CN204333261U - 电调天线及其控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电调天线的控制装置，包括处理器，与处理器分别连接的通信模块、存储模块、电机驱动模块、电源模块和一控制端接口，电源模块还与电机驱动模块连接，实现一个控制装置通过控制端接口输出脉冲信号，从而可选择性地控制多频电调天线的一个或多个移相传动装置，这样不仅可以简化天线结构，更加可以节省电调天线的成本；另外还公开了一种实现上述目的的电调天线。

Description

电调天线及其控制装置

技术领域

本实用新型涉及电调天线领域，尤其涉及对电调天线的天线电下倾角的远程控制。

背景技术

在目前的移动通信系统中，多频段电调天线被广泛应用在基站中。业内采用RET(Remote Electrical Tilt,RET)装置对天线振子的电下倾角进行远程电调控制，从而优化无线网络，但一个外置的RET装置，只能针对辐射同一频段的信号的天线振子的电下倾角进行调节，而多频段电调天线(以下简称为多频天线)需要相应配置多个RET装置才能实现对各个频段的天线振子的电下倾角进行调节，另外每个RET装置都包括相应的电机控制电路和包括电机在内的移相传动装置，这样，由此形成的多个RET的接口及其控制电缆会使整个天线内部结构变得十分复杂，而且增加了天线的成本。

业内为了解决多频天线因需要设置多个RET而造成结构复杂的问题，提出在多频天线的天线罩内部设置一个总电机控制电路，利用其来控制多个移相传动装置的电机。这在一定程度上简化多频天线的内部结构和降低多频天线的成本，但是该总电机控制电路出现故障时，使所有的电机都无法调节，会影响整个天线的正常使用，可靠性低；而且，在维修或者更换总电机控制电路时，需要打开整个天线罩，操作比较困难。

业内为了解决对总电机控制电路维修更换操作困难的问题，提出将总电机 控制电路拆分为控制单元和开关切换单元两个部分，将开关切换单元放置在天线罩内，与移相传动装置连接；再将控制单元放置在天线罩外，但有需要控制移相时，再将控制单元与开关切换单元连接起来，当没有需要控制移相时，将控制单元与开关切换单元分离，这样可以进一步简化天线内部的部件，而且当控制单元出现故障时，可以在天线罩外进行维修和更换，难度较低。但是如果当开关切换单元出现故障时，同样需要打开天线罩进行维修或者更换，操作困难，而且在天线罩内存在多个开关切换单元，结构仍然不够简化。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供了一种电调天线的控制装置，通过单一接口输出脉冲信号，用以可选择性地控制一个或多个频段的天线振子的电下倾角的移相传动装置。

本实用新型的另一目的在于提供了一种电调天线，用一实现上述目的的控制装置输出脉冲信号可选择性地控制一个或多个频段的天线振子的电下倾角的移相传动装置，内部结构简单。

电调天线的控制装置，包括处理器，与所述处理器分别连接的通信模块、存储模块、多个电机驱动模块和电源模块，以及与各所述电机驱动模块连接的控制端接口；所述通信模块，用于接收外界指令并发送指令信号给所述处理器；所述存储模块，用于存储所述处理器的配置文件和驱动程序；所述处理器，用于根据所述配置文件进行引脚和参数配置后按照所述驱动程序运行，接收所述通信模块所发送的指令信号，再根据该指令信号的需要发出控制指令给所述多个电机驱动模块中的至少一个；每个所述各电机驱动模块，其将所接收的控制指令转化为脉冲信号后经所述控制端接口输出；所述电 源模块与每个所述电机驱动模块相连接，用于给所述处理器和各个所述电机驱动模块供电。

电调天线，在天线罩内设置有至少一个用于辐射一个频段的信号的子天线，每个所述子天线独立配置一个移相传动装置，各个所述移相传动装置与移相端接口连接，在所述天线罩内还包括一如前所述控制装置，所述移相端接口用于与所述控制端接口匹配连接，每个所述移相传动装置用于通过相连接的所述移相端接口与所述控制端接口接收所述控制装置的脉冲信号后产生机械动力改变所述子天线的辐射信号的相位。

进一步地，所述控制端接口为具有多个插针的插头，所述移相端接口为用于与所述插头匹配连接的插座。

本实用新型有益效果如下：

1、控制装置采用嵌入式设计理念，根据所连接的电调天线的频段、规格和数量等信息，预先设置相应的配置文件和驱动程序存放在存储模块中，从而实现一个控制装置对电调天线内一个或多个移相传动单元的控制，灵活性高。

2、电调天线由控制装置直接发送脉冲信号给移相传动装置，从而驱动电机进行转动，省略开关切换电路等硬件设备，简化其内部结构。

3、电调天线将控制装置放置在天线罩外，通过插头和插座相插接的方式，简单并灵活地实现控制装置与移相传动装置连接，当不需要对电机驱动时，将控制装置与移相传动装置分离，可以更加简化电调天线的结构；而且当控制装置出现故障时，可在不需打开天线罩的情况下对控制装置进行维修或更换，提高了整个系统的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型实施例三频电调天线的整体结构图；

图2为本实用新型实施例的电机的结构图；

图3为本实用新型实施例的螺杆-螺母传动装置的结构图；

图4为本实用新型实施例的控制装置的电路框图；

图5为本实用新型实施例的输出接口与输入接口的相分离的结构图；

图6为本实用新型实施例的输出接口与输入接口的相插接的结构图；

图7为本实用新型另一实施例双频电调天线的整体结构图。

具体实施方式

如图1所示的三频电调天线，在该电调天线的天线罩内部，设置有三列由多个天线振子构成的子天线，每列子天线用于实现一个频段的信号辐射，每列子天线均设置有与其对应连接的移相传动装置1，各个移相传动装置1均与移相端接口连接；在天线罩外部，设置有相连接控制装置3和控制端接口，当需要对子天线进行移相时，控制端接口与移相端接口相连接；当不需要对子天线进行移相时，控制端接口与移相端接口断开。

下面以其中一列子天线和与其连接的移相传动装置1为例，对其内部的结构以及连接关系进行说明，其他两对子天线和移相传动装置1的结构可以依次类推。移相传动装置1包括依次连接的电机11、螺杆-传动装置12和移相器13。这里的电机11可以为PM减速电机。

如图2所示，电机11的外部轮廓为一金属屏蔽壳体111，金属屏蔽壳体111的两端先用金属盖板118盖住，该金属盖板118的中部设置有仅供电缆14穿过的通孔，使电机11的外部整体形成一个密封的具有屏蔽效果的金属腔体，这样可以起到防止电磁泄露的作用；再用塑料的安装座112扣在金属屏蔽壳体111的两端的最外层上，可以进一步防止电磁泄露，有利于减少对天线交调指 标的影响。安装座112上设置有定位销114，安装座112的底部设置有两个突出的卡扣113，通过卡扣113将整个金属屏蔽壳体111组件固定在天线反射板上，起到有效的隔离作用。

如图3所示，螺杆-传动装置12包括螺母121、螺杆122、两个挡块123和支持架124，螺杆122的一端与电机11连接，另一端与支持架124连接，支持架124将螺杆122固定在天线反射板上，挡块123分别固定在螺杆122的两端，螺母121套设在两个挡块123之间的螺杆122上。移相器13设置有传动拉杆131，传动拉杆131穿过支持架124，其一端固定在螺母121上，可以通过螺母121的运动而变动传动拉杆131的运动。

电机11转动产生相应的转动力矩给螺杆122，从而带动螺杆122转动，螺杆122的转动使套设在其上的螺母121产生直线运动，并且螺母121在两块挡块123的中间往返直线运动，螺母121的直线运动带动了固定在其上的传动拉杆131直线运动，改变移相器13内部传输导体的相对位置，起到调整信号相位的效果。

移相端接口为一分多路的结构，其各个分叉端通过电缆14分别与各个电机11连接，这里电缆14优选为多芯屏蔽电缆，该电缆14与移相端接口连接的一端端口的屏蔽层设计成接地，这样可以防止电磁泄露，提高抗干扰指标；如图2所示，在电缆14与电机11连接处的屏蔽层上设置有金属环115，环紧在电缆14上，金属环115上设置有一金属压片116，通过金属压片116将电缆14固定在电机的外壳壳体内，有效地防止电缆14与电机11连接脱落，具有良好的接地效果，这样可以进一步地防止电磁泄露，提高抗干扰指标。

如图4所示，控制装置3，外部轮廓为一个金属腔体31，该金属腔体31内包括处理器、与处理器分别连接的通信模块、存储模块、三个电机驱动模 块、电源模块和控制端接口，控制端接口与各个电机驱动模块连接，电源模块与各个电机驱动模块连接并为其供电，该控制端接口作为电机驱动模块对外交流和处理器接收移相传动装置1的反馈信号的汇总的物理接口。

通信模块与外界控制器(如计算机等)连接，接收外界指令并发送指令信号给处理器。存储模块，存储供处理器调取使用的配置文件和驱动程序，该配置文件是根据电调天线中电机数量的不同以及不同电机与电机驱动模块之间信号接收/发送通路的地址不同而根据具体编写。该存储模块优选地为EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，电可擦可编程只读存储器)，EEPROM可以根据需要更换或者写入新的配置文件和驱动程序。当控制模块通过相连接的移相端接口和控制端接口与移相传动模块连接后，处理器调取配置文件并定义用于传输公共数据的以及用于与各个电机驱动模块传输数据的引脚后，然后按照驱动程序运行。当需要移相时，该处理器通过与各个电机驱动模块对应的引脚发出控制指令给对应的一个或多个电机驱动模块。电机驱动模块接收到处理器所发送的控制指令后将其转化为脉冲信号后通过控制端接口输出。外部电源通过电缆输送直流电给电源模块，电源模块为处理器和电机驱动芯片供电。

进一步地，控制装置3还包括温度传感器，对控制装置3的整个应用环境的温度进行监测，并将监测数据发送给处理器。由于电调天线在不同温度下对移相的力度和速度的要求不同，处理器可以根据该监测数据来调整控制信号，使得与控制装置3连接的移相传动装置1的移相力度适当和速度平稳；当电调天线在低温环境时，处理器根据温度传感器所发的监测信息发出控制信号给电机驱动模块，再以脉冲信号给移相传动装置的电机以较低的转速、较高的输出力矩运转，克服低温环境附带来的阻力，从而提高系统的可靠性； 当电调天线在高温环境时，处理器发出控制信号给电机驱动模块以脉冲信号给移相传动装置的电机以较高的转速，较低的输出力矩运转。

进一步地，在电源模块与外部电源之间还设置有防雷电路，对控制装置3起到防雷保护作用。

进一步地，每个的移相传动模块1的电机11尾部内置带有位置传感模块117，该位置传感模块117采用霍尔传感器，每个位置传感模块117与处理器之间设置有反馈链路，该位置传感模块117将包含着电机11位置的信息的脉冲信号通过相连接的控制端接口和移相端接口反馈给处理器，处理器根据该反馈信息获得电机11的位置，并以此来决定是否需要进一步驱动电机11的运转。

如图5和图6所示，移相端接口为插座2，控制端接口为插头4，同理，移相端接口为插头、控制端接口为插座也可以实现相应的功能。此处以移相端接口为插座2，控制端接口为插头4为例，对插座2和插头4的内部电路结构做进一步说明：插头4设置有多个插针41，每个电机驱动模块通过内部电路与一个插针41电性连接，当控制装置3有脉冲信号输出时，通过插针41将脉冲信号输送出去；另外部分插针41与反馈链路的处理器通过内部电路电性连接，用于传送位置传感模块117的反馈信息给处理器。插座2根据插头4的插针41数量和位置设置有多个相对应的插孔，每个移相传动装置的电机11与一个插孔连接，部分插孔与位置传感模块117通过内部电路电性连接，用于传送位置传感模块117的反馈信息给相对应的插针。当插头4插入插座2时，插针41与插孔实现电接触，插针41将脉冲信号输送给插孔，插孔将该脉冲信号输入到与之连接的移相传动装置的电机11上，电机11根据脉冲信号的要求来转动。

下面对插头4和插座2的外部结构做进一步说明：插座2外部设置有法兰21，法兰21的两侧设置有两个空心柱22，该空心柱22内部的空间较大，当螺钉套入空心柱22内，将插座2固定在一支撑架23上，当插座2与支撑架23之间对位不准时，由于空心柱22内部空间较大，空心柱22内仍然具有可供螺钉活动的空间，实现纠偏功能。支撑架23包括底架231和位于底架231两端并垂直于底架231的两个限位架232，三者共同形成了一个半封闭的容置腔。法兰21固定在支撑架23的底架231上，底架231为镂空状的，使插座2露出而不会被底架231所遮挡，支撑架23的限位架232向法兰21的相反方向延伸。限位架232与底架231连接的另一端设置有向外折出的固定架233，将固定架233固定在天线罩内的角架板5上，从而使整个插座2都被固定在角架板5上，使插座2与插头4相插接时，具有着力点，方便插接。

插头4，与控制装置3相连接，一起被放置在与控制装置3所在的金属腔体31内，腔体31的一端设置有用于传输外界指令和输送电源的数据传输端口，另一端设置有通孔，露出整个插头4。当插头4与插座2相插接时，腔体31嵌入支撑架23所形成的容置腔内，插头4与插座2相连接，有支撑架23的保护，这样可以保证插头4与插座2的稳固连接。腔体31上数据传输端口所在侧的两端边缘设置有两个螺钉43，优选为松不脱螺钉，将腔体31固定在天线罩的角架板5上，可进一步实现两者稳固连接。该插头4还包括导向柱42，支撑架23上设置有与导向柱42的导向孔234，当插头4与插座2相插接时，导向柱42插入导向孔234，实现准确定位，实现盲插功能。

本技术方案的控制装置3只针对三频电调天线的情况进行说明，同样的道理，如图7所示，对于双频电调天线也都可以同样适用，只需要预先编写好适用于双频电调天线的配置文件，存放在存储模块供处理器调配使用即可。一 个控制装置3可以根据需要通过控制端接口可选择性地对一个电调天线中一个或多个移相传动装置1连接，而不需要在移相传动装置1与控制装置3上分别设置连接接口来一一对应连接，节省了电调天线的成本和简化了电调天线内部的结构；控制装置3直接输出脉冲信号给电机11，节省了大量的开关切换装置，简化了电调天线内部结构和节省了电调天线成本。而且平时不需要调节天线阵列的天线电下倾角时，插头4和插座2分离；当有需要调节天线阵列的天线电下倾角时，才将控制装置3与移相传动装置1通过插头4和插座2实现电接触，这样可以更进一步简化天线的结构；而且一个控制装置3可以与多个电调天线配合使用，更加节省成本；另外，当控制装置3出现故障时，因为控制装置3安装在天线罩内，可直接松开两个松不脱螺钉43，提高了整个系统的可靠性。

进一步强调，本实施例的电调天线在移相传动装置1和控制装置3的表面都使用了金属腔体的结构，电缆14采用多芯屏蔽电缆，在电缆14与移相端接口和电机的连接处均设置为接地的，在整体上对电调天线做了屏蔽措施，降低对天线交调指标的影响，减小电磁干扰。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种电调天线的控制装置，其特征在于：包括处理器，与所述处理器分别连接的通信模块、存储模块、多个电机驱动模块和电源模块，以及与各所述电机驱动模块连接的控制端接口；所述通信模块，用于接收外界指令并发送指令信号给所述处理器；所述存储模块，用于存储所述处理器的配置文件和驱动程序；所述处理器，用于根据所述配置文件进行引脚和参数配置后按照所述驱动程序运行，接收所述通信模块所发送的指令信号，再根据该指令信号的需要发出控制指令给所述多个电机驱动模块中的至少一个；每个所述各电机驱动模块，其将所接收的控制指令转化为脉冲信号后经所述控制端接口输出；所述电源模块与每个所述电机驱动模块相连接，用于给所述处理器和各个所述电机驱动模块供电。

2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于：还包括温度传感器，与所述处理器连接，用于监测外界温度并反馈监测信息给所述处理器；所述处理器，用于根据所接收所述通信模块所发送的指令信号和所述温度传感器所反馈的监测信息发出控制指令给至少一个所述电机驱动模块。

3.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于：所述控制端接口与所述处理器连接，所述控制端接口用于接收来自移相传动装置的反馈信息并反馈给处理器，所述处理器，用于根据所接收所述通信模块所发送的指令信号和所述反馈信息发出控制指令给至少一个所 述电机驱动模块。

4.一种电调天线，其特征在于：在天线罩内设置有至少一个用于辐射一个频段的信号的子天线，每个所述子天线独立配置一个移相传动装置，各个所述移相传动装置与移相端接口连接，在所述天线罩内还包括一如权利要求1所述控制装置，所述移相端接口用于与所述控制端接口匹配连接，每个所述移相传动装置用于通过相连接的所述移相端接口与所述控制端接口接收所述控制装置的脉冲信号后产生机械动力改变所述子天线的辐射信号的相位。

5.根据权利要求4所述的电调天线，其特征在于：所述控制装置还包括温度传感器，与所述处理器连接，用于监测外界温度并反馈监测信息给所述处理器；所述处理器，用于根据所接收所述通信模块所发送的指令信号和所述温度传感器所反馈的监测信息发出控制指令给至少一个所述电机驱动模块。

6.根据权利要求4所述的电调天线，其特征在于：所述移相传动装置设置有位置传感模块，所述位置传感模块用于通过相连接的所述移相端接口与所述控制端接口反馈包括所述移相传动装置中电机的位置的反馈信息给所述处理器。

7.根据权利要求4所述的电调天线，其特征在于：所述控制端接口为具有多个插针的插头，所述移相端接口为用于与所述插头匹配连接的插座。

8.根据权利要求4所述的电调天线，其特征在于：所述移相端接口为具有多个插针的插头，所述控制端接口为用于与所述插头匹配连接的插座。

9.根据权利要求7或8所述的电调天线，其特征在于：所述控制端接口设置有导向柱，所述移相端接口设置有与该导向柱匹配插接的导向孔。

10.根据权利要求4所述的电调天线，其特征在于：所述移相传动装置设置在金属腔体内，所述移相传动装置与所述移相端接口之间设置有电缆，该电缆的两端端口处接地，所述控制装置设置在金属腔体内。