WO2007135204A1 - Dispositivo de control remoto del angulo de inclinación del diagrama de radiación de una antena - Google Patents

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WO2007135204A1
WO2007135204A1 PCT/ES2006/070197 ES2006070197W WO2007135204A1 WO 2007135204 A1 WO2007135204 A1 WO 2007135204A1 ES 2006070197 W ES2006070197 W ES 2006070197W WO 2007135204 A1 WO2007135204 A1 WO 2007135204A1
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inclination
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remote control
housing
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PCT/ES2006/070197
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Inventor
Ramon Guixa Arderiu
Original Assignee
Radiacion Y Microondas, S.A.
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/30—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array
    • H01Q3/32—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by mechanical means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
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    • H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/246—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for base stations
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    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/02—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical movement of antenna or antenna system as a whole

Definitions

  • the object of the present invention is a remote control device of the angle of inclination of the radiation pattern of an antenna.
  • the control device is an electromechanical device that carries out the necessary actions to produce a modification in the radiation inclination of a variable inclination antenna for cellular communications.
  • the antenna on which the remote control device object of the invention is installed comprises one or more emitters and has at least one phase converter all housed in a protective housing.
  • the present device characterizes the fact that it can be incorporated into the antenna assembly from its original assembly, or it can be subsequently coupled as an optional unit coupled to the radiation adjustment knob.
  • the remote control device is characterized by being made up of two connected units forming an assembly, being possible the replacement of any of the units by another, without having to replace the two units, maintaining the visual indication of inclination of the antenna made by the indicator rod of the actuating element, although the electromechanical device object of the invention is coupled to the antenna. Therefore, the present invention is circumscribed within the scope of the antennas, and particularly among the devices used for modifying the angle of inclination of the radiation pattern of the antennas remotely.
  • electromechanical devices connectable to the mobile phone base station antennas for modifying the angle of inclination of the radiation are known as those described in EP 1356539 Bl.
  • This document describes an electromechanical remote control assembly of a mobile telephone antenna, consisting of an electric motor and a control electronics all housed in a single housing, which is separated from the protective housing of the antenna elements. Housed inside the same housing where the motor and control electronics are housed, an actuating element is disposed that passes into the protective housing of the antenna elements through a perforation.
  • the so-called servo drive element as a dipstick indicating the angle of inclination of the radiation pattern given to the antenna by means of a wheel-shaped knob or actuation knob manual that acts on the phase shifters.
  • control electronics it may be necessary to replace the control electronics with another electronic control set, either for updates and improvements made to the control set (hardware or software), or because the electronic board has stopped working.
  • this replacement operation it is necessary to proceed with the removal of the housing, changing the plate and subsequent assembly of the housing.
  • the remote control device object of the invention has been developed, with which it is possible to protect the control electronics from possible failures derived from moisture filtration through perforation by the that the actuating element penetrates inside the antenna. It is also possible to design a control device that allows easy replacement of the control electronics in a simple way in the same operation site, where it is also possible to have a visualization directly from the position of the indicator rod associated with the drive element, as well as its movement.
  • the invention of a remote control device of the angle of inclination of the radiation pattern of an antenna allows the modification of the radiation beam of an antenna remotely, being able to be incorporated into the antenna from its origin in the factory or can be added more later as an optional device coupled to the knob or manual actuator for adjusting the inclination of the antenna radiation pattern.
  • the electromechanical remote control device consists of two units, one electronics and one mechanically physically separated and connected together forming a single set, where each of the units has an independent housing or box, allowing the replacement or replacement of each of the units independently.
  • the mechanical unit is made up of two parts, on the one hand an electric motor, and on the other hand, a reducer assembly, both interconnected.
  • the electric motor is a brushless motor on whose output shaft a driving pinion is coupled, gearing with said pinion a gear wheel is arranged and which is internally designed to accommodate the original manual tilt adjustment of the antenna. Thanks to the reducer assembly it is possible to transfer a specific rotation to the manual control to achieve a specific inclination of the radiation angle. This action was previously done manually, now it is done remotely.
  • the mechanical unit formed by the electric motor and the reducer assembly is housed inside a housing composed of two parts, within which a space is defined where the electromotor and the reducer and coupling assembly are supported. manual control of the antenna originally used for manual adjustment of the angle of inclination of the radiation.
  • the electric motor is embedded within the housing or housing of the electronic unit, being supported by the reduction unit of the mechanical unit, which is located outside the housing of the electronic unit.
  • a rod indicating the inclination of the antenna runs through the inside of the cogwheel and the manual control, hovering outwards, so that its position and movement are directly visible, previously removing a protective housing against external environmental agents (ice, water, etc.), protection that is easily removable.
  • connection between the mechanical unit and the electronics is made by means of a cable and connector that is protected inside the housing.
  • connection with the electronic unit is made through a window or opening that connects both units.
  • the window is conveniently closed by a gasket.
  • connection between both units is also made by cable and connector but in this case the connection is housed inside the housing of the electronic unit.
  • the electronic unit consists of power and communication connectors, an electronic printed plate for communications, power and motor control, a reader of the initial inclination, and a housing with sealing gaskets.
  • the printed circuit board consists of means for conditioning the power supply, as well as protection means consisting of gas arresters, varistors and transient suppressors, arranged between the power or communication lines and the housing or ground.
  • the entire board is governed by a microcontroller or microprocessor, which is responsible for: - generating six signals to the output bridge that feed the motor in the correct sequence.
  • Reading of the internal position of the windings obtained by means of three Hall effect sensors included in the motor.
  • the read pulses are also used to keep track of the position of the indicator rod and therefore of the inclination of the radiation angle of the antenna.
  • the indicator rod when it moves linearly and passes through a known position, corresponding to a certain inclination, according to the model coupled to the control device, pushes the piston, so that the magnet moves towards a Hall effect sensor arranged in the electronic board housed inside the electronic unit, thus generating an impulse that is detected by the microcontroller. All this being possible since the housing is made of a non-magnetic material.
  • the remote control device object of the invention When the remote control device object of the invention is coupled to a specific antenna model, it must be configured in the non-volatile memory of the device by means of a precise command. Said configuration is made according to the antenna model coupled with the objective of using a calibrated table corresponding to the antenna on which it is coupled. This calibrated table contains the reference position, the actual inclination and the number of turns (pulses) required for each inclination of the selected antenna model.
  • an overcurrent protection in the motor based on the measurement of the current passing through the windings, amplifying the voltage through a resistive sensor and converting these values in digital by means of a digital analog converter at an input to the micro.
  • the digital input value once read is compared with a reference value and in case of being exceeded an alarm is generated and the motor power is disconnected.
  • a resistive splitter arranged between the signal bus from the motor and an A / D converter to the mic provides the value of the input voltage to the circuit and the motor. The mic then adjusts the pulse width, according to the value of the input voltage, speed, torque requirements and motor specifications.
  • the microcontroller is programmed so that it has the following modules:
  • Module for interpreting and executing commands received from the remote controller, - Module for monitoring the status of the device, including generation of alarms and protections.
  • Motor power module pulse sequence generation, motor movement, positioning, speed, etc.
  • - Module for loading device configuration parameters such as software update.
  • Figure 1 shows a perspective representation of a first embodiment of the remote control device where the two units that comprise it are arranged in a coupled manner.
  • Figure 2 shows the inside of the mechanical unit together with all the elements that configure it, in a first embodiment.
  • Figure 3 shows the elements of the mechanical unit outside the housing where they are housed, as well as the start sensor.
  • Figure 4 shows the mechanical unit housing.
  • Figure 5 shows a perspective representation of the electronic unit.
  • Figure 6 shows the housing of the electronic unit.
  • Figure 7 shows a perspective representation of a second embodiment where the electric motor of the mechanical unit is embedded within the electronic housing.
  • Figure 8 shows a representation of the second embodiment where the elements of the mechanical unit can be seen.
  • Figure 9 shows in detail the reduction unit housing of the second embodiment.
  • Figures 10 and 11 show various views of the housing of the electronic unit in this second embodiment.
  • Figure 12 shows the start sensor
  • Figure 13 shows a perspective representation of the device object of the invention showing the protective housing of the dipstick indicating the radiation pattern of the antenna.
  • Figure 14 shows a schematic representation of the main modules or elements that are part of the electronic board located inside the electronic unit.
  • the set of figures 1 to 6 show a first embodiment of the invention, in which the mechanical unit is arranged externally to the electronic unit, although both joined, while the set of figures 7 to 11, show a second embodiment in which the mechanical unit is disposed external part to the electronic unit and part inside the electronic unit, the electric motor being embedded inside the electronic unit.
  • the mechanical and electronic units are physically separated but connected to each other, and are replaceable independently, without having to replace both simultaneously;
  • the electronic unit is watertight against moisture, and the rod indicating the inclination of the angle of radiation of the antenna is visible from the outside, its position and movement being visible.
  • Figure 1 shows the remote control device object of the invention, and consisting of two units, one electric (2) and one mechanical unit (1) connected together forming a single set, where each of the units has a housing or box.
  • the mechanical unit (1) is traversed by the indicating rod (3) that is visualized by its lower end, while superiorly said indicating rod is the actuating element (4) in charge of being introduced into the protective housing that houses the emitting elements of the antenna to act on a phase shifter responsible for the modification of the radiation angles.
  • the manual control gear with the inner part of the cogwheel does not have all the teeth or gear projections, which leaves a space for the descent of the drops of water towards the bottom, avoiding the retention of water and filtration towards other parts.
  • the space where the electric motor is housed (5) is surrounded by a sealing gasket (7) so that said space is sealed when the mechanical unit housings are closed.
  • this initial inclination reader (9) or start sensor is used for the initial calibration of the assembly in order to take the reference of a known position corresponding to a certain inclination and which by means of the table corresponding to the Antenna model to which the device has been connected, the inclination of antenna radiation can be known at all times.
  • a window (10) is made on one of the parts that make up the mechanical housing (figure 4).
  • This window (10) corresponds to the window (11) made on one of the parts that make up the housing of the electronic unit (2) ( Figure 5).
  • those windows (10) and (11) have a seal, in order to prevent the passage of dust, moisture and so on.
  • connection between the mechanical unit (1) and the electronic unit (2) is made by cable, which crosses said windows or openings, and by means of a multipin connector.
  • FIG. 7 A second embodiment is shown in Figures 7 to 11. Specifically in figure 7, the mechanical unit (1) connected to the electronic unit can be seen, where only part of said mechanical unit is external to the electronic unit, since as can be seen in figure 8, while the reduction unit of The mechanical unit is outside the electronic housing, the electric motor (5) is embedded inside the electronic housing.
  • the electric motor (5) remains inside or embedded inside the electronic housing, this does not prevent the electronic unit from being watertight with respect to the outside and that both units can be treated independently, that is, one unit can be replaced with another similar without having to change the two units.
  • FIG 9 the housing of the unit that houses the reduction assembly of the mechanical unit is shown, where the sealing gasket (23) disposed on its lower edge can be seen, in order to achieve a seal with respect to the rest of the assembly .
  • Figures 10 and 11 respectively show a bottom and top view of the housing of the electronic unit, in this second embodiment being notable, the lower connectors (24), while in its upper part the arrangement of a gasket of tightness (25) in order to achieve the inner tightness.
  • the housing corresponding to this second embodiment does not have any connection window, but the connection between the mechanical unit and the electronics is made in the interior space of the housing by means of cable and multipin connector
  • the initial inclination reader (9) or start sensor is shown in detail, which is composed of an assembly external to the electronic unit and fixed to this electronic unit (2).
  • This assembly that houses the initial inclination reader or start sensor is formed by a piston (12) that at one of its ends has a magnet (13).
  • the indicator rod (3) that passes through the reader of the initial inclination or start sensor (9) passes through a certain position, it pushes the piston (12) that displaces the magnet (13).
  • This magnet is placed facing each other with respect to a Hall effect sensor arranged on the electronic board, generating a pulse that is received by the microcontroller.
  • the housing of the electronic unit in both embodiments is made of non-magnetic material, so that the pulse cannot pass through it.
  • FIG 13 the assembly of the device object of the invention is shown, where the desired element Highlight is the provision of a protective housing (26) on the indicator rod (3), so that this indicator rod (3) is protected against external environmental agents, such as ice, water etc., being the extraction of The housing made in a simple way.
  • Highlight is the provision of a protective housing (26) on the indicator rod (3), so that this indicator rod (3) is protected against external environmental agents, such as ice, water etc., being the extraction of The housing made in a simple way.
  • FIG 14 the block diagram of the elements that make up the electronic board housed inside the housing of the electronic module (2) is shown.
  • the electronic board has as its external connections a power connection, which receives continuous power between 10-30 volts, as well as another serial transmission connection, which for example could be an RS485 connection.
  • protective means (14) are provided, which could well be arresters of gas, varistors and transient suppressors and so on.
  • the received power supply is properly conditioned by means of a voltage conditioner (15) that adapts the input voltage to the supply voltage of some elements of the board.
  • the board is governed by a microcontroller or microprocessor (16) that controls the sequence of pulses to be provided to an output bridge (18) through an output driver (17).
  • the bridge (18) is the one that supplies the current pulses modulated in width properly sequenced to each of the motor windings.
  • the information related to the positioning of the motor windings is obtained thanks to some means indicating the positioning of the windings that could either be executed by means of three Hall effect sensors included in the motor, or by providing the conditioning status of the electromotive forces generated in the non-excited windings, achieving a control of the positioning of the windings without sensors.
  • the information regarding the positioning of the windings is sent to the microprocessor by means of a conditioner (20) of the signal from the rotation sensors.
  • the board also has overcurrent protection means, consisting of a module (21) current meter and value converter read in a digital one for its introduction into the microprocessor (16). The value read by the microprocessor is compared with a threshold value and if it is exceeded, the microprocessor generates an alarm and disconnects the motor power.
  • Information regarding a reference point is obtained from the hall effect sensor (19), which allows, after reading an initial position of a known position, to initialize the assembly.
  • the board has a transmitter / receiver circuit (22) used as a communication interface between the outside and the microprocessor (16).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Support Of Aerials (AREA)
  • Selective Calling Equipment (AREA)

Abstract

Dispositivo de control remoto del ángulo de inclinación del diagrama de radiación de una antena. El dispositivo permite la actuación remota sobre el ángulo de inclinación de una antena, consistiendo en dos unidades. Una electrónica (2) y una mecánica (1) separadas físicamente y conectadas entre sí formando un único conjunto, donde cada una de las unidades cuenta con una carcasa propia. La unidad mecánica comporta un electromotor, sensores de posicionamiento de los bobinados, piñón conductor y rueda dentada engranada con el piñón. La unidad electrónica cuenta con terminales de conexión de alimentación y comunicación, placa electrónica, sensor de lectura de posicionamiento inicial de referencia y carcasa. Ambas unidades están conectadas por cable y conector. La disposición independiente de las unidades posibilita una unidad eléctrica estanca y protegida de la humedad,el reemplazamiento selectivo de unidades y la visualización de la varilla indicadora (3) de posición y movimiento.

Description

DISPOSITIVO DE CONTROL REMOTO DEL ÁNGULO DE INCLINACIÓN DEL DIAGRAMA DE RADIACIÓN DE UNA ANTENA
DESCRIPCIÓN
OBJETO DE LA INVENCIÓN
Es objeto de la presente invención un dispositivo de control remoto del ángulo de inclinación del diagrama de radiación de una antena. El dispositivo de control es un dispositivo electromecánico que lleva a cabo las acciones necesarias para producir una modificación en la inclinación de la radiación de una antena de inclinación variable para comunicaciones celulares .
La antena sobre la que se instala el dispositivo de control remoto objeto de la invención, comprende uno o varios emisores y cuenta con al menos un convertidor de fase todo ello alojado en una carcasa protectora.
Caracteriza al presente dispositivo el hecho de que puede ser incorporado al conjunto de la antena desde su montaje original, o puede ser acoplado posteriormente como una unidad opcional acoplada al mando de ajuste de la radiación .
El dispositivo de control remoto, se caracteriza por estar conformado por dos unidades conectadas formando un conjunto, siendo posible el reemplazamiento de cualquiera de las unidades por otra, sin tener que reemplazar las dos unidades, manteniendo la indicación visual de inclinación de la antena realizada por la varilla indicadora del elemento de accionamiento, aunque el dispositivo electromecánico objeto de la invención esté acoplado a la antena . Por lo tanto, la presente invención se circunscribe dentro del ámbito de las antenas, y de manera particular de entre los dispositivos empleados para la modificación del ángulo de inclinación del diagrama de radiación de las antenas de manera remota .
ANTECEDENTES DE IA INVENCIÓN
Hasta el momento se conocen dispositivos electromecánicos conectables a las antenas de estaciones base de telefonía móvil para la modificación del ángulo de inclinación de la radiación como los descritos en la patente EP 1356539 Bl.
En dicho documento se describe un conjunto electromecánico de control remoto de una antena de telefonía móvil, conformado por un motor eléctrico y una electrónica de control todo ello alojado en una única carcasa, que está separada de la carcasa protectora de los elementos de antena. Alojado dentro de la misma carcasa donde se alojan el motor y la electrónica de control, se dispone un elemento de accionamiento que atraviesa hacia el interior de la carcasa protectora de los elementos de antena a través de una perforación.
Anteriormente al uso de un dispositivo electromecánico como el descrito en la patente EP 1356539 Bl, el denominado como elemento de accionamiento servia como varilla indicadora del ángulo de inclinación del diagrama de radiación dado a la antena mediante un pomo a modo de rueda o mando de actuación manual que actúa sobre los desfasadores .
Con una carcasa única que cierra totalmente el motor eléctrico, la electrónica de control y el elemento de accionamiento, no hay posibilidad alguna de observar de manera directa la indicación realizada por la varilla, asi como su movimiento, por lo que habría que retirar la carcasa para poder acceder al interior y visualizar lo marcado por la varilla. La retirada de la carcasa produce una pérdida en la calibración de la medida indicada por el dispositivo, requiriéndose una nueva calibración cada vez que se retira la carcasa.
Por otro lado, a través de la perforación por donde se accede el elemento de accionamiento al interior de la antena, se puede filtrar agua y humedad hacia el interior de la carcasa donde se aloja el motor y la placa electrónica de control, por lo que se pueden producir daños por humedad en la placa electrónica dejando al conjunto electromecánico de control remoto inoperativo o dañado.
También, puede ser necesaria la sustitución de la electrónica de control por otro conjunto electrónico de control, bien por actualizaciones y mejoras realizados sobre el conjunto de control (hardware o software) , o porque la placa electrónica ha dejado de funcionar. En esta operación de sustitución es preciso proceder a la retirada de la carcasa cambio de la placa y posterior montaje de la carcasa. Estas operaciones cuando tienen que realizarse sobre una multiplicidad de antenas suponen un costo muy elevado por la necesidad de hacerse en fábrica.
Por lo tanto, con objeto de superar los anteriores inconvenientes se ha desarrollado el dispositivo de control remoto objeto de la invención, con el se consigue proteger a la electrónica de control de posibles fallos derivados de la filtración de humedad a través de la perforación por la que penetra en el interior de la antena el elemento de actuación. También se consigue diseñar un dispositivo de control que permite una fácil sustitución de la electrónica de control de manera sencilla en el mismo sitio de operación, donde además es posible tener una visualización directa de la posición de la varilla indicadora asociada con el elemento de accionamiento, asi como su movimiento.
DESCRIPCIÓN DE IA INVENCIÓN
La invención de dispositivo de control remoto del ángulo de inclinación del diagrama de radiación de una antena, permite la modificación del haz de radiación de una antena de manera remota, pudiendo ser incorporado a la antena desde su origen en la factoría o puede ser añadido más tarde como un dispositivo opcional acoplado al pomo o mando de actuación manual de ajuste de inclinación del diagrama de radiación de la antena.
El dispositivo electromecánico de control remoto consiste en dos unidades una electrónica y una mecánica físicamente separadas y conectadas entre si formando un único conjunto, donde cada una de las unidades cuenta con una carcasa o caja independientes entre si, permitiendo la sustitución o reemplazo de cada una de las unidades de manera independiente .
La unidad mecánica está conformada por dos partes, por un lado un motor eléctrico, y por otro lado, un conjunto reductor, ambos interconectados .
El motor eléctrico es un motor sin escobillas en cuyo eje de salida está acoplado un piñón conductor, engranando con dicho piñón se dispone una rueda dentada y que interiormente está diseñada para alojar el mando manual original de ajuste de inclinación de la antena. Gracias al conjunto reductor es posible trasladar una rotación determinada al mando manual para lograr una inclinación concreta del ángulo de radiación. Esta acción antes se realizaba manualmente, ahora se realiza de forma remota. En una posible forma de realización la unidad mecánica formada por el electromotor y el conjunto reductor está alojado en el interior de una carcasa compuesta por dos partes, en cuyo interior se define un espacio donde se soporta el electromotor y el conjunto reductor y de acoplamiento al mando manual de la antena originariamente usado para el ajuste manual del ángulo de inclinación de la radiación.
En otra posible forma de realización, el electromotor queda embebido dentro de la carcasa o caja de la unidad electrónica, estando soportado por el conjunto reductor de la unidad mecánica, que está ubicado fuera de la carcasa de la unidad electrónica.
Una varilla indicadora de la inclinación de la antena discurre por el interior de la rueda dentada y del mando manual, asomando hacia el exterior, por lo que es directamente visualizable su posición y su movimiento, quitando previamente una carcasa de protección frente a agentes ambientales externos (hielo, agua, etc.), protección que es fácilmente extraible.
La conexión entre la unidad mecánica y la electrónica se realiza mediante cable y conector que queda protegido en el interior de la carcasa.
En el caso de que la unidad mecánica esté alojada en el interior de una carcasa, la conexión con la unidad electrónica se realiza a través de una ventana o abertura que conecta ambas unidades . La ventana está convenientemente cerrada mediante una junta de estanqueidad . En el caso en el que el electromotor quede embebido dentro de la carcasa electrónica, la conexión entre ambas unidades se realiza también mediante cable y conector pero en este caso la conexión queda alojada en el interior de la carcasa de la unidad electrónica.
La unidad electrónica consta de unos conectores de alimentación y comunicación, una placa impresa electrónica para las comunicaciones, alimentación y control del motor, un lector de la inclinación inicial, y una carcasa con unas juntas de estanqueidad.
La placa de circuito impreso consta de unos medios de acondicionamiento de la energía de alimentación, asi como unos medios de protección compuesto por descargadores de gas, varistores y supresores de transitorios, dispuestos entre las lineas de alimentación o comunicación y la carcasa o masa. Toda la placa está gobernada por un microcontrolador o microprocesador, que es el encargado de: - generar seis señales al puente de salida que alimentan al motor en la secuencia correcta.
Lectura de la posición interna de los bobinados, obtenida mediante tres sensores de efecto Hall incluidos en el motor. Los pulsos leídos se usan también para llevar una cuenta de la posición de la varilla indicadora y por lo tanto de la inclinación del ángulo de radiación de la antena.
Generación de información relativa a las condiciones de funcionamiento, protección supervisión y alarma - Transmisión con el controlador remoto y ejecución de los comandos recibidos desde el controlador.
Con el objetivo de inicializar y tomar referencia de una posición conocida del ángulo de inclinación de la antena, es preciso realizar un procedimiento de calibración automático consistente en girar con el actuador el mando manual de variación de inclinación de la antena hasta que el extremo de la varilla indicadora pasa a través de una posición conocida. Este paso se detecta por un lector de la inclinación inicial o sensor de inicio, compuesto por un conjunto externo a la unidad electrónica y fijado a esta unidad electrónica. Este conjunto que alberga el sensor de inicio está formado por un pistón que en uno de sus extremos tiene un imán.
La varilla indicadora cuando se desplaza linealmente y pasa por una posición conocida, correspondiente a una determinada inclinación, de acuerdo al modelo acoplado al dispositivo de control, empuja el pistón, por lo que el imán se desplaza hacia un sensor de efecto Hall dispuesto en la placa electrónica alojada en el interior de la unidad electrónica, siendo por lo tanto generado un impulso que es detectado por el microcontrolador. Siendo todo esto posible ya que la carcasa es de un material no magnético.
Cuando el dispositivo de control remoto objeto de la invención se acopla a un modelo concreto de antena, debe ser configurado en la memoria no volátil del dispositivo por medio de un comando preciso. Dicha configuración se realiza de acuerdo al modelo de antena acoplado con el objetivo de usar una tabla calibrada correspondiente a la antena sobre la que se acopla. Dicha tabla calibrada contiene la posición de referencia, la inclinación real y el número de vueltas (pulsos) precisos para cada inclinación del modelo de antena seleccionado.
En la placa electrónica también se dispone una protección contra sobrecorriente en el motor, basado en la medición de la corriente que pasa por los bobinados, amplificando el voltaje a través de un sensor resistivo y convirtiendo dichos valores en digitales mediante un conversor analógico digital en una entrada al micro. El valor digital de entrada una vez leido se compara con un valor de referencia y en caso de ser sobrepasado se genera una alarma y se procede a la desconexión de la alimentación del motor.
Por otro lado, un divisor resistivo dispuesto entre el bus de señales procedentes del motor y un conversor A/D de entrada al micro proporciona el valor de la tensión de entrada al circuito y al motor. El micro ajusta entonces el ancho de pulso, de acuerdo con el valor de la tensión de entrada, velocidad, requisitos de par y especificaciones del motor.
El microcontrolador está programado de manera que cuenta con los siguientes módulos:
Módulo de comunicaciones
Módulo de interpretación y ejecución de los comandos recibidos desde el controlador remoto, - Módulo de supervisión del estado del dispositivo, incluyendo generación de alarmas y protecciones .
Módulo de alimentación del motor (generación de la secuencia de pulsos, movimiento del motor, posicionamiento, velocidad, etc) . - Módulo de carga de los parámetros de configuración del dispositivo, como por ejemplo actualización del software.
EXPLICACIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de sus características, se acompaña a la presente memoria descriptiva, de un juego de planos en cuyas figuras, de forma ilustrativa y no limitativa, se representan los detalles más significativos de la invención.
Figura 1 muestra una representación en perspectiva de una primera forma de realización del dispositivo de control remoto donde se observan las dos unidades que lo conforman dispuestas de forma acoplada.
Figura 2, muestra el interior de la unidad mecánica junto con todos los elementos que la configuran, en una primera forma de realización.
Figura 3, muestra los elementos de la unidad mecánica fuera de la carcasa donde se alojan, asi como el sensor de inicio .
Figura 4, muestra la carcasa de la unidad mecánica.
Figura 5, muestra una representación en perspectiva de la unidad electrónica.
Figura 6, muestra la carcasa de la unidad electrónica.
Figura 7, muestra una representación en perspectiva de una segunda forma de realización donde el motor eléctrico de la unidad mecánica queda embebido dentro de la carcasa electrónica .
Figura 8, muestra una representación de la segunda forma de realización donde pueden apreciarse los elementos de la unidad mecánica.
Figura 9, muestra en detalle la carcasa de unidad reductora de la segunda forma de realización. Figuras 10 y 11, muestran diversas vistas de la carcasa de la unidad electrónica en esta segunda forma de realización.
Figura 12, muestra el sensor de inicio.
Figura 13, muestra una representación en perspectiva del dispositivo objeto de la invención donde se muestra la carcasa de protección de la varilla indicadora de la inclinación del diagrama de radiación de la antena.
Figura 14, muestra una representación esquemática de los principales módulos o elementos que forman parte de la placa electrónica ubicada en el interior de la unidad electrónica.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE IA INVENCIÓN
A la vista de las mencionadas figuras se describe a continuación un modo de realización preferente de la invención asi como la explicación de los dibujos.
El conjunto de figuras 1 a 6, muestran una primera forma de realización de la invención, en el que la unidad mecánica está dispuesta de manera externa a la unidad electrónica, aunque ambas unidas, mientras que el conjunto de figuras 7 a 11, muestran una segunda forma de realización en el que la unidad mecánica está dispuesta parte externa a la unidad electrónica y parte dentro de la unidad electrónica, estando el motor eléctrico embebido en el interior de la unidad electrónica.
De cualquiera de las dos maneras, en ambas formas de realización las unidades mecánica y electrónica están físicamente separadas pero conectadas entre si, y son reemplazables de manera independiente, sin tener que sustituir las dos simultáneamente; la unidad electrónica presenta estanqueidad frente a la humedad, y la varilla indicadora de la inclinación del ángulo de radiación de la antena queda visible desde el exterior siendo visible su posición y movimiento.
La figura 1, muestra el dispositivo de control remoto objeto de la invención, y que consta de dos unidades, una eléctrica (2) y una unidad mecánica (1) conectadas entre si formando un único conjunto, donde cada una de las unidades cuenta con una carcasa o caja. La unidad mecánica (1) está atravesada por la varilla indicadora (3) que queda visualizada por su extremo inferior, mientras que superiormente dicha varilla indicadora es el elemento de actuación (4) encargado de introducirse en la carcasa protectora que alberga los elementos emisores de la antena para actuar sobre un desfasador encargado de la modificación de los ángulos de radiación.
Los elementos que conforman la unidad mecánica se pueden observar con mayor precisión en la figura 2, donde se ha procedido a retirar una de las partes que conforman la carcasa donde se alojan los elementos de la unidad mecánica. En esta figura observamos cómo hay dispuesto un motor eléctrico (5), sin escobillas, en cuyo eje de salida hay dispuesto un piñón conductor (6) , sobre el que engrana una rueda dentada (8) diseñada de manera que sobre esta rueda se produce el acoplamiento mecánico del pomo o mando de actuación manual de modificación del ángulo de inclinación de la radiación.
Con objeto de dejar paso a las gotas de agua que pudieran discurrir por el elemento de actuación hacia su parte inferior, el engrane del mando manual con la parte interior de la rueda dentada, no cuenta con todos los dientes o salientes de engranaje, lo que deja un espacio para el descenso de las gotas de agua hacia la parte inferior, evitando la retención de agua y filtración hacia otras partes .
El espacio donde se aloja el motor eléctrico (5) está rodeado de una junta de estanqueidad (7) de manera que sella dicho espacio al cerrarse carcasas de la unidad mecánica.
También en esta figura 2, asi como en figura 3, se observa un lector de la inclinación inicial (9) o sensor de inicio que es atravesado por la varilla indicadora (3) . Como ya se ha dicho anteriormente este lector de inclinación inicial (9) o sensor de inicio sirve para el calibrado inicial del conjunto con el objetivo de tomar la referencia de una posición conocida correspondiente a una determinada inclinación y que por medio de la tabla correspondiente al modelo de antena al que se ha conectado el dispositivo, se puede conocer en todo momento la inclinación de radiación de la antena.
Las dos unidades, la unidad mecánica (1) y la unidad electrónica (2) del dispositivo de control remoto objeto del invención, si bien son independientes reemplazables de manera independiente, se encuentran conectadas formando un único conjunto. Con el objetivo de poder pasar los cables necesarios de alimentación y de señalización, sobre una de las partes que conforman la carcasa mecánica hay realizada una ventana (10) (figura 4) . Esta ventana (10) está en correspondencia con la ventana (11) realizada sobre una de las partes que conforman la carcasa de la unidad electrónica (2) (figura 5) . Por supuesto dichas ventanas (10) y (11) cuentan con una junta de estanqueidad, con el objetivo de impedir el paso de polvo, humedad etcétera.
La conexión entre la unidad mecánica (1) y la unidad electrónica (2) se realiza mediante cable, que atraviesa dichas ventanas o aberturas, y por medio de un conector multipin .
En la figura 6, pueden observarse de manera más clara, las dos partes que conforman la carcasa de la unidad electrónica.
En las figuras 7 a 11 se muestra una segunda forma de realización. En concreto en la figura 7 puede observarse la unidad mecánica (1) conectada con la unidad electrónica, donde solamente parte de dicha unidad mecánica es exterior a la unidad electrónica, ya que como puede observarse en la figura 8, mientras que el conjunto reductor de la unidad mecánica queda fuera de la carcasa electrónica, el motor eléctrico (5) queda embebido en el interior de la carcasa electrónica.
Pese a que el motor eléctrico (5) queda dentro o embebido dentro de la carcasa electrónica, esto no impide que la unidad electrónica sea estanca respecto del exterior y que ambas unidades puedan tratarse de manera independiente, es decir se puede reemplazar una unidad por otro similar sin necesidad de tener que cambiar las dos unidades.
En la figura 9, se muestra la carcasa de la unidad que aloja el conjunto reductor de la unidad mecánica, donde se aprecia la junta de estanqueidad (23) dispuesta en su borde inferior, con el objetivo de lograr una estanqueidad respecto del resto del conjunto. En las figuras 10 y 11 se muestran respectivamente una vista inferior y superior de la carcasa de la unidad electrónica, en esta segunda forma de realización siendo destacable, los conectores inferiores (24) , mientras que en su parte superior la disposición de una junta de estanqueidad (25) con objeto de lograr la estanqueidad interior.
Como puede observarse en estas figuras 10 y 11, la carcasa correspondiente a esta segunda forma de realización no cuenta con ventana alguna de conexión, sino que la conexión entre la unidad mecánica y la electrónica se realiza en el espacio interior de la carcasa mediante cable y conector multipin .
En la figura 12, se muestra en detalle el lector de la inclinación inicial (9) o sensor de inicio, que está compuesto por un conjunto externo a la unidad electrónica y fijado a esta unidad electrónica (2) . Este conjunto que alberga el lector de la inclinación inicial o sensor de inicio está formado por un pistón (12) que en uno de sus extremos tienen un imán (13) . Cuando la varilla indicadora (3) que atraviesa al lector de la inclinación inicial o sensor de inicio (9) pasa por una posición determinada, empuja al pistón (12) que desplaza al imán (13) . Este imán está colocado de manera enfrentada respecto de un sensor de efecto Hall dispuesto sobre la placa electrónica, generando un pulso que es recibido por el microcontrolador . La carcasa de la unidad electrónica en ambas formas de realización es de material no magnético, a fin de que el pulso no lo pueda atravesar.
En la figura 13, se muestra el conjunto del dispositivo objeto de la invención, donde el elemento que se quiere hacer destacar es la disposición de una carcasa protectora (26) sobre la varilla indicadora (3), de manera que esta varilla indicadora (3) queda protegida frente a agentes ambientales externos, como por ejemplo, hielo, agua etc, siendo la extracción de la carcasa realizada de una manera sencilla.
Finalmente en la figura 14, se muestra el diagrama de bloques de los elementos que configuran la placa electrónica alojada en el interior de la carcasa del módulo electrónico (2) . La placa electrónica tiene como conexiones exteriores una conexión de alimentación, que recibe alimentación continua de entre 10-30 voltios, asi como otra conexión de transmisión serie, que por ejemplo pudiera ser una conexión RS485.
Con el objetivo de proteger la placa electrónica de las sobrecargas eléctricas o de corriente que pudieran entrar en la placa, entre las conexiones de alimentación y comunicación y la masa o tierra, se disponen unos medios de protección (14) , que bien pudieran ser descargadores de gas, varistores y supresores de transitorios etcétera. La alimentación recibida es debidamente acondicionada mediante un acondicionador de tensión (15) que adecúa la tensión de entrada a la tensión de alimentación de algunos elementos de la placa.
La placa está gobernada por un microcontrolador o microprocesador (16) que controla la secuencia de pulsos a proporcionar a un puente de salida (18) a través de un driver de salida (17) . El puente (18) es el que suministra los pulsos de corriente modulados en anchura debidamente secuenciados a cada uno de los bobinados del motor. Por otro lado, la información relativa al posicionamiento de los bobinados del motor se obtiene gracias a unos medios indicadores del posicionamiento de los bobinados que bien pudiera ejecutarse mediante tres sensores de efecto Hall incluidos en el motor, o bien mediante la provisión del estado de acondicionamiento de las fuerzas electromotrices generadas en los bobinados no excitados, logrando un control del posicionamiento de los bobinados sin sensores.
La información relativa al posicionamiento de los bobinados se envia al microprocesador mediante un acondicionador (20) de la señal procedente de los sensores de rotación. La placa también cuenta con unos medios de protección contra sobrecorriente, consistentes en un módulo (21) medidor de la corriente y convertidor del valor leido en uno digital para su introducción en el microprocesador (16) . El valor leido por el microprocesador es comparado con un valor umbral y en caso de ser superado, el microprocesador genera una alarma y desconecta la alimentación del motor.
La información relativa a un punto de referencia es obtenida del sensor de efecto hall (19), lo que permite tras la lectura de una posición inicial de una posición conocida inicializar el conjunto.
Finalmente la placa cuenta con un circuito transmisor / receptor (22) usado como interfaz de comunicación entre el exterior y el microprocesador (16) .
No se considera necesario hacer más extensa esta descripción para que cualquier experto en la materia comprenda el alcance de la invención y las ventajas que de la misma se derivan . Los materiales, forma tamaño y disposición de los elementos serán susceptibles de variación siempre y cuando no alteren la esencialidad del invento.
Los términos en que se ha descrito esta memoria deberán ser tomados siempre en sentido amplio y no limitativo.

Claims

REIVINDICACIONES
1.- Dispositivo de control remoto del ángulo de inclinación del diagrama de radiación de una antena en el que la antena comprende varios emisores y al menos un convertidor de fase, y una carcasa protectora, y en el que mediante el desplazamiento de al menos el convertidor de fase se puede ajustar un ángulo de inclinación del diagrama de radiación diferente para la antena, estando el / los emisores y al menos el convertidor de fase con el que cuenta alojados en la zona interior de la carcasa protectora; el dispositivo de control comprende un electromotor y una electrónica de control y se encarga de la actuación sobre un pomo o mando de actuación manual que está en el exterior de la carcasa de la antena, Caracterizado porque
El electromotor forma parte de una unidad mecánica (1) , mientras que la unidad electrónica de accionamiento forma parte de una unidad electrónica estando ambas unidades físicamente separadas entre si y conectadas, formando un único conjunto, siendo reemplazables dichas unidades de manera independiente, y en donde el elemento de accionamiento del dispositivo de control mueve o actúa sobre una varilla indicadora (3) que parte de su longitud es visualizada desde el exterior por lo que se visualiza su posición y su movimiento.
2.- Dispositivo de control remoto del ángulo de inclinación del diagrama de radiación de una antena según la reivindicación primera caracterizado porque la unidad mecánica (1) está conformada por una carcasa formada por dos partes en cuyo interior queda soportado el motor eléctrico (5) , sin escobillas, en cuyo eje de salida hay dispuesto un piñón conductor (6), sobre el que engrana una rueda dentada (8) diseñada de manera que sobre esta rueda se produce el acoplamiento mecánico del pomo o mando de actuación manual de modificación del ángulo de inclinación de la radiación de la antena.
3.- Dispositivo de control remoto del ángulo de inclinación del diagrama de radiación de una antena según la reivindicación 2, caracterizado porque el espacio donde se aloja el motor eléctrico (5) está rodeado de una junta de estanqueidad (7) de manera que sella dicho espacio al cerrarse las dos partes de la carcasa de la unidad mecánica (1).
4.- Dispositivo de control remoto del ángulo de inclinación del diagrama de radiación de una antena según la reivindicación segunda porque la unidad mecánica (1) está conformada por una carcasa que tiene dos partes, presentando una de las partes una ventana (10) o abertura que conforma una unión estanca entre ambas unidades, ventana a través de la cual se realiza la conexión entre la unidad mecánica y la unidad eléctrica.
5.- Dispositivo de control remoto del ángulo de inclinación del diagrama de radiación de una antena según la reivindicación primera porque la unidad mecánica está conformada por un conjunto reductor, dispuesto de manera exterior a la unidad electrónica, que soporta a un electromotor alojado en el interior de la unidad electrónica; el conjunto reductor presenta en su interior un piñón conductor (6), sobre el que engrana una rueda dentada (8) diseñada de manera que sobre esta rueda se produce el acoplamiento mecánico del pomo o mando de actuación manual de modificación del ángulo de inclinación de la radiación de la antena.
6.- Dispositivo de control remoto del ángulo de inclinación del diagrama de radiación de una antena según la reivindicación primera porque la unidad electrónica (2) consta de unos conectores de alimentación y comunicación, una placa impresa electrónica para las comunicaciones, alimentación y control del motor, un lector indicador de la inclinación inicial, y una carcasa.
7.- Dispositivo de control remoto del ángulo de inclinación del diagrama de radiación de una antena según la reivindicación 5, caracterizada porque la carcasa de la unidad electrónica (2) tiene dos partes, disponiéndose sobre una de las partes una ventana o abertura (11) que al conectarse las dos unidades mecánica (1) y electrónica (2) quedan enfrentadas las ventanas o aberturas (10) y (11) sirviendo para el paso de los cables de conexión y estando sellada dicha ventana mediante una junta de estanqueidad.
8.- Dispositivo de control remoto del ángulo de inclinación del diagrama de radiación de una antena según la reivindicación 5, caracterizada porque la carcasa de la unidad electrónica (2) presenta una forma cerrada excepto de una abertura a través de la cual se introduce el electromotor dentro de la carcasa de la unidad electrónica, realizándose la conexión con la unidad mecánica por medio de cable y conector, presentando dicha abertura una junta de estanqueidad.
9.- Dispositivo de control remoto del ángulo de inclinación del diagrama de radiación de una antena según la reivindicación 6, caracterizado porque en el interior de la carcasa de la unidad electrónica (2) se aloja una placa de circuito electrónico.
10.- Dispositivo de control remoto del ángulo de inclinación del diagrama de radiación de una antena según la reivindicación 6, caracterizado porque el dispositivo cuenta con un lector indicador de la posición inicial (9) , es atravesado por la varilla indicadora (3) y que sirve para la inicialización y toma de referencia de una posición conocida .
11.- Dispositivo de control remoto del ángulo de inclinación del diagrama de radiación de una antena según la reivindicación 10, caracterizado porque el lector indicador de la posición inicial (9) está compuesto por un conjunto externo a la unidad electrónica y fijado a esta unidad electrónica, estando formado por un pistón (12) que en uno de sus extremos tienen un imán (13) .
12.- Dispositivo de control remoto del ángulo de inclinación del diagrama de radiación de una antena según la reivindicación 9, caracterizado porque la placa electrónica alojada en la unidad electrónica cuenta con:
- Un microprocesador (16),
Unas conexiones exteriores de alimentación y comunicación,
Un módulo acondicionador de la tensión de alimentación (15),
- Unos medios de protección (14) contra sobretensiones y sobrecorrientes - Un puente (18) generador de pulsos de corriente a los bobinados del motor.
Un driver (17) acondicionador de la señal del microprocesador (16) para generar las señales de disparo de los elementos del puente (18) - Un circuito transmisor / receptor (22) que hace de interface de comunicación entre el exterior y el microprocesador (16) .
- Un módulo (20) acondicionador de la señal de los sensores de rotación. Un sensor (19) de reconocimiento de una posición inicial o de referencia
Un módulo (21) medidor de la corriente suministrada a los bobinados del motor.
13.- Dispositivo de control remoto del ángulo de inclinación del diagrama de radiación de una antena según la reivindicación 12, caracterizado porque los medios de protección contra sobretensiones y sobrecorrientes se conectan entre la entrada de la alimentación y una referencia o tierra, estando formado por algunos o varios de entre los elementos como descargadores de gas, varistores y supresores de transitorios, etc.
14.- Dispositivo de control remoto del ángulo de inclinación del diagrama de radiación de una antena según la reivindicación 12, caracterizado porque el sensor (19) de reconocimiento de una posición inicial o de referencia se realiza mediante un sensor de efecto Hall dispuesto sobre la placa electrónica y colocado de manera próxima a imán (13) del lector de la inclinación inicial o sensor de inicio (9) .
15.- Dispositivo de control remoto del ángulo de inclinación del diagrama de radiación de una antena según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque sobre la varilla indicadora (3) se dispone una carcasa protectora (26) frente a agentes ambientales externos .
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