天线及其下倾角控制装置的制作方法

本实用新型涉及移动通信基站天线技术领域，尤其涉及一种下倾角控制装置，借助该装置可以实现一个以上波束天线的电下倾角度的控制，而且是实现天线各波束电下倾角的独立控制。

背景技术：

随着移动通信终端用户数量的不断增加，对移动蜂窝网络中站点的网络容量需求越来越大，同时要求不同站点之间甚至相同站点的不同扇区之间的干扰做到最小，即实现网络容量的最大化和干扰的最小化。要实现这一目的，通常采用调整站上天线波束下倾角的方式来实现。

在调整波束下倾角的两种方式机械下倾和电子下倾中，电子下倾优势明显，是当前的主流和未来的发展趋势。电子下倾角的控制主要分内置和外置两大类，其中内置控制又是当前和未来的主流。电子下倾内置控制主要有两种方式：一种方式是通过给单副天线的每个波束配置一套驱动及控制系统，实现调节。当波束数量较多时，此方案成本较高、占用天线内部的空间较大；另一种方式是为每副天线配置一套驱动及控制系统，该方案至多需要两个电机，对于多波束天线成本优势明显，结构紧凑，节省空间，是未来的主流。

凯瑟雷恩工厂两合公司(Kethrain)采用了后一种方式，在其专利《包括多波束成形装置的移动通信天线》中对多波束成形装置进行了详尽的阐述，其中主要内容是成形装置的切换部分和驱动部分。但是其至少存在以下问题：1、结构复杂，响应效率慢，不够灵活；2、需要用多个电机驱动，对天线内部造成影响，电机成本也较高。

公开号为CN105508518A的专利文件公开了一种采用单个电机的天线电调切换装置，其通过为每个从动轴设置了一个辅助轴，并借助齿轮与从动轴或者辅助轴的啮合，实现对从动轴的正反向驱动，并通过单向齿轮(棘轮)的单向转动特征，实现了在电机往不同方向时转动时进行对从动轴的切换选择和驱动的两种功能。但是其存在以下问题：1、由于每个频段对应的从动轴都需要两个轴(输出轴和辅助轴)，这严重制约了切换装置的尺寸，当需要驱动多个频段时，所设置的齿轮和轴均是正常的两倍；2、棘轮的行程时效性较低，电机控制的步进精细，导致在进行控制时在棘轮还没转过一个棘轮齿时，可能电机就已经转到对应的步进角，导致调节出错。

技术实现要素：

本实用新型的首要目的旨在提供一种结构紧凑、响应速率快且控制精度高的下倾角控制装置。

本实用新型的另一目的在于提供一种采用上述下倾角控制装置的天线，以缩小天线体积、提高下倾角调节的精度。

为了实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

一种下倾角控制装置，用于连接多个移相器并可选择切换地实现多个移相器的相位的控制，其包括固定机构、输入机构、传动机构、输出机构及方向控制机构，其中，

所述固定机构包括设于该控制装置两端的底座、端盖及从中部将该控制装置分隔出上选择驱动模块和下选择驱动模块的隔板；

所述输入机构、传动机构、输出机构在下选择驱动模块和上选择驱动模块中均设置其分支机构，并且，

所述输入机构包括用于接入外部动力的输入轴及套设在输入轴并分别属于上、下选择驱动模块且随输入轴同步转动的上主动齿轮和下主动齿轮；

所述传动机构包括分别与上主动齿轮和下主动齿轮啮合并分别属于上、下选择驱动模块的上行星轮和下行星轮；

所述输出机构包括均匀分布并用于对应连接到多个移相器的多根输出轴，每根所述输出轴于隔板的两侧各设有一个输出齿轮，所述输出齿轮可与所述上行星轮和下行星轮对应啮合；

所述方向控制机构用于控制下选择驱动模块和上选择驱动模块的工作状态：当输入轴转动时，下选择驱动模块的下行星轮执行对输出轴的选择切换或驱动操作，上选择驱动模块的上行星轮执行选择切换和驱动操作中的另一种操作。

优选地，所述方向控制机构包括两组分别设于上、下选择驱动模块的单向控制单元，两组单向控制单元以控制模式相反的方式安装于上、下选择驱动模块，以使得输入轴以一个旋转方向转动时，上、下选择驱动模块执行不同的操作。

优选地，每组所述单向控制单元包括两个内圈可相对外圈单向转动的单向轴承，两个单向轴承以相对面可转动方向相反的方式设置。

优选地，所述底座、端盖，以及隔板的相对两侧均设有用于收容所述单向轴承并固定住单向轴承外圈的容置槽，所述单向轴承置于所述容置槽内，其中，设于所述隔板两个容置槽内的单向轴承以相对面转动方向相同设置。

优选地，所述传动机构还包括属于下选择驱动模块的下行星架和下内齿圈、属于上选择驱动模块的上行星架和上内齿圈，所述上、下内齿圈分别与上、下行星轮啮合且各与相应单向轴承的内圈固定连接，所述上、下行星架分别与上、下行星轮远离对应内齿圈的一端连接且各与相应单向轴承的内圈固定连接。

优选地，所述单向轴承内圈设有其定位槽，上述行星架和内齿圈均设有其凸台，并且凸台上设有与定位槽相卡合的定位条。

优选地，所述单向轴承外圈设有其定位槽，底座、隔板及端盖的容置槽内壁上形成与外圈的定位槽相卡合的定位条。

优选地，所述输入轴与上、下主动齿轮之间设有防止其相对转动的结构。

优选地，所述上、下主动齿轮各设有贯通两端的六棱柱状通孔，所述输入轴穿过所述六棱柱通孔，并且输入轴位于六棱柱通孔内的部位设成与其相配合的六棱柱状。

进一步地，所述输出轴的两端设有用于固定输出齿轮轴向位置的限位件。

优选地，所述限位件包括设于输出齿轮与底座之间的并套设在输出轴上的顶紧块。

优选地，所述输出轴穿出端盖的一端设有便于与移相器连接部件插接的插柱。

另外，本实用新型还提供一种天线，其包括上述的下倾角控制装置及与多个输出轴对应连接的多个移相器。

相比现有技术，本实用新型的方案具有以下优点：

本实用新型的下倾角控制装置，采用单向轴承进行转动方向的控制，具有响应快、控制精度高的特点；另外，由于无需采用辅助轴辅助实现切换和驱动，该下倾角控制装置的结构更为简单、紧凑。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型的下倾角控制装置的立体图；

图2为图1所示下倾角控制装置的分解图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

图1至图2共同示出了本实用新型的下倾角控制装置1000(下称“控制装置”)，适用于天线，特别是多波束天线中，用于与天线中的多个移相器(图未示)连接以控制移动器进行相位调节，从而实现多个波束下倾角的控制。

该控制装置1000采用一根输入轴11接入外部动力(比如电机提供的动力)，通过其以第一旋转方向(比如顺时针方向)和第二旋转方向(相应地，为逆时针方向)转动来实现在多个移相器间的选择性切换和驱动，从而实现对多个移相器的控制。

该控制装置1000包括相互连接并均与输入轴11连接的上选择驱动模块20和下选择驱动模块10，两个选择驱动模块20、10在输入轴11以一个旋转方向转动时分别实现选择切换和驱动，在输入轴11以另一个旋转方向转动时，选择切换和驱动操作在两个模块20、10间互换，即上选择驱动模块20与下选择驱动模块10的切换和驱动操作是错开的：当上选择驱动模块20执行驱动操作时，下选择驱动模块10执行切换操作；反之，上选择驱动模块20执行切换操作，下选择驱动模块10执行驱动操作。

该控制装置包括固定机构1、输入机构2、传动机构3、输出机构4及方向控制机构5，其中，所述固定机构1包括分设于两端的底座11、端盖12及从中部将该控制装置1000分隔出上选择驱动模块20和下选择驱动模块10的隔板13。所述输入机构2、传动机构3、输出机构4及方向控制机构5在两个选择驱动模块中均有设置，上、下层选择驱动模块相互协作以实现该控制装置1000的选择、切换和驱动功能。

优选地，所述输入机构2包括穿过底座11、隔板13并可转动地抵顶在端盖12上的所述输入轴21，以及均与输入轴21连接并随其同步转动的下主动齿轮22和上主动齿轮23，所述下主动齿轮22设于所述隔板13与底座11之间，所述上主动齿轮23设于隔板13与端盖12之间。

所述传动机构3包括与上传动机构和下传动机构，所述上传动机构与下传动机构之一在输入轴转动时，执行公转切换操作，另一执行驱动操作。

所述上传动机构包括与上主动齿轮23啮合的上行星轮32、与上行星轮32啮合的上内齿圈36及用于安装上主动齿轮23和上行星轮32的上行星架34，所述上行星架34设于上行星轮32背对上内齿圈36的一侧，并且所述上行星架34用于确保上主动齿轮23和上行星轮32始终啮合。

所述下传动机构包括与下主动齿轮22啮合的下行星轮31、与下行星轮31啮合的下内齿圈35及用于安装下主动齿轮22和下行星轮31的下行星架33，所述下行星架33设于下行星轮31背对下内齿圈35的一侧，并且所述下行星架33用于保持下主动齿轮22和下行星轮31的始终啮合。

所述输出机构4包括用于一一对应连接到多个移相器的多根输出轴41，每一根输出轴41位于隔板13与底座11、隔板13与端盖12之间的部位各设有输出齿轮42、43。多根输出轴41环绕所述内齿圈(含下内齿圈35和上内齿圈36)限定的轨迹均匀分布，并且输出齿轮42、43可与相应的行星轮31、32啮合。相应地，所述底座11上分布有多个供所述输出轴41一端转动地支撑在其内的支撑孔111，所述隔板13和端盖12均对应分布有供输出轴另一端穿出的让位孔(未标号)。

所述方向控制机构5包括两组分别设在上选择驱动模块和下选择驱动模块的单向控制单元，两组单向控制单元分别与上传动机构和下传动机构连接，以控制上传动机构的上行星轮32沿上内齿圈36限定的轨迹绕上主动齿轮23公转，以择位地与待驱动的输出轴41的输出齿轮啮合，而下传动机构的下行星轮31绕其转轴(即安装轴)自转，驱动与其啮合的一根输出轴输出转矩；反之，控制上行星轮自转驱动输出轴输出转矩，而下行星轮公转进行输出轴的切换选择。

优选地，每组单向控制单元均包括两个结构相同的单向轴承，为便于描述，两组单向控制单元的四个单向轴承分别定义为第一单向轴承54、第二单向轴承53、第三单向轴承52和第四单向轴承51，其中，所述第一单向轴承54、第二单向轴承53分配于上选择驱动模块20中，第三、第四单向轴52、51承分配于下选择驱动模块10中。

所述第一单向轴承54和第二单向轴承53以相对面转动方向(内圈相对外圈转动的方向)相反的方式分别设在上选择传动机构的两端，所述第三单向轴承52和第四单向轴承51以相对面可转动方向相反的方式分别设在下选择传动机构的两端，并且第二单向轴承53与第三单向轴承52相对面可转动方向相同。

所述底座11、端盖12及隔板13上均设有用于收容所述单向轴承并且固定住单向轴承外圈的容置槽112，并且隔板相对的两面各设有一个所述容置槽，以在隔板相对的两面上分别安装第二单向轴承53和第三单向轴承52，第一单向轴承54和第四单向轴承51分别置于端盖和底座上的容置槽内。

根据图2的示出关系，以第四单向轴承51来举例说明单向轴承的结构及其与固定机构、传动机构之间的配合关系。优选地，每个所述单向轴承，比如第四单向轴承51的外圈512设有定位槽514，容置槽112内侧壁上设有与定位槽配合的定位条113，以在定位条卡入定位槽内时，实现单向轴承外圈与底座、端盖和隔板的固定，避免其发生相对转动。

具体地，所述第一单向轴承54的内圈与上行星架固定连接，第二单向轴承53与上内齿圈固定连接，第三单向轴承52的内圈与下行星架固定连接，第四单向轴承51与下内齿圈固定连接。

其中，单向轴承的内圈与行星架和内齿圈相配合设置，以避免单向轴承内圈与行星架和内齿圈之间的相对转动。

较优地，单向轴承内圈也设有定位槽，行星架和内齿圈各设有凸台(例如下行星架的凸台311)，凸台上形成与定位槽相配合的定位条，以定位条和定位槽的相互配合来实现防转动设计。

在其他实施方式中，所述行星架和内齿圈与单向轴承的内圈也可通过紧配合设置来实现防转动设计。

此外，所述输入轴与下主动齿轮22、上主动齿轮23也采用防转动设置，比如主动齿轮内部的通孔设为正六棱柱状，输入轴21相应的部位设成正六棱柱，以此避免了输入轴21转动过程中，输入轴21与上、下主动齿轮23、22之间产生相对转动。

为防止输出齿轮42、43沿输出轴41轴向移动而影响行星轮31、32与输出齿轮的啮合，进而保证动力传递的精确度，所述输出机构的两端还设有用于固定输出齿轮轴向位置的限位件。所述限位件包括设于输出齿轮与底座之间的并套设在输出轴41上的顶紧块44。

另外，为了便于该控制装置与移相器的连接，所述输出轴41穿出端盖12的一端设有便于与移相器连接部件插接的插柱。

以下以单向轴承面对底座的一面为正面来说明本实用新型的下倾角控制装置的工作原理。

当输入轴21以顺时针转动时，主动齿轮(包括上主动齿轮23和下主动齿轮22)顺时针转动，下行星轮31逆时针转动，进而带动与之啮合的下内齿圈35和与下内齿圈35固接的第四单向轴承51内圈逆时针转动，然而第四单向轴承51内圈不能相对外圈逆时针转动，锁止下内齿圈35的位置，使得下行星轮31绕下主动齿轮22沿下内齿圈35限定的轨迹顺时针公转，与此同时，下行星轮31带动下行星架33及与下行星架33固接的第三单向轴承52内圈顺时针转动，从而执行对输出轴41的选择切换操作；上行星轮32逆时针转动，从而带动与之啮合的上内齿圈和与之固接的第二单向轴承53的内圈逆时针转动，由于第二单向轴承53与第四单向轴承51内圈转动方向相反，其内圈可相对外圈转动，与此同时，由于上行星架被第一单向轴承54锁止位置而不能转动，使得上行星轮绕自身转轴转动，实现对与上行星轮啮合的输出轴转动输出转矩。

同理地，当输入轴21以逆时针转动时，下行星轮31驱动与之啮合的输入轴41转动输出转矩，在此过程中，上行星轮32绕上主动齿轮23公转择位地切换所述输出轴。

需要理解的，本实用新型的输出轴41与下行星轮31、上行星轮32相配合设置，使得当其中一个行星轮在执行切换操作时，另一个行星轮驱使与之啮合的一个输出轴转动输出转矩。由于采用单向轴承来实现转动方向的控制，本实用新型的下倾角控制装置的动力传递响应速度快，效率高，并且控制更为精确。同时，由于不需要设置相应的辅助轴，该控制装置的体积更小，结构更为紧凑，有利于缩小控制装置的体积，利于天线小型化。

此外，本实用新型还涉及一种采用上述下倾角控制装置的天线(图未示)，其中包括多个移相器，所述输出轴对应与所述移相器连接。由于本实用新型的下倾角控制装置体积更小，有利于天线的小型化；由于上述下倾角控制装置控制精度高，使得本实用新型的天线下倾角调节更为方便、精准，辐射指标也更为优异。

以上所述仅是本实用新型的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。