專利名稱：一種天線桿系統(tǒng)和支撐裝置的制作方法
一種天線桿系統(tǒng)和支撐裝置本發(fā)明涉及一種天線桿系統(tǒng)以及一種天線支撐裝置，特別涉及一種為移動電話通訊天線提供精確而靈活方向定位的天線支撐裝置。天線是用于傳送和接收電磁信號的裝置。移動電話天線在技術(shù)領(lǐng)域是為人所熟知的。比如，專利US7015871提出了一種三根天線的集成裝置，該裝置的三根天線可獨立進(jìn)行旋轉(zhuǎn)以調(diào)整相鄰單元間的信號覆蓋范圍。出于美觀上的原因以及空間上的要求，現(xiàn)知的天線和天線結(jié)構(gòu)都必須盡可能地緊湊。因此，在專利US7015871中，三根天線緊湊地放置在一起，并繞一中心軸等距離分布。這種天線集成的缺陷是每一根天線的方位角覆蓋范圍被限制在每個方向(左或者右)各約15°。這主要是因為天線的緊密分布。照此而言，如果三根天線以相互120° 的位置分布，兩根相鄰天線間的方向角覆蓋范圍將為90°到150° (也即，每根天線方向角覆蓋120°加上或者減去15° )。這限制了天線在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)中的使用性能。幾乎所有的現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)都以串聯(lián)的方式運(yùn)行，并頻繁地進(jìn)行擴(kuò)容以滿足更高的容量和數(shù)據(jù)傳輸率的要求， 同時又減少覆蓋范圍的問題以及由干擾產(chǎn)生的覆蓋范圍局限性。此外，現(xiàn)在希望這樣的裝置能提供指向同一方向的兩根相鄰天線。移動電話天線有可能需要天線桿支撐，在這種情況下，天線桿生產(chǎn)商將天線桿安裝于指定位置，隨后天線裝上天線桿并被調(diào)整到預(yù)期方向(也即，方位角和俯仰角)。傳統(tǒng)上，一根天線桿上安裝三根天線，指向不同的方向。每根天線的方向角通過特殊裝置來進(jìn)行人工設(shè)置，如使用安裝在一個框架上的望遠(yuǎn)鏡來手動定位位于天線桿上天線的 Katherein(TM)方向角調(diào)節(jié)工具。這需要提供天線方面的技術(shù)人員來進(jìn)行手動操作。對安裝在天線桿上天線的這種定方向方式是不十分精確的，會造成較大的錯誤。 不精確的方向角布置造成移動信號網(wǎng)絡(luò)信號扇區(qū)的疊加(也即，相近天線覆蓋面的過度疊加)，或者相近扇區(qū)間的間隙。出于電磁波譜效率、網(wǎng)絡(luò)性能和天線轉(zhuǎn)動成本的原因，這兩種情況都是不希望發(fā)生的。因此，人們需要這樣一種天線桿和支撐裝置，能提供被安裝天線高精確度，卻不需要進(jìn)行人工現(xiàn)場調(diào)整，并且擁有精確的天線方向角可調(diào)整性以適應(yīng)未來的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)布局。如果一個以上的服務(wù)供應(yīng)商(例如，移動電話公司)希望與另一個服務(wù)供應(yīng)商共同使用一片天線場地，現(xiàn)今的技術(shù)可以提供幾種解決方案。最理想的方案是在天線技術(shù)里加入場地共享的性能。也就是說兩個供應(yīng)商的電磁波信號的傳輸與接收將在單一的一根天線中進(jìn)行。這樣的缺點是，當(dāng)天線的某個位置(包括方位角及俯仰角)有利于一個供應(yīng)商的信號傳輸，卻可能對另一個供應(yīng)商不利。因此，通常的解決方法是采取對兩個供應(yīng)商均折中的天線位置，而不取對其中某一供應(yīng)商的最優(yōu)位置。類似地，如果一個服務(wù)供應(yīng)商希望在單一信號位置進(jìn)行兩種不同無線接入技術(shù) (RAT)的傳輸，將它們由單一天線進(jìn)行傳播，往往也無法得到最理想的解決方案。因為天線只有單一的方向角和俯仰角。因此，兩種不同的無線接入會擁有極為相似的覆蓋區(qū)域。當(dāng)涉及到網(wǎng)絡(luò)性能的衡量、優(yōu)化以及運(yùn)行管理時，這樣的結(jié)果會帶來嚴(yán)重的問題，比如，時分多址接入(TDMA)、無線碼分多址(WCDMA)和光頻分多址(OFDMA)這些不同的無線接入技術(shù)都必須使用不同的無線傳輸和資源管理特性。此外，共用天線直接導(dǎo)致每種無線接入技術(shù)傳輸能量上的下降，繼而引起單元信號覆蓋和轉(zhuǎn)換區(qū)域的縮小。這都是不理想的。已知的擁有方向角可調(diào)節(jié)能力的天線桿和支撐系統(tǒng)通常局限在特殊的天線類型上，這些天線有固定的尺寸(長、寬、高)以及電特性。這使得供應(yīng)商不得不選擇能夠適應(yīng)這類天線桿和支撐系統(tǒng)的天線，而不能選擇應(yīng)用性能上最好的天線，這也是不理想的?，F(xiàn)有天線桿分布技術(shù)還有一個更大的缺點，就是必須針對不同的地點(比如城市、郊區(qū)、農(nóng)村)來制造不同的天線桿，也即已知的天線桿都是以應(yīng)用為導(dǎo)向的。比如，在城市中，天線桿被安裝在大樓的樓頂，高度僅為8米左右，期望達(dá)到的覆蓋范圍為500m至3km。 有線制導(dǎo)天線桿被應(yīng)用于郊區(qū)，天線桿的高度可達(dá)到18m,覆蓋范圍為2km至10km。在天線的安置點與理想位置相差較遠(yuǎn)的情況下(比如，在偏遠(yuǎn)的農(nóng)村地區(qū)安置點可能在廣闊的田野中)，需要設(shè)置很高的天線桿，其高度可達(dá)50m，覆蓋范圍有IOkm至20km。本發(fā)明的目的在于克服或者至少緩解以上提到的一個或多個問題。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種移動通訊天線支撐裝置包括天線支撐，軸固定于天線支撐上繞第一軸旋轉(zhuǎn)的中間部件，軸連接于中間部件上繞第二軸旋轉(zhuǎn)的天線托架， 通常第二軸與第一軸平行。通過這種布置結(jié)構(gòu)，天線的方向和位置可以更好地得到調(diào)整，甚至在一個給定空間包絡(luò)中，兩根天線可以指向相同的方向。天線支撐系統(tǒng)可包括兩個驅(qū)動機(jī)構(gòu)，配置的第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)使中間部件圍繞第一軸相對于天線支撐旋轉(zhuǎn)，配置的第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)使天線繞第二軸相對于中間部件旋轉(zhuǎn)。最優(yōu)方案是第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括一根旋轉(zhuǎn)輸出軸，與第一軸垂直，該裝置還包括一個變速箱，位于旋轉(zhuǎn)輸出軸和中間部件之間，將旋轉(zhuǎn)軸上的動力傳遞到中間部件。最優(yōu)方案是第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括一根旋轉(zhuǎn)輸出軸，與第二軸垂直，該裝置包括一個變速箱，位于旋轉(zhuǎn)輸出軸和天線之間，將旋轉(zhuǎn)軸上的動力傳遞到天線。最優(yōu)方案是變速箱包括蝸輪，其中蝸輪與旋轉(zhuǎn)輸出軸相連，帶動連接中間部件和/ 或者天線的錐齒輪。這樣的優(yōu)勢在于蝸輪不易發(fā)生動力回傳。最優(yōu)方案是驅(qū)動機(jī)構(gòu)是一個步進(jìn)電動機(jī)。這樣能得到更精確的天線位置。最優(yōu)方案是步進(jìn)電動機(jī)含有嵌入式光編碼器。最優(yōu)方案是天線桿包括一個電子電位器，來監(jiān)控天線的方位。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種移動通訊天線桿系統(tǒng)包括基座，至少一組天線桿組件，和，一套天線支撐系統(tǒng)。其中至少一組天線桿組件包括能使這至少一組天線桿組件與基座保持在直線上，繞主軸面向既定方向的調(diào)整方法。并且，其中天線支撐系統(tǒng)包括能使天線支撐裝置和至少一組天線桿組件圍繞主軸轉(zhuǎn)到既定方向的調(diào)整方法。這樣，基于整個天線桿系統(tǒng)，天線支撐系統(tǒng)與基座保持在同一角方向上，從而基座上既定的數(shù)據(jù)可以傳遞到天線支撐上。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種安裝移動通訊天線桿的步驟包括提供Iv基座，提供至少一個天線桿組件及，提供一個天線支撐裝置，將基座根據(jù)已知數(shù)據(jù)定位安裝，
將至少一組天線桿組件相對于基座以既定角度安裝上基座，將天線支撐裝置相對于至少一組天線桿組件以既定角度安裝上天線桿組件，這樣天線支撐裝置相對于已知參數(shù)指向既定方向角。通過將天線桿的每個組件按序安裝在基座上，由于基座是根據(jù)已知參數(shù)(比如， 正北方向)安裝，所以供應(yīng)商隨后將天線安裝在天線桿上時，不需要手動校準(zhǔn)。供應(yīng)商能確切知道天線朝向什么方位，也可使用諸如第一方面提到的支撐系統(tǒng)來適當(dāng)調(diào)整天線，使之面向理想方位。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種移動通訊天線桿包括一個第一天線支撐結(jié)構(gòu)包括第一接收信息天線，一個第二天線支撐結(jié)構(gòu)包括第二接收信息天線。其中第一支撐結(jié)構(gòu)和第二支撐結(jié)構(gòu)在使用中按垂直方向布置，這樣第一和第二接收信息天線可獨立操控調(diào)整方向。這兩組天線可以用來傳輸和接收不同類型的信號，以及來自同一地區(qū)不同供應(yīng)商的信號。并且它們允許獨立進(jìn)行調(diào)整，得到對兩種信號和/或者兩個供應(yīng)商的信號都最優(yōu)的方向。根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供一種天線桿系統(tǒng)包括一個基座，數(shù)個模塊化天線桿組件，一個天線支撐裝置，其中這數(shù)個模塊化天線桿組件能選擇性地、以各種不同的結(jié)構(gòu)固定連接在一起，以提供基座和天線支撐裝置間可選擇的安裝距離。根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供一種安裝天線桿的方法包括以下步驟提供一個基座，提供一個天線支撐，提供數(shù)個模塊化天線桿組件，從數(shù)個模塊化天線桿組件中選擇幾個，將這幾個模塊化天線桿組件固定連接在天線支撐與基座之間，以得到它們之間理想的距離。第一和第二固定連接的距離都可以人工實現(xiàn)。在此也提出了一種天線集成，包括了一根中央支撐柱，依據(jù)第一方面的數(shù)個天線支撐裝置連接在上面。最優(yōu)方案是三個依據(jù)第一方面的天線支撐裝置連接在上面。本發(fā)明的優(yōu)勢在于，擁有較好的天線桿體支撐結(jié)構(gòu)，能使多個天線桿體安裝在同一個模塊化的式樣中，以提供所需的天線桿高度。當(dāng)已有了安裝的需求時，天線桿可適應(yīng)性地安裝，以滿足需求。安裝者也只要儲備三個部件類型，根據(jù)安裝需求來決定使用的天線桿體數(shù)量。第一和第二連接方式可以不同，但也可能第一和第二連接方式是相同的。第一連接結(jié)構(gòu)可制造成能容納第二連接結(jié)構(gòu)的形式。最優(yōu)方案是基座包括一個基座體，確定的一個連接平面和天線桿支撐，第一連接結(jié)構(gòu)與天線桿支撐相結(jié)合，該支撐軸連接在基座體上，讓天線桿體從貯藏位旋轉(zhuǎn)至直立位， 通常直立位是與連接平面相垂直的。這種方式使天線桿的豎立過程更容易。最優(yōu)方案是，天線桿體包括第一法蘭和第二法蘭，通過桁架相連，其中第一連接結(jié)構(gòu)在第一法蘭上，第二連接結(jié)構(gòu)在第二法蘭上。以下根據(jù)圖例來介紹依據(jù)本發(fā)明的一個天線桿和支撐裝置的實例，其中


圖1是根據(jù)本發(fā)明的天線桿和支撐裝置的側(cè)視圖；圖2是圖1所示天線桿和支撐裝置的透視圖；圖3是圖1所示天線桿和支撐裝置的透視圖；圖4是圖1所示天線桿和支撐裝置加上附件的透視圖；圖5是圖1所示天線桿和支撐裝置的局部透視圖；圖6是圖1所示天線桿和支撐裝置的俯視圖；圖7是圖1所示天線桿和支撐裝置組件中的第一層透視圖；圖8a是圖1所示天線桿和支撐裝置局部爆炸透視圖；圖8b是圖3所示部分可選布置的爆炸透視圖；圖9a是圖1所示天線桿和支撐裝置水平裝配位置側(cè)視圖；圖9b是圖1所示天線桿和支撐裝置中間裝配位置側(cè)視圖；圖9c是圖1所示天線桿和支撐裝置豎直裝配位置側(cè)視圖；圖10是圖1所示天線桿和支撐裝置豎直裝配位置局部詳細(xì)視圖；圖11是圖1所示天線桿和支撐裝置在移動過程中加上組件的局部詳細(xì)視圖；圖12a是圖1所示天線桿和支撐裝置在第一種布置情況下的俯視圖；圖12b是圖1所示天線桿和支撐裝置在第二種布置情況下的俯視圖；圖13a至13j是圖1所示天線桿和支撐裝置在圖7a所示第一種狀態(tài)和圖7b所示 第二種狀態(tài)間各轉(zhuǎn)換階段的俯視圖；圖14是依據(jù)本發(fā)明的另一天線桿和支撐裝置的側(cè)視圖；圖15a是可變天線驅(qū)動系統(tǒng)的透視圖；圖15b是圖14a所示系統(tǒng)的詳細(xì)視圖；圖16a是汽車運(yùn)輸依據(jù)本發(fā)明的天線桿的側(cè)視圖；圖16b是汽車以堆裝方式運(yùn)輸依據(jù)本發(fā)明的天線桿的側(cè)視圖；圖17是依據(jù)本發(fā)明的可變天線支撐系統(tǒng)的剖面透視圖；圖18a是依據(jù)本發(fā)明的可調(diào)節(jié)天線支撐系統(tǒng)的側(cè)視圖；圖18b是圖18a所示可調(diào)節(jié)天線支撐系統(tǒng)的詳細(xì)視圖；圖18c是圖18b所示可調(diào)節(jié)天線支撐系統(tǒng)的透視詳圖；圖19a是依據(jù)本發(fā)明的仰角可調(diào)節(jié)天線支撐系統(tǒng)的側(cè)視圖；圖19b是圖19a所示仰角可調(diào)節(jié)天線支撐系統(tǒng)的局部詳細(xì)視圖；圖19c是圖19a所示仰角可調(diào)節(jié)天線支撐系統(tǒng)的局部詳細(xì)視圖；圖19d是圖19c所示在傾斜情況下的視圖；圖19e是圖19a所示仰角可調(diào)節(jié)天線支撐系統(tǒng)在傾斜情況下的側(cè)視圖；圖20是可調(diào)節(jié)天線支撐系統(tǒng)沒有安裝天線情況下的側(cè)視圖；圖21是可變天線桿裝置的透視圖。如圖1至6所示，本發(fā)明提出了一種天線和天線桿組件100。該組件包括基礎(chǔ)102， 天線桿體104和天線組件106?；?02通常圍繞中心軸P旋轉(zhuǎn)對稱?；?02包括支撐面法蘭108，大體上呈 環(huán)狀，并在中心部分有數(shù)根加強(qiáng)肋110。支撐面法蘭上分布有數(shù)個工藝孔或者更好的是工 藝槽113，以保證與安裝面進(jìn)行的連接。其上法蘭112也呈圓環(huán)狀，包括加強(qiáng)肋114。上法蘭112是支撐面法蘭108的偏移，架在圍繞法蘭108與112圓周等距離分布的數(shù)根支柱116 上。上法蘭112上設(shè)有一系列的孔(未顯示)，可使螺栓通過。天線桿體104包括第一法蘭118和基于其偏移的第二法蘭120。第一法蘭設(shè)有一系列沿圓周等距離分布的長孔121，有足夠的寬度穿過螺栓軸。法蘭118，120都呈圓環(huán)狀， 分別有一系列加強(qiáng)肋122，124分布其上。桁架結(jié)構(gòu)126連接了第一法蘭118和第二法蘭 120，并使兩者之間保持固定距離的平行位置。桁架結(jié)構(gòu)126包括3根豎向支桿128，它們中間位置由3根水平連桿130相連接。交差撐桿132橫跨在豎向支桿128之間。桁架結(jié)構(gòu) 126橫斷面呈三角形狀以保證抗彎性能。天線組件106包括天線支撐結(jié)構(gòu)134，后者又含有法蘭136和其上垂直伸出的豎桿 138。如圖2所示，法蘭136邊緣的特定位置上有一個標(biāo)記506。標(biāo)記506是法蘭136上的一個徑向切口。豎向連桿138通過4塊周向等距離分布的三角形肋板140焊接在法蘭136 上。天線組件106還包括固定于豎直連桿138上的天線束142，將于下文細(xì)述。豎直連桿138包括一對位于主軸兩頭的定位托架150、152。每個托架150、152包括環(huán)繞連接于豎桿138上的軸環(huán)154。每個托架150、152包括3個以相互角度120°等距離分布的突出物154。每個突出物154包括通孔156，將于下文細(xì)述。根據(jù)圖2，天線束142包括第一天線組件144，第二天線組件146和第三天線組件 148。每個天線組件144、146、148沿豎桿138周向等距離分布，默認(rèn)相互角度為120°。在最佳實施方案中，天線相對于中心軸的默認(rèn)位置為60°、180°和300°。60°是由標(biāo)記506 起計算而得的。天線束144、146、148基本上完全相同，因此在此僅詳細(xì)描述天線束144。第一天線組件144包括軸連接于突出物154的中間部件158，繞著第一軸160旋轉(zhuǎn)。第一天線組144還包括另一個天線162,通過天線托架159軸連接于中間部件158,并繞著平行于第一軸160的第二軸164旋轉(zhuǎn)。第一天線組件144還包括第一驅(qū)動裝置166和第二驅(qū)動裝置168。第一驅(qū)動裝置 166包括步進(jìn)電動機(jī)170，步進(jìn)電動機(jī)一端伸出旋轉(zhuǎn)輸出軸172。步進(jìn)電動機(jī)使用的是諸如 Nanotec (TM)的高轉(zhuǎn)矩步進(jìn)電動機(jī)。步進(jìn)電動機(jī)170通過一個“L”型的托架174連接到突出物154上，這樣使得旋轉(zhuǎn)輸出軸172與第一軸160相互垂直。一個齒輪箱176與輸出軸172相連，驅(qū)動與中間部件158相連的輸入軸178。當(dāng)然，齒輪箱176采用蝸桿傳動，包括與輸出軸172相連的蝸輪和與輸入軸178相連的錐形齒輪。這樣，步進(jìn)電機(jī)170可驅(qū)動中間部件158圍繞第一軸160旋轉(zhuǎn)。這樣的好處是，蝸輪齒輪箱不易發(fā)生動力回傳。蝸輪齒輪箱的減速比通常大約為60 I。這能保證天線十分精確地進(jìn)行調(diào)整，尤其是使用了內(nèi)置有齒輪減速率100 I的步進(jìn)電動機(jī)。第二驅(qū)動裝置168大體上與第一驅(qū)動裝置166相似，用于驅(qū)動天線162圍繞著中間部件158上的第二軸164旋轉(zhuǎn)。步進(jìn)電動機(jī)170用于保證調(diào)整量的步長，比如,每步為1°。如圖4所示，基座及天線桿罩180用于遮蔽它們的外觀并保護(hù)任何暴露在外的電子元件182。圓柱形整流罩184包裹在天線組件144、146、148外，以保護(hù)其不受風(fēng)雨等的侵害。天線和天線桿組件根據(jù)如下所述進(jìn)行組裝。在生產(chǎn)過程中，天線桿豎立起來之前，天線組件106是被預(yù)先設(shè)置好的(未安裝天線)。組件106上的托架159被依次設(shè)定相對于標(biāo)志506面向60°、180°和300°三個方向。如圖7所示，基座102與諸如大樓樓頂或其他結(jié)構(gòu)的表面10通過緊固件11連接。 緊固件11是重型的地腳螺栓。當(dāng)基座102與連接面10相連的同時，連接件12也與基座 102相連。連接件包括基座連接部分13、羅盤連接部分14以及兩者間的垂向支柱15。高精度羅盤16，精度至少達(dá)到+/-0. 5° (諸如Honeywell (TM)多點回轉(zhuǎn)式穩(wěn)定電磁羅盤)，與羅盤連接部分14相連。上法蘭112上預(yù)先設(shè)有徑向的缺口作為連接件12的定位標(biāo)記103。需要注意的是，羅盤16距離基座中心軸P —定半徑長度安裝。基座102可繞軸P進(jìn)行旋轉(zhuǎn)直到標(biāo)記103指向正北方為止(N箭頭)。需要注意的是，緊固件11在局部范圍內(nèi)可沿著槽113進(jìn)行移動，在最終緊固之前進(jìn)行微調(diào)。一旦旋轉(zhuǎn)到正確的位置，就撤掉連接件12。如此，基座102可以準(zhǔn)確指向指定方向 (比如，正北方向)。天線桿體104可搭建到理想高度。也就是第一法蘭118和第二法蘭120之間連接一個或多個桁架結(jié)構(gòu)126。根據(jù)圖8a所示，它們通過由法蘭118、120上伸出的角形件119、 123連接。角形件119、123通過與豎桿128螺栓連接來確保法蘭118、120的相對位置?；谶@種結(jié)構(gòu)，兩個(或者更多)桁架結(jié)構(gòu)326可以如圖Sb所示連接在一起，從而得到更高的天線桿體304。它們之間通過各自螺栓與連接在豎桿328的角形件306相連接。法蘭118、120的圓周上預(yù)先都設(shè)有徑向缺口作為標(biāo)記500，502。標(biāo)記孔500、502 在圓周上的相對位置必須相同，原因?qū)⒃谙挛脑斒?。天線組件106上的法蘭136與天線桿體104上的法蘭120相連接，這樣標(biāo)記孔506 與502將直線對齊?；?02的上法蘭112與天線桿體104的第一法蘭118通過鉸鏈186 (如圖10所示)關(guān)于裝配軸T螺栓連接。如圖7和圖10所示，法蘭112、118上的標(biāo)記孔103、500均位于鉸鏈186對面位置(也即相差180° )。天線桿體104和天線組件106可繞著轉(zhuǎn)配軸T旋轉(zhuǎn)，如圖Sb所示的中間位置轉(zhuǎn)至如圖8c所示的豎直位置，此時天線桿體104與地面垂直，而圖9所示的上法蘭112與第一法蘭118始終連接在一起。一旦天線桿體104達(dá)到垂直地面位置，螺栓187將法蘭112、118連接起來，并將鉸鏈186去掉，如圖11所示。需要注意的是,在最終裝配位置,標(biāo)記孔506相差60°的托架159同樣與標(biāo)記孔 502、500和103相差60°。由于標(biāo)記孔103設(shè)定指向正北方，因此60°托架159方位與正北方向相差60°。在使用過程中，天線桿組件100將先不安裝天線162。通過前文所述，由于天線桿精密的安裝過程和按一定角度安裝的天線組106，服務(wù)供應(yīng)商并不需要人工設(shè)定或調(diào)整天線的方向角。他們可已知方向角與正北方分別相差60°、180°和300°，并通過前文所述的控制系統(tǒng)來確定所需的天線方向。如圖Ila所示，天線組144、146和148位于其默認(rèn)設(shè)定位置，各自相差120°。如圖12b所示，天線組146、148的天線繞軸160和軸164發(fā)生旋轉(zhuǎn)，指向了相同方向。圖13a 至13j顯示了繞軸160、164旋轉(zhuǎn)的實現(xiàn)過程。特別是可以看見為了幫助天線的旋轉(zhuǎn)，中間部件158相互接近了 18° (也即各自向內(nèi)運(yùn)動了 9° )。在使用過程中，為了計算每個天線的位置，系統(tǒng)將安裝上光編碼器(圖中未顯示)。光編碼器通過控制系統(tǒng)與步進(jìn)電動機(jī)170相連，以保證精確的位置控制?，F(xiàn)存的光編碼器精度可達(dá)O. 002°以上。因此，加上天線桿系統(tǒng)精確地按正北方向安裝(通過此處描述的安裝步驟進(jìn)行安裝)，供應(yīng)商能簡單控制天線轉(zhuǎn)向理想方向。—套控制系統(tǒng)被應(yīng)用來控制天線的位置?？刂葡到y(tǒng)是基于計算機(jī)的，內(nèi)部包括處理器、處理軟件，其輸出端與電動機(jī)170連接，輸入端與光編碼器相連。遠(yuǎn)程工作者可在初始設(shè)定角(60°、180°和300° )的基礎(chǔ)上輸入理想的天線方向角。計算機(jī)隨后發(fā)出輸出信號給步進(jìn)電動機(jī)170控制天線旋轉(zhuǎn)。計算機(jī)通過光編碼器傳回來的數(shù)據(jù)來監(jiān)控編碼器的真實位置?？刂葡到y(tǒng)采用反饋回路來調(diào)整天線達(dá)到理想位置。在一個三天線組合中(如圖所示)，為了達(dá)到任意兩個天線可指向相同方向的效果，每個天線的旋轉(zhuǎn)范圍必須達(dá)到120°。具體來說，如圖13j所示，每根天線向另一根方向轉(zhuǎn)動60°。其中包括了天線相對于中間部件158繞軸164旋轉(zhuǎn)51°，中間部件相對于豎桿 138繞軸160旋轉(zhuǎn)9°。需要注意的是，轉(zhuǎn)動可繞軸160、164兩個不同的方向進(jìn)行，所以每根天線可運(yùn)動范圍為120° (也即相對其默認(rèn)位置運(yùn)動60° )。繞一根軸旋轉(zhuǎn)9°和繞另一根軸旋轉(zhuǎn)51°的運(yùn)動需要根據(jù)天線的已知最大寬度和厚度來計算。也就是當(dāng)兩個天線指向同一方向時(也即一根天線在+60°位置，而另一根在-60°位置)，相互不能發(fā)生碰撞。具體而言，旋轉(zhuǎn)角度限定了天線的寬度不超過270_， 厚度不超過120mm。需要注意的是，支撐天線組144、146和148的中間支柱或者說豎直桿138，其直徑需根據(jù)足以穩(wěn)定承受其上載荷量來預(yù)先選擇。相比輕的天線而言，較重的天線需要更大直徑的支柱。通常中間支柱的材料是鋁。試想兩級旋轉(zhuǎn)角度的不同組合也是可能的(保證在兩個方向上各能旋轉(zhuǎn)60° )。 15/45的劃分方式，允許的天線寬度不大于170mm，厚度不大于85mm。與整流罩間的最小允許距離也是必須考慮的。如此，本發(fā)明提出一種緊湊的天線組106，能讓兩個天線指向相同方向。如圖14所示是某一天線組件200，數(shù)個相同的天線桿體104以一一相連的方式連接。天線組106位于頂端。數(shù)根繩索202用于穩(wěn)定天線桿的位置，與地面支撐部分204相連。如圖15所示，與上述實施例中所描述的采用電子推進(jìn)方式不同，天線444相對于中間部件458的旋轉(zhuǎn)通過手動設(shè)定。中間部件458相對于突出部分154的旋轉(zhuǎn)也通過手動設(shè)定。旋鈕490、491可以松開或旋緊，以允許天線444和中間部件458進(jìn)行手動轉(zhuǎn)動。使用諸如Vishay(TM)單圈旋轉(zhuǎn)式，套筒安裝型的電子電位計將信號反饋給計算機(jī)，計算機(jī)通過連接的顯示器幫助使用者確定基于初始位置(也即60°、180°或者300° ) 的理想位置是否達(dá)到?；蛘唠娢挥嬢敵龅男盘柨蛇h(yuǎn)程監(jiān)控，同時技術(shù)人員進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。
需要注意的是，可以采取一根軸手動系統(tǒng)，另一根軸自動系統(tǒng)的組合。在這種情況下，系統(tǒng)中手動部分電位計的輸出信號將被輸入自動部分的控制系統(tǒng)，這樣基于已知量的天線絕對位置仍然可被控制系統(tǒng)獲知。另一種模式中，電動機(jī)，比如步進(jìn)電動機(jī)，用于粗略設(shè)置軸160和164的其中一根或兩根的初始旋轉(zhuǎn)角度上，和/或者最終的微調(diào)設(shè)定上。理想的方案是圍繞每根軸的運(yùn)動都完全電子化，采用諸如轉(zhuǎn)換器之類的電子控制系統(tǒng)將信號反饋給控制系統(tǒng)，并能實現(xiàn)對電動機(jī)兩個方向上的旋轉(zhuǎn)控制。又或者，當(dāng)控制系統(tǒng)中包括計算機(jī)時，使用者可通過屏幕顯示的圖形用戶界面，根據(jù)獲得的反饋信號選擇合適的電動機(jī)來進(jìn)行旋轉(zhuǎn)角度的調(diào)整。天線桿體上法蘭118、120的連接配合方式可有不同。這樣可以實現(xiàn)交互連接。或者，圍繞中心軸安裝不同數(shù)量的天線組也可以實現(xiàn)上述功能需求。增加連接件可允許天線有更多的自由度。比如，可在中間部件與天線之間再加入連接件。天線可安裝到車輛上，在天線桿體中間位置設(shè)有連接機(jī)構(gòu)，以保證運(yùn)輸過程中的展開與裝載，如圖16a與16b所示。如圖17所示，是另一種天線組件600。天線組件600包括一個天線支撐結(jié)構(gòu)602， 支撐結(jié)構(gòu)602由法蘭604和其上伸出的豎直連桿606組成。在法蘭606圓周上設(shè)置了標(biāo)記 608。標(biāo)記608是法蘭604上的一個徑向缺口。豎桿606與法蘭604通過四塊沿圓周等距離分布的角件610焊接連接。天線組件600還包括第一天線束612和第二天線束614，安裝在豎桿606上。天線束612、614均與天線束142相似，因此在此不再詳述。需要注意的是，天線束612、614可各自獨立進(jìn)行操作。因此在天線束612上天線可以獨立于天線束614進(jìn)行遙控。這樣，每一組天線束就可應(yīng)用在不同供應(yīng)商或不同數(shù)字信號類型的覆蓋上，而不需要復(fù)雜的區(qū)域共享技術(shù)，也不必采取理想天線方位的折中方式。如圖18a至18c所示,是另一種天線組700。天線組700包括天線支撐結(jié)構(gòu)702, 支撐結(jié)構(gòu)又由法蘭704和其上伸出的豎直連桿706組成。豎桿706通過四個沿圓周等距離分布的角件710焊接連接在法蘭704上。天線組700與天線組106相似。沿縱軸718垂直方向有兩個托架712、714。托架 714與豎桿706固定在一起，而托架712可沿著豎桿706以軸718方向滑動。與天線組106 —樣，托架712、714包括三個突起720，每個上都有中間部件722軸連接于其上。天線支撐法蘭724軸連接于中間部件722上。因此，托架712可沿著豎桿706上下移動，以迎合不同長度天線。為保證托架712、714在一直線上，在它們之間采用滑桿726。每根滑桿726都穿過中間部件722，并于軸718平行。每個中間部件722都能沿著與之相連的滑桿滑動，使托架 712移向或背離托架714。因為滑桿726是沿著主軸718(是托架712、714的旋轉(zhuǎn)軸)定位的，所以托架712、714間的直線度得到了保證。平頭螺釘728穿過由中間部件伸出的突塊 720，將托架702定位在理想位置。如圖19a至19c所示,是另一種天線組800。天線組800包括天線支撐結(jié)構(gòu)802, 支撐結(jié)構(gòu)又由法蘭804和其上伸出的豎直連桿806組成。豎桿806通過四個沿圓周等距離分布的角件810焊接連接在法蘭804上。
天線組800與天線組106相似。沿縱軸718垂直方向有兩個托架812、814。與天線組106 —樣，托架812、814包括三個突塊820，每個上都有中間部件822軸連接于其上。天線支撐法蘭824軸連接于中間部件822上。三個天線825連接在天線支撐件824的一端。天線支撐部件824和通過中間部件822與第二托架814相連的支撐部件不同，通過中間部件822與第一托架812相連。下方的天線支撐部件824包括一個球頭節(jié)，可使天線支撐法蘭828能繞著垂直于天線主軸的軸830進(jìn)行旋轉(zhuǎn)(如圖19d所示垂直于紙面方向)。因此，如圖19e所示，使用較長的天線支撐部件824與相鄰的托架814相連，可使天線825向下傾斜。在本發(fā)明中，采用線性驅(qū)動裝置機(jī)械地控制上方天線支撐部件824的傾斜運(yùn)動。如圖20所示，是另一種天線組件900。兩個托架912、914位于豎直軸918的垂直方向。與天線組106—樣，托架912、914包括三個突塊920，每個上都有中間部件922以第一軸923為旋轉(zhuǎn)軸連接于其上。天線支撐部件924和中間部件922以第二平行軸925為旋轉(zhuǎn)軸軸連接。天線支撐部件924根據(jù)承載的天線而設(shè)置。穩(wěn)定桿927連接兩頭的中間部件922。穩(wěn)定桿927保證兩個中間部件間的穩(wěn)定性， 同時作為加載路徑把轉(zhuǎn)矩傳遞給下方的中間部件922。需要注意的是，一套六個驅(qū)動裝置930垂直方向安裝，因此不需要蝸輪機(jī)構(gòu)來把運(yùn)動傳遞給中間部件922和天線支撐部件924?；A(chǔ)102上可能裝有為天線和/或者驅(qū)動裝置提供能量的能源裝置?？赡苁枪怆姵?、蓄電池、風(fēng)輪機(jī)或其它類似的構(gòu)件。如圖21所示，天線桿組1000包括與天線桿組100 相似的組件，但基座1002配備了適用于大表面的寬大底板1004。因此，底板1004能保證天線桿組的穩(wěn)定性，而不需要將基座1002與地面緊固連接。底板1004上裝有液壓鉸鏈1006，可升高和降低天線桿以及太陽能板1008。太陽能板1008上布置著一些列用于收集和儲藏天線系統(tǒng)所需能量的電池。
權(quán)利要求
1.一種移動通訊天線支撐裝置，其特征在于，包含一個天線支撐裝置；一個中間部件，其連接于天線支撐裝置并可圍繞第一軸旋轉(zhuǎn)；一個天線托架，其連接于中間部件并可圍繞平行于第一軸的第二軸旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的移動通訊天線支撐裝置，其特征在于，還包括第一驅(qū)動裝置，其驅(qū)動中間部件相對于天線支撐裝置繞第一軸旋轉(zhuǎn)；第二驅(qū)動裝置，其驅(qū)動天線托架相對于中間部件繞第二軸旋轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的移動通訊天線支撐裝置，其特征在于，其中的第一驅(qū)動裝置包括一根與第一軸垂直的旋轉(zhuǎn)輸出軸，本裝置還包括一個齒輪箱，所述的齒輪箱位于旋轉(zhuǎn)輸出軸與中間部件之間，該齒輪箱將轉(zhuǎn)軸的動力傳遞給中間部件。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的移動通訊天線支撐裝置，其特征在于，其中的第二驅(qū)動裝置包括一根與第二軸垂直的旋轉(zhuǎn)輸出軸，本裝置包括一個齒輪箱，所述的齒輪箱位于旋轉(zhuǎn)輸出軸與天線之間，將轉(zhuǎn)軸的動力傳遞給天線托架。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的移動通訊天線支撐裝置，其特征在于，其中齒輪箱包括一個蝸輪，該蝸輪與旋轉(zhuǎn)輸出軸相連接，驅(qū)動與中間部件和/或天線托架相連的錐形齒輪。
6.根據(jù)權(quán)利要求2 5中的任一項所述的移動通訊天線支撐裝置，其特征在于，其中的驅(qū)動裝置為步進(jìn)電動機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的移動通訊天線支撐裝置，其特征在于，還包括一個光編碼器， 所述的光編碼器提供中間部件和/或者天線托架的角位置的信號表征。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的移動通訊天線支撐裝置，其特征在于，還包括一組控制裝置， 基于從光編碼器獲得的輸出信息，控制驅(qū)動裝置調(diào)整天線托架的位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的移動通訊天線支撐裝置，其特征在于，包括一種光學(xué)電位計， 提供中間部件和/或者天線托架的角位置的信號表征。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的移動通訊天線支撐裝置，其特征在于，其中信號可在屏幕上顯示，讓技術(shù)人員手動確定天線托架的位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的移動通訊天線支撐裝置，其特征在于，還包含第一緊固機(jī)構(gòu)，其有選擇地阻止中間部件與天線支撐裝置繞第一軸的相對轉(zhuǎn)動； 第二緊固機(jī)構(gòu)，其有選擇地阻止天線托架與中間部件繞第二軸的相對轉(zhuǎn)動。
12.根據(jù)權(quán)利要求I 11中的任一項所述的移動通訊天線支撐裝置，其特征在于，還包含連接在天線托架上的天線。
13.—種移動通訊天線支撐裝置系統(tǒng)，其包含三個天線支撐裝置，該三個天線支撐裝置繞中間軸相距120°等距分布；每個所述的天線支撐裝置為根據(jù)權(quán)利要求I 12中的任一項所述的移動通訊天線支撐裝置的一部分。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的移動通訊天線支撐裝置，其特征在于，其中每個天線托架有+/-60°的運(yùn)動范圍。
15.一種移動通訊天線桿系統(tǒng)，其特征在于，包括一個基座；至少一個天線桿體組件；一套天線支撐系統(tǒng)；其中至少一個天線桿體組件包括調(diào)整裝置，所述的調(diào)整裝置調(diào)整至少一個天線桿體組件隨著基座繞主軸轉(zhuǎn)到指定方向；其中天線支撐系統(tǒng)包括調(diào)整裝置，調(diào)整天線支撐裝置隨著至少一個天線桿體組件繞主軸轉(zhuǎn)到指定方向；這樣，對于天線桿系統(tǒng)這個集成來說，天線支撐系統(tǒng)與基座一起指向設(shè)定方向，從而將基座的已定方向角傳遞給天線支撐裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的移動通訊天線桿系統(tǒng)，其特征在于，至少有一個所述的調(diào)整裝置中包括一個記號裝置。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的移動通訊天線桿系統(tǒng)，其特征在于，其中基座、至少一個天線桿體組件和天線支撐裝置連接到與主軸相垂直的法蘭上。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的移動通訊天線桿系統(tǒng)，其特征在于，其中法蘭的邊緣呈圓形。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的移動通訊天線桿系統(tǒng)，其特征在于，其中至少一個調(diào)整裝置包括法蘭上的一個或多個徑向缺口。
20.根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的移動通訊天線桿系統(tǒng)，其特征在于，其中一個或多個法蘭包括狹槽，允許連接部件在其中滑動以調(diào)整系統(tǒng)的方向角。
21.根據(jù)權(quán)利要求15 20中的任一項所述的移動通訊天線桿系統(tǒng)，其特征在于，其中基座包括一個鉸鏈用于連接至少一個天線桿體組件，在安裝過程中，該鉸鏈可使至少一個天線桿體組件繞與主軸垂直的水平軸旋轉(zhuǎn)到與基座成一直線。
22.根據(jù)權(quán)利要求15 21中的任一項所述的移動通訊天線桿系統(tǒng)，其特征在于，其中天線支撐系統(tǒng)包括通過活結(jié)接頭與支撐系統(tǒng)相連的天線托架，該活結(jié)接頭中包括運(yùn)動傳感器，可使天線托架根據(jù)選定的數(shù)據(jù)定位。
23.安裝移動通訊天線桿的方法，其特征在于，包括如下步驟提供一個基座；提供至少一個天線桿體組件；提供一個天線支撐裝置；根據(jù)既定位置設(shè)立基座；將至少一個天線桿體組件按照相對基座的既定方位安裝在基座上；將天線支撐裝置按照相對至少一個天線桿體組件的既定方位安裝在天線桿體組件上， 這樣天線支撐裝置將根據(jù)已知參數(shù)指向既定方位。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的安裝移動通訊天線桿的方法，其特征在于，還包含如下步驟將基座根據(jù)既定參數(shù)設(shè)立。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的安裝移動通訊天線桿的方法，其特征在于，包括如下步驟: 提供一個羅盤；用羅盤將基座設(shè)立在特定方位。
26.根據(jù)權(quán)利要求18所述的安裝移動通訊天線桿的方法，其特征在于，還包括如下步驟將羅盤連接在基座上。
27.—種移動通訊天線桿，其特征在于，包括第一天線支撐結(jié)構(gòu)，其包括第一天線接收結(jié)構(gòu)；第二天線支撐結(jié)構(gòu)，其包括第二天線接收結(jié)構(gòu)；其中第一天線支撐結(jié)構(gòu)和第二天線支撐結(jié)構(gòu)在使用過程中豎直安放；其中第一和第二天線接收結(jié)構(gòu)可獨立操控，這樣可以使第一和第二天線接收機(jī)構(gòu)獨立地調(diào)整各自的位置。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的移動通訊天線桿，其特征在于，其中第一天線支撐結(jié)構(gòu)可裝配第一天線類型；第二天線支撐結(jié)構(gòu)可裝配第二天線類型。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的移動通訊天線桿，其特征在于，其中第一天線類型安裝在第一天線支撐結(jié)構(gòu)上；第二天線類型安裝在第二天線支撐結(jié)構(gòu)上。
30.根據(jù)權(quán)利要求28或29所述的移動通訊天線桿，其特征在于，其中第一天線類型是第一種尺寸；第二天線類型是第二種、不同的尺寸。
31.根據(jù)權(quán)利要求28 30中的任一項所述的移動通訊天線桿，其特征在于，其中第一天線類型擁有第一電特性；第二天線類型擁有第二、不同的電特性。
32.—種天線桿系統(tǒng)，其特征在于，包括一個基座；多個模塊化的天線桿體組件；一個天線支撐裝置；所述的多個模塊化的天線桿體組件可以以各種不同的結(jié)構(gòu)，選擇性地固定連接在一起，使基座和天線支撐裝置之間的安裝距離可選擇。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的天線桿系統(tǒng)，其特征在于，包含一個鉸鏈機(jī)構(gòu)，所述的鉸鏈機(jī)構(gòu)包括與基座相連的第一部分和與模塊化的天線桿體組件相連的第二部分；所述的第一部分與第二部分通過鉸鏈連接，使天線桿體組件在第一位置組裝，隨后繞豎直軸旋轉(zhuǎn)到直立位置。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的天線桿系統(tǒng)，其特征在于，其中鉸鏈可以從第一和第二部分上取下。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的天線桿系統(tǒng)，其特征在于，其中第一部分和第二部分確定了另一個鉸鏈機(jī)構(gòu)，使基座和天線桿體組件繞與豎直軸垂直的軸發(fā)生相對轉(zhuǎn)動。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的天線桿系統(tǒng)，其特征在于，其中第一部分和第二部分是一對相似的平行圓盤，通過這對圓盤中至少一個上的圓形槽孔中可滑動的銷栓連接。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的天線桿系統(tǒng)，其特征在于，其中第一部分和第二部分通過一個鎖定機(jī)構(gòu)固定連接在一起，以防止相對運(yùn)動。
38.安裝天線桿的方法，其特征在于，包括以下步驟提供一個基座；提供一個天線支撐裝置；提供多個模塊化的天線桿體組件；從多個模塊化天線桿體組件中選出幾個；將選出的幾個模塊化的天線桿體組件固定連接在一起，連接在天線支撐裝置與基座之間，達(dá)到天線支撐裝置與基座之間希望的長度。
全文摘要
一種天線桿系統(tǒng)(100)包括一個基座(102)、數(shù)個可選擇固定的模塊化天線桿體(104)和一個天線支撐裝置系統(tǒng)(106)?；鶕?jù)已知參數(shù)安裝，系統(tǒng)的每一部分根據(jù)基座來安裝，確保系統(tǒng)位置的精確性和可重復(fù)性。天線支撐裝置系統(tǒng)(106)包括一個天線支撐裝置(138)、一個軸(160)連接在天線支撐裝置上的中間部件(158)，繞第一軸旋轉(zhuǎn)，一個軸連接在中間部件(158)上的天線托架(162)，繞通常平行于第一軸的第二軸(164)旋轉(zhuǎn)。一個控制系統(tǒng)，用來控制整個系統(tǒng)的驅(qū)動。
文檔編號H01Q1/12GK102612787SQ201080030357
公開日2012年7月25日 申請日期2010年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月9日
發(fā)明者迪米特里斯·科羅科特羅尼斯 申請人:法斯梅特里克斯有限公司