天線及其下傾角控制裝置的制作方法

本發明涉及移動通信基站天線技術領域，尤其涉及一種下傾角控制裝置，借助該裝置可以實現一個以上波束天線的電下傾角度的控制，而且是實現天線各波束電下傾角的獨立控制。

背景技術：

隨著移動通信終端用戶數量的不斷增加，對移動蜂窩網絡中站點的網絡容量需求越來越大，同時要求不同站點之間甚至相同站點的不同扇區之間的干擾做到最小，即實現網絡容量的最大化和干擾的最小化。要實現這一目的，通常采用調整站上天線波束下傾角的方式來實現。

目前，調整波束下傾角的方式分為：機械下傾和電子下傾，而電子下傾優勢明顯，是當前的主流和未來的發展趨勢。傳統的電子下傾角的傳動裝置的結構較復雜，當波束數量較多時，會導致天線內部空間較大，整個傳動裝置的尺寸偏大，而且成本會大幅提升。

技術實現要素：

本發明的首要目的旨在提供一種結構緊湊、響應速率快且控制精度高的下傾角控制裝置。

本發明的另一目的在于提供一種采用上述下傾角控制裝置的天線，以縮小天線體積、提高下傾角調節的精度。

為了實現上述目的，本發明提供以下技術方案：

一種下傾角控制裝置，用于連接多個移相器并可選擇切換地實現多個移相器的相位的控制，其包括輸入機構、選擇驅動機構、輸出機構及單向控制機構，其中，

所述輸入機構包括用于接收外部動力的動力輸入軸及套設在動力輸入軸上并隨其同步轉動的主動齒輪；

所述傳動機構包括與主動齒輪嚙合的第一行星輪和與第一行星輪嚙合的第二行星輪；

所述輸出機構包括多根均勻分布的動力輸出軸，其上設有可與第一行星輪或第二行星輪嚙合的齒輪部；

所述單向控制機構用于控制第一行星輪和第二行星輪的工作狀態：當動力輸入軸以第一旋轉方向轉動時，所述第一行星輪和第二行星輪中的一個可擇位地與多根動力輸出軸中的一根嚙合；當動力輸入軸以第二旋轉方向轉動時，第一行星輪或第二行星輪驅使與其嚙合的動力輸出軸轉動，并且第一行星輪和第二行星輪的旋轉方向相反。

優選地，所述單向控制機構包括分別設置于該控制裝置兩端的一對單向軸承，并且該對單向軸承的相對面以內圈相對外圈轉動方向相反的方式設置；所述傳動機構還包括分別與該對單向軸承的兩個內圈固定連接的內齒圈和行星架，所述內齒圈環繞所述主動齒輪、第一、第二行星輪設置并僅與第一行星輪嚙合，所述主動齒輪、第一行星輪、第二行星輪設于所述行星架上，并且該行星架可繞所述動力輸入軸轉動。

優選地，所述主動齒輪開設有貫通兩端的通孔，所述行星架上開設有供動力輸入軸穿越的避讓孔，所述動力輸入軸依次穿過一個單向軸承的通孔、主動齒輪的通孔、行星架的避讓孔及另一個單向軸承的通孔。

優選地，所述行星架背對主動齒輪的一側設有與單向軸承內圈無相對轉動配合的凸臺，并且貫通該凸臺設置所述避讓孔，所述單向軸承套住所述凸臺。

進一步地，該控制裝置還包括用于標識第一行星輪初始位置的初始位置識別模塊。

優選地，所述初始位置識別模塊包括探針，其正對第一行星輪設于所述行星架背對第一行星輪的一側。

優選地，所述初始位置識別模塊還包括用于識別所述探針的檢測單元，所述檢測單元為光電傳感器或基于電磁檢測原理對所述探針進行識別的部件。

優選地，所述單向控制機構還包括分別從控制裝置兩端固定住兩個單向軸承外圈的安裝底座與安裝端蓋，所述安裝底座上設有支撐孔，所述安裝端蓋設有供動力輸出軸一端穿出與移相器連接的讓位孔。

優選地，所述單向軸承外周上設有若干定位槽，所述安裝底座與安裝端蓋各設有用于收容所述單向軸承的容置孔，并且容置孔內壁上設有與所述定位槽相配合的定位條。

優選地，所述動力輸出軸遠離齒輪部的一端呈多級臺階狀設置，以使其與讓位孔相配合對動力輸出軸的軸向運動構成限位。

優選地，所述主動齒輪的通孔非圓形設置，所述動力輸入軸與主動齒輪連接的部位與所述通孔相配合設置，以防止二者之間的相對轉動。

一種天線，其包括上述的下傾角控制裝置及與多根動力輸出軸一一對應連接的移相器。

相比于現有技術，本發明的方案具有以下優點：

本發明的下傾角控制裝置，通過單向控制機構控制第一、第二行星輪的工作狀態，使第一、第二行星輪在動力輸入軸以第一旋轉方向轉動時進行選位與動力輸出軸嚙合，在動力輸入軸以第二旋轉方向轉動時，驅動動力輸出軸正向或反向旋轉向移相器輸出動力。本發明的下傾角控制裝置具有結構簡單、緊湊，傳動響應速率快、控制精度高的特點。

本發明附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，這些將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。

附圖說明

本發明上述的和/或附加的方面和優點從下面結合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1為本發明的下傾角控制裝置的立體圖；

圖2為圖1所示的下傾角控制裝置內部結構圖，示出了輸入機構、傳動機構及輸出機構之間的配合關系；

圖3為圖1所示的下傾角控制裝置的分解圖；

圖4為本發明的行星架的立體圖；

圖5為本發明的安裝底座的立體圖。

具體實施方式

下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能解釋為對本發明的限制。

圖1至圖5共同示出了本發明的下傾角控制裝置1000(以下簡稱“控制裝置”)，用于多波束天線中，并且其多個動力輸出軸3與天線內的多個移相器(圖未示)一一對應連接，通過對多個動力輸出軸3的選擇、切換及驅動來實現對多個移相器切換控制，從而實現通過一個電機(圖未示)對多個移相器的相位進行調節，進而實現下傾角的控制，使該多波束天線滿足輻射特性和電特性。

該控制裝置1000包括用于接收外部動力(比如電機的轉矩)的輸入機構、用于向移相器輸出動力的輸出機構、用于隨輸入機構同步運動以實現對移相器的選擇、切換并驅動其改變相位的傳動機構，以及控制傳動機構中的轉動部件轉動方向的單向控制機構。

所述輸入機構包括用于接收外部動力的動力輸入軸11及套設在動力輸入軸11上并與其同步轉動的主動齒輪12。

所述輸出機構包括多根均勻分布的動力輸出軸3，其上設有齒輪部。

所述傳動機構包括第一行星輪21、第二行星輪22、行星架23及內齒圈24。其中，所述第一行星輪21與所述主動齒輪12嚙合；所述第二行星輪22和內齒圈24分別與第一行星輪21的上下兩端嚙合，并且都不與主動齒輪12形成嚙合裝配關系；所述行星架23用于裝設第一行星輪21、第二行星輪22及主動齒輪12并保持三者的嚙合關系。所述第一行星輪21或第二行星輪22可擇位地與任意一個動力輸出軸3的齒輪部嚙合，以實現多個動力輸出軸3的選擇性切換及將動力從輸入機構傳至輸出機構。

所述單向控制機構包括一對結構相同的單向軸承41、42，所述單向軸承的內圈可以一個轉動方向(比如順時針方向)相對外圈轉動，在相反的轉動方向時與外圈無相對轉動。為了便于描述，定義該對單向軸承的兩個軸承分別為第一單向軸承42和第一單向軸承41。

所述第一單向軸承42和第一單向軸承41的相對面以可轉動方向(內圈相對外圈的可轉動方向)相反的方式裝設在該控制裝置的上下兩端，并且第一單向軸承42的內圈與所述行星架23固定連接，第一單向軸承41的內圈與所述內齒圈24固定連接。

下文以第一單向軸承42面對行星架23的一面、第一單向軸承41背對行星架23的一面為正面參考面，來說明本發明的控制裝置的工作原理。

當動力輸入軸11以第一旋轉方向(比如順時針方向)轉動時，主動齒輪12順時針轉動，所述第一行星輪21逆時針轉動，從而帶動與其嚙合的第二行星輪22和內齒圈24逆時針轉動，帶動第一單向軸承41逆時針轉動，由于第一單向軸承41的內圈不能相對其外圈逆時針轉動，因而鎖止內齒圈24的位置，使得第一行星輪21及第二行星輪22沿內齒圈24限定的軌跡繞主動齒輪12順時針公轉，從而帶動行星架23及與行星架23固接的第一單向軸承42的內圈順時針轉動，從而實現第一行星輪21或第二行星輪22擇位地與其中一根動力輸出軸3嚙合。其中，當第一行星輪21和第二行星輪22中的一個與動力輸出軸3嚙合時，另一個不與任何一根動力輸出軸3嚙合。由此，實現對多根動力輸出軸3的選擇性切換。

當第一行星輪21或第二行星輪22與待驅動的動力輸出軸3的齒輪部嚙合時，動力輸入軸11以第二旋轉方向(比如逆時針方向)轉動，主動齒輪12逆時針轉動，第一行星輪21帶動內齒圈24和第一單向軸承41順時針轉動，帶動行星架23及第一單向軸承42的內圈逆時針轉動，由于第一單向軸承42的內圈不能相對外圈逆時針轉動，因而鎖止行星架23的位置，使得第一、第二行星輪22繞各自的轉軸自轉，內齒圈24空轉。其中，所述第一、第二行星輪22的轉動方向相反，從而實現對動力輸出軸3的正向或反向驅動。

以上示例中，動力輸入軸11以順時針方向為第一旋轉方向轉動實現第一、第二行星輪22對動力輸出軸3的選擇性切換，以逆時針方向為第二旋轉方向實現對動力輸出軸3的正反向驅動。在其他實施方式中，動力輸入軸11也可以逆時針為第一旋轉方向實現動力輸出軸3的切換，具體可由本領域技術人員根據需要合理設置單向軸承的內圈相對外圈轉動方向實現。

相對于現有技術，本發明的控制裝置無需設置多根與動力輸出軸3相配合的輔助軸，結構更加簡單、緊湊；通過單向軸承來實現單向控制，進而實現多根動力輸出軸3的切換與正反向驅動，動力傳動響應快，控制更為精準，有利于實現對下傾角的精確控制。另外，由于配件更少，相對于現有技術，本發明的控制裝置也更節省裝配時間和成本。

優選地，所述行星架23上在同側設有用于安裝主動齒輪12、第一行星輪21、第二行星輪22的安裝位232、233、234，在相對的一側對應主動齒輪12的安裝位設有一凸臺231，該凸臺231與第一單向軸承42的內圈無相對轉動設置，并且該凸臺231具有避讓孔。所述第一單向軸承42牢固地套住所述凸臺231，所述第一行星輪21、第二行星輪22通過懸臂設于所述行星架23的安裝位上，所述主動齒輪12設有通孔，且以其通孔對準行星架23的避讓孔后借助穿過第一單向軸承42通孔的輸入軸串接在一起。需要說明的是，所述主動齒輪12可在輸入軸帶動下相對行星架23轉動。

所述內齒圈24遠離行星架23的一端設有面板(未標號)，并且面板中部形成與第一單向軸承41內圈相配合的插柱241，并且該第一單向軸承41的內圈不能相對所述插柱241轉動。應當理解的，該插柱中部開設貫通面板的通孔，以供動力輸入軸11穿出。

所述多根動力輸出軸3環繞內齒圈24外周均勻分布，并且齒輪部設于內齒圈24與行星架23之間且可與第一行星輪21或第二行星輪22嚙合。

優選地，所述主動齒輪12的通孔非圓形設置，所述動力輸入軸11與主動齒輪12連接的部位與之相配合設置，以防止動力輸入軸11轉動時與主動齒輪12發生相對轉動，從而影響動力傳輸效果，進而影響下傾角控制的精確度。例如，所述主動齒輪12的通孔的截面為正六邊形時，動力輸出軸3對應部位設為正六棱柱狀。

該控制裝置還包括用于標識第一行星輪21初始位置的初始位置識別模塊。

優選地，該初始位置識別模塊包括探針5和識別該探針5的檢測單元。所述探針正對所述第一行星輪21設于所述行星架23背對第一行星輪21的一側，并且可轉動地為所述檢測單元識別，當所述探針觸發所述檢測單元時，表征其轉動到預設位置(即初始位置)。優選地，所述檢測單元為光電傳感器或基于電磁檢測原理可識別所述探針的部件。通過標識第一行星輪21的初始位置，有利于保證下傾角調節的準確度。

優選地，所述單向控制機構還包括分別從控制裝置兩端固定住兩個單向軸承外圈的安裝底座43與安裝端蓋44，所述安裝底座上設有支撐孔431，所述安裝端蓋44開設有供動力輸出軸3一端穿出與移相器連接的讓位孔441。

所述單向軸承外周上設有定位槽，例如第二單向軸承外周411上的凹槽413，所述安裝底座43和安裝端蓋44各設有用于收容所述單向軸承的容置孔432、442，并且容置孔432、442內壁上對應定位槽設有與之相配合的定位條433、443，以使所述定位條卡入定位槽后限制單向軸承外圈的轉動。

在另一個實施方式中，所述安裝底座和安裝端蓋上設有定位槽，所述單向軸承外圈上設置定位條，或者定位條和定位槽在安裝底座和安裝端蓋上均有設置，也能實現將單向軸承外圈固定的目的。

在本實施例中，所述定位槽在單向軸承外圈上均勻分布有多個。在其他實施方式中，所述定位槽也可離散分布有多個，或者僅設有一個或沿徑向分布的一對。

優選地，所述動力輸出軸3遠離齒輪部的一端呈多級臺階狀設置，以使其與安裝端蓋的讓位孔相配合對動力輸出軸3的軸向運動構成限位，以保證動力輸出軸3在被動力輸入軸11轉動驅動過程中始終與第一行星輪21或第二行星輪22嚙合

另外，本發明的初始位置識別模塊可作為獨立模塊用于其它下傾角控制裝置中，以便于下傾角控制裝置的使用和更換。

此外，本發明還涉及一種采用上述下傾角控制裝置的天線(圖未示)，其動力輸入軸11連接到電機輸出軸上，動力輸出軸3與移相器的連接部件(比如螺桿)對應連接。

由于無需設置多根與動力輸出軸3相配合的輔助軸，本發明的天線結構更加簡單、緊湊；通過單向軸承來實現單向控制，進而實現多根動力輸出軸3的切換與正反向驅動，動力傳動響應快，控制更為精準，有利于實現對天線下傾角的精確控制。

以上所述僅是本發明的部分實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。