天线控制系统技术方案

一种能遥控改变天线波束倾斜的天线控制系统。一驱动装置（５，３０）连续地调整一与发射元件连接的馈送分配网络的移相器（１，２，３，３６，３９，４０），从而连续地改变天线波束的倾斜。一控制器（８０）可遥控改变在现场的若干天线的波束倾斜。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】天线控制系统本申请是申请号为95196544.1(国际申请号为PCT/NZ95/00106)、申请日为1995年10月16日的中国专利申请的分案申请。
本专利技术涉及改变一个或几个天线的波束倾斜度的天线控制系统。特别是(虽然不是排它的)，本专利技术涉及一种供安装着一个或几个移相器的天线用的驱动系统。本专利技术的技术背景为了使天线阵(例如一种平板天线)产生的波束下倾，或是使平板天线机械地下倾，或是按照现有技术中已知的技术用电学原理控制平板天线发射的波束。诸如本专利技术涉及的平板天线常常安装在建筑物或类似结构的侧面。在机械上使天线倾斜以远离建筑物侧面将增加设备对风的灵敏度，从而引起振动，而当需要足够的下倾度时又可能与可见的周围环境发生碰撞。为了避免上述问题，通过将相位延迟导入一信号可实现电的波束控制，而该信号将输入在一天线阵中的发射元件或发射元件组。新西兰专利说明书第235010号描述了这种技术。已知有各种相位延迟技术，包括，将长度可变的延迟线插入网络，以馈送到一个或几个发射元件里，或者利用PIN二极管改变传送通过馈电网络的信号的相位。PCT/NZ94/00107描述了另一种可改变两个信号相位的装置，其中的描述在这里被参考引用。该说明书描述了一种通过机械操作可改变的差动式移相器，它安装着一个输入端和两个输出端。为了本专利技术的目的，足以明白，诸如PCT/NZ94/00107所述的移相器是通过沿着该移相器的本体滑动一外套筒而进行机械调整的，它在移相器输出端上改变信号的相对相位。一种传统的平板天线将安装一个或几个移相器，而这里的具体实施例将包括三个移相器。将一信号输入第一移相器，它将该信号分裂成两个具有所需相位关系的信号。然后，将各相位移动的信号输入第二移相器，它们的输出端至少馈送给一个发射元件。这样，可获得通过整个发射元件阵列的连续的相位移动，从而提供了一在电气上调整发射波束的下倾的装置。根据发射波束的用途和形状也可是另外的相位分布。虽然在发射波束下倾的范围内讨论了控制动作，但应该明白，这里的详细说明不限定于某个方向。波束倾斜可在任何方向上产生。-->可变差动式移相器的另一个具体特征是，它们提供连续的相位调整，相反，大多数传统的分段相位调整可发现有PIN二极管或分段的长度延迟线移相器。在目前研究的类型中的平板天线里，最好能同步地调整全部移相器阵列，这样，通过在机械上调整一个设定装置就可设定所需的波束倾斜度。执行这种调整的机械驱动装置必须可重复产生下倾角，并能适合于提供大量的、不同的移相器阵列结构。此外，天线的波束倾斜最好是能遥控改变，以避免操作者爬上去调整天线的波束倾斜。本专利技术的简要说明本专利技术的一个目的是提供一种机械驱动系统，它可用来调整机械移相器，而该机械移相器可缓和上述困难，提供上述天线和天线阵的结构需要的方案，或至少给公众提供一个有用的选择。因此，提供一种机械调整装置，以调整由与一发射元件的阵列连接的诸移相器产生的相对相位移动，所述机械调整装置包括：使第一移相器的第一部分相对第一移相器的第二部分移动的第一装置，以改变在第一移相器的输出信号之间的相位差；以及使第二移相器的第一部分相对第二移相器的第二部分移动的第二装置，以改变在第二移相器的输出信号之间的相位差，其中，第一移相器的输出端馈送给第二移相器，且第二装置的移动程度取决于第一装置的移动程度。较佳的是，第二装置的移动产生第三移相器的第一部分相对于第三移相器的第二部分的同步移动，其中，第一移相器的输出端馈电给第三移相器。较佳的是，第二和第三移相器的输出端与各发射元件连接，以便产生波束，而该波束在第一和第二装置调整移相器时倾斜。较佳的是，第一移相器第一部分相对于第一移相器第二部分第一距离的移动产生第二和第三移相器的第一部分相对于第二和第三移相器的第二部分之间的、大约是第一距离两倍的相对移动。按照第一较佳实施例，第一装置包括一齿轮，它驱动安装在第一移相器的第一部分上的一齿条，第一齿轮的转动将使第一移相器的第一部分相对第一移相器的第二部分移动。较佳的是，第一移相器的第二部分安装在一支架上，而第一移相器的输出端通过推杆与第二和第三移相器的输入端连接，这样，第一移相器上的第二部分的移动将使第二和第三移相器的第一部分相对第二和第三移相器的第二部分移动。较佳的是，第二齿轮同轴安装在驱动第一齿轮的一根轴上，而第二移相器驱动安装在第一移相器的第二部分上的一齿条，这样，第二齿轮的转动将使第二和第三移相器的第一部分相对第二和第三移相器的第二部分移动。-->较佳的是，第一和第二齿轮之比为3∶1。按照本专利技术的第二实施例，调整装置包括一轴，而所述第一装置包括设置在所述轴上的第一螺旋部分和连接在第一移相器的第一部分上的第一配合螺旋件。第二装置包括设置在所述轴上的第二螺旋部分和连接在第二移相器的第一部分上的第二配合螺旋件。该结构是这样的，所述轴的转动使第一移相器第一部分相对第一移相器第二部分的移动速率大约是第二移相器第一部分相对第二移相器第二部分的移动速率的两倍。较佳的是，第二螺旋件与第一移相器的第二部分连接，并通过一推杆移动第二移相器的第一部分。该推杆较佳的是一同轴线，它使第一移相器的输出端与第二移相器的输入端连接。较佳的是，再提供一第三移相器，它通过一推杆与第一移相器的第二输出端连通，该推杆使第三移相器的第一部分与第二移相器的第一部分同步移动。按照本专利技术的另一方面，提供一天线系统，它包括：两个或更多个天线，各天线包括两个或更多个发射元件和相对移动一个或几个相位移动元件的零件、以改变提供给各发射元件的信号的相位、以改变天线波束下倾的机电装置；以及一控制器，提供驱动信号给机电装置以调整互相独立的各天线波束的下倾。较佳的是，控制器可由一控制中心遥控，这样，若干这种系统将作为供几个蜂窝基站用的控制策略的一部分而被遥控。较佳的是，该机电装置改变各天线的电下倾，且包括监视机电装置并将表示机电装置位置的信号提供给控制器。附图的简要说明现在通过例子并参考附图来描述本专利技术的实施例，其中：图1表示一平板天线，它包括一按照本专利技术第一实施例的移相器驱动机构；图2表示一安装着齿条的第一移相器；图3表示安装在支架上的调整组件的零件分解图；图4用图解法表示按照第一实施例的驱动机构的工作；图5表示一平板天线，它包括一按照本专利技术第二实施例的移相器驱动机构；图6表示图5中的移相器驱动机构的细节；图7表示图6所示的驱动机构中的电动机、开关和舌簧开关的电连接；图8表示控制图6和7所示的驱动机构的控制器实施本专利技术的最佳方式参看图1，它显示了平板天线4的后侧面，平板天线4具有第一移相器1，第二移相器2，第三移相器3和移相器驱动机构5。馈线6与移相器1的输入端连-->接。移相器1的第一部分8可相对移相器1的第二部分9移动。移相器1的输出信号通过线10和11分别提供给移相器2和3的输入端12和13。馈线10和11包括同轴推杆，它分别提供将移相器1输出端的信号输送给移相器2和3、以及相对移相器2和3的第二部分16和17移动移相器2和3的第一部分14和15的功能。由移相器2和3输出的信号通过同轴线18、19、20和21提供给各发射元件(未画出)。工作时，移相器1的第一部分8可相对移相器1的第二部分9移动，以改变通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蜂窝基站通信系统，所述系统产生波束，所述系统包括：　　　　一个天线，具有多个辐射元件；　　　　一个信号馈电网络，耦合到所述辐射元件，且包括一个移相器；以及　　　　一个天线控制装置，包括通过第一通信链路耦合的第二控制器和第一控制器，所述天线控制装置通过第二通信链路耦合到所述天线。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】NZ 1994-11-4 264864;NZ 1995-8-15 2727781.一种蜂窝基站通信系统，所述系统产生波束，所述系统包括：一个天线，具有多个辐射元件；一个信号馈电网络，耦合到所述辐射元件，且包括一个移相器；以及一个天线控制装置，包括通过第一通信链路耦合的第二控制器和第一控制器，所述天线控制装置通过第二通信链路耦合到所述天线。2.如权利要求1所述的系统，其中所述天线控制装置配置成调节波束方向。3.如权利要求1所述的系统，其中所述控制装置配置成调节波束下倾。4.如权利要求1所述的系统，其中所述控制装置配置成根据系统业务要求来调节提供给至少一些所述辐射元件的信号的相位。5.如权利要求1所述的系统，其中所述移相器是机电移相器，其进一步包括第一和第二部件，所述部件中的至少一个相对另一个可移动，并且其中所述控制装置通过在所述第一和第二部件间产生相对位移来改变提供给所述辐射元件的信号的相位。6.如权利要求1所述的系统，其中所述第一通信链路和第二通信链路中的至少一个是电话线。7.如权利要求1所述的系统，其中所述第一通信链路和第二通信链路中的至少一个是无线通信链路。8.如权利要求7所述的系统，其中，所述无线通信链路为射频链路。-->9.如权利要求1所述的系统，还包括一个移相器锁。10.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一控制器和第二控制器中的至少一个是个人计算机。11.如权利要求1所述的系统，还包括一个天线支承结构，所述第一控制器位于所述天线支承结构中。12.如权利要求1所述的系统，还包括一个天线支承结构，其中所述第一控制器远离所述天线支承结构。13.如权利要求1所述的系统，其中所述天线控制装置适用于调节提供给至少一些所述辐射元件的信号的相位以增大或减少波束下倾角。14.如权利要求1所述的系统，其中所述天线控制装置适用于选择一个提供给至少一些所述辐射元件的信号的预定相位。15.如权利要求1所述的系统，其中所述天线控制装置适用于以预定量改变提供给至少一些所述辐射元件的信号的相位。16.如权利要求1所述的系统，其中所述控制器适用于测量提供给至少一些所述辐射元件的信号的相位值。17.如权利要求1所述的系统，其中所述控制器中的至少一个是便携或手持设备。18.如权利要求1所述的系统，还包括天线支承结构，其中所述第一控制器位于所述天线支承结构，而所述第二控制器远离所述天线支承结构。19.如权利要求18所述的系统，其中所述第一和第二控制器通过无线链路耦合。20.如权利要求18所述的系统，其中所述第一控制器通过有线链路耦合到所述移相器。21.如权利要求20所述的系统，其中所述第一和第二控制器通过无线链路耦合。-->22.一种天线控制装置，用于一个具有天线的蜂窝基站通信系统，所述控制装置包括：一个控制器分层结构，耦合到所述天线且可运行地控制所述天线。23.如权利要求22所述的控制装置，其中所述控制器分层结构进一步包括可运行耦合到一个移相器且控制该移相器的第一控制器，以及可运行耦合到第一控制器且控制第一控制器的第二控制器。24.如权利要求23所述的控制装置，其中所述第一控制器靠近所述天线，而第二控制器远离所述第一控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：威廉埃米尔海因茨，马赛厄斯马丁欧内斯特海伦，
申请(专利权)人：安德鲁公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]