天線及其下傾角控制裝置的制作方法

本實用新型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。

在調整波束下傾角的兩種方式機械下傾和電子下傾中，電子下傾優勢明顯，是當前的主流和未來的發展趨勢。電子下傾角的控制主要分內置和外置兩大類，其中內置控制又是當前和未來的主流。電子下傾內置控制主要有兩種方式：一種方式是通過給單副天線的每個波束配置一套驅動及控制系統，實現調節。當波束數量較多時，此方案成本較高、占用天線內部的空間較大；另一種方式是為每副天線配置一套驅動及控制系統，該方案至多需要兩個電機，對于多波束天線成本優勢明顯，結構緊湊，節省空間，是未來的主流。

凱瑟雷恩工廠兩合公司(Kethrain)采用了后一種方式，在其專利《包括多波束成形裝置的移動通信天線》中對多波束成形裝置進行了詳盡的闡述，其中主要內容是成形裝置的切換部分和驅動部分。但是其至少存在以下問題：1、結構復雜，響應效率慢，不夠靈活；2、需要用多個電機驅動，對天線內部造成影響，電機成本也較高。

公開號為CN105508518A的專利文件公開了一種采用單個電機的天線電調切換裝置，其通過為每個從動軸設置了一個輔助軸，并借助齒輪與從動軸或者輔助軸的嚙合，實現對從動軸的正反向驅動，并通過單向齒輪(棘輪)的單向轉動特征，實現了在電機往不同方向時轉動時進行對從動軸的切換選擇和驅動的兩種功能。但是其存在以下問題：1、由于每個頻段對應的從動軸都需要兩個軸(輸出軸和輔助軸)，這嚴重制約了切換裝置的尺寸，當需要驅動多個頻段時，所設置的齒輪和軸均是正常的兩倍；2、棘輪的行程時效性較低，電機控制的步進精細，導致在進行控制時在棘輪還沒轉過一個棘輪齒時，可能電機就已經轉到對應的步進角，導致調節出錯。

技術實現要素：

本實用新型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。

本實用新型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，本實用新型提供以下技術方案：

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，其包括固定機構、輸入機構、傳動機構、輸出機構及方向控制機構，其中，

所述固定機構包括設于該控制裝置兩端的底座、端蓋及從中部將該控制裝置分隔出上選擇驅動模塊和下選擇驅動模塊的隔板；

所述輸入機構、傳動機構、輸出機構在下選擇驅動模塊和上選擇驅動模塊中均設置其分支機構，并且，

所述輸入機構包括用于接入外部動力的輸入軸及套設在輸入軸并分別屬于上、下選擇驅動模塊且隨輸入軸同步轉動的上主動齒輪和下主動齒輪；

所述傳動機構包括分別與上主動齒輪和下主動齒輪嚙合并分別屬于上、下選擇驅動模塊的上行星輪和下行星輪；

所述輸出機構包括均勻分布并用于對應連接到多個移相器的多根輸出軸，每根所述輸出軸于隔板的兩側各設有一個輸出齒輪，所述輸出齒輪可與所述上行星輪和下行星輪對應嚙合；

所述方向控制機構用于控制下選擇驅動模塊和上選擇驅動模塊的工作狀態：當輸入軸轉動時，下選擇驅動模塊的下行星輪執行對輸出軸的選擇切換或驅動操作，上選擇驅動模塊的上行星輪執行選擇切換和驅動操作中的另一種操作。

優選地，所述方向控制機構包括兩組分別設于上、下選擇驅動模塊的單向控制單元，兩組單向控制單元以控制模式相反的方式安裝于上、下選擇驅動模塊，以使得輸入軸以一個旋轉方向轉動時，上、下選擇驅動模塊執行不同的操作。

優選地，每組所述單向控制單元包括兩個內圈可相對外圈單向轉動的單向軸承，兩個單向軸承以相對面可轉動方向相反的方式設置。

優選地，所述底座、端蓋，以及隔板的相對兩側均設有用于收容所述單向軸承并固定住單向軸承外圈的容置槽，所述單向軸承置于所述容置槽內，其中，設于所述隔板兩個容置槽內的單向軸承以相對面轉動方向相同設置。

優選地，所述傳動機構還包括屬于下選擇驅動模塊的下行星架和下內齒圈、屬于上選擇驅動模塊的上行星架和上內齒圈，所述上、下內齒圈分別與上、下行星輪嚙合且各與相應單向軸承的內圈固定連接，所述上、下行星架分別與上、下行星輪遠離對應內齒圈的一端連接且各與相應單向軸承的內圈固定連接。

優選地，所述單向軸承內圈設有其定位槽，上述行星架和內齒圈均設有其凸臺，并且凸臺上設有與定位槽相卡合的定位條。

優選地，所述單向軸承外圈設有其定位槽，底座、隔板及端蓋的容置槽內壁上形成與外圈的定位槽相卡合的定位條。

優選地，所述輸入軸與上、下主動齒輪之間設有防止其相對轉動的結構。

優選地，所述上、下主動齒輪各設有貫通兩端的六棱柱狀通孔，所述輸入軸穿過所述六棱柱通孔，并且輸入軸位于六棱柱通孔內的部位設成與其相配合的六棱柱狀。

進一步地，所述輸出軸的兩端設有用于固定輸出齒輪軸向位置的限位件。

優選地，所述限位件包括設于輸出齒輪與底座之間的并套設在輸出軸上的頂緊塊。

優選地，所述輸出軸穿出端蓋的一端設有便于與移相器連接部件插接的插柱。

另外，本實用新型還提供一種天線，其包括上述的下傾角控制裝置及與多個輸出軸對應連接的多個移相器。

相比現有技術，本實用新型的方案具有以下優點：

本實用新型的下傾角控制裝置，采用單向軸承進行轉動方向的控制，具有響應快、控制精度高的特點；另外，由于無需采用輔助軸輔助實現切換和驅動，該下傾角控制裝置的結構更為簡單、緊湊。

本實用新型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，或通過本實用新型的實踐了解到。

附圖說明

本實用新型上述的和/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為本實用新型的下傾角控制裝置的立體圖；

圖2為圖1所示下傾角控制裝置的分解圖。

具體實施方式

下面詳細描述本實用新型的實施例，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，僅用于解釋本實用新型，而不能解釋為對本實用新型的限制。

圖1至圖2共同示出了本實用新型的下傾角控制裝置1000(下稱“控制裝置”)，適用于天線，特別是多波束天線中，用于與天線中的多個移相器(圖未示)連接以控制移動器進行相位調節，從而實現多個波束下傾角的控制。

該控制裝置1000采用一根輸入軸11接入外部動力(比如電機提供的動力)，通過其以第一旋轉方向(比如順時針方向)和第二旋轉方向(相應地，為逆時針方向)轉動來實現在多個移相器間的選擇性切換和驅動，從而實現對多個移相器的控制。

該控制裝置1000包括相互連接并均與輸入軸11連接的上選擇驅動模塊20和下選擇驅動模塊10，兩個選擇驅動模塊20、10在輸入軸11以一個旋轉方向轉動時分別實現選擇切換和驅動，在輸入軸11以另一個旋轉方向轉動時，選擇切換和驅動操作在兩個模塊20、10間互換，即上選擇驅動模塊20與下選擇驅動模塊10的切換和驅動操作是錯開的：當上選擇驅動模塊20執行驅動操作時，下選擇驅動模塊10執行切換操作；反之，上選擇驅動模塊20執行切換操作，下選擇驅動模塊10執行驅動操作。

該控制裝置包括固定機構1、輸入機構2、傳動機構3、輸出機構4及方向控制機構5，其中，所述固定機構1包括分設于兩端的底座11、端蓋12及從中部將該控制裝置1000分隔出上選擇驅動模塊20和下選擇驅動模塊10的隔板13。所述輸入機構2、傳動機構3、輸出機構4及方向控制機構5在兩個選擇驅動模塊中均有設置，上、下層選擇驅動模塊相互協作以實現該控制裝置1000的選擇、切換和驅動功能。

優選地，所述輸入機構2包括穿過底座11、隔板13并可轉動地抵頂在端蓋12上的所述輸入軸21，以及均與輸入軸21連接并隨其同步轉動的下主動齒輪22和上主動齒輪23，所述下主動齒輪22設于所述隔板13與底座11之間，所述上主動齒輪23設于隔板13與端蓋12之間。

所述傳動機構3包括與上傳動機構和下傳動機構，所述上傳動機構與下傳動機構之一在輸入軸轉動時，執行公轉切換操作，另一執行驅動操作。

所述上傳動機構包括與上主動齒輪23嚙合的上行星輪32、與上行星輪32嚙合的上內齒圈36及用于安裝上主動齒輪23和上行星輪32的上行星架34，所述上行星架34設于上行星輪32背對上內齒圈36的一側，并且所述上行星架34用于確保上主動齒輪23和上行星輪32始終嚙合。

所述下傳動機構包括與下主動齒輪22嚙合的下行星輪31、與下行星輪31嚙合的下內齒圈35及用于安裝下主動齒輪22和下行星輪31的下行星架33，所述下行星架33設于下行星輪31背對下內齒圈35的一側，并且所述下行星架33用于保持下主動齒輪22和下行星輪31的始終嚙合。

所述輸出機構4包括用于一一對應連接到多個移相器的多根輸出軸41，每一根輸出軸41位于隔板13與底座11、隔板13與端蓋12之間的部位各設有輸出齒輪42、43。多根輸出軸41環繞所述內齒圈(含下內齒圈35和上內齒圈36)限定的軌跡均勻分布，并且輸出齒輪42、43可與相應的行星輪31、32嚙合。相應地，所述底座11上分布有多個供所述輸出軸41一端轉動地支撐在其內的支撐孔111，所述隔板13和端蓋12均對應分布有供輸出軸另一端穿出的讓位孔(未標號)。

所述方向控制機構5包括兩組分別設在上選擇驅動模塊和下選擇驅動模塊的單向控制單元，兩組單向控制單元分別與上傳動機構和下傳動機構連接，以控制上傳動機構的上行星輪32沿上內齒圈36限定的軌跡繞上主動齒輪23公轉，以擇位地與待驅動的輸出軸41的輸出齒輪嚙合，而下傳動機構的下行星輪31繞其轉軸(即安裝軸)自轉，驅動與其嚙合的一根輸出軸輸出轉矩；反之，控制上行星輪自轉驅動輸出軸輸出轉矩，而下行星輪公轉進行輸出軸的切換選擇。

優選地，每組單向控制單元均包括兩個結構相同的單向軸承，為便于描述，兩組單向控制單元的四個單向軸承分別定義為第一單向軸承54、第二單向軸承53、第三單向軸承52和第四單向軸承51，其中，所述第一單向軸承54、第二單向軸承53分配于上選擇驅動模塊20中，第三、第四單向軸52、51承分配于下選擇驅動模塊10中。

所述第一單向軸承54和第二單向軸承53以相對面轉動方向(內圈相對外圈轉動的方向)相反的方式分別設在上選擇傳動機構的兩端，所述第三單向軸承52和第四單向軸承51以相對面可轉動方向相反的方式分別設在下選擇傳動機構的兩端，并且第二單向軸承53與第三單向軸承52相對面可轉動方向相同。

所述底座11、端蓋12及隔板13上均設有用于收容所述單向軸承并且固定住單向軸承外圈的容置槽112，并且隔板相對的兩面各設有一個所述容置槽，以在隔板相對的兩面上分別安裝第二單向軸承53和第三單向軸承52，第一單向軸承54和第四單向軸承51分別置于端蓋和底座上的容置槽內。

根據圖2的示出關系，以第四單向軸承51來舉例說明單向軸承的結構及其與固定機構、傳動機構之間的配合關系。優選地，每個所述單向軸承，比如第四單向軸承51的外圈512設有定位槽514，容置槽112內側壁上設有與定位槽配合的定位條113，以在定位條卡入定位槽內時，實現單向軸承外圈與底座、端蓋和隔板的固定，避免其發生相對轉動。

具體地，所述第一單向軸承54的內圈與上行星架固定連接，第二單向軸承53與上內齒圈固定連接，第三單向軸承52的內圈與下行星架固定連接，第四單向軸承51與下內齒圈固定連接。

其中，單向軸承的內圈與行星架和內齒圈相配合設置，以避免單向軸承內圈與行星架和內齒圈之間的相對轉動。

較優地，單向軸承內圈也設有定位槽，行星架和內齒圈各設有凸臺(例如下行星架的凸臺311)，凸臺上形成與定位槽相配合的定位條，以定位條和定位槽的相互配合來實現防轉動設計。

在其他實施方式中，所述行星架和內齒圈與單向軸承的內圈也可通過緊配合設置來實現防轉動設計。

此外，所述輸入軸與下主動齒輪22、上主動齒輪23也采用防轉動設置，比如主動齒輪內部的通孔設為正六棱柱狀，輸入軸21相應的部位設成正六棱柱，以此避免了輸入軸21轉動過程中，輸入軸21與上、下主動齒輪23、22之間產生相對轉動。

為防止輸出齒輪42、43沿輸出軸41軸向移動而影響行星輪31、32與輸出齒輪的嚙合，進而保證動力傳遞的精確度，所述輸出機構的兩端還設有用于固定輸出齒輪軸向位置的限位件。所述限位件包括設于輸出齒輪與底座之間的并套設在輸出軸41上的頂緊塊44。

另外，為了便于該控制裝置與移相器的連接，所述輸出軸41穿出端蓋12的一端設有便于與移相器連接部件插接的插柱。

以下以單向軸承面對底座的一面為正面來說明本實用新型的下傾角控制裝置的工作原理。

當輸入軸21以順時針轉動時，主動齒輪(包括上主動齒輪23和下主動齒輪22)順時針轉動，下行星輪31逆時針轉動，進而帶動與之嚙合的下內齒圈35和與下內齒圈35固接的第四單向軸承51內圈逆時針轉動，然而第四單向軸承51內圈不能相對外圈逆時針轉動，鎖止下內齒圈35的位置，使得下行星輪31繞下主動齒輪22沿下內齒圈35限定的軌跡順時針公轉，與此同時，下行星輪31帶動下行星架33及與下行星架33固接的第三單向軸承52內圈順時針轉動，從而執行對輸出軸41的選擇切換操作；上行星輪32逆時針轉動，從而帶動與之嚙合的上內齒圈和與之固接的第二單向軸承53的內圈逆時針轉動，由于第二單向軸承53與第四單向軸承51內圈轉動方向相反，其內圈可相對外圈轉動，與此同時，由于上行星架被第一單向軸承54鎖止位置而不能轉動，使得上行星輪繞自身轉軸轉動，實現對與上行星輪嚙合的輸出軸轉動輸出轉矩。

同理地，當輸入軸21以逆時針轉動時，下行星輪31驅動與之嚙合的輸入軸41轉動輸出轉矩，在此過程中，上行星輪32繞上主動齒輪23公轉擇位地切換所述輸出軸。

需要理解的，本實用新型的輸出軸41與下行星輪31、上行星輪32相配合設置，使得當其中一個行星輪在執行切換操作時，另一個行星輪驅使與之嚙合的一個輸出軸轉動輸出轉矩。由于采用單向軸承來實現轉動方向的控制，本實用新型的下傾角控制裝置的動力傳遞響應速度快，效率高，并且控制更為精確。同時，由于不需要設置相應的輔助軸，該控制裝置的體積更小，結構更為緊湊，有利于縮小控制裝置的體積，利于天線小型化。

此外，本實用新型還涉及一種采用上述下傾角控制裝置的天線(圖未示)，其中包括多個移相器，所述輸出軸對應與所述移相器連接。由于本實用新型的下傾角控制裝置體積更小，有利于天線的小型化；由于上述下傾角控制裝置控制精度高，使得本實用新型的天線下傾角調節更為方便、精準，輻射指標也更為優異。

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