CN204788409U - 太阳能供电的基站天线机械下倾角、电下倾角、方位角无线传感器 - Google Patents

Abstract

一种太阳能供电的基站天线机械下倾角、电下倾角、方位角无线传感器，安装于基站天线内，包括：用于获取基站天线机械下倾角和方位角的物理姿态测量传感器，用于获取电下倾角的可变电阻器以及用于将测量数据进行无线传输的单片机和IFA天线，本实用新型采用太阳能供电，利用IFA天线的全向辐射特性，获取并传送基站天线的实时姿态。

Description

太阳能供电的基站天线机械下倾角、电下倾角、方位角无线传感器

技术领域

本实用新型属于天线技术领域，特别涉及一种太阳能供电的基站天线机械下倾角、电下倾角、方位角无线传感器。

背景技术

移动通信基站的天线通常安装在架高铁塔上。这些天线是高增益的扇区天线，安装时需要精确调校。在实际使用过程中，季节性的大风将不可避免地导致部分天线出现松动现象，进而影响移动通信小区的信号覆盖，产生用户投诉。现在普遍采用的方法是人工定期进行爬塔作业，利用人工的方式进行天线姿态测量。市场上现有的自动天线姿态传感器采用了有线的方式进行供电和测量，安装不便且可靠性不高。

现有的电调天线可以通过电机对天线的电下倾角进行调整。电调天线控制器本身也都具有电下倾角的测量能力。但是现有的电调天线控制器本身的价格较高，所以很多运行中的电调天线没有安装电调天线控制器，而是采用了人工手动的方式对电下倾角进行调整。这些电调天线的电下倾角参数就必须利用人工的方式进行采集，数据准确性不好。

无线传感器具有安装方便，可靠性高的优点。但是由于天线的安装高度较高，且架高铁塔是良导体，对电磁波传播有强烈的干扰作用，所以传统设计很难将测试信号传送到地面。必须采用特殊的天线结合专门的结构设计才能实现。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种太阳能供电的基站天线机械下倾角、电下倾角、方位角无线传感器，利用IFA天线的全向辐射特性，获取并传送基站天线的实时姿态。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种太阳能供电的基站天线机械下倾角、电下倾角、方位角无线传感器，安装于基站天线1内，包括：

物理姿态测量传感器，用于获取基站天线1的机械下倾角和方位角；

IFA天线3，位于基站天线1的金属部件的侧上方，且与基站天线1的金属部件在垂直方向上不重叠；

可变电阻器10，其滑动端与基站天线1的机械移相器的移动部件耦合连接，且电阻两端分别连接VCC和GND；

单片机，其输入端接物理姿态测量传感器的输出以及可变电阻器10的滑动端，其无线通信射频接口连接IFA天线3向外发送输入端接收的测量数据。

所述物理姿态测量传感器包括用于测量机械下倾角的加速度传感器2和用于测量方位角的磁罗盘传感器4。

所述磁罗盘传感器4位于基站天线1的金属部件的侧上方，且与基站天线1的金属部件在垂直方向上不重叠。

所述物理姿态测量传感器、IFA天线3和单片机位于PCB板5上，所述可变电阻器10连接的VCC和GND与PCB板5共用。

所述PCB板5连接位于其上方的太阳能电池板7，由太阳能电池板7为其供电。

所述PCB板5与太阳能电池板7之间设置有阻燃海绵6。

所述太阳能电池板7上方为透光上盖8，透光上盖8为基站天线1的上表面。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.由于传感器采用太阳能供电，必须放置在基站天线的上表面。常用的单极子、偶极子天线结构都不能有效地将电磁波进行全向传播。本实用新型采用IFA天线，具有全向辐射特性。

2.太阳能电池板安装在天线上盖内部，可以保证可靠接受太阳光。

3.将IFA天线安装在基站天线侧上方，保证天线正常工作。

4.将磁罗盘传感器安装在基站天线侧上方，保证方位角测试精度。

5.采用可变电阻器测量电下倾角，降低系统成本。

6.本实用新型结构简单合理，生产容易，符合实际需要。

附图说明

图1是本实用新型无线传感器的在基站天线上安装位置示意图。

图2是本实用新型无线传感器的结构分解图。

图3是本实用新型测量电下倾角的电原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，一种太阳能供电的基站天线机械下倾角、电下倾角、方位角无线传感器，安装在基站天线1内部，基站天线1的上表面为透光上盖8，其下方安装太阳能电池板7，利用太阳能为整个传感器供电。透光上盖8由高透光的透明塑料注塑加工而成，从而能保证太阳光能透过其将太阳能传递到太阳能电池板7。透光上盖8下面安装的传感器细节如图2所示。

PCB板5是主电路板，其上设置用于测量基站天线1物理姿态的加速度传感器2和磁罗盘传感器4、IFA天线3以及具有无线通信功能的单片机，物理姿态测量传感器的输出接单片机，单片机的无线通信射频接口连接IFA天线3，IFA天线3在空间上位于基站天线1的金属部件侧上方，与基站天线1的金属部件在垂直方向上不重叠。磁罗盘传感器4在空间上位于基站天线1的金属部件侧上方，与基站天线1的金属部件在垂直方向上不重叠。PCB板5上方有为其供电的太阳能电池板7，二者之间以阻燃海绵6隔开。

当要将本实用新型安置于基站天线1时，需要保证设置于PCB板5上的IFA天线3、磁罗盘传感器4与基站天线1内部金属结构之间有一定的距离且在垂直方向上不发生重叠。这是由于IFA天线3对基站天线1中的金属比较敏感，当IFA天线3与基站天线1发生重叠时，IFA天线3的谐振频率将受到影响，不能稳定的将基站天线姿态测试数据传送到接收器；由于磁罗盘传感器4对基站天线1中的金属也非常敏感，当磁罗盘传感器4与基站天线9发生重叠时将严重的影响其测量灵敏度，不能精确地测量出基站天线1的姿态数据。本实用新型的IFA天线3的上下表面、磁罗盘传感器4与基站天线1内部金属结构在垂直方向上不发生任何重叠，从而保证IFA天线3、磁罗盘传感器4能正常、稳定的工作，能准确的将测试数据传送到接收器。

本实用新型利用可变电阻器10来测量电下倾角。绝大多数电调天线采用电机驱动机械移相器的方式进行电下倾角调整。如图3所示，本实用新型的可变电阻器10两个固定端分别接直流Vcc电压和地电压(GND：0V)。可变电阻器10的滑动端和基站天线1的机械移相器的移动部件进行耦合连接。这样当机械移相器移动时，会带动可变电阻器10的滑动端移动，从而改变滑动端的输出电压V1。根据V1可以计算出当前机械相移器的位置，进而计算出天线的电下倾角。可变电阻器10安装在机械相移器移动部件附近，用3根导线将Vcc、V1、GND和PCB板5进行连接。对于具有多个频段的一体化天线，需要对每个频段的机械移相器安装分别可变电阻器，独立地进行各自电下倾角的测量。

本实用新型的原理是：

当基站天线1发生物理姿态变化时，通过加速度传感器2、磁罗盘传感器4对物理姿态变化进行测量，得到其机械下倾角和方位角。当天线的电下倾角发生变化时，根据可变电阻器10的滑动输出端对电压进行测量。测量数据通过单片机和IFA天线3将这些信息以无线形式发射。位于基站天线1的侧上方的IFA天线3可以保证将足够的能量辐射出去。

虽然本实用新型是通过具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本实用新型范围的情况下，还可以对本实用新型进行各种变换及等同替代。另外，针对特定情形或材料，可以对本实用新型做各种修改，而不脱离本实用新型的范围。因此，本实用新型不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本实用新型权利要求范围的全部实施方式。

Claims (7)

1.一种太阳能供电的基站天线机械下倾角、电下倾角、方位角无线传感器，安装于基站天线(1)内，其特征在于，包括：

物理姿态测量传感器，用于获取基站天线(1)的机械下倾角和方位角；

IFA天线(3)，位于基站天线(1)的金属部件的侧上方，且与基站天线(1)的金属部件在垂直方向上不重叠；

可变电阻器(10)，其滑动端与基站天线(1)的机械移相器的移动部件耦合连接，且电阻两端分别连接VCC和GND；

单片机，其输入端接物理姿态测量传感器的输出以及可变电阻器(10)的滑动端，其无线通信射频接口连接IFA天线(3)向外发送输入端接收的测量数据。

2.根据权利要求1所述太阳能供电的基站天线机械下倾角、电下倾角、方位角无线传感器，其特征在于，所述物理姿态测量传感器包括用于测量机械下倾角的加速度传感器(2)和用于测量方位角的磁罗盘传感器(4)。

3.根据权利要求2所述太阳能供电的基站天线机械下倾角、电下倾角、方位角无线传感器，其特征在于，所述磁罗盘传感器(4)位于基站天线(1)的金属部件的侧上方，且与基站天线(1)的金属部件在垂直方向上不重叠。

4.根据权利要求1所述太阳能供电的基站天线机械下倾角、电下倾角、方位角无线传感器，其特征在于，所述物理姿态测量传感器、IFA天线(3)和单片机位于PCB板(5)上，所述可变电阻器(10)连接的VCC和GND与PCB板(5)共用。

5.根据权利要求4所述太阳能供电的基站天线机械下倾角、电下倾角、方位角无线传感器，其特征在于，所述PCB板(5)连接位于其上方的太阳能电池板(7)，由太阳能电池板(7)为其供电。

6.根据权利要求5所述太阳能供电的基站天线机械下倾角、电下倾角、方位角无线传感器，其特征在于，所述PCB板(5)与太阳能电池板(7)之间设置有阻燃海绵(6)。

7.根据权利要求5所述太阳能供电的基站天线机械下倾角、电下倾角、方位角无线传感器，其特征在于，所述太阳能电池板(7)上方为透光上盖(8)，透光上盖(8)为基站天线(1)的上表面。