一种5G通信基站定向天线及操作方法与流程

本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种5g通信基站定向天线及操作方法。

背景技术：

天线是一种变换器，它把传输线上传播的导行波，变换成在无界媒介(通常是自由空间)中传播的电磁波，或者进行相反的变换。在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件。无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等工程系统，凡是利用电磁波来传递信息的，都依靠天线来进行工作。此外，在用电磁波传送能量方面，非信号的能量辐射也需要天线。一般天线都具有可逆性，即同一副天线既可用作发射天线，也可用作接收天线。同一天线作为发射或接收的基本特性参数是相同的。

第五代移动通信技术是最新一代蜂窝移动通信技术，是4g、3g和2g系统后的延伸。5g的性能目标是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接。

基站天线是伴随着网络通信发展起来的，工程人员根据网络需求来设计不同的天线。因此，在过去几代移动通信技术中，天线技术也一直在演进，1g时代，几乎用的都是全向天线，当时的用户数量很少，传输的速率也较低，这时候还属于模拟系统，2g时代，我们才进入了蜂窝时代。这一阶段的天线逐渐演变成了定向天线，一般波瓣宽度包含60°和90°以及120°。以120°为例，它有三个扇区，80年代，天线主要以单极化天线为主，而且已经开始引入了阵列概念。虽然全向天线也有阵列，但只是垂直方向的阵列，单极化天线就出现了平面和方向性的天线。从形式来看，现在的天线和第二代的天线非常相似。

目前5g通信技术主要应用在商用领域，但是随着技术的发展，5g通信应用范围也越来越广，但是5g基站建设过程中，由于建设成本较高，要做到大范围全覆盖，不仅需要投入大量人力和物力，且需要较长的时间，且根据不同的使用环境，在人口分布较少的城郊和农村，由于使用需要较小，大范围的全信号覆盖也会造成资源浪费，对于人口较为集中的城市地区，由于人们的工作时间大多数都不在住宅区使用，而在商业办公区域使用，那么则需要根据具体的时间和情况对商业办公区域进行加强信号传输，但是现有的定向天线在信号传输过程中，天线安装位置和工作角度固定，无法进行调节，为了保证商业办公区域的信号传输强度，只能在商业办公区域建立更加密集的通信基站，造成建设成本大和资源的浪费，所以需要一种5g通信基站定向天线及操作方法。

技术实现要素：

基于现有的定向天线在信号传输过程中，天线安装位置和工作角度固定，无法进行调节的技术问题，本发明提出了一种5g通信基站定向天线及操作方法。

本发明提出的一种5g通信基站定向天线及操作方法，包括固定环，所述固定环的表面固定连接有安装环，两个所述固定环分别与安装环的上表面和下表面固定连接，所述安装环的表面固定开设有滑槽，所述滑槽的内壁呈t形状，所述滑槽的内壁滑动连接有滑板，多个所述滑板以滑槽的轴心为中心呈环形阵列分布，所述滑板的表面呈圆弧形状，所述滑板的顶部和底部均固定安装有滚轮，所述滚轮的表面与滑槽的内壁滑动连接，所述滑板的表面固定连接有调节控制装置，所述调节控制装置包括固定箱，所述固定箱的表面与滑板的表面固定连接。

优选地，所述安装环的表面固定开设有连接槽，所述连接槽的内壁固定套接有齿环，所述固定箱的表面与滑槽的内壁滑动连接，所述固定箱的表面延伸至安装环的表面。

优选地，所述固定箱的内壁固定安装有伺服电机，所述伺服电机的输出轴贯穿并延伸至固定箱的表面，所述伺服电机的输出轴通过联轴器固定连接有转轴，所述转轴的一端固定连接有齿轮，所述齿轮的表面与齿环的表面啮合，所述齿轮的与齿环的齿轮比为十比一。

优选地，所述固定箱的内壁固定安装有可编plc控制器，所述可编plc控制器通过电线与伺服电机电性连接，所述固定箱的表面固定连接有固定板，所述固定板的表面铰接有连杆，所述连杆的一端铰接有天线底壳，所述天线底壳的表面固定安装有固定块。

优选地，两个所述固定块以天线底壳的轴线为中心呈对称分布，所述固定块的表面和固定板的表面均固定开设有转槽，所述转槽的内壁滑动连接有连接球，所述连接球的表面分别延伸至固定块和固定板的表面，所述固定块和固定板的表面均固定开设有避让槽。

优选地，所述连接球的表面分别固定连接有第一固定管、第二固定管、支撑杆和螺纹管，所述第一固定管的内壁固定连接有限位环，所述支撑杆的表面与限位环的内壁滑动连接，所述支撑杆的表面固定套接有支撑环，所述支撑环的表面与第一固定管的内壁滑动连接，所述支撑杆的表面套接有弹簧，所述弹簧的两端分别与支撑环和限位环的表面固定连接。

优选地，所述第二固定管的内壁固定安装有伺服马达，所述伺服马达通过电线与可编plc控制器电性连接，所述伺服马达的输出轴通过联轴器固定连接有螺纹杆，所述螺纹杆的表面与螺纹管的内壁螺纹连接。

优选地，所述螺纹管的表面与第二固定管的内壁滑动连接，所述第二固定管的内壁固定开设有行程槽，所述行程槽的内壁滑动连接有止动限位块，所述止动限位块的表面与螺纹管的表面固定连接。

优选地，所述天线底壳的表面固定安装有天线本体，所述天线底壳的表面固定连接有天线外壳罩，所述天线底壳的表面固定连接有吸波层，所述吸波层的内部设置有微炭线圈。

优选地，步骤一、根据不同时间不同方向地区使用g信号传输使用量的大小需求不同，提前对可编plc控制器进行编写控制程序；步骤二、在对可编plc控制器提前设定程序后，在需要转动天线进行定向信号传输时，可编plc控制器发出电信号控制伺服电机启动，伺服电机的输出轴通过联轴器带动转轴转动，转轴带动齿轮转动，齿轮在齿环上转动，带动固定箱、固定板、天线底壳、天线本体和天线外壳罩运动，在运动过程中，齿轮转动十圈，带动天线本体沿着齿环周向运动十分之一圈，通过可编plc控制器控制伺服电机的输出轴转动圈数，控制天线本体转动的角度；步骤三、在天线本体通过伺服电机带动运动调节周向角度位置后，根据实际使用环境，当需要进行倾斜调节时，可编plc控制器发出电信号控制伺服马达正转或反转启动，伺服马达的输出轴通过联轴器带动螺纹杆转动，螺纹杆螺纹转动螺纹管，螺纹管沿着第二固定管的内壁进行伸缩运动，带动天线底壳进行倾斜角度调节。

本发明中的有益效果为：

1、通过设置调节控制装置，在使用时，通过提前对可编plc控制器编写控制程序，根据不同的使用环境和时间，自动通过可编plc控制器控制伺服电机和伺服马达工作，通过伺服电机和伺服马达带动天线本体进行周向转动和倾斜角度调节天线本体工作时的位置和角度，从而解决了现有的定向天线在信号传输过程中，天线安装位置和工作角度固定，无法进行调节的问题。

2、通过设置天线底壳的表面固定连接有吸波层，所述吸波层的内部设置有微炭线圈，在使用时，天线底壳表面的吸波层具有对天线本体背面的电磁波进行吸波，减小天线本体工作时，背面电磁波的信号干扰，从而达到更好的信号发射和接收的效果。

附图说明

图1为本发明提出的一种5g通信基站定向天线及操作方法的示意图；

图2为本发明提出的一种5g通信基站定向天线及操作方法的安装环结构剖视图；

图3为本发明提出的一种5g通信基站定向天线及操作方法的滑板结构立体图；

图4为本发明提出的一种5g通信基站定向天线及操作方法的固定块结构立体图；

图5为本发明提出的一种5g通信基站定向天线及操作方法的第一固定管结构剖视图；

图6为本发明提出的一种5g通信基站定向天线及操作方法的第二固定管结构剖视图。

图中：1、固定环；2、安装环；21、连接槽；22、齿环；3、滑槽；4、滑板；5、滚轮；6、固定箱；61、伺服电机；62、转轴；63、齿轮；64、可编plc控制器；65、固定板；66、连杆；67、天线底壳；68、固定块；69、转槽；610、连接球；611、避让槽；612、第一固定管；613、第二固定管；614、支撑杆；615、螺纹管；616、限位环；617、支撑环；618、弹簧；619、伺服马达；620、螺纹杆；621、行程槽；622、止动限位块；623、天线本体；624、天线外壳罩；625、吸波层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-6，一种5g通信基站定向天线及操作方法，如图1-3所示，包括固定环1，固定环1的表面固定连接有安装环2，两个固定环1分别与安装环2的上表面和下表面固定连接，安装环2的表面固定开设有滑槽3，滑槽3的内壁呈t形状，滑槽3的内壁滑动连接有滑板4，多个滑板4以滑槽3的轴心为中心呈环形阵列分布，滑板4的表面呈圆弧形状，滑板4的顶部和底部均固定安装有滚轮5，滚轮5的表面与滑槽3的内壁滑动连接，滑板4的表面固定连接有调节控制装置，调节控制装置包括固定箱6，固定箱6的表面与滑板4的表面固定连接；

如图1-4所示，安装环2的表面固定开设有连接槽21，连接槽21的内壁固定套接有齿环22，固定箱6的表面与滑槽3的内壁滑动连接，固定箱6的表面延伸至安装环2的表面，固定箱6的内壁固定安装有伺服电机61，伺服电机61的输出轴贯穿并延伸至固定箱6的表面，伺服电机61的输出轴通过联轴器固定连接有转轴62，转轴62的一端固定连接有齿轮63，齿轮63的表面与齿环22的表面啮合，齿轮63的与齿环22的齿轮63比为十比一，固定箱6的内壁固定安装有可编plc控制器64，可编plc控制器64通过电线与伺服电机61电性连接，固定箱6的表面固定连接有固定板65，固定板65的表面铰接有连杆66，连杆66的一端铰接有天线底壳67，天线底壳67的表面固定安装有固定块68；

如图1-5所示，两个固定块68以天线底壳67的轴线为中心呈对称分布，固定块68的表面和固定板65的表面均固定开设有转槽69，转槽69的内壁滑动连接有连接球610，连接球610的表面分别延伸至固定块68和固定板65的表面，固定块68和固定板65的表面均固定开设有避让槽611，连接球610的表面分别固定连接有第一固定管612、第二固定管613、支撑杆614和螺纹管615，第一固定管612的内壁固定连接有限位环616，支撑杆614的表面与限位环616的内壁滑动连接，支撑杆614的表面固定套接有支撑环617，支撑环617的表面与第一固定管612的内壁滑动连接，支撑杆614的表面套接有弹簧618，弹簧618的两端分别与支撑环617和限位环616的表面固定连接；

如图1和图6所示，第二固定管613的内壁固定安装有伺服马达619，伺服马达619通过电线与可编plc控制器64电性连接，伺服马达619的输出轴通过联轴器固定连接有螺纹杆620，螺纹杆620的表面与螺纹管615的内壁螺纹连接，螺纹管615的表面与第二固定管613的内壁滑动连接，第二固定管613的内壁固定开设有行程槽621，行程槽621的内壁滑动连接有止动限位块622，止动限位块622的表面与螺纹管615的表面固定连接，天线底壳67的表面固定安装有天线本体623，天线底壳67的表面固定连接有天线外壳罩624，天线底壳67的表面固定连接有吸波层625，吸波层625的内部设置有微炭线圈，微碳线圈利用其特殊的三维螺旋结构在变动电磁场中产生感应电流，最终以热能的形式将能量释放在以达到高效吸收电磁波的效果；

步骤一、根据不同时间不同方向地区使用5g信号传输使用量的大小需求不同，提前对可编plc控制器64进行编写控制程序；步骤二、在对可编plc控制器64提前设定程序后，在需要转动天线进行定向信号传输时，可编plc控制器64发出电信号控制伺服电机61启动，伺服电机61的输出轴通过联轴器带动转轴62转动，转轴62带动齿轮63转动，齿轮63在齿环22上转动，带动固定箱6、固定板65、天线底壳67、天线本体623和天线外壳罩624运动，在运动过程中，齿轮63转动十圈，带动天线本体623沿着齿环22周向运动十分之一圈，通过可编plc控制器64控制伺服电机61的输出轴转动圈数，控制天线本体623转动的角度；步骤三、在天线本体623通过伺服电机61带动运动调节周向角度位置后，根据实际使用环境，当需要进行倾斜调节时，可编plc控制器64发出电信号控制伺服马达619正转或反转启动，伺服马达619的输出轴通过联轴器带动螺纹杆620转动，螺纹杆620螺纹转动螺纹管615，螺纹管615沿着第二固定管613的内壁进行伸缩运动，带动天线底壳67进行倾斜角度调节；

通过设置调节控制装置，在使用时，通过提前对可编plc控制器64编写控制程序，根据不同的使用环境和时间，自动通过可编plc控制器64控制伺服电机61和伺服马达619工作，通过伺服电机61和伺服马达619带动天线本体623进行周向转动和倾斜角度调节天线本体623工作时的位置和角度，从而解决了现有的定向天线在信号传输过程中，天线安装位置和工作角度固定，无法进行调节的问题；

通过设置天线底壳67的表面固定连接有吸波层625，吸波层625的内部设置有微炭线圈，在使用时，天线底壳67表面的吸波层625具有对天线本体623背面的电磁波进行吸波，减小天线本体623工作时，背面电磁波的信号干扰，从而达到更好的信号发射和接收的效果。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。