紧固元件的位置改变到所希望的位置后把天线装配到紧固元件上。

本发明还提供了一种装置，用于把无线电链路天线瞄准到目标，其中为确定天线的位置，装置含有光学瞄准瞄准器部分，所述光学瞄准瞄准器部分能够设定到相对于天线位置的预定位置并且瞄准目标，从而

-光学瞄准器安排成装配到天线的某种紧固元件上，所述紧固元件提供以用于安装和瞄准天线，

-光学瞄准器安排成通过改变紧固元件的位置瞄准到目标；

其特征在于：

-天线安排成，在借助于瞄准器把紧固元件的位置改变到所希望的位置后，被装配到紧固元件上。

本发明使天线的瞄准显著地高于并且简单于在先技术。本发明的一个特殊优点是在瞄准工作时无线电链路天线不开通其电源，因为不通过测量埸强瞄准。本发明的另一个特殊优点是瞄准可以由单个安装队进行，如果在需要时甚至可以单人进行。

本发明的另一个特殊优点是进行瞄准不需要把天线安装在其位置上。以此可以后续安装时送交天线。这有特殊的优点：瞄准可以在实际上还不可能为天线通电的无线电链接建筑阶段，或者正在安装天线的紧固装置时就已经进行了。通过把预定的位置把瞄准器紧固进例如设计用于天线的安装凸缘机构上，所述位置是瞄准器在天线的主瓣方向上可瞄准的，可以通过改变紧固装置的位置把瞄准器瞄准目标。优越地用调节元件，诸如用于细调的调节螺丝改变天线的位置。同时天线的紧固装置设定在相应于在天线安装时在瞄准目标了的位置。

本发明的一个优点是，瞄准可以可靠而快速地进行，因为瞄准不受侧瓣、反射、其它天线等的影响。尤其是本发明可用于天线之间距离典型地不大于500米的短程的、视线(LOS)无线电链路。所需要的瞄准精确度一般地约为0.5到1.0度，从而很清楚，对于较长程还特别注意紧固装置间隙和瞄准器的紧固。

公知的光学瞄准器典型地有人员使用在瞄准器后面其本身与目标和瞄准器共线的瞄准器套件。但是，例如在天线紧固装置与建筑物壁之间的距离一般地非常的短，产生瞄准天线的人员无足够的空间把自己置于瞄准器后面的问题。在根据本发明的装置中这个问题通过在瞄准器中装配一个棱镜或者镜子解决此问题，所述棱镜或者镜子偏转瞄准线的方向。例如，这些可以用简单的方式装置在瞄准器的前或者后。优越地使用引起折射光误差较镜子较小的的棱镜。本发明的一个显著优点是瞄准器、人员或者两者都可以转例如90度角到有足够的工作空间的侧面。另外红点的瞄准器是没有视差的，从而在稍偏离中心轴线观察时瞄准点也不改变。这个特性减少了安装中的误差机会。

本发明的另一个特殊优点是它可以利用通常公知地例如结合弓、火器、气枪或者颜色弹夹枪的瞄准器。以本发明，这瞄准器将以新颖的方式并且在新的工作环境中用作瞄准装置，这显著地增加其通用性。

附图说明

现在参照附图更加详细地说明本发明，图中：

图1是一个公知的无线电链接天线瞄准的简化侧视图，

图2示出一个具有调节元件的在先技术天线紧固装置，

图3是根据本发明的一个优选实施的瞄准所用的光学瞄准器的局部剖视图，

图4是根据本发明的第二优选实施的瞄准所用的光学瞄准器的局部剖视图。

具体实施方式

图1示出两个无线电链接天线A1和A2瞄准其目标，在此例中目标是其它的天线。图1示出天线1的主瓣PK及其两个侧瓣SK。图示的瓣的形状中从侧面上观察的，即沿竖直平面(箭头Y)观察的；沿水平面(箭头X)可是相似的，从而瞄准要在两个平面上都进行。在图示的例中，天线A1安装在无线电天线杆2上而天线A2安装在建筑物1的墙壁上。图1中仅示出天线1的辐射图案，但是天线A2也有相应的图案。很清楚天线A1和A2的位置和类型，以及瓣PK、SK的形状和量在不同的情况中也可以不同。

另外，图1示出天线A1和A2之间的一条视线LOS，该视线与主瓣的方向并且与瞄准方向一致，或者说与根据本发明的方法中使用的光学瞄准器的瞄准线TL一致。出于天线彼此协作性的原因，做出企图在瞄准过程中使天线A1和A2的主瓣PK的方向与视线LOS一致。这一般地通过改变天线紧固装置的位置和调节天线紧固装置进行。图2示出具有调节元件的紧固元件的例子。

很清楚，除了给定的目标，可以把天线瞄准在所希望的方向，诸如罗盘航向、地域方向、建筑物方向、公路方向等。在本说明中，目标理解为还意味着主要针对希望的瞄准线为目的选择的目标或方向。

参见图2，紧固装置可以在垂直平面上典型地调节±25-90°并且在水平面上可以调节多达±180°。紧固元件K含有紧固部件K1，用于安装例如一个杆、天线杆、梁等类3。在说明的例中杆3是竖直的(箭头Y)，但是很清楚其它的取向也是可能的。另外，紧固部件K1可以含有可锁定的活接头，借助于它可以改变紧固元件相对于杆3的位置。紧固元件K进一步含有调节元件S1a和S1b用于在水平面中进行粗调和细调并且用于锁定。调节元件S1a、S1b、S2a和S2b的详细结构在不同的紧固元件中可以不同，但是其用途是提供可移动和可锁定的活接头以改变天线安装器K2，诸如安装凸缘K2在紧固元件K中，相对于紧固部件K1的位置，很清楚调节元件S1a、S1b、S2a、和S2b可以部分地省掉，在这种情况下通过改变紧固部件K1的紧固位置改变安装凸缘K2的位置。调节元件中的细调杆S1a、S2a和调节连接S1b、S2b用于改变和锁定瞄准线TL的方向而不释放紧固部件K1。图2中所描绘的瞄准线TL相应于安装在安装凸缘K2上的天线的主瓣(图中未示)方向。天线的安装本身通常以天线安装在其位置上其主瓣设定得与天线位置在预定的关系中，并且在此同时与安装凸缘在预定的关系中的方式安排，从而主瓣的方向可以通过选择安装凸缘K2的位置确定。优越地所述方向是瞄准线TL的方向。在本发明的实施方面优越地是天线的位置不能够通过用天线本身的紧固部件(未示)改变，并且所述位置只通过紧固部件K1或者调节元件S1a、S1b、S2a和S2b改变。

图3示根据本发明的优选实施的光学瞄准器S，尤其是红色瞄准器点S，带有安装在着前部E的折射元件S3。在图3中，影响瞄准线TL的折射元件S3含有一个棱镜P，棱镜P把瞄准线TL的方向角α改变90度。瞄准线TL根据瞄准器S的结构和调节确定。折射元件S3还可以包含一个以45度角安装的镜。折射元件S3还可以放置在瞄准器S的后部T。当把折射元件S3装配在瞄准器的前部E或者后部T时，一个优点是瞄准器S的瞄准器部S1可以是公知的和市售的光学瞄准器。应当注意到所述的瞄准器打算主要结合火器使用，并且在另一方面用于测量三个高度。

公知的光学瞄准器是例如放大的望远镜瞄准器，它可以有一个十字毛系统或类似物以把瞄准点与目标对齐。这些瞄准器是公知的，因此在本文中不需要对它们进行详细的说明。

另一种公知的光学瞄准器是红点瞄准器。它还称为反射瞄准器。其工作原理例如在美国专利5,189,555中说明。瞄准器的最后的透镜可以完全省掉并且最前的透镜可以改装用于能够在一个活动接头上移动。在本说明中，红点瞄准器理解为还是一种瞄准器，其中光源在透镜上形成的瞄准图案的形状与点状形式的不同，并且例如是直线的、十字的、圆圈的或者类似的。而且，瞄准图案的颜色可以不是红的，例如是绿色的。使用红色的原因是红色易于分辨。一般地这种瞄准器不放大并且有不受视差误差影响的特殊优点。瞄准瞄准器时，瞄准器的瞄准图案重叠在目标上。瞄准器留下较大面积的视野，并且因为透镜较少所述的瞄准器比多透镜望远镜瞄准器更加适于暗淡的条件。望远镜瞄准器更加适于较长的范围，但是瞄准器的调节必须更加仔细，因为在长的范围中即使小的角度误差也会产生在水平方向中与视线的显著偏离。

图3中，瞄准器S已经安装在安装凸缘S2上，所述凸缘可以是图2中所示的安装凸缘K2，或者是瞄准器部分S安装在上面的分开的安装凸缘。为了使用，例如安装凸缘S2通过螺丝或者某种快速释放机构紧固在安装凸缘K2上。安装可以用某种公知的方式实现。观察的方向和使用者U的位置示于图3中。折射元件S3示出于局部剖视并且含有装置到其上的棱镜P，为了改变瞄准线TL的方向。很清楚方向的改变可以不是90度。为了图示目的，图3中的瞄准线向下指，但是当紧固元件K和安装凸缘K2的位置如图2所示，瞄准线优选地是一致的，从而图3中的瞄准线TL从图面垂直地向上指。优越地，折射元件S3的位置可以分步地绕瞄准器S的纵轴旋转。本文描绘的瞄准器S另外含有调节螺丝S4和S5以确定红点的位置。而且，瞄准器部分S1是一种模块，其中瞄准器的透镜和光源(未示)装配在一个管状的壳中。另外还清楚可以在安装凸缘K2和安装凸缘S2之间装配其它元件以改变瞄准器S的位置，从而使图2和3中所示的瞄准线TL一致或者至少尽可能地相互接近。还清楚的是安装凸缘K2的结构可以不同并且可以不是凸缘状的。就本发明而言，重要的是瞄准器S的位置可以设定到预定的并且优越地相对于天线固定的位置，从而在瞄准器S瞄准目标时，同时确定天线的位置。

而且，在瞄准器部S1的后部T可以安装含有一个棱镜P和两个装置的盒状的折射元件S3，从而由棱镜P造成的可能的角误差不会显著地影响瞄准精确性，因为红点瞄准器是没有视差的。图4示出一个这样的瞄准器S。影响瞄准线TL的折射元件S3含有一个把瞄准线TL的方向角α改变90度的镜子棱镜P。瞄准器S装配在安装凸缘S2上，凸缘S2含有两个沿一个角位置基本上垂直地相互安装的凸缘部S2a和S2b。瞄准器部S1经元件S6以线TL变得基本上对安装凸缘S2b垂直的方向紧固在凸缘部S2a上为了瞄准天线。为了使用，凸缘部S2b根据图2安装在安装凸缘K2上。图4还示出使用者U的观察方向和在瞄准器S侧面的位置。优选地图4的瞄准线TL与根据图2的瞄准线TL一致。折射元件S3的位置可以优越地绕瞄准器S的纵轴并且在同时绕瞄准线TL旋转。所描绘的瞄准器部S1是一种模块，其中瞄准器透镜La、Lb和光源(未示)装配在一个管状的壳内。从光源发出的光线的路径由与瞄准线一致的虚线代表并且，从目标发出的光线路径由线R1和R2描绘。

作为天线的机械瞄准，根据本发明的优选实施的过程如下。粗略地选择用于瞄准的方向，并且起瞄准仪器作用的瞄准器S用例如快速释放机构安装在起瞄准装置作用的紧固装置上。瞄准器S用粗调元件，诸如调节连接器S1b和S2b瞄准在紧固元件K中。此后，用细调元件，诸如细调杆S1a和S2a瞄准目标。锁定紧固元件K，拆卸瞄准器S，然后安装天线。

根据本发明的第二实施，天线安装在紧固元件K上，在此情况下有一个用于瞄准器的特定安装点，诸如例如相应于安装凸缘K2的安装处。根据本发明的第三实施，安装处可以径直装配天线本身上，就是说装配在天线的保护结构上或者紧固元件上，从而可以在瞄准后从天线上拆卸掉瞄准器S。

本发明不限于以上说明的示例性优选实施，而是可以在所附权利要求书的范围内修改。例如，除了链接天线，本发明还可以用在需要瞄准目标或者方向的其它天线中。而且，很清楚例如目标的罗盘航向也可以用装配在瞄准装置上的公知的罗盘装置确定。然后天线和紧固装置可以通过安装在它们上边的预定位置上的罗盘确定。但是前面说明过的方法更加优越，因为瞄准可以用较少的工作阶段进行，同时避免了使用分开的罗盘装置以及由罗盘路程和安装罗盘所引起的误差。

Claims

1.一种方法，用于瞄准天线，在此方法中把天线(A1、A2)安装到所希望的位置，以把天线(A1、A2)瞄准到目标(A1、A2)用于接收或发射或者接收又发射无线电信号，并且用于选择天线(A1、A2)位置的目标(A1、A2)方向(LOS)用光学瞄准器(S、S1、S2、S3、S4、S5)确定，从而

-光学瞄准器(S、S1、S2、S3、S4、S5)装配到天线(A1、A2)的某种紧固元件(K、K1、K2)上，所述紧固元件(K、K1、K2)提供用于安装和瞄准天线(A1、A2)，并且

-通过改变所述紧固元件(K、K1、K2)的位置，把光学瞄准器(S、S1、S2、S3、S4、S5)瞄准到目标(A1、A2)；

其特征在于：

-在借助于光学瞄准器(S、S1、S2、S3、S4、S5)把紧固元件(K、K1、K2)的位置改变到所希望的位置后把天线(A1、A2)装配到紧固元件(K、K1、K2)上。

2.权利要求1所述的方法，其特征在于，瞄准器(S、S1、S2、S3、S4、S5)装配进一个相对要瞄准的天线(A1、A2)的位置的预定位置，并且把瞄准器(S、S1、S2、S3、S4、S5)瞄准目标(A1、A2)，以在同时确定所述天线(A1、A2)的位置。

3.权利要求1所述的方法，其特征在于，瞄准器(S、S1、S2、S3、S4、S5)的瞄准线(TL)适用于基本上与天线(A1、A2)的主瓣(PK)一致。

4.权利要求1所述的方法，其中所述紧固元件(K、K1、K2)还包含调节元件(S1a、S1b、S2a、S2b)以改变紧固元件(K、K1、K2)的位置，并且所述把光学瞄准器(S、S1、S2、 S3、S4、S5)瞄准到目标(A1、A2)还包括借助于所述调节元件(S1a、S1b、S2a、S2b)改变所述紧固元件(K、K1、K2)的位置。

5.权利要求1至4任何一项所述的方法，其特征在于，光学瞄准器(S、S1、S2、S3、S4、S5)安装到紧固元件(K、K1、K2)上所装配的安装凸缘(K2)上。

6.权利要求1所述的方法，其特征在于，瞄准器(S、S1、S2、S3、S4、S5)是红点瞄准器。

7.一种装置，用于把无线电链路天线(A1、A2)瞄准到目标(A1、A2)，其中为确定天线(A1、A2)的位置，装置(S、S1、S2、S3、S4、S5)含有光学瞄准瞄准器部分(S1)，所述光学瞄准瞄准器部分(S1)能够设定到相对于天线(A1、A2)位置的预定位置并且瞄准目标(A1、A2)，从而

-光学瞄准器(S、S1、S2、S3、S4、S5)安排成装配到天线(A1、A2)的某种紧固元件(K、K1、K2)上，所述紧固元件(K、K1、K2)提供以用于安装和瞄准天线(A1、A2)，

-光学瞄准器(S、S1、S2、S3、S4、S5)安排成通过改变紧固元件(K、K1、K2)的位置瞄准到目标(A1、A2)；

其特征在于：

-天线(A1、A2)安排成，在借助于瞄准器(S、S1、S2、S3、S4、S5)把紧固元件(K、K1、K2)的位置改变到所希望的位置后，被装配到紧固元件(K、K1、K2)上。

8.权利要求7所述的装置，其特征在于，瞄准器(S、S1、S2、S3、S4、S5)含有一个瞄准器部(S1)，一个折射元件(S3)安装在瞄准器部(S1)上用于改变瞄准线(TL)的方向。

9.权利要求7所述的装置，其中所述紧固元件(K、K1、K2)还包含改变紧固元件(K、K1、K2)位置的调节元件(S1a、S1b、S2a、S2b)，而光学瞄准器(S、S1、S2、S3、S4、S5)通过借助于调节元件(S1a、S1b、S2a、S2b)改变紧固元件(K、K1、K2)的位置以瞄准到目标(A1、A2)。

10.权利要求7至9中任一个所述的装置，其特征在于，适用于安装在天线紧固元件上的瞄准器(S、S1、S2、S3、S4、S5)的瞄准线(TL)适用于与天线(A1、A2)的主瓣(PK)方向一致。