本发明涉及电调天线技术领域，具体涉及一种二维电调天线调节装置。
背景技术：
二维电调天线为使用电子调整水平方位角和电下倾角度的移动天线。随着我国移动通信基础网络建设力度的加大及优化完善，自动电调天线越来越多的地应用于移动通信领域，通过预置于电调天线下端的控制器可以方便实时的根据实际话务量需求情况调整角度，实现更优的信号覆盖。同时，电调天线还会调整一定角度的水平方位角来优化网络，需用方位角调节机构对电调天线的水平方位角进行调节。
传统的二维天线，水平方位角调节机构和电下倾角度调节机构都是相互独立的，且调节装置结构复杂，传动精度差，不能由一个调节装置来同时实现对电下倾角及水平方位角的调整。而且传统的调节电下倾角控制器多为内置式，调节水平方位角控制器也为内置式，内置式的控制器不具有可替换性，如果电机或者控制器故障会造成整面天线无法调整电下倾角和水平方位角，一旦控制出现问题则整面天线需更换。传统的控制器也有外置机械式的，但是外置式这种机构操作困难，会带来很大的维护成本。此外，外置式控制器在天线端盖空间有限的情况下，布局困难且不美观，会因为控制端口占用大量的端面布局空间。
技术实现要素：
本申请实施例通过提供一种二维电调天线调节装置，解决了现有技术中不能由一个调节装置同时实现对电下倾角及水平方位角的调整的问题。
本申请实施例提供一种二维电调天线调节装置，包括：电调天线下端盖组件、电下倾角传动组件、水平方位角传动组件；
所述电调天线下端盖组件包括下端盖、电下倾角控制器、水平方位角控制器，所述电下倾角控制器和所述水平方位角控制器插入所述下端盖中；
所述电下倾角控制器驱动所述电下倾角传动组件，所述水平方位角控制器驱动所述水平方位角传动组件。
优选的，所述二维电调天线调节装置还包括：上固定板组件、下固定板组件、反射板组件；
所述上固定板组件和所述下固定板组件均固定在天线罩上，所述反射板组件位于所述下固定板组件和所述上固定板组件之间；
所述电下倾角传动组件和所述水平方位角传动组件均位于所述下固定板组件和所述反射板组件之间。
优选的，所述水平方位角传动组件包括锥齿轮传动和涡轮蜗杆传动，所述电下倾角传动组件包括齿轮传动和螺杆传动。
优选的，所述水平方位角传动组件包括输入轴二、输入轴二锥齿轮、蜗杆轴锥齿轮、蜗杆轴、蜗轮、蜗杆轴支撑块、主轴；
所述输入轴二和所述输入轴二锥齿轮连接，所述输入轴二锥齿轮和所述蜗杆轴锥齿轮啮合，所述蜗杆轴锥齿轮和蜗杆轴连接，所述蜗杆轴和所述涡轮啮合，所述蜗轮和所述主轴连接；所述蜗杆轴支撑块位于所述蜗杆轴的两端。
优选的，所述电下倾角传动组件包括输入轴一、输入轴一齿轮、主轴齿轮、螺杆轴齿轮、螺杆轴、螺杆轴轴承；
所述输入轴一和所述输入轴一齿轮连接，所述输入轴一齿轮和所述主轴齿轮啮合，所述主轴齿轮和所述螺杆轴齿轮啮合，所述螺杆轴齿轮和所述螺杆轴连接，所述螺杆轴和所述螺杆轴轴承连接；
所述主轴齿轮的内圈为半圆环，所述主轴齿轮与所述主轴连接。
优选的，所述反射板组件包括反射板、螺杆固定座一、螺杆固定座二、滑块、拉杆、移相器；
所述拉杆的两端分别与所述滑块、所述移相器连接；所述滑块和所述螺杆轴连接，所述螺杆固定座一和所述螺杆固定座二分别位于所述螺杆轴的两端；所述反射板和所述主轴连接。
优选的，所述上固定板组件包括上固定座、上固定轴承、上固定板；
所述上固定座和所述反射板连接，所述上固定轴承分别与所述上固定座、所述上固定板连接。
优选的，所述下固定板组件包括下固定板、下固定座、中间支撑板；
所述下固定板和所述下固定座连接，所述中间支撑板和所述下固定板连接。
优选的，所述电下倾角控制器和所述水平方位角控制器均采用直流减速电机。
优选的，所述直流减速电机的马达的输入轴设置有霍尔传感器，与电机输入轴相连的圆盘上等分的设置有若干磁珠，所述直流减速电机的马达的末端配置有减速齿轮箱。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明提供的一种二维电调天线调节装置采用控制器内置可插拔的结构形式，能够有效避免占用天线端面有限空间，具有不影响多端口馈线布局、控制器可方便拆换的优点。本发明提供的一种二维电调天线调节装置同时包括电下倾角控制器和水平方位角控制器，且通过电下倾角控制器驱动电下倾角传动组件，通过水平方位角控制器驱动水平方位角传动组件，电下倾角传动组件和水平方位角传动组件独立不干扰，能够实现对电下倾角及水平方位角的调整。
附图说明
为了更清楚地说明本实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明二维电调天线的控制原理图；
图2为本发明实施例提供的二维电调天线调节装置的整体示意图；
图3为本发明实施例提供的二维电调天线调节装置的部分组装示意图；
图4为本发明实施例提供的二维电调天线调节装置中水平方位角传动组件的传动示意图；
图5为本发明实施例提供的二维电调天线调节装置中电下倾角传动组件的传动示意图；
图6为本发明实施例提供的二维电调天线调节装置中主轴齿轮的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的二维电调天线调节装置中反射板组件的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的二维电调天线调节装置中直流减速电机的示意图；
附图标记包括：
1——电调天线下端盖组件，11——下端盖，12——水平方位角控制器，13——电下倾角控制器，14——天线罩；
2——下固定板组件，21——下固定板，22——下固定座，23——中间支撑板；
3——电下倾角传动组件，31——输入轴一，32——输入轴一齿轮，33——主轴齿轮，34——螺杆轴齿轮，35——螺杆轴，36——螺杆轴轴承；
4——水平方位角传动组件。41——输入轴二，42——输入轴二锥齿轮，43——蜗杆轴锥齿轮，44——蜗杆轴，45——蜗轮，46——蜗杆轴支撑块，47——主轴；
5——反射板组件，51——反射板、52——螺杆固定座一、53——螺杆固定座二、54——滑块、55——拉杆、56——移向器；
6——上固定板组件，61——上固定座，62——上固定轴承，63——上固定板；
71——电机输入轴，72——圆盘，73——霍尔传感器，74——马达，75——减速齿轮箱。
具体实施方式
本发明提供一种二维电调天线调节装置，采用控制器内置可插拔的结构形式，为了实现这种内置可插拔方式，电下倾角传动的输入端固定，而输出端随水平方位角的调整，随时转动；水平方位角转动到任何位置，不影响电下倾角的调整，同时电下倾角调整，不会干涉到水平方位角调整。
二维电调天线调节装置的传动部分主要由齿轮传动组成，涉及到直齿传动、锥齿轮传动、涡轮蜗杆传动和螺纹传动。直齿传动经过两级齿轮啮合直接将动力输入到传动螺杆上，螺杆与滑块经过螺纹传动将圆周运动转换为直线传动，从而带动天线移相器组件移动，实现电下倾角的调整；水平方位角电调天线控制器将动力经过锥齿轮传动实现换向，后经过涡轮蜗杆传动实现较大减速比传动，同时实现自锁，从而提高了水平方位角调整的精度和安全可靠性。本发明提供的二维电调天线调节装置的结构紧凑，实现方便可靠，可以顺利实现对于水平方位角和电下倾角的调整。
为了提高电调天线传动装置的整体的精度，包含传动精度和控制精度，同时节约成本，电调天线控制器选用成本低廉的直流减速电机，实现高精度的地调节天线水平方位角和电下倾角。电调天线控制器的控制原理如图1所示，网管中心通过RS485发送指令到相应ID序列号的控制器驱动芯片，控制器驱动芯片将指令发送到直流减速电机驱动芯片，直流减速电机驱动芯片发出PWM脉冲信号，从而驱使直流减速电机转动，直流减速电机上设计有霍尔传感器，其输入轴连接的圆盘上有若干个磁珠，用于检测直流减速电机转动的圈数，磁珠越多相应的精度会越高。直流减速电机的末端配置有减速齿轮箱，能够实现很大的减速比，故直流减速电机输出转动一圈，直流减速电机的霍尔传感器将获得很多的脉冲信号。直流减速电机转动的过程中相应的脉冲信号实时反馈到控制器驱动芯片，整个装置控制过程闭环控制。当脉冲数达到目标脉冲时，发送指令直流减速电机停止工作。
配合传动部分的设计，可以进一步提高二维电调天线整体的精度水平。水平方位角采用涡轮蜗杆传动，利用本身所具有的大减速比和自锁特性，使得输出的控制精度提高，同时传动高效可靠。电下倾角采用螺纹传动，将回转运动转化为直线运动，实现了对移相器的拉动，每转动一圈带来一个螺距的直线位移，同时也提高了传动精度。
总体上，本发明提供的二维电调天线调节装置是模块化的，简单明了，传动精度与控制精度高，同时安全可靠、稳定高效。
本发明的目的是这样实现的：
本发明提供一种二维电调天线调节装置，电调天线控制器采用内置可插拔的装配方式，内置可插拔控制器，即要求动力输入轴位置固定，利用齿轮传动转换，实现水平方位角和电下倾角的调整。
二维电调天线调节装置包括：电调天线下端盖组件、下固定板组件、电下倾角传动组件、水平方位角传动组件、反射板组件、上固定板组件。
电调天线控制器级联组网，通过总线对其进行控制。网管或者外部输入单元通过RS485输出控制信号，控制盘MCU控制直流减速电机驱动芯片，发出PWM信号，控制直流减速电机转动。同时，直流减速电机的圆盘附带霍尔传感器，直流减速电机转动过程中其霍尔信号可反馈给直流减速电机驱动芯片，从而实现对整个装置的闭环控制。电调天线可插拔控制器可分别控制水平方位角和电下倾角。
天线整体结构，特别地，采用上、下固定板组件连接，上下固定板组件装配有相应的塑料轴承，天线反射板组件可以围绕轴承中心线实现一定角度的转动，为了减轻天线重量，上下固定板组件用M8螺栓固定在玻璃钢天线罩上，玻璃钢天线罩背板厚度为3.0mm，充分利用其强度实现连接可靠。
电下倾角传动组件和水平方位角传动组件处于下固定板组件和反射板组件中间，分别用于控制电下倾角和水平方位角。
与现有技术相比，本发明优点在于，首先，传动部分采用齿轮传动，分为水平方位角锥齿轮加涡轮蜗杆传动和电下倾角的齿轮传动，独立不干扰，实现了二维电调天线控制器的可插拔，而传统二维电调天线都是内置式；其次，中间直齿传动采用半圆设计，实现过渡转接，使得水平方位角度调整和电下倾角度调整独立不干扰；再次，采用廉价的直流减速电机和相应的控制方案，配合齿轮传动、螺纹传动和涡轮蜗杆传动，实现水平方位角和电下倾角的精确调整，尤其是水平方位角的精确调整。
硬件设计上采用直流减速电机加霍尔传感器，霍尔传感器固定在电机上，靠近输入端上，与之对应的圆盘圆周上等距分配多个磁铁，即转一圈有多个脉冲信号，同时减速齿轮箱减速比较大，即直流减速电机输出轴转动一圈，霍尔传感器获得很多的脉冲计数，相应的脉冲信号实时反馈到直流减速电机驱动，当脉冲数达到目标脉冲时，使直流减速电机停止工作。
本发明与现有技术相比具有下列优点和积极有益效果：
水平方位角利用涡轮蜗杆传动，相对于现有齿轮传动，可以实现有效自锁，避免设置水平方位角后由于发生转动；同时利用涡轮蜗杆的大传动比，可以满足角度调整的精度要求。水平方位角度调整后，反射板处于±30°的任意位置，在电下倾角调整的输入轴固定的情况下，利用中间的转接齿轮，实现了反射板在任意位置，都可以有效调整电下倾角。
本发明提供的一种二维电调天线调节装置中的电调天线控制器可以实现直流减速电机加霍尔传感器配合的高精度反馈检测，且采用直流减速电机具有低成本的优点；同时相对与普通二维电调天线，由于上述齿轮传动的优势，可以将电调天线控制器(包含直流减速电机和控制盘)内置可插拔，相对于电机纯内置不可插拔天线控制器，装配方便，实现可根据实际使用需要更换电调天线控制器，避免因控制器电机故障而报废整面天线；相对于外置天线控制器，本发明充分利用了天线内部空间，节约了端面的安装空间，留出很多的安装空间给天线馈线，同时，天线厂家可以根据端口频段信息配置合适的电调天线控制器,装配完成随同天线一起发货，可以有效避免基站现场工人的错误装配和参数信息的错误配置。
本发明提供的一种二维电调天线调节装置使电调天线网络优化的自动化程度大大提高，下端的控制器可以方便实时的根据实际话务量需求情况调整电下倾角和水平方位角，实现更优的信号覆盖和网络优化。同时更为重要的可以实现电调天线控制器的可互换性，更换方便，且降低了维护成本，提高了电调天线控制管理的方便性、灵活性。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
如图2、图3所示，一种二维电调天线调节装置，包括电调天线下端盖组件1、下固定板组件2、电下倾角传动组件3、水平方位角传动组件4、反射板组件5和上固定板组件6。电调天线下端盖组件1包含下端盖11、水平方位角控制器12和电下倾角控制器13。下端盖11包含导向槽，电调天线控制器含有直流减速电机和控制盘，控制盘用于控制直流减速电机转动。其中，直流减速电机如图8所示，直流减速电机的马达74上设置有霍尔传感器73，与电机输入轴71相连的圆盘72上等分的设置有若干磁珠，直流减速电机的马达74的末端配置有减速齿轮箱75。例如，圆盘72上设计有6-8个磁柱。直流减速电机的马达74的输出轴转动一周即产生多个脉冲信号，直流减速电机的减速齿轮箱75的减速比为130:1-150:1，输出转动一周，霍尔传感器73将获得很多个脉冲，可以满足对控制精度的要求。后续将结合传动部分进一步阐述整体控制精度。
下固定板组件2包括下固定板21、下固定座22、中间支撑板23。下固定板21为钣金件，下固定座22为ABS塑料件，下固定板21和下固定座22中间装配一个塑料轴承，下固定板21与下固定座22采用螺钉连接，中间支撑板23与下固定板21采用连接螺柱连接，保证下固定板21的竖直板与中间支撑板23的平行度。中间支撑板23主要起支撑传动的作用。
电下倾角传动组件3包括输入轴一31、输入轴一齿轮32、主轴齿轮33、螺杆轴齿轮34、螺杆轴35和螺杆轴轴承36。输入轴一31与输入轴一齿轮32采用键连接。
水平方位角传动组件4包括输入轴二41、输入轴二锥齿轮42、蜗杆轴锥齿轮43、蜗杆轴44、蜗轮45、蜗杆轴支撑块46和主轴47。输入轴二41和输入轴二锥齿轮42、蜗杆轴锥齿轮43和蜗杆轴44、蜗轮45和主轴47均采用键连接。
反射板组件5包括反射板51、螺杆固定座一52、螺杆固定座二53、滑块54、拉杆55、移向器56，如图7所示。
上固定板组件6包括上固定座61、上固定轴承62、上固定板63。
电下倾角传动组件3和水平方位角传动组件4依靠下固定板组件2支撑，水平方位角传动组件4的主轴47与反射板组件5的反射板51采用螺钉固定。同时反射板51另一端与上固定板组件6的上固定座61也采用螺钉连接。使反射板51可以围绕主轴47和上固定座61的中心线转动。下固定板组件2与上固定板组件6通过天线罩14直接连接。
天线为两端口，天线罩14的截面尺寸不大，充分利用天线罩14的强度，将上固定板组件6和下固定板组件2连接在天线罩14上，并采用螺栓固定。
当网管中心发出控制指令，调整电下倾角。电调天线的电下倾角控制器13的直流减速电机转动，带动输入轴一31转动，从而驱使输入轴一齿轮32转动。如图6所示，主轴齿轮33采用外圈齿轮，内圈与轴接触采用半圆环的设计，主轴齿轮33可以围绕主轴47相对圆周转动，摩擦小，同时主轴47的轴肩设计仅仅限制其轴向位移。采用此设计，通过齿轮啮合，输入轴一齿轮32转动使从动轮主轴齿轮33转动，顺利过渡到螺杆轴齿轮34转动，此时顺利的调整垂直方位角时，此时主轴47不动，即垂直方位角调整时，水平方位角不动，如图5所示，从而可以将输入轴动力通过主轴齿轮33转接，通过两级齿轮啮合，传递到螺杆轴齿轮34，驱使螺杆轴齿轮34转动，从而带动螺杆轴35转动。如图7所示，螺杆轴35与滑块54是螺纹传动连接，可以通过螺杆轴35的转动转化为滑块54直线位移，拉杆55一端与滑块54采用螺钉紧固连接，拉杆55另一端与移向器56卡扣连接，滑块54的直线位移将带动移向器的线性位移，即实现了电下倾角的调整，调节相位。电下倾角传动部分后面的螺杆传动，螺杆螺距2.5mm，输入到螺杆的传动转动一圈，移相器移动2.5mm，对应天线移相角度为0.5°，此0.5°对应的霍尔传感器的脉冲数为一千以上，故完全实现±0.1°的误差要求。
当网管中心需要调整天线的辐射方向，即调整水平方位角，电调天线的水平方位角控制器12的直流减速电机转动，带动输入轴二41转动，从而驱使输入轴二锥齿轮42转动，锥齿轮可以改变空间的传动方向，如图4所示，通过锥齿轮啮合，输入轴二锥齿轮42转动带动蜗杆轴锥齿轮43转动，从而带动蜗杆轴44转动，蜗杆轴44带动涡轮45转动，从而使主轴47实现转动，主轴47转动带动反射板51在一定角度转动，即实现了水平方位角度的调整。水平方位角传动采用锥齿轮加涡轮蜗杆，减速比大于30：1，转动角度360°，每度对应控制的脉冲数也为100个左右。故也可以满足±1°的要求。
反射板51下端连接的主轴47为动力的输入端，反射板51的上端的上固定座61和上固定轴承62仅仅起支撑导向的作用。
涡轮蜗杆传动具有自锁性和传动比大的优点，只能单向传动，蜗杆带动涡轮，涡轮不能带动蜗杆，当水平方位角度调整到某一位置，可以实现反射板固定住不回转，可靠性高。
特别需要说明的，水平方位角和电下倾角的调整相互不干扰。电下倾角度的调整对于水平方位角调整，不产生任何影响；但是，水平方位角调整时，反射板会围绕主轴转动，输入轴一齿轮是固定的，故与之连接的螺杆也在围绕主轴自转，考虑极限位置±30°，螺杆轴齿轮34转动1/12圈，带动移相器介质片移动的位移0.2mm，考虑传动间隙，此位移完全可以忽略不计。故水平方位角和电下倾角的调整相互不干扰。
本发明实施例提供的一种二维电调天线调节装置至少包括如下技术效果：
在本申请实施例中，提供的二维电调天线采用齿轮传动，其中水平方位角采用锥齿轮加蜗轮蜗杆传动，电下倾角采用齿轮传动，水平方位角和电下倾角的调节独立不干扰。其中，水平方位角利用涡轮蜗杆传动，相对于现有齿轮传动，可以实现有效自锁，避免设置水平方位角后由于发生转动；同时利用涡轮蜗杆的大传动比，可以满足角度调整的精度要求。由于上述齿轮传动的优势，能够实现二维电调天线控制器的内置可插拔。内置可插拔控制器能够避免占用天线端面有限空间，不影响多端口馈线布局，且可方便拆换，具有可替换性。综上，本发明提供的一种二维电调天线调节装置使电调天线网络优化的自动化程度大大提高，控制器可以方便实时的根据实际话务量需求情况调整电下倾角和水平方位角，实现更优的信号覆盖和网络优化。更为重要的是实现了电调天线控制器的可互换性，更换方便，且降低了维护成本，提高了电调天线控制管理的方便性、灵活性。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。