一种基于卫星导航的移动通信基站天线姿态测量终端的制作方法
【专利摘要】本实用新型所揭示一种基于卫星导航的移动通信基站天线姿态测量终端，该终端用于移动通信基站通信天线信号辐射面方向的测量。测控终端包括接收导航卫星信号的有源测向天线、姿态测量模块、通信模块、射频线缆和电源线缆五部分。有源测向天线安装固定于通信天线顶部，上空无遮挡，以利于接收导航卫星信号；姿态测量模块接收多路测向天线送来的卫星信号，经分时处理各路卫星信号可测得通信天线信号辐射面的方向；通信模块用于回传姿态测量终端测得的方向信息。
【专利说明】
一种基于卫星导航的移动通信基站天线姿态测量终端
技术领域
[0001]本发明涉及一种用于移动通信基站天线姿态测控的终端，它特别涉及一种基于卫星导航的移动通信基站天线姿态测量终端。
【背景技术】
[0002]随着我国移动通信网络的飞速发展，通信基站的数量近年来随之成倍增涨，无论在其分布的密度还是分布的广度上，都有了明显的提升。怎样确保数量庞大的基站通信天线覆盖范围的准确性，是摆在各大运营商面前的一个重大课题。
[0003]基站通信天线覆盖范围的准确性是减小小区间干扰、提升通信系统容量重要手段之一。基站通信天线实际覆盖范围没有达到设计范围是由于天线的姿态测量不准确造成天线安装调整不到位，所以通信系统易受干扰、容量达不到设计指标在某些地区成为突出的问题。
[0004]传统的天线姿态测量仪器主要是机械罗盘或者电子罗盘，使用时将机械罗盘靠近基站天线通过人工读取罗盘盘面的机械指针的刻度获得当前的姿态信息，再根据姿态的实际值与设计值的差值调整天线姿态，这种采用机械罗盘测量天线姿态的方式虽然简单，但会造成测量误差大而使得调整不到位的情况，且在需要维护时通过人工上报姿态信息，容易人为作假等问题。而由于电子罗盘是测量当前位置的地磁场分量来的到方位，该方法极易受到外界磁场的干扰，而使得测量结果极不稳定和准确。
【发明内容】
[0005]本发明为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种具有姿态测量精度高、安装简单、使用方便、维护成本低、功能丰富的基于卫星导航的移动通信基站天线姿态测量终端。
[0006]本发明的技术方案如下:一种基于卫星导航的移动通信基站天线姿态测量终端由测向天线、姿态测量模块、通信模块、射频线缆和电源线缆组成。所述的测向天线由防水塑料外壳、陶瓷无源介质天线和低噪放模块组成，每个测向天线中包含两个陶瓷无源介质天线和两个低噪放模块，每个低噪放模块负责放大滤波其中一个陶瓷无源介质天线接收到的导航卫星信号；测向天线固定于被测通信天线顶部，用于接收导航卫星信号，导航卫星信号经低噪放LNA放大滤波后，通过射频连接线送往姿态测量模块;在固定测向天线时，应确保测向天线中的两个陶瓷无源介质天线的相位中信的连线与通信天线信号辐射面是一个固定的角度。
[0007]进一步，所述的姿态测量模块包括姿态解算模块、电源管理、RS485接口和塑料外壳，姿态测量模块同时接收多路测量天线输入的导航卫星信号，在处理卫星信号时，通过分时串行处理所有测向天线的导航卫星信号，经过微处理单元MCU运算后获得该路测向天线的姿态和位置信息，在完成所有输入的测向天线的姿态测量后，测量模块再将姿态的位置信息通过电源通信综合接口输出，电源通信综合接口(203)采用4针航空插座与电源线缆连接，将测量得到的天线姿态信息发送到通信模块。
[0008]进一步，所述的通信模块由包括通信主板、GPRS/3G/4G天线、指示灯、测量接口、电源接口和外壳组成。通信模块放置在基站内部，通信模块的测量接口通过4针航空插座与电源线缆连接，通过电源线缆向姿态测量模块发送姿态测量命令，通信模块在接收到姿态和位置信息后，通过GSM模块、UART接口、以太网接口将姿态信息发送到远端设备，实现远程测量。
[0009]本发明所述的测量终端进行姿态测量的步骤如下。
[0010]1、通信模块通过GSM模块、UART接口或者以太网接口接收到外部设备的姿态测量请求后，通过测量接口发送测量命令到姿态测量模块。
[0011]2、姿态测量模块收到测控命令后，采用时分复用的方法分时处理所有接入姿态测量模块的射频信号。
[0012]3、姿态测量模块的微处理单元M⑶根据其中一路导航卫星信号计算出对应天线方位角、和位置。
[0013]4、姿态测量模块的微处理单元MCU在完成一路天线的方位角和位置信息计算后，再进行下一路天线的方位角和位置信息的计算，直至计算出所有输入天线的方位角和位置。
[0014]5、姿态测量模块的微处理单元M⑶通过电源通信综合接口将所有通信天线的姿态和位置信息送往通信模块。
[0015]6、通信模块的微处理单元M⑶通过GSM模块、UART接口或者以太网接口将姿态信息和天线的电调下倾角发送到外部设备，供用户使用。
[0016]本发明的有益效果是:
[0017]由于本发明所述的测控终端具备远程自动测量天线的姿态信息和控制电调天线的电调下倾角的能力，从而获得远程调整，无需派人去现场，节约成本;远端优化网络，避免周围居民反对;针对体育比赛、集会等，快速进行网络调整，结束后，快速恢复原状，解决“容量呼吸”问题。同时具有测控姿态精度高、安装简单、使用方便、维护成本低、功能丰富等优点。
[0018]为了对发明的目的、构造特征及其功能有进一步的了解，兹配合附图详细说明。
【附图说明】
[0019]图1本发明各模块连接示意图。
[0020]图2本发明中测向天线内部结构示意图。
[0021]图3本发明中姿态测量模块正面结构示意图。
[0022]图4本发明中姿态测量内部结构示意图。
[0023]图5本发明中姿态测量中测控主板组成框图。
[0024]图6本发明中通信模块右上方结构视图。
[0025]图7本发明中通信模块左上方结构视图。
[0026]图8本发明中通信模块内部结构示意图。
[0027]图9本发明中通信模块中通信主板组成框图。
[0028]图10本发明中测向天线的射频线缆示意图。
[0029]图11本发明中电源线缆示意图。
[0030]图12本发明安装示意图。
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0032]一种基于卫星导航的移动通信基站天线姿态测量终端由测向天线(001)、姿态测量模块(002)、通信模块(003)、射频线缆(004)和电源线缆(005)组成。测向天线由防水塑料外壳、陶瓷无源天线和低噪放模块组成，每个测向天线中包含两个陶瓷无源介质天线和两个低噪放模块，每个低噪放模块负责放大滤波其中一个陶瓷无源介质天线接收到的导航卫星信号；测向天线固定于被测通信天线顶部，用于接收导航卫星信号，导航卫星信号经低噪放LNA放大滤波后，通过射频连接线送往姿态测量模块;在固定测向天线时，应确保测向天线中的两个陶瓷无源介质天线的相位中信的连线与通信天线信号辐射面是一个固定的角度。
[0033]姿态测量模块(002)同时接收多路测向天线输出的射频信号，在处理射频信号时采用时分复用的方法分时处理其中一路测量天线的射频信号，在测得其中一路测量天线的姿态和位置后，再测量下一路测量天线的姿态和位置，最后将所有天线的姿态和位置信息转化成电信号后从电源通信综合接口(203)输出，电源通信综合接口(203)采用4孔航空插头与电源线缆(005)连接，将转化成的电信号通过电源线缆(005)传输给通信模块(003 )。
[0034]通信模块(003)安装在基站机房内，通信模块的测量接口(302)通过航空插座连接到电源线缆(005)，电源线缆(005)另一端连接到姿态测量模块(002)的电源通信综合接口(203)，实现姿态测量模块(002)与通信模块(003)的通信线路。通信模块(003)通过以太网接口(405)、UART接口(406)或者GSM模块(407)实现外部设备的测量命令的接收，并将测量命令转发到姿态测量模块(002)，之后接收姿态测量模块(002)计算得到的天线姿态和位置信息，再将此信息通过以太网接口( 405 )、UART接口( 406)或者GSM模块(407 )发送到外部设备，从而实现远程测控。
[0035]在本发明中，通过姿态测量模块(002)自动分时测量多路通信天线的姿态和位置，通信模块(003 )通过以太网接口( 405 )、UART接口(406)或者GSM模块(407 )实现数据的传输，实现远程测控的好处，因此，测控终端与传统的机械罗盘相比，具有测控姿态精度高、成本低、安装简单、使用方便、维护成本低、功能丰富等特点。
【主权项】
1.一种基于卫星导航的移动通信基站天线姿态测量终端，包括: 固定在通信天线顶端的测向天线(001);和 布置在测向天线附近的姿态测量模块(002);和 布置在移动通信基站机房内的通信模块(003);和 连接测向天线和姿态测量模块的射频线缆(004);和 给姿态测量模块供电的电源线缆(005)。2.如权利要求1所述的一种基于卫星导航的移动通信基站天线姿态测量终端，其特征在于， 所述的测向天线(001)包括防水塑料外壳(101)、陶瓷无源介质天线(102)和低噪放模块LNA(103);每个测向天线中包含两个陶瓷无源介质天线和两个低噪放模块，每个低噪放模块负责放大滤波其中一个陶瓷无源介质天线接收到的导航卫星信号;测向天线固定于被测通信天线顶部，用于接收导航卫星信号，导航卫星信号经低噪放LNA放大滤波后，通过射频线缆(004)送往姿态测量模块(002)的测向天线接口(205);在固定测向天线时，应确保测向天线中的两个陶瓷无源介质天线的相位中心的连线与通信天线信号辐射面是一个固定的角度。3.如权利要求1所述的一种基于卫星导航的移动通信基站天线姿态测量终端，其特征在于， 姿态测量模块(002)布置于测向天线附近，同时连接多路测向天线的射频电缆，姿态测量模块分时接收测向天线的导航信号，即通过N选I射频信号选择单元(2702)选择其中一路测向天线输入的导航卫星信号，卫星导航测向模块(2701)对输入的导航卫星信号进行处理，经解算后得到对应测向天线中其中一个陶瓷无源介质天线相对于另一个陶瓷无源介质天线的位置，再经过换算后就得到通信天线信号辐射面的方向和位置，最后将方向和位置信息转换成数字信号通过电源通信综合接口(203)输出，电源通信综合接口(203)与电源线缆(005)连接，将数字信号信号通过电源线缆(005)传输给通信模块(003)的测量接口(302)。4.根据权利要求3所述的一种基于卫星导航的移动通信基站天线姿态测量终端，其特征在于， 所述的姿态测量模块(002)包括外壳(201)、测向天线接口(205)、电源通信综合接口(203)、外壳盖锁紧螺丝(204)、安装孔(206)以及外壳内部的测控主板(207);所述的测向天线接口(205)、电源通信综合接口(203)均与测控主板(207)连接;所述姿态测量模块(002)的测向天线接口(205)为SMA-K座，SMA-K螺纹端与射频线缆一端的SMA_J(802)相连，通过此接口接收导航信号；姿态测量模块(002)的电源通信综合接口( 203)与电源线缆(005) —端的4针航空插头(702)相连，电源线缆(005)的另一端通过4针航空插头与通信模块的测量接口(302)连接，实现通信模块(003)对测量模块的供电和数据通信。5.根据权利要求1所述的一种基于卫星导航的移动通信基站天线姿态测量终端，其特征在于， 所述姿态测量模块的测控主板(207)包括卫星导航测向模块(2701)、一个微处理单元MCUC2703)、一个姿态测量模块电源管理(2704)，一个RS485接口(2705)；卫星导航测向模块将输入的一路导航卫星信号进行处理得到该卫星信号对应通信天线的方位角和位置;微处理单元M⑶(2703)—方面选择多路导航卫星信号中的一路，使之送往卫星导航测向模块，另一方面接收卫星导航测向模块输出的通信天线的方位角和位置信息；当完成所有测向天线的姿态和位置计算后，微处理单元MCU将通信天线姿态和位置信息通过电源线缆(005)送往通信模块。6.如权利要求1所述的一种基于卫星导航的移动通信基站天线姿态测量终端，其特征在于， 通信模块(003)将通过测量接口(302)接收到的各天线信号辐射面的方向信息、被测天线的位置信息通过通信接口发送到外部设备，实现远程测量。7.根据权利要求6所述的一种基于卫星导航的移动通信基站天线姿态测量终端，其特征在于， 所述的通信模块(003)包括外壳(301)、测量接口(302)、电源接口(303)、状态指示灯(304)、外壳内部的通信主板(309)、GPRS/3G/4G天线(501);所述的测量接口(302)、电源接口(303)、状态指示灯(304)、GPRS/3G/4G天线接口(305)、UART接口(307)、以太网接口(308)均与通信主板(309)连接;通信模块(003)的电源接口(303)与电源连接线缆(901)—端的2针航空插头(902)相连，电源连接线缆(901)再与外部电源连接，测量接口(302)与通信模块(003)—端的4针航空插头(702)相连，一端的4针航空插头(703)与姿态测量模块(002)连接。8.根据权利要求6所述的一种基于卫星导航的移动通信基站天线姿态测量终端，其特征在于:所述通信模块的通信主板(309)包括一个通信模块电源管理(401)、一个微处理单元MCU(404)、一个GSM模块(407)、一个以太网接口(405)、一个UART接口(406)、一个测控接口(402)和一个状态指示控制模块(408)；所述的通信主板(309)的微处理单元MCU(404)通过以太网接口(405)、UART接口(406)或者GSM模块(407)获得远端的测量命令，再通过电源线缆(005)将测量命令转发到姿态测量模块(002);同时微处理单元M⑶(404)通过电源线缆(005)接收姿态测量模块(002)发送的天线姿态信息，再通过以太网接口(405)、UART接口(406)或者GSM模块(407)将天线姿态和位置信息发送到外部设备，实现远程测量。
【文档编号】G01S19/53GK205665405SQ201620356470
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年4月26日
【发明人】张海呈, 王安华
【申请人】重庆卓观科技有限公司