SE528018C2 - Antennstyrsystem - Google Patents

Description

528 018 kan även variera Cellstorleken, och således även lobvinkeln, med olika typer av cellnlära mobiltelefonsystem eftersom olika *system använder olika frekvensområden, och beroende på det specifika frekvensomràde som valts måste cellstorlekar varie- ras för att tillhandahålla tillräcklig kommunikationskapaci- tet.

Basstationantenner är vanligtvis försedda med ett flertal på en vertikal rad anordnade element och för att variera lob- vinkeln införs en fasvinkelskillnad mellan de utstràlande elementen på en gemensam signal som matas till de utstrålande elementen varvid fasvinkelskillnaderna mellan två element är densamma. Detta resulterar i en sammansatt lob från flertalet. utstrålande element vilka alltid kommer att ha en vàgfront i form av en väsentligen rak linje. Lobvinkeln kan vidare vara inställbar, till exempel med hjälp av fasförskjutare, för att justera fasvinkelskillnaden mellan de utstrålande elementen.

Idag erfordrar justering av fasförskjutarna ofta att juster- ingen utförs manuellt direkt på eller vid antennen, vanligtvis genom att manövrera ett manövreringselement såsom ett vred eller stång. Manövrering av vredet eller stången kan sedan påverka fasförskjutningsorganen till att förändra den relativa fasvinkelskillnaden mellan signaler som matas till de utstrålande elementen, och således lobvinkeln. Det existerar dock även system där lobvinkeln kan styras från en på avstånd belägen lokalisering, till exempel genom att sända kommandon från en central manövrerings- och underhållscentral för att styra med drivorganens manövreringselement associerad elektro- nik så att styrlogiken kan översätta till exempel ett INSTÄLL LUTNING 15°-kommando till en relativ rörelse av manövre- ringselementdrivorganet för att utföra en motsvarande rörelse av manövreringselementet och således åstadkomma att fasför- 72623a.doc: 2006-03-27 10 l5 20 25 30 528 018 skjutningselementen utför en till önskad lobvinkel resulte- rande fasförskjutning.

Ett sådant system är tidigare känt från dokumentet EP 1356539 .(Kathrein Werke KG). EP 1356539 visar en antennstyranordning samt associerad antenn. Styranordningen har styrelektronik och en elmotor. Antennstyranordningen är anordnad så att den i efterhand kan anordnas utanför skyddshöljet för en bas- stationsantenn och ingreppa ett via en manövreringsöppning ur antennens inre utstickande manövreringselement, eller införas i skyddshöljet inre via denna manövreringsöppning. Alternativt kan styranordningen vara utformad som en företrädesvis komplett enhet under antennens skyddshölje. Möjligheten att i efterhand montera en styranordning är önskvärd eftersom detta gör det möjligt att modifiera existerande antenner vid existerande basstationer vilka enbart har manuella lobinställ- ningsmöjligheter på så sätt till att fjärrstyrning av lob- vinkeln för dessa antenner möjliggörs.

Ett problem med både manuell och fjärrinställning av lob- vinkeln är dock hur en enkel och pålitlig koppling mellan manövreringselementdrivorganet och manövreringselementet ska åstadkommas.

Uppfinningens syfte och viktigaste egenskaper Det är ett syfte med föreliggande uppfinning att tillhanda- hålla ett antennstyrsystem för inställning av lobvinkeln för en antenn som löser ovanstående problem.

Detta syfte uppnås genom ett antennstyrsystem enligt den kännetecknande delen av patentkrav 1.

Det är ett ytterligare syfte med föreliggande uppfinning att tillhandahålla ett manövreringselementdrivorgan som löser ovan nämnda problem. 72623a.d0<:; 2006-03-27 10 15 20 25 528 018 Detta syfte uppnås genom ett manövreringselementdrivorgan enligt den kännetecknande delen av patentkrav 21.

Det är ett ytterligare syfte med föreliggande uppfinning att tillhandahålla ett manövreringselement som löser ovan nämnda problem.

Detta syfte uppnås genom ett manövreringselement enligt den kännetecknande delen av patentkrav 25.

Det är också ett syfte med föreliggande uppfinning att till- handahålla en antenn som löser ovan nämnda problem.

Detta syfte uppnås med en antenn enligt den kännetecknande delen av patentkrav 29.

Antennstyrsystemet enligt föreliggande uppfinning är känne- tecknat av att manövreringselementdrivorganet är kopplat till fasförskjutningsorganets manövreringselement medelst en kraft- fältskoppling.

Detta har fördelen manövreringselementdrivorganet kan monteras till en antenn, utanför antennens skyddshölje, utan behov av någon manövreringsöppning i skyddshöljet, eller utan fysiskt ingrepp av manövreringselementdrivorganet med manövrerings- elementet.

Kraftfältkopplingen kan utgöras av en magnetfältkoppling, och magnetfältkopplingen kan innefatta en första med manövrerings- elementet förbunden magnet och en andra med manövreringsdriv- organet förbunden andra magnet. Magneterna kan utgöra magneter från någon ur gruppen: permanentmagnet eller elektromagnet såsom en strömspole. Detta har fördelen att kraftfält- kopplingen kan åstadkommas pà ett enkelt och kostnadseffektivt sätt. 72623a.d0C; 2006-03-27 528 018 Manövreringselementdrivorganet kan bestå av en elmotor med associerad styrelektronik. Detta har fördelen lobvinkeln förwfp **"¿eñ:antenñs huvudlob kan stvras elektroniskt.

Elmotorn och dess associerade styrelektronik kan utgöra en 5 komplett enhet eller komplett modul. Detta har fördelen att modulen i efterhand kan monteras till antennen. Alternativt kan nämnda enhet eller modul vara anordnad att monteras inuti antennens omgivningsskydd (skyddshölje). Detta kan vara för- delaktigt när antennen enbart är avsedd för användning vid 10 fjärrstyrd elektrisk lutningsändring.

Elmotorn och dess associerade styrelektronik kan inhysas i ett separat hölje som är anordnat att fästas till antennen utanför antennens omgivningsskydd (skyddshölje). Nämnda hölje kan vara så anordnat att det i efterhand kan monteras till antennen, 15 företrädesvis utan att öppna antennens omgivningsskydd. Detta har fördelen att modulen i efterhand kan monteras till antennen som en separat enhet med ett från antennens skydds- hölje separat skyddshölje.

Systemet kan innefatta organ för att bestämma manövrerings- 20 elementets exakta position, och därigenom huvudlobens exakta vinkelriktning. Nämnda organ för att bestämma den exakta positionen för manövreringselementet kan inkludera en sensor för att avkänna den andra magnetens eftersläpning relativt den första magneten och/eller en exakt position för den andra 25 magneten.

Styrelektroniken kan inkludera: - inmatningsorgan för mottagning av kommandosignaler som sänts från en fjärrstyrenhet, - organ för att bestämma om en mottagen kommandosignal är 30 avsedd för antennenheten, - organ för att omvandla nämnda för antennenheten avsedda 72623a.doc; 2006-03-27 10 15 20 25 528 018 kommandosignal till en motsvarande styrsignal för nämnda manövreringselementdrivorgan, och ::"":" or än för att styra nämnda drivorgan baserat på styrsigna- len för att förskjuta manövreringselementet för att utföra en motsvarande justering av nämnda fas för nämnda gemensamma signal vid varje antennelement, för att därigenom styra den huvudsakliga vinkelriktningen för nämnda huvudlob. Nämnda organ för att bestämma om kommandosignalen är avsedd för antennenheten kan vidare inkludera organ för att läsa en adress i ett adressfält i nämnda kommandosignal.

Detta har fördelen att styrelektroniken kan vara väl lämpad för användning i ett kommunikationssystem som utnyttjar fjärr- inställning av vinkeln för huvudlober för antenner i kommuni- kationssystemet.

Dessa och andra egenskaper för uppfinningen kommer att framgå ur nedanstående detaljerade beskrivning.

Uppfinningen kommer att beskrivas mer utförligt nedan med hän- visning till bifogade ritningar vilka åskådliggör exempel- utföringsformer.

Kort beskrivning av ritningarna Fig. 1 visar en del av ett cellulärt kommunikationssystem som med fördel kan implementera föreliggande uppfinning; Pig. 2 visar den nedre delen av ett skyddshölje för en antenn och ett hölje innefattande styrelektronik; Fig. 3 visar innehållet i höljet i fig. 2 mera i detalj; Fig. 4a och 4b visar fasförskjutningsorgan som är lämpliga för användning med föreliggande uppfinning. 72623a.d0C; 2006-03-27 10 15 20 25 528 018 Fig. 5 visar en utföringsform av ett system enligt före- liggande uppfinning.

Fig. 6 visar en alternativ utföringsform av ett system enligt föreliggande uppfinning.

Fig. 7 visar en annan utföringsform av ett system enligt före- liggande uppfinning, och Fig. 8 visar en alternativ utföringsform av en kraftfältkopp- ling enligt uppfinningen.

Detaljerad beskrivning av exempelutföringsformer I fig. 1 visas en del av ett cellulärt kommunikationssystem som med fördel kan implementera föreliggande uppfinning.

Figuren visar en basstation 10 med två antennramstrukturer, såsom torn ll, 12. Tre antenner 13, 14, 15 är monterade till tornet 11, medan endast en antenn 16 är monterad till tornet 12. Varje antenn 13-16 sänder signaler i en huvudlob, av vilka endast antennens 16 huvudlob 17 visas. I figuren är huvudloben 17 riktad något nedåt. Genom att använda fasförskjutningsorgan kan huvudloben 17, och, naturligtvis, på motsvarande sätt antennernas 13-15 huvudlober, oberoende av andra huvudlober vinklas uppåt eller nedåt i ett visst vinkelintervall relativt ett horisontalplan A. Detta anges med övre och nedre huvud- lober 17' och 17". av O° till 90°.

Vinkelintervallet kan till exempel utgöras Andra vinkelintervall kan dock naturligtvis lika gärna användas.

Antennerna drivs via matningskablar, såsom koaxialkablar 18 och 19, vilka förbinder antennerna med basstationen 10 och vilka används för att förse antennerna med signaler för sändning och för att förse basstationen med signaler som mottagits av antennerna. 7262334100; 2006-03-27 52338 018 10 15 20 25 30 I ett system som använder fjärrinställning av lobvinkeln för en antennlob kan lobvinkeln till exempel inställas från ett manovrerings- och underhållscenter (OMC) 9, vilket är förbundet med ett flertal basstationer (betecknade som l0', lO"), till exempel via ett Ethernet-nätverk 5 såsom Internet eller ett lokalt nät (LAN). Alternativt kan OMC 9 stå i för- bindelse med basstationerna via exempelvis en modem- förbindelse. När en OMC-operatör, eller en OMC-dator som utför automatisk övervakning av kommunikationssystemet, beslutar att antennens 16 lobvinkel bör ändras genereras ett kommando såsom INSTÄLL LUTNING = 22°. Om kommandot genereras av en operatör kan kommandot genereras via till exempel ett tangentbord.

Alternativt kan kommandot automatiskt genereras av en över- vakningsdator. Det genererade kommandot sänds till en styr- 8, Alternativt kan en MCU 8 vara monterad till varje torn. Om en (Master Control Unit) i basstationen. enhet, såsom en MCU enda i basstationen lokaliserad MCU 8 används kan denna MCU delas av ett flertal torn. Kommandot för att inställa lutning kan sändas till MCU via ett Ethernet-nätverk, till exempel med hjälp av TC/IP-protokollet.

I MCU 8 omvandlas kommandot för inställa lutningen till ett format som är lämpligt för användning av nära antennen lokali- serad styrelektronik och sänds till denna styrelektronik, till exempel som en på matningsledningssignalerna överlagrad signal och företrädesvis med hjälp av AISG-protokollet, vilket härmed införlivas som referens. Om signalerna överlagras på matnings- ledningssignalerna kan detta åstadkommas genom användning av en CILOC 7 (Current Injector Layer One Converter) nära bas- stationen och en andra CILOC 6 nära antennen. Alternativt kan kommandosignaler till antennenheten sändas till styrelektroni- ken via en direktlänk från MCU 8 till styrelektroniken. Styr- '72623a.d0C; 2006-03-27 10 15 20 25 30 528 018 signalerna kan vidare sändas till styrelektroniken via ett tràdlöstmgränssnitt.

Manövrering av styrelektroniken kommer att beskrivas mer i detalj med hänvisning till fig. 2 och 3. I fig. 2 visas den nedre delen av antennens 16 skyddshölje och ett hölje 20 inne- fattande styrelektroniken och en elmotor såsom en stegmotor.

Höljets nedre parti innefattar en anslutning 21 för anslutning av en kabel från den i fig. 1 övre högra CILOC 6. Om mer än en antenn är monterad till tornet, såsom antennerna 13-15, kan höljet innefatta en andra anslutning 22 för tillhandahållande av signalerna till de andra antennernas styrelektronik.

Innehållet i höljet 20 visas mer i detalj i fig. 3. Den från CILOC 6 mottagna signalen används för att effektförsörja styr- elektroniken och elmotorn via en DC-modul 32. Vidare övervakar en mottagningskrets, såsom en AISG-standarden använd RS485- krets 30, mottagna signaler och söker efter en antennadress.

Om mottagningskretsen 30 bestämmer att ett mottaget kommando är avsett för den specifika antennen omvandlas kommandot till ett CPU-läsbart format och sänds till CPU 31 via förbindelse 33. CPU:en omvandlar det mottagna kommandot (till exempel kommandot INSTÄLL LUTNING = 22°) till drivsignaler för steg- motordrivlogik 34 vilken driver tvà stegmotor 35-lindningar 36, 37, vilka i sin tur påverkar ett manövreringselement 38 för exempelvis fasförskjutningsorgan för att införa en relativ fasförskjutning så att fasvinkelskillnaden mellan två utstràlande element är densamma.

För att översätta kommandosignaler till drivsignaler kan antenntyp och/eller en tabell inkluderande förhållandet mellan lobvinkel och enhetslängdrörelse av manövreringselementet eller stegmotorsteg lagras i ett minne i eller anslutet till, 72623a. doc; 2006-03-27 10 15 20 25 30 som till exempel sänts till styrelektroniken från OMC, 528 018 10 CPU:n. Data i detta minne kan vidare ersättas av annan data, Manövreringselementet kan utföras genom en manövreringsöppning 39 i antennhölje 16 och förses med tänder för ingrepp med ett gängat parti 40 pà en stegmotors 35 axel 41, direkt eller via en växelkoppling (ej visad).

Såsom nämnts ovan kan ett antal antenner tillhandahållas på samma torn och varje antenn kan förses med en styranordning såsom visats i fig. 2-3 för att möjliggöra individuell inställning av varje antenn. Det är dock också möjligt att det finns ett flertal antenner, till exempel tre antenner som vardera täcker en 120°-sektor, eller sex antenner som vardera täcker 60°-sektor, som styrs med identiska kommandon. En enda styranordning kan då användas för att styra dessa antenner genom styrning av ett flertal stegmotorer, till exempel genom stegmotordrivlogik som kan förse ett flertal stegmotorer med drivsignaler.

Ett exempel på ett fasförskjutningsorgan, vilket kan användas med den ovan beskrivna lösningen och med föreliggande upp- finningen, visas i fig. 4a och 4b. Fasförskjutaren i fig. 4a och 4b förklaras mer i detalj i WO02/35651. I den åskådlig- gjorda utföringsformen visas fasförskjutningsorgan för till- handahàllande av en fasförskjutning till fyra utstràlande element eller deluppsättningar, till exempel par av antenn- element, anordnade i en uppsättning, normalt en linjär rad.

Varje element är anslutet till en central källanslutnings- terminal med en associerad matningsanslutningsterminal lO2a, 103a, 104a respektive 105a och raka ledningssegment 102-105.

Källanslutningsterminalen 101 är anslutbar till en signalkälla medelst en matningsledning 106, vilken är ???? ansluten till en matningsterminal 106a. I användning är matningsterminalen 7262361. dOC; 2006-03-27 10 15 20 25 30 528 018 ll lO6a ansluten, till exempel via en koaxialkabel, till tranceiverkretsar (ej visat), till exempel inkluderade i has-in '4””stäïiöñëñT För att erhålla en fasförskjutning används en för-*W skjutbar dielektrisk krOpp, Såsom kommer att förklaras nedan.

En mikrovàgssignal som uppträder på matningsterminalen lO6a kommer att utbreda sig längs den centrala matningsledningen 106 till den centralt belägna källavslutningsterminalen 101.

Närliggande terminalen 101 finns övre och nedre stationära dielektriska element 109, 110 som tjänar till att underlätta impedansmatchning för de fyra matningsledningssegmenten 102- 105. En sammanhängande kropp lll av dielektriskt material är anordnad mellan höljets väggar och matningsledningssegmenten 102, 103, 104, 105 för att påverka utbredningshastigheten och fasförskjutningen för signalkomponenterna som överförs längs respektive ledningssegment. Den dielektriska kroppen 111 är linjärt förskjutbar längs anordningens längdriktning A mellan två ändpositioner, varav den ena är den heldragna positionen i fig. 4a och den andra är positionen som antydes med streckade linjer 11l'.

Den dielektriska kroppen 111 innefattar två längsgående sid- delar sammankopplade av en tvärgàende kroppsdel 112, nämligen en första kroppsdel 113 och en andra kroppsdel 114.

Fasvinkelskillnaden mellan signalkomponenterna vid matnings- anslutningsterminalerna l02a, 103a, l04a, l05a kommer att bero på den faktiska positionen för den dielektriska kroppen lll.

När den dielektriska kroppen 111 har förskjutits en viss sträcka kommer fasförskjutningarna för alla fyra signal- komponenter att ändras likformigt. Således kommer fasvinkel- differensen mellan de olika terminalerna som hör till respek- tive antennelement alltid att vara (eller underuppsättningar) inbördes desamma. Således är fasvinkeldifferenserna mellan 72623a.d0C; 2006-03-27 5228 018 12 terminalerna lO3a och l02a, mellan terminalerna lO2a och 104a och mellan terminalerna l04a och lO5a desamma. Därför kommer* _:ï:den sammansatta loben från de fyra antennelementen kopplade ltill dessa terminaler alltid att ha en vågfront som väsentli- 5 gen har formen av en rak linje, och lutningen på denna våg- front kan ställas in genom att förskjuta den dielektriska kroppen 111 till en annan position i anordningens längd- riktning.

Såsom kan ses i fig. 4b är en rörelseöverföringsdel 120 fästad 10 till den dielektriska kroppen 111 och utskjuter genom en längsgående slits 121 i höljets 10 bottenvägg 31. Delen 120 är ansluten till en slid 122, vilken är styrd i längdriktningen i profilerade spår 123 formade på undersidan av bottenväggen 31.

Denna slid 122 kan utgöra, eller vara ansluten till manövre- l5 ringselementet, varvid antennlobens lobvinkel kan ställas in enligt önskan genom att manövrera manövreringselementet. Ett problem med denna lösning är dock, såsom nämnts ovan, hur en enkel och pålitlig förbindelse mellan manövreringselement- drivorganet och manövreringselementet ska uppnås. Ett ytter- 2Q ligare problem är behovet av en öppning i antennens skydds- hölje för att möjliggöra förbindelse mellan manövrerings- elementdrivorganet och manövreringselementet.

I fig. 5 visas ett system enligt föreliggande uppfinning där behovet av en öppning i skyddshöljet elimineras. Manövrering 25 av det i fig. 5 visade systemet är identisk med manövrering av det i fig. 2-3 visade systemet beträffande delen mellan OMC och stegmotor. När styrelektroniken 50 har mottagit ett kommando med en begäran om en förändring av antennlobvinkeln översätts kommandot till styrsignaler för stegmotorn 51 enligt 30 vad som har beskrivits ovan. Rotation av stegmotorn 51 förmår en första permanentstavmagnet 52, vilken är fast fästad till stegmotorns 51 axel 53, att rotera. Rotation av den första 72623a.d0C; 2006-03-27 10 15 20 25 30 528 018 13 stavmagneten 52 förmår en andra permanentstavmagnet 54 att rotera med den första stavmagneten 52. Denna rotation åstad- -;;*kömmëšfgëñöm magnetfältkopplingen mellan den två permanent- magneterna 52, 54, vilken hela tiden strävar efter att hålla magneterna i den i figuren visade positionen, där den andra magnetens nordpol är lokaliserad rakt ovanför den första magnetens sydpol, och den andra magnetens sydpol är lokalise- rad rakt ovanför den första magnetens nordpol. Det finns således en magnetkoppling mellan den andra magneten 54 och den vidare fast axel 55, första magneten 52. Den andra magneten är anbringad till en första ände på en andra vilken således kommer att bringas i rotation när den andra magneten bringas i rotation av den första magneten. Den andra axelns 55 andra ände innefattar ett gängat parti 59, vilket ingreppar ett första, till en tredje axel 60 anbringat kugghjul 56.

Kugghjulet 56 kan ingreppa manövreringselementet 58 (t.ex. utgörande, eller förbundet med sliden 122 i fig. 4b) direkt, eller, alternativt, såsom visas i figuren, kan det gängade partiet ingreppa manövreringselementet 58 via ett andra kugg- hjul 57, också monterat till axeln 60 och förbundet för rotation med det första kugghjulet 56. Nämnda andra alternativ har fördelen att växeln möjliggör att ett lägre moment måste överföras via magnetkopplingen, vilket således reducerar risken för magnetisk eftersläpning mellan den första och den andra magneten. För att säkerställa att en korrekt lobvinkel inställs kan systemet innefatta organ för att detektera efter- släpning. Detta kan åstadkommas medelst en magnetsensor 61 som detekterar magneternas ändposition genom att detektera magnet- fältet och därur bestämma magneternas position relativt varandra. Magnetsensorn 61 kan även användas för att bestämma antalet stegmotorvarv. 72 623a.doC; 2006-03-27 528 018 14 I fig. 6 visas en alternativ utföringsform av länkanordningen mellan manövreringselementet 58 och den andra axeln 55. I .:;;Idennä7ütföringsform ingreppar den andra axelns 55 gängade 10 15 20 25 30 parti 59 manövreringselementet direkt, utan kugghjulöver- föringslänkaget. Jämfört med den i fig. 5 visade utförings- formen ökar denna utföringsform risken för magnetisk efter- släpning eftersom ett större vridmoment måste överföras via magnetkopplingen. Denna nackdel kan dock mildras genom att rotera den första magneten med en lägre hastighet, vilket således minskar eftersläpningsrisken. Denna utföringsform har vidare fördelen att den helt eliminerar behovet av kugghjul.

Magnetsensorn arbetar på samma sätt som i fig. 5.

I fig. 7 visas ytterligare en utföringsform. Istället för att ha styranordningen och dess associerade omgivningsskydd 71 anordnat längs en axel i manövreringselementets 78 längd- riktning är istället styranordningen och dess associerade omgivningsskydd 71 nu anbringat till antennens omgivningsskydd 80 väsentligen parallellt med manövreringselementet 78. I denna utföringsform behöver inte manövreringselementet vara försett med en tandning, utan istället är en stavmagnet 72 fästad till manövreringselementet 78. Alternativt kan magneten utgöra del av manövreringselementet. Inuti styrelektronikens omgivningsskydd är en annan stavpermanentmagnet 73 fästad till en linjärt förskjutbar slid 74, vilken är rörlig på samma sätt som manövreringselementet i fig. 5 eller 6. I denna utförings- form används således magneter för att överföra en linjär rörelse istället för en rotationsrörelse. Denna utföringsform har fördelen att inga kugghjul eller andra roterande organ erfordras inuti antennens omgivningsskydd, vilket således resulterar i en reducerad risk för fel i antennen. Vidare minskas eftersläpningsrisken, och lobvinkeln kan bestämmas genom mätning av slidens 74 position. '72623a.d0<2; 2006-03-27 528 018 15 Gemensamt för alla ovanstående utföringsformer är att de respektive magneterna bör anordnas så nära respektive vvvvomgïvningsskydd som möjligt för att erhålla en så stark 10 15 20 25 30 magnetisk fältstyrka som möjligt.

I ovanstående beskrivning har kraftfältskopplingen beskrivits i anknytning till permanentmagneter. Det är dock naturligtvis möjligt att ersätta den ena eller båda magneterna med en elektromagnet såsom en strömspole. Såsom inses av en fackman kan en strömspole tillhandahålla samma magnetfält som en permanentmagnet, dock med fördelen att fältstyrkan kan varieras. T.ex. kan fältstyrkan ökas om en ökad förekomst av eftersläpning detekteras, t.ex. beroende på kärvande delar eller nötning. Ett exempel på en strömspolelösning visas i fig. 8, där den i fig. 7 visade permanentmagneten är ersatt med en strömspole 81.

Föreliggande uppfinning nppvisar således en lösning som möjliggör fjärrstyrning av ett manövreringselement för styrning av antenns lobvinkel utan en fysisk förbindelse mellan manövreringselementet och manövreringselementdriv- organet. Föreliggande uppfinning har vidare fördelen att styr- utrustningen kan anbringas till antennhöljet på något godtyck- ligt sätt, samt möjliggör montering i efterhand av styrutrust- ningen till en existerande antenn utan behov av att avmontera antennens skyddshöje eller behovet av en öppning i antenn- höljet för att göra sammankoppling av ett manövreringselement- drivorgan med ett manövreringselement möjligt.

I den ovanstående beskrivningen har kraftfältkopplingen beskrivits i anslutning till elektrisk styrning av manövre- ringselementet medelst en stegmotor. Antennen kan dock vid distributionstillfället förses enbart med organ för manuell styrning av lobvinkeln. I en sådan lösning ersätts stegmotorn 72623a.doc; 200 6-03-27 528 018 l6 i fig. 5 med ett roterbart vred, företrädesvis anordnat på utsidan av styrutrustningens omgivningsskydd (i detta fall Üï¥4%%&ekpmmer ingen styrutrustning, omgivningsskyddet skulle 10 l5 20 25 således enbart innefatta en magnet och en axel till vilken magneten och vredet är anbringade). Detta skulle möjliggöra lobvinkelinställning genom vridning av vredet. Om mobilsystem- operatören vid ett senare tillfälle skulle bestämma sig för att modifiera antennstyrningen för att möjliggöra fjärstyrning av antennens lobvinkel kan modulen med vredet enkelt borttagas och ersättas med modulen enligt fig. 5, vilket således möjlig- gör snabb och enkel omvandling från manuell elektrisk lob- vinkelinställning till fjärrinställning av lobvinkeln utan någon inverkan på antennen. Om en lösning såsom den som beskrivits med hänvisning till fig. 7 används skulle det vrid- bara vredet ersättas med organ för linjär förskjutning av sliden 74.

I ovanstående beskrivning har styrsystemet beskrivits i anknytning till specifika fasförskjutningsorgan. Det skall dock förstås att föreliggande uppfinning lika gärna kan användas med någon annan typ av fasförskjutningsorgan som är lämpliga för manövrering medelst ett manövreringselement.

Vidare har i ovanstående beskrivning en stegmotor använts. Det är dock naturligtvis även möjligt att använda andra typer av utrustning som kan utföra en önskad påverkan av manövrerings- elementet. 72623a.d0C; 2006-03-27

Claims (29)

1. 0 15 20 25 528 018 17 Patentkrav vvvlvvvvíšfiennstvrsystem för inställning av lobvinkeln för huvud- loben för en antenn, särskilt för en antenn som utgör del av en basstation i cellulärt mobilkommunikationssystem, där nämnda antenn innefattar ett flertal antennelement och fasför- skjutningorgan för att variera fasen för åtminstone en signal som matas till nämnda antennelement, varvid justering av nämnda fas för nämnda signal åstadkommes genom påverkning av ett manövreringselement, och varvid påverkning av nämnda manövreringselement åstadkommas genom manövrering av ett manövreringselementdrivorgan, kännetecknat av att manövre- ringselementdrivorganet är kopplat till nämnda fasförskjut- ningsorgans manövreringselement medelst en kraftfältkoppling.

2. Antennstyrsystem enligt krav 1, kännetecknat av att nämnda kraftfältkoppling utgörs av en magnetfältkoppling.

3. nämnda magnetkoppling innefattar en första med manövrerings- Antennstyrsystem enligt krav 2, kännetecknat av att elementet förbunden magnet och en andra med manövrerings- elementdrivorganet förbunden magnet.

4. Antennstyrsystem enligt krav 3, kännetecknat av att nämnda magneter utgör magneter från någon ur gruppen: permanentmagnet eller elektromagnet.

5. Antennstyrsystem enligt något av kraven 1-4, kännetecknat av att manövreringselementdrivorganet består av en elmotor med associerad styrelektronik.

6. Antennstyrsystem enligt krav 5, kännetecknat av att elmotorn och dess associerade styrelektronik utgörs av en komplett enhet eller komplett modul. '72623a.d0C; 2006-03-27 528 018 18

7. Antennstyrsystem enligt krav 6, kännetecknat av att nämnda enhet eller modul är anordnad att monteras inuti nämnda ifèantenrrs-omgivfiiiígšskydd (skyddshöij e) . ' ff i 10 15 20 25 30

8. Antennstyrsystem enligt krav 5 eller 6, kännetecknat av att elmotorn och dess associerade styrelektronik är inhyst i ett separat hölje, anordnat att fästas till antennen pà utsidan av antennens skyddshölje.

9. Antennstyrsystem enligt krav 8, kännetecknat av att nämnda hölje i efterhand kan monteras till antennen, före- trädesvis utan att öppna antennens skyddshölje.

10. Antennstyrsystem enligt något av kraven 5-9, kännetecknat av att en första magnet är anordnad på elmotorns axel, och att en andra magnet, verksamt kopplad till den första magneten, är förbunden med ett gängat parti som samverkar med ett kugghjul, vilket i sin tur är kopplat till manövreringselementet så att en rotationsrörelse för den första magneten översätts till linjär rörelse av manövreringselementet.

11. ll. Antennstyrsystem enligt något av kraven 1-10, känneteck- nat av att systemet innefattar organ för att bestämma manövre- ringselementets exakta position, och därmed nämnda huvudlobs exakta vinkelriktning.

12. Antennstyrsystem enligt krav ll, kännetecknat av att nämnda organ för bestämning av manövreringselementets exakta position inkluderar en sensor för avkänning av den andra magnetens eftersläpning relativt den första magneten och/eller en exakt position för den andra magneten.

13. Antennstyrsystem enligt något av föregående krav, känne- tecknat av att antennelementen medelst fasta transmissions- ledningar är kopplade till en för nämnda signal central matningspunkt. 72623a.dOC: 2006-03-27 523 018 19

14. Antennstyrsystem enligt krav 13, kännetecknat av att manövreringselementet utgörs av en linjärt förskjutbar slid ¿¿;;n@d/dïëïëktriska kroppsdelar för påverkning av signalhastig- 10 15 20 25 30 heten längs nämnda fasta transmissionsledningar.

15. Antennstyrsystem enligt något av kraven 5-14, känneteck- nat av att styrelektroniken inkluderar: - inmatningsorgan för mottagning av kommandosignaler som sänts från en fjärrstyrenhet, I - organ för att bestämma om en mottagen kommandosignal är avsedd för antennenheten, - organ för att omvandla nämnda för antennenheten avsedda kommandosignal till en motsvarande styrsignal för nämnda elmotor, och - organ för att styra nämnda elmotor baserat på styrsignalen för att förskjuta nämnda linjärt rörliga manövreringselement med nämnda dielektriska kroppsdelar för att utföra en motsvarande inställning av nämnda fas för nämnda gemensamma signal vid varje antennelement, för att därigenom styra den allmänna vinkelriktningen för nämnda huvudlob.

16. l6. Antennstyrsystem enligt krav 15, kännetecknat av att nämnda organ för bestämning av om styrsignalen är avsedd för antennenheten innefattar organ för att läsa en adress i ett adressfält i kommandosignalen.

17. Antennstyrsystem enligt krav 15 eller 16, kännetecknat av att en basstationstyrenhet (master control unit) är lokalise- rad vid basstationen och/eller en ramstruktur som uppbär antennen, där basstationstyrenheten mottar kommandosignaler från ett manövreringsstyrcenter vid en relativt nämnda bas- station på avstånd belägen lokalisering och sänder kommando- signalerna till åtminstone en antennenhet. 72623a. doc; 2006-03-27 528 018 20

18. Antennstyrsystem enligt krav 17, kännetecknat av att bas- stationstyrenheten sänder kommandosignalerna till antenn- trrrenhetentvia en direktlänk eller överlagrat på antennens matningsledning(ar). 5

19. Antennstyrsystem enligt något av kraven 5-18, känneteck- nat av att styrelektroniken vidare inkluderar ett minne anordnat att lagra en antenntyp och/eller en tabell inklude- rande förhâllandet mellan lobvinkel och enhetsrörelselängd för det rörliga manövreringselementet. 10

20. Antennstyrsystem enligt något av föregående krav, känne- tecknat av att kommunikationssystemet utgörs av något ur gruppen: GSM-system, UMTS-system, AMPS-system, ett TDMA- och/eller CDMA- och/eller FDMA-system.

21. Manövreringselementdrivorgan, för användning i ett system 15 för inställning av lobvinkeln för en antenns huvudlob, särskilt för en antenn utgörande en del av en basstation i ett cellulärt mobilkommunikationssystem, där nämnda antenn inne- fattar ett flertal antennelement och fasförskjutningorgan för att variera fasen för åtminstone en signal som matas till 20 nämnda antennelement, varvid inställning av nämnda fas för nämnda signal åstadkommas genom påverkning av ett manövre- ringselement, och varvid påverkning av nämnda manövrerings- element åstadkommes genom manövrering av ett manövrerings- elementdrivorgan, kännetecknat av att nämnda manövrerings- 25 elementdrivorgan innefattar organ för koppling till nämnda fasförskjutningsorgans manövreringselement medelst en kraft- fältkoppling.

22. Manövreringselementdrivorgan enligt krav 21, kännetecknat av att nämnda kraftfältkoppling utgörs av en magnetfält- 30 koppling. 72623a.d0C; 2006-03-27 _f, 10 15 20 25 30 528 018 21

23. Manövreringselementdrivorgan enligt krav 21 eller 22, kännatecknat av att nämnda kopplingsorgan innefattar en

24. Manövreringselementdrivorgan enligt krav 23, kännetecknat av att nämnda magnet utgör en magnet från någon ur gruppen: permanentmagnet eller elektromagnet.

25. Manövreringselement, för användning med fasförskjutnings- organ i ett system för inställning av lobvinkeln för en antenns huvudlob, särskilt för en antenn utgörande en del av en basstation i ett cellulärt mobilkommunikationssystem, där nämnda antenn innefattar ett flertal antennelement och fasför- skjutningorgan för att variera fasen för åtminstone en signal som matas till nämnda antennelement, varvid inställning av nämnda fas för nämnda signal àstadkommes genom påverkning av ett manövreringselement, och varvid påverkning av nämnda manövreringselement àstadkommes genom manövrering av ett manövreringselementdrivorgan, kännetecknat av att nämnda manövreringselement innefattar organ för koppling till manövreringselementdrivorganet medelst en kraftfältkoppling.

26. Manövreringselement enligt krav 25, kännetecknat av att nämnda kraftfältkoppling utgörs av en magnetfältkoppling.

27. Manövreringselement enligt krav 25 eller 26, kännetecknat av att nämnda kopplingsorgan innefattar en magnet.

28. Manövreringselement enligt krav 27, kännetecknat av att nämnda magnet utgör en magnet från någon ur gruppen: permanentmagnet eller elektromagnet.

29. Antenn, särskilt en antenn utgörande en del av en bas- station i ett cellulärt mobilkommunikationssystem, där nämnda antenn innefattar ett flertal antennelement och fasförskjut- ningorgan för att variera fasen för åtminstone en signal som '72623a.d0C; 2006-03-27 528 018 22 matas till nämnda antennelement, varvid inställning av nämnda fas för nämnda signal åstadkommes genom päverkning av ett manovreriñgselement; ooh varvid påverkning av nämnda manövre-WW ringselement åstadkommas genom manövrering av ett manövre- ringselementdrivorgan, kännetecknat av att nämnda manövre- ringselement innefattar organ för koppling till manövrerings- elementdrivorganet medelst en kraftfältkoppling.

7262313. dOC; 2006-03-27