CN208507961U - 一种集束天线及铁路天线基站系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集束天线、应用该集束天线的铁路天线基站系统。该集束天线包括：底板、安装于底板上且可相对底板转动的天线组件，以及罩设于天线组件外侧的天线外罩，底板中部固设有抱杆，底板沿抱杆径向的两侧开设有两组调节孔；天线组件包括第一天线主体和第二天线主体，连接件及拨动件；第一天线主体和第二天线主体的顶端分别通过连接件可转动连接于抱杆，第一天线主体和第二天线主体的底端均设有用于调节其水平方向角的拨动件，拨动件分别插置于调节孔并可沿调节孔滑动。通过将两个天线主体集成在一个集束天线中，并实现对两个天线主体水平方位角单独可调，有效解决夹角信号弱覆盖问题，避免通信信号中断，从而提高用户的使用满意度。

Description

一种集束天线及铁路天线基站系统

技术领域

本实用新型涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种集束天线以及应用该集束天线的铁路天线系统。

背景技术

随着我国高铁运输网络的不断完善，铁路成为了人们必不可少的出行方式之一，而如何满足人们在乘坐铁路交通工具时的通信需求也成为了无线通信技术所要解决的重要问题之一。目前，针对高铁等狭长区域场景，一般采用窄波束高增益天线解决覆盖问题。如图1所示，当天线基站的站点与高铁沿线的距离足够接近时，两副窄波束高增益天线背靠背且分别朝向轨道两侧覆盖即可满足需求。

然而，其局限性在于：在实际应用场景中，由于部分场景的站点获取问题或安全问题，部分天线基站站点并不能与高铁沿线保持较近的距离，如图2所示，当距离过远时会造成两个扇区中间水平夹角区域存在弱覆盖问题，进而导致通信信号的中断，降低了用户的使用满意度。若在沿线设置更多的天线，一方面会导致成本上升，另一方面极端情况下，会导致越区覆盖。因此，亟需提供一种有效方法，以解决上述信号覆盖问题，且在保证铁路沿线用户服务质量的同时，减少人工劳动的成本和开销，提高无线资源的利用率，保证整个网络的稳定性。

实用新型内容

本实用新型的首要目的在于针对现有技术中存在的不足，提供一种将两个天线主体以水平方位角单独可调的方式集成一起的集成天线。

本实用新型的另一个目的在于提供一种应用上述集成天线的铁路天线基站系统。

为实现该目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种集束天线，包括底板、安装于所述底板上且可相对所述底板转动的天线组件，以及罩设于所述天线组件外侧的天线外罩，所述底板中部固设有抱杆，所述底板沿所述抱杆径向的两侧开设有两组调节孔；所述天线组件包括第一天线主体和第二天线主体，连接件及拨动件；所述第一天线主体和第二天线主体的顶端分别通过所述连接件可转动连接于所述抱杆，所述第一天线主体和第二天线主体的底端均设有用于调节其水平方向角的所述拨动件，所述拨动件分别插置于所述调节孔并可沿所述调节孔滑动。

优选地，所述调节孔为弧形孔，并且两组所述弧形孔同心设置。

优选地，所述天线组件的水平方位角的调节范围为-20°到20°之间。

优选地，所述底板背面于所述调节孔的外弧线外侧或内弧线内侧设置有用于标示所述天线组件的水平方位角调节角度的刻度标尺，所述第一天线主体和所述第二天线主体的底端还分别设置有用于插入所述调节孔并指向所述刻度标尺的指针。

优选地，所述第一天线主体和所述第二天线主体各包括：反射板、设于所述反射板正面的多个辐射单元，以及设于所述反射板反面并对所述多个辐射单元馈电的馈电装置。

进一步地，所述集束天线还包括设于所述底板上且各具有两个输出端的第一功分器和第二功分器；所述第一功分器的两个输出端通过两根主馈线分别与所述第一天线主体和所述第二天线主体的所述馈电装置电连接，两根主馈线分别用于对所述第一天线主体和所述第二天线主体中同一极化的辐射单元馈电；所述第二功分器的两个输出端通过另外两根主馈线分别与所述第一天线主体和所述第二天线主体的所述馈电装置电连接，两根主馈线分别用于对所述第一天线主体和所述第二天线主体中另一同一极化的辐射单元馈电。

进一步地，所述第一功分器和所述第二功分器各还包括一个输入端，所述输入端连接有一个设于所述底板背面的集束DIN接头。

优选地，所述馈电装置包括移相器，所述第一天线主体和所述第二天线主体的底端还分别连接有用于调节所述移相器输出信号相位的下倾角调节装置，所述底板开设有供所述下倾角调节装置插入并滑动的避让孔。

进一步地，所述下倾角调节装置包括手动调节件；或，所述下倾角调节装置包括远程驱动器RCU接口。

优选地，所述集束天线还包括设于所述底板下方的增高架，所述增高架包括法兰底盘、多个两端分别与所述底板和所述法兰底盘连接的支撑杆，以及设置在相邻两个所述支撑杆之间的维护门，所述维护门的一侧铰接于一个所述支撑杆上，其另一侧设有用于将所述维护门该侧与另一个所述支撑杆连接的锁扣。

优选地，所述集束天线还包括设于所述天线外罩上方用于与所述底板、所述天线外罩构成一个密闭空腔的顶盖，所述顶盖的中部开设有供所述抱杆的顶端穿过的过孔。

本实用新型还提供了一种铁路天线基站系统，其包括上述集束天线。

与现有技术相比，本实用新型具备如下优点：

本实用新型通过将两个天线主体集成在一个集束天线中，且两个天线主体水平方位角单独可调，具有单扇区±20°的水平方位角调节角度，实现微调网络覆盖，且在保证信号覆盖距离不缩短，保持天线原有的高增益的同时，有效解决铁路沿线存在的夹角信号弱覆盖问题，避免通信信号中断，从而提高用户的使用满意度。

此外，本实用新型提供的集束天线还在天线内部设置了集成的功分器，并将两个天线主体的四个DIN接头集成为两个集束接头，通过采用集成部件，有效降低了施工与装配的难度；且实现具有高可靠性及高稳定性的组网模式，进一步保证了铁路沿线的信号覆盖的可靠性和稳定性。

本实用新型提供的铁路天线基站系统，采用了上述集束天线，使得在基站站点所需部署的天线数量减少，在降低天线部署的难度及缩短天线部署的时长的同时，还节省了人力以及天线部署、维护的成本开销。

附图说明

图1为现有技术中一种铁路天线基站系统示意图；

图2为现有技术中另一种铁路天线基站系统示意图；

图3为本实用新型提供的第一实施例的集束天线的结构示意图；

图4为图3所示的集束天线的内部结构示意图；

图5为图4所示的集束天线中底盘反面的结构示意图；

图6为图5所示的调节孔位置A的局部放大图；

图7为本实用新型提供的第二实施例的集束天线的结构示意图；

图8为图7所示的集束天线中底盘反面的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和示例性实施例对本实用新型作进一步地描述，其中附图中相同的标号全部指的是相同的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出本实用新型的特征是不必要的，则将其省略。

本实用新型提供的集束天线适用于高铁等狭长区域的应用场景，如图3至6所示，为本实用新型第一实施例的集束天线100，该集束天线100包括底板2、安装于所述底板上且可相对所述底板转动的天线组件1、罩设于所述天线组件1外侧的天线外罩3、设于所述天线外罩3上的顶盖4，以及设于底板2下的增高架5。所述顶盖4与所述底板2、所述天线外罩3构成一个密闭空腔，所述天线组件1设于所述密闭空腔内。对于本实施例，所述天线外罩3呈筒状。

所述底板2上沿其中轴还固设有一根抱杆6，所述底板2的中部开设有用于插入所述抱杆6的过孔(未标示)，具体地，所述抱杆6的底端采用螺锁结构固定于所述底板2的背面，所述抱杆6的其余部分竖立于所述底板2正面上。相应地，所述顶盖4的中部亦开设有供所述抱杆6的顶端穿过的过孔(未标示)。

对于本实施例，所述天线组件1包括两副相同的天线主体，且为满足应用于高铁等狭长区域场景，两副天线主体均能满足32°水平波半宽度和21dBi高增益的性能指标。所述天线组件1包括的两副天线主体分别为第一天线主体1a和第二天线主体1b，两副天线主体均包括反射板11、设于所述反射板11反面的馈电装置12以及设于所述反射板11正面的多个辐射单元13。此外，各反射板11反面的顶端还连接有连接件7，所述连接件7包括连接臂71和旋转环72，所述连接臂71的两端通过螺锁连接方式分别固定连接于所述反射板11和所述旋转环72上，所述第一天线主体1a和第二天线主体1b的所述连接件7的所述旋转环72呈上下套设于所述抱杆6上。通过所述连接件7将所述第一天线主体1a、第二天线主体1b和所述抱杆6活动连接，以使第一天线主体1a、第二天线主体1b可单独围绕所述抱杆6做旋转运动，从而实现第一天线主体1a、第二天线主体1b水平方向角的单独可调。

对于本实施例，所述第一天线主体1a和所述第二天线主体1b分别设于所述抱杆6的两侧，所述底板2沿所述抱杆6径向的两侧开设有两组调节孔21，所述第一天线主体1a、所述第二天线主体1b的底端均设有用于调节其水平方位角的拨动件8，所述拨动件8分别插置于所述调节孔21并沿所述调节孔21滑动。具体地，所述第一天线主体1a、所述第二天线主体1b与所述底板2之间均设有滑动板17，所述第一天线主体1a、所述第二天线主体1b的反射板11的底端分别通过螺钉(未标示)固定有拨动件8，所述螺钉通过穿过各所述反射板11的底端以及所述滑动板17，将所述反射板11与所述滑动板17固定连接在一起，等同于将所述第一天线主体1a、所述第二天线主体1b与其对应的所述滑动板17固定连接在一起，所述螺钉(未标示)进而穿过所述调节孔21并连接于所述拨动件8。

对于本实施例，所述调节孔21为呈弧形槽状的弧形孔，两组所述调节孔21同心设置，令位于所述底板2的背面的所述拨动件8随所述调节孔21的弧形路径滑动时，其对应连接的所述滑动板17带动天线主体发生相同路径的位移，且天线主体的所述连接件7中的旋转环72亦随之围绕所述抱杆6旋转，即移动所述拨动件8时可使所述第一天线主体1a或所述第二天线主体1b围绕所述抱杆6旋转，进而实现所述第一天线主体1a、所述第二天线主体1b的水平方位角单独可调。所述水平方位角的调节角度范围与所述调节孔21的弧长相关联。在本实施例中，所述水平方位角的调节范围为-20°到20°之间。本实用新型提供的集束天线100无需经过繁琐的步骤，仅通过移动所述拨动件8即可实现微调网络覆盖。

对于本实施例，在所述底板2设有的用于插入所述抱杆6的所述过孔(未标示)的两侧，对应所述第一天线主体1a和所述第二天线主体1b分别开设有用于穿过其外接线缆的线孔(未标示)，在所述底板2的背面对应所述线孔的位置固定有DIN接头14，所述DIN接头14用于连通所述第一天线主体1a和所述第二天线主体1b的外接线缆。其中，两副天线主体均为双极化天线，故各设有两个DIN接头14。

对于本实施例，所述底板2的背面于所述调节孔21的外弧线外侧设置有用于标示所述水平方位角调节角度的刻度标尺22，所述第一天线主体1a和所述第二天线主体1b的底端还设置有用于插入所述调节孔21并指向所述刻度标尺22的指针16，具体地，与所述拨动件8的连接方式相同，所述第一天线主体1a、所述第二天线主体1b的反射板11的底端中心位置分别通过螺钉(未标示)固定有指针16，所述指针16置于所述调节孔21内。所述拨动件8带动天线主体移动的同时，也带动所述指针16在所述调节孔21内移动，进而指向天线主体的水平方位角调节角度。通过设置所述拨动件8以及用于显示水平方位角的调节角度的所述刻度标尺22和所述指针16，可在天线安装、维护时快速地实现手动单扇区天线水平方向角可调。在其他实施方式中，所述刻度标尺还可以设置于所述调节孔21的内弧线内侧。所述水平方向角的调节还可以采用二维电调来实现双扇区天线水平方向角远程可调，从而实现所述集束天线100的智能管理。

所述第一天线主体1a、所述第二天线主体1b的所述馈电装置12包括移相器(未标示)，所述第一天线主体1a和所述第二天线主体1b的底端还分别连接有用于调节所述移相器(未标示)输出信号相位的下倾角调节装置9，所述底板2开设有供所述下倾角调节装置9插入并滑动的避让孔23。同理，在所述拨动件8带动天线主体移动时，所述下倾角调节装置9亦随之在所述避让孔23中移动，故所述避让孔23呈长腰形孔状。所述下倾角调节装置9所包括的可以为手动调节件，也可以为远程驱动器RCU接口。在所述远程驱动器RCU接口连接RCU，可方便快捷地实现天线主体的下倾角调节，进一步实现所述集束天线100的智能管理。

本实用新型通过将两个天线主体集成在一个集束天线中，且两个天线主体水平方位角单独可调，具有单扇区±20°的水平方位角调节角度，实现微调网络覆盖，且在保证信号覆盖距离不缩短，保持天线原有的高增益的同时，有效解决铁路沿线存在的夹角信号弱覆盖问题，避免通信信号中断，从而提高用户的使用满意度。

对于本实施例，所述增高架5包括法兰底盘51、三个两端分别与所述底板2和所述法兰底盘51固定连接的支撑杆52，以及三个分别设置在相邻两个所述支撑杆52之间的维护门53。其中，所述维护门53的一侧铰接于一个所述支撑杆52上，所述维护门53的另一侧为自由侧，该侧上设有用于将其与另一个所述支撑杆52连接的锁扣531。在通常情况下所述维护门53处于闭合状态，所述增高架5呈密闭容置空间，能够防风防雨，有效地保护了设于天线外罩3外的DIN接头及线缆等部件，进一步保证集束天线100性能的可靠性和稳定性，且延长了集束天线100的使用寿命；在部署天线或处理天线故障时，可通过打开所述维护门53，方便快捷地实现集束天线100的安装或维护。

参见图7和图8，为本实用新型提供的第二实施例的集束天线100，所述集束天线100的结构和工作原理与第一实施例类似，其不同在于，于所述集束天线100内部设有两个集成的功分器(未标示)，以及于所述底板2背面设置的DIN接头14为集束接头。对于与第一实施例中所述集束天线100的结构和工作原理一致的部分，本实施例不再赘述。

对于本实施例，所述功分器(未标示)设于所述底板2上，所述功分器(未标示)分别为第一功分器151和第二功分器152，所述第一功分器151、所述第二功分器152各具有一个输入端(未标示)和两个输出端(未标示)。作为一个优选实施例，所述第一功分器和所述第二功分器沿所述抱杆6径向两侧设置。所述第一天线主体1a设有两根主馈线181、182，所述第二天线主体1b亦设有两根主馈线191、192。所述第一功分器151的两个输出端(未标示)分别通过主馈线181、191与所述第一天线主体1a和第二天线主体1b的所述馈电装置12电连接，通过该连接方式，主馈线181、191可经由对应的馈电装置12分别用于对所述第一天线主体1a和所述第二天线主体1b中同一极化的多个辐射单元13进行馈电；同理，所述第二功分器152的两个输出端(未标示)分别通过主馈线182、192与所述第一天线主体1a和第二天线主体1b的所述馈电装置12电连接，主馈线182、192经由对应的馈电装置12分别用于对所述第一天线主体1a和所述第二天线主体1b中另一同一极化的多个辐射单元13进行馈电。

所述第一功分器151和所述第二功分器152的输入端(未标示)则分别与两个设于所述底板2背面、分别对应两个极化馈电输入的集束DIN接头14对应连接。当电信号从两个所述集束DIN接头输入时，信号流经所述第一功分器151、所述第二功分器152后根据功分器的功分比按比例施加于所述第一天线主体1a和所述第二天线主体1b。通过还在天线内部设置了集成的功分器，并将两个天线主体的四个DIN接头集成为两个集束接头，有效降低了施工与装配的难度；且实现具有高可靠性及高稳定性的组网模式，进一步保证了铁路沿线的信号覆盖的可靠性和稳定性。

此外，本实用新型还提供了一种铁路天线基站系统，在所述铁路天线基站系统中采用的天线为本实用新型提供的集束天线100。通过采用上述集束天线100，使得在基站站点所需部署的天线数量减少，在降低天线部署的难度及缩短天线部署的时长的同时，还节省了人力以及天线部署、维护的成本开销。

虽然上面已经示出了本实用新型的一些示例性实施例，但是本领域的技术人员将理解，在不脱离本实用新型的原理或精神的情况下，可以对这些示例性实施例做出改变，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (12)

1.一种集束天线，包括底板、安装于所述底板上且可相对所述底板转动的天线组件，以及罩设于所述天线组件外侧的天线外罩，其特征在于，所述底板中部固设有抱杆，所述底板沿所述抱杆径向的两侧开设有两组调节孔；所述天线组件包括第一天线主体和第二天线主体，连接件及拨动件；所述第一天线主体和第二天线主体的顶端分别通过所述连接件可转动连接于所述抱杆，所述第一天线主体和第二天线主体的底端均设有用于调节其水平方向角的所述拨动件，所述拨动件分别插置于所述调节孔并可沿所述调节孔滑动。

2.根据权利要求1所述的集束天线，其特征在于，所述调节孔为弧形孔，并且两组所述弧形孔同心设置。

3.根据权利要求1所述的集束天线，其特征在于，所述天线组件的水平方位角的调节范围为-20°到20°之间。

4.根据权利要求1所述的集束天线，其特征在于，所述底板背面于所述调节孔的外弧线外侧或内弧线内侧设置有用于标示所述天线组件的水平方位角调节角度的刻度标尺，所述第一天线主体和所述第二天线主体的底端还分别设置有用于插入所述调节孔并指向所述刻度标尺的指针。

5.根据权利要求1所述的集束天线，其特征在于，所述第一天线主体和所述第二天线主体各包括：反射板、设于所述反射板正面的多个辐射单元，以及设于所述反射板反面并对所述多个辐射单元馈电的馈电装置。

6.根据权利要求5所述的集束天线，其特征在于，还包括设于所述底板上且各具有两个输出端的第一功分器和第二功分器；所述第一功分器的两个输出端通过两根主馈线分别与所述第一天线主体和所述第二天线主体的所述馈电装置电连接，两根主馈线分别用于对所述第一天线主体和所述第二天线主体中同一极化的辐射单元馈电；所述第二功分器的两个输出端通过另外两根主馈线分别与所述第一天线主体和所述第二天线主体的所述馈电装置电连接，两根主馈线分别用于对所述第一天线主体和所述第二天线主体中另一同一极化的辐射单元馈电。

7.根据权利要求6所述的集束天线，其特征在于，所述第一功分器和所述第二功分器各还包括一个输入端，所述输入端连接有一个设于所述底板背面的集束DIN接头。

8.根据权利要求5所述的集束天线，其特征在于，所述馈电装置包括移相器，所述第一天线主体和所述第二天线主体的底端还分别连接有用于调节所述移相器输出信号相位的下倾角调节装置，所述底板开设有供所述下倾角调节装置插入并滑动的避让孔。

9.根据权利要求8所述的集束天线，其特征在于，所述下倾角调节装置包括手动调节件；或，所述下倾角调节装置包括远程驱动器RCU接口。

10.根据权利要求1所述的集束天线，其特征在于，还包括设于所述底板下方的增高架，所述增高架包括法兰底盘、多个两端分别与所述底板和所述法兰底盘连接的支撑杆，以及设置在相邻两个所述支撑杆之间的维护门，所述维护门的一侧铰接于一个所述支撑杆上，其另一侧设有用于将所述维护门该侧与另一个所述支撑杆连接的锁扣。

11.根据权利要求1所述的集束天线，其特征在于，还包括设于所述天线外罩上方用于与所述底板、所述天线外罩构成一个密闭空腔的顶盖，所述顶盖的中部开设有供所述抱杆的顶端穿过的过孔。

12.一种铁路天线基站系统，其特征在于，包括如权利要求1至11任一项所述的集束天线。