天線波束下傾角調整機構優(yōu)化設計

黃潮生

（京信通信系統(tǒng)（廣州）有限公司，廣東廣州510000）

0 引言

隨著手機普及率的不斷提高，手機的擁有量越來越大，對移動網(wǎng)絡的要求也越來越高，為了滿足人們?nèi)找嬖鲩L的網(wǎng)絡需求，移動網(wǎng)絡服務商提出了較高的要求：實現(xiàn)2～4G多頻段的容納布局。這既要求站點與天線集成程度更高，在天線滿足波束傾角遠程調整的同時性能更加優(yōu)越，同時還需兼具性價比，以滿足更大蜂窩網(wǎng)絡面積布局的需求，進而實現(xiàn)網(wǎng)絡容量的最大化和干擾的最小化，從而為人們提供優(yōu)質的網(wǎng)絡服務。

1 天線波束下傾角調整機構分析

當前的天線波束傾角調整機構，根據(jù)其調整方式的不同可以分為機械下傾和電調下傾兩種不同的方式。傳統(tǒng)的機械下傾無法進行精確調整，且受限于施工現(xiàn)場環(huán)境，導致其角度調整能力非常有限，無法適應要求較高的角度調整，導致站點之間會產(chǎn)生不同程度的相互影響，進而影響到用戶的網(wǎng)絡體驗。相較于機械下傾，電調下傾具有非常明顯的優(yōu)勢，被廣泛應用于波束下傾角的調節(jié)過程中，其傾角調節(jié)精度高，能夠滿足各種傾角的調節(jié)要求。

但是傳統(tǒng)電調下傾角傳動裝置的結構較復雜，采用一個電機（驅動）調整一個頻段，當波束數(shù)量較多時，就會導致天線內(nèi)部的空間較大，所需要的傳動裝置尺寸也較大，進而造成生產(chǎn)成本大幅提升，同時也增加了有源器件的輻射功率，給基站增加了負擔，會對天線PIM無源互調產(chǎn)生干擾，使天線受到不同程度的影響，延伸出新的應用問題。

2 天線波束下傾角調整機構優(yōu)化設計

基于此，有必要提供一種傳動裝置及天線下傾角的控制系統(tǒng)，做到單一動力的輸入實現(xiàn)兩個或兩個以上波束天線下傾角度的獨立精準控制，且結構緊湊、整體尺寸小、生產(chǎn)成本低、適用范圍廣。基礎原理優(yōu)化如圖1所示。

圖1 基礎原理優(yōu)化對比

2.1 輸入組件

如圖2所示，第一傳動機構主要是內(nèi)齒圈，與內(nèi)齒圈同軸的第一齒輪、第二齒輪以及與第一齒輪形成作用連接的第三齒輪。第一齒輪及第二齒輪分別安裝于輸入軸上，且第一齒輪的傳動比與第二齒輪的傳動比不同，第一齒輪帶動第三齒輪轉動，第三齒輪的第一端與內(nèi)齒圈相嚙合且可自轉或公轉，第三齒輪的第二端設于內(nèi)齒圈外。通過各個部分的有效配合，就能實現(xiàn)動力的有效輸入，進而為傾角的有效調整提供充足的動力。

圖2 輸入組件結構示意圖

2.2 單向控制機構

單向控制機構主要用于對角度進行精確地調整，為了確保其具有良好的穩(wěn)定性，通常將其牢固地設置于預設位置。單向控制機構主要是由第一單向組件組成，其往往設置于內(nèi)齒圈附近，進而確保連接的有效性。第一單向組件中還包括了可沿第一旋轉方向單向轉動的第一旋轉件，第一旋轉件與內(nèi)齒圈進行固定連接，其結構示意圖如圖3所示。通過內(nèi)圈齒與第一單向組件以及第一旋轉件進行有效配合，就能對天線頻段及傾斜角度進行有針對性的控制，進而滿足不同工作頻段傾角的需求。

圖3 單向控制機構結構示意圖

2.3 輸出組件

輸出組件主要用于將由輸入組件傳遞而來的動力進行有效的輸出，其主要是由兩個以上的沿周向間隔設置的第四齒輪構成，其中第三齒輪的第二端設于第四齒輪的內(nèi)側，且可選擇性地與任意一個第四齒輪相嚙合，其結構示意圖如圖4所示。通過第三齒輪與第四齒輪之間的有效嚙合，可實現(xiàn)第四齒輪沿第一旋轉方向的反向旋轉；如第五齒輪與第四齒輪嚙合，可實現(xiàn)第四齒輪沿第一旋轉方向的旋轉，實現(xiàn)對天線下傾角的驅動調節(jié)。

2.4 轉動組件

轉動組件包括與第三齒輪轉動方向相反的第五齒輪及用于內(nèi)置第一齒輪、第二齒輪、第三齒輪的轉動盒，第五齒輪可轉動設置于轉動盒上，第五齒輪的第一端與第二齒輪形成作用連接，且第二齒輪帶動第五齒輪轉動，第五齒輪的第二端設于第四齒輪的外側，且可選擇性地與第四齒輪相嚙合，第三齒輪安裝于轉動盒內(nèi)，可帶動轉動盒轉動。由于第一齒輪的傳動比與第二齒輪的傳動比不同，使第三齒輪與第五齒輪出現(xiàn)了不同自轉速率，因而第三齒輪與第四齒輪，或第五齒輪與第四齒輪嚙合時誤差不超過半個齒，確保了波束傾角的調節(jié)精度。另外在同一轉接盒內(nèi)，由于公轉角速度一致，保證了第三齒輪、第五齒輪以第一齒輪為軸心形成固定夾角，在切換不同天線頻段時能確保其嚙合與脫扣，根據(jù)第四齒輪布局可實現(xiàn)同步驅動或換向以及單一驅動、換向等功能，滿足室外不同天線波束傾角調整的不同需求。

圖4 輸出組件結構示意圖

3 結語

總而言之，為了有效提高通信質量，就要采取有效的措施，為天線波束的順利工作提供可靠的保障。在實際工作過程中，通過對天線波束下傾角調整機構進行優(yōu)化，能夠有效節(jié)約基站資源，大幅降低天線控制及配套成本，在促進布網(wǎng)密度及容量提升的同時，通過有效的傾角控制降低網(wǎng)絡之間的影響程度，進而實現(xiàn)網(wǎng)絡容量的最大化和干擾的最小化的雙贏。

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