天线设备和天线设备控制方法技术

提供了一种能够即使在改变方位角的情况下仍保持高天线发送和接收水平的天线设备。根据本发明专利技术的天线设备(100)包括：主辐射装置(10)，其在发送时引导并发出无线电波，以及在接收时引导无线电波；天线构件(20)，其在发送时反射由主辐射装置(10)发出的无线电波并且形成发送束，以及在接收时反射在主辐射装置(10)上接收到的波；角度调节装置(40)，其改变主辐射装置(10)和天线构件(20)之间的相对角度；角度计算装置(81)，其对于在主辐射装置(10)中发生的方位角的位移来计算将在主辐射装置(10)和天线构件(20)之间形成的相对角度；以及控制装置(82)，其基于所计算的相对角度来控制角度调节装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及天线设备和天线设备控制方法，更具体涉及调节天线方位角的天线设备和天线设备控制方法。
技术介绍
已知在一个无线基站和另一无线基站之间不使用通信线缆进行无线通信的无线通信系统。具有方向性的相对天线被用于该通信。为了使用方向性天线执行通信，重要的是天线总是朝向适当方向以最大化接收水平。但是，即使当天线建立在适当方向上时，在安装之后，存在由于环境影响而导致天线方向变化的各种因素，诸如由于大风或日晒、地震等而造成的天线安装基座的变形。专利文献1(日本未经审查专利申请公布No.2007-129624)公开了检测风向和风速并且控制方向的天线。专利文献1中公开的天线包括测量风向和风速的风向和速度计算单元，以及在计算后估计由于天线位移造成的天线朝向错误的位移估计单元。天线随后被朝向目标方向驱动，从而基于计算结果校正错误。因此，即使当天线由于风而发生位移时，仍有可能将天线的朝向校正到适当方向。引用列表专利文献PTL1：日本未经审查专利申请公布No.2007-129624
技术实现思路
技术问题近年来，为了满足高速、高容量通信的要求，随着高频设备的发展以及载波频率增加到微波范围，用于无线通信的信号占用较大的带宽。进一步，而且在P2P(点对点)通信中，进行着使用相对天线的微波通信。当方向性天线用于实现微波通信时，天线束的宽度显著变窄。因此，例如，在E频带中(2ft,80GHZ)无线通信中，束宽度大约为0.3°。如果束宽度像这样变窄，则接收水平显著降低，即使在通信期间只有天线的小位移，这仍可以造成线中断。因为诸如无线基站的通信基础设施即使在糟糕环境下或者在诸如地震的灾难事件中仍需要保持通信，所以方向性天线的方向控制是待解决的问题。用于天文观察等的大型天线被假定为专利文献1中公开的天线。专利文献1中描述的检测风向和风速并且控制天线方向的系统不适用于使用具有非常窄的束宽度的微波的无线通信，这种无线通信需要天线角度的精细调节。本专利技术的示例目标在于提供一种天线设备和天线设备控制方法，其能够高度准确地调节天线位置并且即使在天线方位角改变的类似大风或灾难的环境下仍保持高发送和接收水平。问题的解决方案根据本专利技术示例方面的一种天线设备包括：主辐射装置，其用于在发送时引导并发出无线电波，以及在接收时引导无线电波；天线构件，其用于在发送时反射由所述主辐射装置发出的无线电波并且形成发送束，以及在接收时反射在所述主辐射装置上接收到的波；角度调节装置，其用于改变所述主辐射装置和所述天线构件之间的相对角度；角度计算装置，其用于对于在所述主辐射装置中发生的方位角的位移来计算在所述主辐射装置和所述天线构件之间将形成的所述相对角度；以及控制装置，其用于基于所计算的相对角度来控制所述角度调节装置。根据本专利技术的示例方面的一种天线设备的控制方法是一种天线设备的控制方法，所述天线设备包括：主辐射装置，其用于在发送时引导并发出无线电波，以及在接收时引导无线电波；天线构件，其用于在发送时反射由所述主辐射装置发出的无线电波并且形成发送束，以及在接收时反射在所述主辐射装置上接收到的波；角度调节装置，其用于改变所述主辐射装置和所述天线构件之间的相对角度；角度计算装置，其用于对于在所述主辐射装置中发生的方位角的位移来计算在所述主辐射装置和所述天线构件之间将形成的所述相对角度；以及控制装置，其用于基于所计算的相对角度来控制所述角度调节装置，所述方法包括：对于在所述主辐射装置中发生的方位角的位移来计算在所述主辐射装置和所述天线构件之间将形成的所述相对角度；以及基于所计算的相对角度来控制所述角度调节装置。专利技术的有益效果根据本专利技术的示例实施例，能够提供一种天线设备和天线设备控制方法，其能够高度准确地调节天线位置且即使在天线方位角变化的类似大风或灾难的环境下仍保持高发送和接收水平。附图说明图1是示出根据本专利技术的第一示例实施例的天线设备的横截面视图。图2是示出角度调节装置的天线设备的分解透视图。图3A是天线设备的功能框图。图3B是在使用加速度检测装置情况下的天线设备的功能框图。图4是示出待校正的发送束的方位角与用来相对于主辐射装置旋转天线构件的角度(相对角度)之间的关系的视图。图5是示出天线设备的操作的流程图。图6是根据本专利技术的第二示例实施例的天线设备的功能框图。图7是示出根据本专利技术的第二示例实施例的天线设备的操作的流程图。图8是示出角度调节装置的可替换示例的视图。图9是示出角度调节装置的可替换示例的视图。图10是示出角度调节装置的可替换示例的视图。具体实施方式[第一示例实施例]下文结合附图来描述根据本专利技术的第一示例实施例的天线设备100的结构。如图1和2中所示，天线设备100安装在杆50上，杆的基端50a固定安装在地面上。具体地说，外壳30的后侧30b固定安装在杆50的中间。例如，外壳30是刚性的且抗变形的矩形盒子。发送和接收无线电波的发送和接收电路60被封装并固定在外壳30中。例如，外壳30是室外设备的一部分。天线构件20的后侧20b通过未示出的耦合装置45耦合到外壳30a的前侧30a。天线构件20由此以绕着作为旋转中心的耦合装置在仰俯和横摆方向上的特定角度范围中自由旋转的方式耦合到外壳30。例如，天线构件20是抛物线形天线的反射器构件。例如，普通万向节可用于耦合装置45。主辐射装置10的基端通过引导无线电波的波导管70耦合到发送和接收电路60，使得其主体10a置于天线构件20的前侧20a之前。波导管70通过外壳30的前侧中的孔洞30c耦合到发送和接收电路60。在这个示例中，主辐射装置10可以被视为固定到外壳30上。主辐射装置10和天线构件20彼此不耦合。具体地说，天线构件20可以在俯仰和横摆方向上的特定角度范围中相对于主辐射装置10自由旋转。调节天线构件20的方位角的角度调节装置40安装在天线构件20的后侧和外壳30的前侧之间。参看图1和2，角度调节装置40的板40e的后侧40f固定到外壳30的前侧30a。角度调节装置40在板40e的前侧40g的四个角上具有多个致动器40a、40b、40c和40d。板40e在中心具有孔洞40h，外壳30的前侧30a具有孔洞30c。角度调节装置40安装在外壳30上，使得耦合到主辐射装置10的波导管70被插入穿过孔洞40h和30c，尽管在图2中没有示出。致动器40a、40b、40c和40d的基端分别耦合到板40e的前侧40g的四个角，且前端分别耦合到天线构件20的后侧20b。压电元件可以用于致动器40a、40b、40c和40d。每个致动器40a、40b、40c和40d可以被视为处于不延伸和收缩的状态的刚性体。因此，通过这样的耦合，天线构件20可以被视为，以致动器40a、40b、40c和40d不延伸和收缩的状态固定于外壳30。因为主辐射装置10还以这种状态固定到外壳30，所以主辐射装置10相对于天线构件20不移动。当致动器40a、40b、40c和40d被互相独立驱动时，天线构件20围绕作为旋转中心的耦合装置45在致动器40a、40b、40c和40d的冲程范围内实现的特定角度范围中旋转，且天线构件20对于主辐射装置10的相对角度由此而改变。通过上面的结构，在发送时，主辐射装置10从其前端发出从发送和接收电路60引导的无线电波，以在天线构件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天线设备，包括：主辐射装置，其用于在发送时引导并发出无线电波，以及在接收时引导无线电波；天线构件，其用于在发送时反射由所述主辐射装置发出的无线电波并且形成发送束，以及在接收时反射在所述主辐射装置上接收到的波；角度调节装置，其用于改变所述主辐射装置和所述天线构件之间的相对角度；角度计算装置，其用于对于在所述主辐射装置中发生的方位角的位移来计算将在所述主辐射装置和所述天线构件之间形成的所述相对角度；以及控制装置，其用于基于所计算的相对角度来控制所述角度调节装置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.17 JP 2014-0277951.一种天线设备，包括：主辐射装置，其用于在发送时引导并发出无线电波，以及在接收时引导无线电波；天线构件，其用于在发送时反射由所述主辐射装置发出的无线电波并且形成发送束，以及在接收时反射在所述主辐射装置上接收到的波；角度调节装置，其用于改变所述主辐射装置和所述天线构件之间的相对角度；角度计算装置，其用于对于在所述主辐射装置中发生的方位角的位移来计算将在所述主辐射装置和所述天线构件之间形成的所述相对角度；以及控制装置，其用于基于所计算的相对角度来控制所述角度调节装置。2.根据权利要求1所述的天线设备，进一步包括：加速度检测装置，其用于检测在上面安装有所述角度调节装置的外壳中发生的加速度，其中，所述角度计算装置基于所检测到的加速度来计算所述方位角的位移。3.根据权利要求2所述的天线设备，其中，所述加速度检测装置被安装在所述外壳上。4.根据权利要求2或3所述的天线设备，其中，所述角度调节装置旋转所述天线构件，以改变与所述主辐射装置的所述相对角度。5.根据权利要求2或3所述的天线设备，其中，所述角度调节装置旋转所述主辐射装置，以改变与所述天线构件的所述相对角度。6.根据权利要求2、3、4或5所述的天线设备，其中，当所检测到的加速度等于或大于指定...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中宣幸，
申请(专利权)人：日本电气株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP