電調天線及其控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種電調天線的控制裝置，包括處理器，與處理器分別連接的通信模塊、存儲模塊、電機驅動模塊、電源模塊和一控制端接口，電源模塊還與電機驅動模塊連接，實現(xiàn)一個控制裝置通過控制端接口輸出脈沖信號，從而可選擇性地控制多頻電調天線的一個或多個移相傳動裝置，這樣不僅可以簡化天線結構，更加可以節(jié)省電調天線的成本；另外還公開了一種實現(xiàn)上述目的的電調天線。
【專利說明】電調天線及其控制裝置
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電調天線領域，尤其涉及對電調天線的天線電下傾角的遠程控制。
【背景技術】
[0002]在目前的移動通信系統(tǒng)中，多頻段電調天線被廣泛應用在基站中。業(yè)內采用RET(Remote Electrical Tilt, RET)裝置對天線振子的電下傾角進行遠程電調控制,從而優(yōu)化無線網(wǎng)絡，但一個外置的RET裝置，只能針對輻射同一頻段的信號的天線振子的電下傾角進行調節(jié)，而多頻段電調天線(以下簡稱為多頻天線)需要相應配置多個RET裝置才能實現(xiàn)對各個頻段的天線振子的電下傾角進行調節(jié)，另外每個RET裝置都包括相應的電機控制電路和包括電機在內的移相傳動裝置，這樣，由此形成的多個RET的接口及其控制電纜會使整個天線內部結構變得十分復雜，而且增加了天線的成本。
[0003]業(yè)內為了解決多頻天線因需要設置多個RET而造成結構復雜的問題，提出在多頻天線的天線罩內部設置一個總電機控制電路，利用其來控制多個移相傳動裝置的電機。這在一定程度上簡化多頻天線的內部結構和降低多頻天線的成本，但是該總電機控制電路出現(xiàn)故障時，使所有的電機都無法調節(jié)，會影響整個天線的正常使用，可靠性低；而且，在維修或者更換總電機控制電路時，需要打開整個天線罩，操作比較困難。
[0004]業(yè)內為了解決對總電機控制電路維修更換操作困難的問題，提出將總電機控制電路拆分為控制單元和開關切換單元兩個部分，將開關切換單元放置在天線罩內，與移相傳動裝置連接；再將控制單元放置在天線罩外，但有需要控制移相時，再將控制單元與開關切換單元連接起來，當沒有需要控制移相時，將控制單元與開關切換單元分離，這樣可以進一步簡化天線內部的部件，而且當控制單元出現(xiàn)故障時，可以在天線罩外進行維修和更換，難度較低。但是如果當開關切換單元出現(xiàn)故障時，同樣需要打開天線罩進行維修或者更換，操作困難，而且在天線罩內存在多個開關切換單元，結構仍然不夠簡化。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供了一種電調天線的控制裝置，通過單一接口輸出脈沖信號，用以可選擇性地控制一個或多個頻段的天線振子的電下傾角的移相傳動裝置。
[0006]本發(fā)明的另一目的在于提供了 一種電調天線，用一實現(xiàn)上述目的的控制裝置輸出脈沖信號可選擇性地控制一個或多個頻段的天線振子的電下傾角的移相傳動裝置，內部結構簡單。
[0007]電調天線的控制裝置，包括處理器，與所述處理器分別連接的通信模塊、存儲模塊、多個電機驅動模塊和電源模塊，以及與各所述電機驅動模塊連接的控制端接口 ；所述通信模塊，用于接收外界指令并發(fā)送指令信號給所述處理器；所述存儲模塊，用于存儲所述處理器的配置文件和驅動程序；所述處理器，用于根據(jù)所述配置文件進行引腳和參數(shù)配置后按照所述驅動程序運行，接收所述通信模塊所發(fā)送的指令信號，再根據(jù)該指令信號的需要發(fā)出控制指令給所述多個電機驅動模塊中的至少一個；每個所述各電機驅動模塊，其將所接收的控制指令轉化為脈沖信號后經(jīng)所述控制端接口輸出；所述電源模塊與每個所述電機驅動模塊相連接，用于給所述處理器和各個所述電機驅動模塊供電。
[0008]電調天線，在天線罩內設置有至少一個用于輻射一個頻段的信號的子天線，每個所述子天線獨立配置一個移相傳動裝置，各個所述移相傳動裝置與移相端接口連接，在所述天線罩內還包括一如權利要求1所述控制裝置，所述移相端接口用于與所述控制端接口匹配連接，每個所述移相傳動裝置用于通過相連接的所述移相端接口與所述控制端接口接收所述控制裝置的脈沖信號后產生機械動力改變所述子天線的輻射信號的相位。
[0009]進一步地，所述控制端接口為具有多個插針的插頭，所述移相端接口為用于與所述插頭匹配連接的插座。
[0010]本發(fā)明有益效果如下:
[0011]1、控制裝置采用嵌入式設計理念，根據(jù)所連接的電調天線的頻段、規(guī)格和數(shù)量等信息，預先設置相應的配置文件和驅動程序存放在存儲模塊中，從而實現(xiàn)一個控制裝置對電調天線內一個或多個移相傳動單元的控制，靈活性高。
[0012]2、電調天線由控制裝置直接發(fā)送脈沖信號給移相傳動裝置，從而驅動電機進行轉動，省略開關切換電路等硬件設備，簡化其內部結構。
[0013]3、電調天線將控制裝置放置在天線罩外，通過插頭和插座相插接的方式，簡單并靈活地實現(xiàn)控制裝置與移相傳動裝置連接，當不需要對電機驅動時，將控制裝置與移相傳動裝置分離，可以更加簡化電調天線的結構；而且當控制裝置出現(xiàn)故障時，可在不需打開天線罩的情況下對控制裝置進行維修或更換，提高了整個系統(tǒng)的可靠性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明實施例三頻電調天線的整體結構圖；
[0015]圖2為本發(fā)明實施例的電機的結構圖；
[0016]圖3為本發(fā)明實施例的螺桿-螺母傳動裝置的結構圖；
[0017]圖4為本發(fā)明實施例的控制裝置的電路框圖；
[0018]圖5為本發(fā)明實施例的輸出接口與輸入接口的相分離的結構圖；
[0019]圖6為本發(fā)明實施例的輸出接口與輸入接口的相插接的結構圖；
[0020]圖7為本發(fā)明另一實施例雙頻電調天線的整體結構圖。
【具體實施方式】
[0021]如圖1所示的三頻電調天線，在該電調天線的天線罩內部，設置有三列由多個天線振子構成的子天線，每列子天線用于實現(xiàn)一個頻段的信號輻射，每列子天線均設置有與其對應連接的移相傳動裝置1，各個移相傳動裝置I均與移相端接口連接；在天線罩外部，設置有相連接控制裝置3和控制端接口，當需要對子天線進行移相時，控制端接口與移相端接口相連接；當不需要對子天線進行移相時，控制端接口與移相端接口斷開。
[0022]下面以其中一列子天線和與其連接的移相傳動裝置I為例，對其內部的結構以及連接關系進行說明，其他兩對子天線和移相傳動裝置I的結構可以依次類推。移相傳動裝置I包括依次連接的電機11、螺桿-傳動裝置12和移相器13。這里的電機11可以為PM減速電機。[0023]如圖2所示，電機11的外部輪廓為一金屬屏蔽殼體111，金屬屏蔽殼體111的兩端先用金屬蓋板118蓋住，該金屬蓋板118的中部設置有僅供電纜14穿過的通孔，使電機11的外部整體形成一個密封的具有屏蔽效果的金屬腔體，這樣可以起到防止電磁泄露的作用；再用塑料的安裝座112扣在金屬屏蔽殼體111的兩端的最外層上，可以進一步防止電磁泄露，有利于減少對天線交調指標的影響。安裝座112上設置有定位銷114，安裝座112的底部設置有兩個突出的卡扣113，通過卡扣113將整個金屬屏蔽殼體111組件固定在天線反射板上，起到有效的隔離作用。
[0024]如圖3所示，螺桿-傳動裝置12包括螺母121、螺桿122、兩個擋塊123和支持架124，螺桿122的一端與電機11連接，另一端與支持架124連接，支持架124將螺桿122固定在天線反射板上，擋塊123分別固定在螺桿122的兩端，螺母121套設在兩個擋塊123之間的螺桿122上。移相器13設置有傳動拉桿131,傳動拉桿131穿過支持架124,其一端固定在螺母121上，可以通過螺母121的運動而變動傳動拉桿131的運動。
[0025]電機11轉動產生相應的轉動力矩給螺桿122，從而帶動螺桿122轉動，螺桿122的轉動使套設在其上的螺母121產生直線運動，并且螺母121在兩塊擋塊123的中間往返直線運動，螺母121的直線運動帶動了固定在其上的傳動拉桿131直線運動，改變移相器13內部傳輸導體的相對位置，起到調整信號相位的效果。
[0026]移相端接口為一分多路的結構，其各個分叉端通過電纜14分別與各個電機11連接，這里電纜14優(yōu)選為多芯屏蔽電纜，該電纜14與移相端接口連接的一端端口的屏蔽層設計成接地，這樣可以防止電磁泄露，提高抗干擾指標；如圖2所示，在電纜14與電機11連接處的屏蔽層上設置有金屬環(huán)115，環(huán)緊在電纜14上，金屬環(huán)115上設置有一金屬壓片116，通過金屬壓片116將電纜14固定在電機的外殼殼體內，有效地防止電纜14與電機11連接脫落，具有良好的接地效果，這樣可以進一步地防止電磁泄露，提高抗干擾指標。
[0027]如圖4所示，控制裝置3，外部輪廓為一個金屬腔體31，該金屬腔體31內包括處理器、與處理器分別連接的通信模塊、存儲模塊、三個電機驅動模塊、電源模塊和控制端接口，控制端接口與各個電機驅動模塊連接，電源模塊與各個電機驅動模塊連接并為其供電，該控制端接口作為電機驅動模塊對外交流和處理器接收移相傳動裝置I的反饋信號的匯總的物理接口。
[0028]通信模塊與外界控制器(如計算機等)連接，接收外界指令并發(fā)送指令信號給處理器。存儲模塊，存儲供處理器調取使用的配置文件和驅動程序，該配置文件是根據(jù)電調天線中電機數(shù)量的不同以及不同電機與電機驅動模塊之間信號接收/發(fā)送通路的地址不同而根據(jù)具體編寫。該存儲模塊優(yōu)選地為EEPROM (Electrically Erasable ProgrammableRead-Only Memory,電可擦可編程只讀存儲器),EEPROM可以根據(jù)需要更換或者寫入新的配置文件和驅動程序。當控制模塊通過相連接的移相端接口和控制端接口與移相傳動模塊連接后，處理器調取配置文件并定義用于傳輸公共數(shù)據(jù)的以及用于與各個電機驅動模塊傳輸數(shù)據(jù)的引腳后，然后按照驅動程序運行。當需要移相時，該處理器通過與各個電機驅動模塊對應的引腳發(fā)出控制指令給對應的一個或多個電機驅動模塊。電機驅動模塊接收到處理器所發(fā)送的控制指令后將其轉化為脈沖信號后通過控制端接口輸出。外部電源通過電纜輸送直流電給電源模塊，電源模塊為處理器和電機驅動芯片供電。
[0029]進一步地，控制裝置3還包括溫度傳感器，對控制裝置3的整個應用環(huán)境的溫度進行監(jiān)測，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)送給處理器。由于電調天線在不同溫度下對移相的力度和速度的要求不同，處理器可以根據(jù)該監(jiān)測數(shù)據(jù)來調整控制信號，使得與控制裝置3連接的移相傳動裝置I的移相力度適當和速度平穩(wěn)；當電調天線在低溫環(huán)境時，處理器根據(jù)溫度傳感器所發(fā)的監(jiān)測信息發(fā)出控制信號給電機驅動模塊，再以脈沖信號給移相傳動裝置的電機以較低的轉速、較高的輸出力矩運轉，克服低溫環(huán)境附帶來的阻力，從而提高系統(tǒng)的可靠性；當電調天線在高溫環(huán)境時，處理器發(fā)出控制信號給電機驅動模塊以脈沖信號給移相傳動裝置的電機以較高的轉速，較低的輸出力矩運轉。
[0030]進一步地，在電源模塊與外部電源之間還設置有防雷電路，對控制裝置3起到防雷保護作用。
[0031]進一步地，每個的移相傳動模塊I的電機11尾部內置帶有位置傳感模塊117，該位置傳感模塊117采用霍爾傳感器，每個位置傳感模塊117與處理器之間設置有反饋鏈路，該位置傳感模塊117將包含著電機11位置的信息的脈沖信號通過相連接的控制端接口和移相端接口反饋給處理器，處理器根據(jù)該反饋信息獲得電機11的位置，并以此來決定是否需要進一步驅動電機11的運轉。
[0032]如圖5和圖6所示，移相端接口為插座2，控制端接口為插頭4，同理，移相端接口為插頭、控制端接口為插座也可以實現(xiàn)相應的功能。此處以移相端接口為插座2，控制端接口為插頭4為例，對插座2和插頭4的內部電路結構做進一步說明:插頭4設置有多個插針41，每個電機驅動模塊通過內部電路與一個插針41電性連接，當控制裝置3有脈沖信號輸出時，通過插針41將脈沖信號輸送出去；另外部分插針41與反饋鏈路的處理器通過內部電路電性連接，用于傳送位置傳感模塊117的反饋信息給處理器。插座2根據(jù)插頭4的插針41數(shù)量和位置設置有多個相對應的插孔，每個移相傳動裝置的電機11與一個插孔連接，部分插孔與位置傳感模塊117通過內部電路電性連接，用于傳送位置傳感模塊117的反饋信息給相對應的插針。當插頭4插入插座2時，插針41與插孔實現(xiàn)電接觸，插針41將脈沖信號輸送給插孔，插孔將該脈沖信號輸入到與之連接的移相傳動裝置的電機11上，電機11根據(jù)脈沖信號的要求來轉動。
[0033]下面對插頭4和插座2的外部結構做進一步說明:插座2外部設置有法蘭21，法蘭21的兩側設置有兩個空心柱22，該空心柱22內部的空間較大，當螺釘套入空心柱22內，將插座2固定在一支撐架23上，當插座2與支撐架23之間對位不準時，由于空心柱22內部空間較大，空心柱22內仍然具有可供螺釘活動的空間，實現(xiàn)糾偏功能。支撐架23包括底架231和位于底架231兩端并垂直于底架231的兩個限位架232，三者共同形成了一個半封閉的容置腔。法蘭21固定在支撐架23的底架231上，底架231為鏤空狀的，使插座2露出而不會被底架231所遮擋，支撐架23的限位架232向法蘭21的相反方向延伸。限位架232與底架231連接的另一端設置有向外折出的固定架233，將固定架233固定在天線罩內的角架板5上，從而使整個插座2都被固定在角架板5上，使插座2與插頭4相插接時，具有著力點，方便插接。
[0034]插頭4，與控制裝置3相連接，一起被放置在與控制裝置3所在的金屬腔體31內，腔體31的一端設置有用于傳輸外界指令和輸送電源的數(shù)據(jù)傳輸端口，另一端設置有通孔，露出整個插頭4。當插頭4與插座2相插接時，腔體31嵌入支撐架23所形成的容置腔內，插頭4與插座2相連接，有支撐架23的保護，這樣可以保證插頭4與插座2的穩(wěn)固連接。腔體31上數(shù)據(jù)傳輸端口所在側的兩端邊緣設置有兩個螺釘43，優(yōu)選為松不脫螺釘，將腔體31固定在天線罩的角架板5上,可進一步實現(xiàn)兩者穩(wěn)固連接。該插頭4還包括導向柱42,支撐架23上設置有與導向柱42的導向孔234，當插頭4與插座2相插接時，導向柱42插入導向孔234，實現(xiàn)準確定位，實現(xiàn)盲插功能。
[0035]本技術方案的控制裝置3只針對三頻電調天線的情況進行說明，同樣的道理，如圖7所示，對于雙頻電調天線也都可以同樣適用，只需要預先編寫好適用于雙頻電調天線的配置文件，存放在存儲模塊供處理器調配使用即可。一個控制裝置3可以根據(jù)需要通過控制端接口可選擇性地對一個電調天線中一個或多個移相傳動裝置I連接，而不需要在移相傳動裝置I與控制裝置3上分別設置連接接口來一一對應連接，節(jié)省了電調天線的成本和簡化了電調天線內部的結構；控制裝置3直接輸出脈沖信號給電機11，節(jié)省了大量的開關切換裝置，簡化了電調天線內部結構和節(jié)省了電調天線成本。而且平時不需要調節(jié)天線陣列的天線電下傾角時，插頭4和插座2分離；當有需要調節(jié)天線陣列的天線電下傾角時，才將控制裝置3與移相傳動裝置I通過插頭4和插座2實現(xiàn)電接觸，這樣可以更進一步簡化天線的結構；而且一個控制裝置3可以與多個電調天線配合使用，更加節(jié)省成本；另外，當控制裝置3出現(xiàn)故障時，因為控制裝置3安裝在天線罩內，可直接松開兩個松不脫螺釘43，提高了整個系統(tǒng)的可靠性。
[0036]進一步強調，本實施例的電調天線在移相傳動裝置I和控制裝置3的表面都使用了金屬腔體的結構，電纜14采用多芯屏蔽電纜，在電纜14與移相端接口和電機的連接處均設置為接地的，在整體上對電調天線做了屏蔽措施，降低對天線交調指標的影響，減小電磁干擾。
[0037]顯然，本領域的技術人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內。
【權利要求】
1. 一種電調天線的控制裝置，其特征在于:包括處理器，與所述處理器分別連接的通信模塊、存儲模塊、多個電機驅動模塊和電源模塊，以及與各所述電機驅動模塊連接的控制端接口 ；所述通信模塊，用于接收外界指令并發(fā)送指令信號給所述處理器；所述存儲模塊，用于存儲所述處理器的配置文件和驅動程序；所述處理器，用于根據(jù)所述配置文件進行引腳和參數(shù)配置后按照所述驅動程序運行，接收所述通信模塊所發(fā)送的指令信號，再根據(jù)該指令信號的需要發(fā)出控制指令給所述多個電機驅動模塊中的至少一個；每個所述各電機驅動模塊，其將所接收的控制指令轉化為脈沖信號后經(jīng)所述控制端接口輸出；所述電源模塊與每個所述電機驅動模塊相連接，用于給所述處理器和各個所述電機驅動模塊供電。
2.根據(jù)權利要求1所述的控制裝置，其特征在于:還包括溫度傳感器，與所述處理器連接，用于監(jiān)測外界溫度并反饋監(jiān)測信息給所述處理器；所述處理器，用于根據(jù)所接收所述通信模塊所發(fā)送的指令信號和所述溫度傳感器所反饋的監(jiān)測信息發(fā)出控制指令給至少一個所述電機驅動模塊。
3.根據(jù)權利要求1所述的控制裝置，其特征在于:所述控制端接口與所述處理器連接，所述控制端接口用于接收來自移相傳動裝置的反饋信息并反饋給處理器，所述處理器，用于根據(jù)所接收所述通信模塊所發(fā)送的指令信號和所述反饋信息發(fā)出控制指令給至少一個所述電機驅動模塊。
4.一種電調天線，其特征在于:在天線罩內設置有至少一個用于輻射一個頻段的信號的子天線，每個所述子天線獨立配置一個移相傳動裝置，各個所述移相傳動裝置與移相端接口連接，在所述天線罩內還包括一如權利要求1所述控制裝置，所述移相端接口用于與所述控制端接口匹配連接，每個所述移相傳動裝置用于通過相連接的所述移相端接口與所述控制端接口接收所述控制裝置的脈沖信號后產生機械動力改變所述子天線的輻射信號的相位。
5.根據(jù)權利要求4所述的控制裝置，其特征在于:所述控制裝置還包括溫度傳感器，與所述處理器連接，用于監(jiān)測外界溫度并反饋監(jiān)測信息給所述處理器；所述處理器，用于根據(jù)所接收所述通信模塊所發(fā)送的指令信號和所述溫度傳感器所反饋的監(jiān)測信息發(fā)出控制指令給至少一個所述電機驅動模塊。
6.根據(jù)權利要求4所述的電調天線，其特征在于:所述移相傳動裝置設置有位置傳感模塊，所述位置傳感模塊用于通過相連接的所述移相端接口與所述控制端接口反饋包括所述移相傳動裝置中電機的位置的反饋信息給所述處理器。
7.根據(jù)權利要求4所述的電調天線，其特征在于:所述控制端接口為具有多個插針的插頭，所述移相端接口為用于與所述插頭匹配連接的插座。
8.根據(jù)權利要求4所述的電調天線，其特征在于:所述移相端接口為具有多個插針的插頭，所述控制端接口為用于與所述插頭匹配連接的插座。
9.根據(jù)權利要求7或8所述的電調天線，其特征在于:所述控制端接口設置有導向柱，所述移相端接口設置有與該導向柱匹配插接的導向孔。
10.根據(jù)權利要求4所述的電調天線，其特征在于:所述移相傳動裝置設置在金屬腔體內，所述移相傳動裝置與所述移相端接口之間設置有電纜，該電纜的兩端端口處接地，所述控制裝置設置在金屬腔體內。
【文檔編號】H01Q3/32GK103904431SQ201410143649
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月10日 優(yōu)先權日:2014年4月10日
【發(fā)明者】戎鎮(zhèn)春, 段紅彬, 馬澤峰 申請人:京信通信技術(廣州)有限公司