天线及其姿态数据获取装置、监控系统和方法【专利摘要】本发明涉及通信设备
技术领域：
，涉及一种天线姿态数据获取装置及采用该获取装置的天线，还涉及采用该天线的天线姿态数据监控系统和方法。所述的天线姿态数据获取装置，其包括有重力加速度装置，固定设置在天线上，用于获取天线的机械下倾角数据；磁力装置，固定设置在天线上，用于获取天线的机械方位角数据；控制单元，分别电连接所述重力加速度装置和磁力装置，用于基于预设计算规则依据机械下倾角数据和机械方位角数据去计算确定所述的天线姿态数据；输出单元，电连接所述控制单元，用于输出所述天线姿态数据。本方案能检测天线本体的天线姿态数据，传输设备再将天线姿态数据传输到外部的主控设备；即本方案能实现对该天线本体姿态的实时监控。【专利说明】天线及其姿态数据获取装置、监控系统和方法【
技术领域：
】[0001]本发明涉及通信设备
技术领域：
，具体的，涉及一种天线姿态数据获取装置及采用该获取装置的天线，相应的，还涉及采用该天线的天线姿态数据监控系统和方法。【【
背景技术：
】】[0002]移动通信基站，是无线电台站的一种形式，而天线是基站中重要的通信设备。天线的姿态不仅关系到信号的覆盖范围，还关系到信号覆盖质量等关键网络性能。但是天气、材料老化等不可预测的因素常常直接影响到基站天线的姿态，进而影响信号覆盖，造成通话质量差、话务吸收不足等问题，严重影响网络性能。因此对天线的实时监控和维护是网络性能的重要保障。[0003]现有的基站天线姿态检测方式，一部分采用电子或机械的寻北仪对天线安装方位角的测量与校正，同时采用手持机械水平仪来测量天线安装机械下倾角。其优点在于测量工具和采用的方法简单，但是缺点在于电子寻北仪只能对天线进行一次性测量，且机械式测量仪器测量精度较差，不具备实时监控功能，当天线姿态发生异常后无法有效获知;还有一部分采用导航领域的侧向仪来实现天线姿态的测量，但因其方位角测量精度差的原因，无法保证应用的有效性。【【
发明内容】】[0004]本发明的目的旨在解决上述任意一个问题，提供一种天线姿态数据获取装置及采用该获取装置的天线，相应的，还提供了采用该天线的天线姿态数据监控系统和方法。[0005]为实现该目的，本发明采用如下技术方案:[0006]本发明提供了一种天线姿态数据获取装置，其包括有:[0007]重力加速度装置，固定设置在天线上与天线同步移动，用于获取天线的机械下倾角数据；[0008]磁力装置，其固定设置在天线上与天线同步移动，用于获取天线的机械方位角数据；[0009]控制单元，分别电连接所述重力加速度装置和磁力装置，用于基于预设计算规则依据机械下倾角数据和机械方位角数据去计算确定所述的天线姿态数据；[0010]输出单元，电连接所述控制单元，用于输出所述天线姿态数据。[0011]进一步的，所述的获取装置，还包括有测量主板，[0012]所述重力加速度装置、磁力装置、控制单元和输出单元均设置在该测量主板上。[0013]进一步的，所述的获取装置，还包括有GPS天线支撑座、同轴电缆及设置在所述测量主板上方的GPS天线；[0014]所述GPS天线，通过所述同轴电缆电连接至所述测量主板，且通过所述GPS天线支撑座固定在所述测量主板上，用于接收卫星GPS信号。[0015]可选的，所述输出单元为电缆组件；[0016]所述电缆组件，具有相互电连通的第一端口、第二端口和第三端口，第二、三端口分别为AISG公头和母头，其中所述第一端口电连接所述测量主板。[0017]具体的，所述机械下倾角数据为天线安装的下倾角度;所述机械方位角数据为天线的水平方位角角度。[0018]进一步的，所述的获取装置，还包括有塑料材质的装置外壳，所述获取装置设置在该装置外壳内。[0019]本发明还提供了一种天线，其包括有天线本体和固定设置在天线本体内部顶端或外部的获取装置；[0020]所述获取装置为前面所述的天线姿态数据获取装置。[0021]本发明还提供了一种天线姿态数据监控系统，其包括有天线、主控设备和传输设备;[0022]所述天线，为前面所述的天线；[0023]所述主控设备，与所述天线电连接，用于接收天线中所述获取模块所检测的多个天线姿态数据、及当其中一个或多个天线姿态数据的数值满足告警条件时，发出告警信息；[0024]所述传输设备，用于向主控设备传输所述获取模块检测到的天线姿态数据。[0025]本发明还提供了一种天线姿态数据监控方法，其包括如下步骤:[0026]接收一个或多个来自不同天线的天线姿态数据，所述天线安装有如前面所述的获取装置；[0027]依据其中的一个或任意多个天线姿态数据是否超出预设阈值，来确定是否告警；[0028]当确定需要告警时，发出告警信息。[0029]具体的，所述天线姿态数据包括有天线机械方位角、机械下倾角、天线安装经玮度和海拔高度中的任意一种或组合。[0030]与现有技术相比，本发明具备如下优点:[0031]1、本发明方案在原有天线本体的基础上，固定设置有天线姿态数据获取装置，及增加了与该获取装置电连接的传输设备;其中获取装置中包括有加速度装置和磁力装置，能检测天线本体的天线姿态数据，然后传输设备再将天线姿态数据传输到外部的主控设备;外部的主控设备能及时的监测到天线的机械方位角和机械下倾角等姿态数据并且实现自动告警功能，即本方案能实现对该天线本体姿态的实时监控；[0032]2、进一步的，本发明中将数据获取装置设置在天线本体的内部顶端，使得该获取装置既能精确地检测天线本体的天线姿态数据，又由于该获取装置设置在天线本体的内部，可降低该获取装置受外界环境的影响，保证了获取装置的检测精度；同时，所述装置外壳采用塑料材质，避免了采用金属材料会影响GPS信号接收及磁力装置对方位角的测量精度的问题，进一步保证了获取装置的检测精度。[0033]本发明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，或通过本发明的实施例了解到。【【附图说明】】[0034]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，但本发明不限于此。[0035]图1为本发明一种天线姿态数据监控系统的一个实施例中的结构示意图；[0036]图2为本发明一种天线姿态数据监控系统的一个实施例中的结构示意图；[0037]图3为本发明一个实施例中天线姿态数据获取装置的结构示意图；[0038]图4为本发明一个实施例中T型AISG电缆组件的主视图；[0039]图5为本发明一个实施例中T型AISG电缆组件的左视图；[0040]图6为本发明一个实施例中T型AISG电缆组件的右视图；[0041]图7为本发明一个实施例中一种天线姿态数据监控方法的流程图。【【具体实施方式】】[0042]下面结合附图和示例性实施例对本发明作进一步地描述，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，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。此外，如果已知技术的详细描述对于示出本发明的特征是不必要的，则将其省略。[0043]本
技术领域：
技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“親接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。[0044]本
技术领域：
技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。[0045]下文详细说明本发明的【具体实施方式】。[0046]参见附图1，为本发明所述一种天线姿态数据监控系统的一个实施例中的结构示意图，不难理解，所述系统包括有天线和主控设备300。[0047]具体的，所述天线包括有天线本体100及固定设置在天线本体100的顶端外置有天线姿态数据获取装置200。其中所述天线本体100通过天线脚手架120安装在天线抱杆110上;所述天线本体100的底部外置有用于调节移相器角度的控制模块600。例如，在本发明的一个示例性实施例中，所述控制模块600为RQJ(RemoteControlUnit，外部远程控制单元)控制模块，所述获取装置200通过电缆组件500连接至所述RCU控制模块600的AISG连接接头的一端，且所述获取装置200还通过电缆组件500连接至传输设备400。其中所述传输设备400电连接所述主控设备300，用于向外部的主控设备300传输所述获取装置200检测到的天线姿态数据。[0048]不难理解，在该实施例中，将获取装置200通过电缆组件500连接到天线本体100上的控制模块600的连接接头上，充分利用控制模块600上的接口，而使得获取装置200与天线本体100的连接无需增加新的接口，减少了该天线的安装空间。[0049]进一步的，请参见附图2，为本发明所述天线姿态数据监控系统的另一个实施例的结构示意图。具体的，所述系统包括有天线和主控设备300。其中所述天线包括有天线本体100及固定设置在天线本体100的内部的获取装置200，所述获取装置200优选安装于天线本体100的内部顶端，使其在空间上与天线本体100形成一体变化。[0050]具体的，所述天线本体100通过天线脚手架120安装在天线抱杆110上;所述天线本体100内部设置有用于调节移相器角度的控制模块150，所述控制模块150优选ICU(InnerControlUnit，内制控制单元)控制模块150;所述获取装置200通过控制线缆140连接至所述ICU控制模块150的主板接口；所述获取装置200还通过传输设备400连接至主控设备300，其中所述传输设备400用于向外部的主控设备300传输所述获取装置200检测到的天线姿态数据。[0051]不难理解，在该实施例中，将获取装置200设置在天线本体100的内部顶端，在空间上与天线本体100形成一体变化，使得该获取装置200既能精确地检测天线本体100的天线姿态数据，又由于该获取装置200设置在天线本体100的内部，可降低该获取装置200受外界环境的影响，保证了获取装置200的检测精度。[0052]具体的，所述获取装置200的结构示意图请参见附图3。如图3所示，获取装置200包括安装在塑料材质的装置外壳210里面的测量主板240;所述测量主板240上设置有GPS模块260、控制单元242、重力加速度装置243、磁力装置245;其中所述重力加速度装置243和磁力装置245分别电连接所述控制单元242，可用于检测天线本体100的天线姿态数据。其中，所述重力加速度装置243，通过螺钉固定设置在测量主板240上，随附着测量主板240固定设置在天线本体100上，随着天线本体100的转动而转动，能获取天线本体100的机械下倾角数据，所述机械下倾角数据为天线外罩在垂直方向的下倾角度值;所述磁力装置245，通过螺钉固定设置在测量主板240上，同样随附着测量主板240固定设置在天线本体100上，随着天线本体100而同步转动，用于获取天线本体100的机械方位角数据;而所述控制单元242用于基于预设计算规则依据前述机械下倾角数据和机械方位角数据去计算确定所述的天线姿态数据。[0053]进一步的，所述获取装置200还包括有输出单元500，所述输出单元500电连接所述控制单元242，用于输出控制单元242计算得到的天线姿态数据。优选但不限于的，本发明实施例以电缆组件500为例作为该输出单元。具体的，请参见附图3，所述测量主板240通过同轴电缆270连接至GPS天线280，所述GPS天线280用于接收卫星GPS信号;设置于测量主板240上方的GPS天线280通过塑料材质的GPS天线支撑座250与测量主板240固定在一起;塑料螺钉260用于将测量主板240及GPS天线支撑座250与装置外壳210固定在一起;测量主板240上还设置有电缆组件500，所述电缆组件500用于将测量主板240连接至外部。[0054]需要说明的是，为了缩小获取装置200的体积，在本方案的一个实施例中，所述重力加速度装置243优选采用重力加速度芯片，所述磁力装置245优选采用磁力计芯片，所述控制单元242选用MCU芯片。不难理解，所述获取装置200检测到的所述天线姿态数据包括有天线机械方位角、机械下倾角、天线安装经玮度和海拔高度中的任意一种或组合。[0055]进一步的，由于金属物会影响GPS信号接收及磁力装置对机械方位角的测量精度，在设计天线姿态数据获取装置200的时候尽量避免引入金属材质物料。因此，为了提高本方案实施的精度，本方案将装置外壳端盖220设置成塑料材质，避免了采用金属材料会影响GPS信号接收及磁力装置245对方位角的测量精度的问题，进一步保证了获取装置200的检测精度。[0056]由于获取装置200与天线本体100固定在一起，当天线姿态发生变化后，获取装置200中的测量主板240亦将发生同样的姿态变化，其上设置的重力加速度装置243和磁力装置245将感应到相应的天线姿态变化数据，并转换成电信号传送到MCU芯片242处理，MCU芯片242处理完成以后通过电缆组件500将测量的天线姿态数据传送至外部的传输设备400，外部传输设备400将所述天线姿态数据传输至远端的主控设备300，即可实现对天线姿态数据的实时监测。需要说明的是，所述电缆组件500优选采用T型AISG电缆组件，当然，所述电缆组件500还能采用其他型号，本方案实施例对此不做限定。[0057]进一步的，所述电缆组件500具有相互电连通的第一端口、第二端口和第三端口，其中所述第一端口电连接所述测量主板240、所述第二端口电连接所述天线本体100及所述第三端口电连接所述传输设备400，具体的，本发明以T型AISG电缆组件为例来介绍该电缆组件500的结构，当然，该实施例并不能构成对本发明方案的限制。[0058]请参见附图4，为本方案所述的T型AISG电缆组件500的主视图。如图4所示，T型AISG电缆组件500包括由注塑体232固定在一起的电缆231^136连接器母头233^136连接器公头234组成；电缆231、AISG连接器母头233、AISG连接器公头234在注塑体232内部按照固定的电气定义连接在一起，实现3个端口之间的互相连通。附图5所示的左视图中，AlSG连接器公头234设置有至少4根金属插针242，同时连接器金属圈241内设置有导向凸槽243，外设置有外螺纹245;附图6所示的右视图中，AISG连接器母头233在塑料芯子252上设置有至少4根金属插孔254，连接器活动金属圈251设置有内螺纹255，同时塑料芯子252上还设置了导向凹槽253。以上设置实现了T型AISG电缆组件500线缆一端连接至测试主板240，一端连接至天线本体100上的控制模块600，另一端连接传输设备400，从而实现本发明功能。优选但不限于的，所述传输设备400可选用射频拉远单元RRU(Rad1RemoteUnit)设备。[0059]不难理解，当天线本体100发生空间姿态变化时，获取装置200的空间姿态也将产生相同的变化，通过所述获取装置200实时测量所述天线本体100的姿态变化数据，并通过传输设备400将该姿态变化数据传送到主控设备300端，即所述主控设备300能接收获取装置200所检测的天线姿态数据，以及判断该天线姿态数据的数值是否满足告警条件，当满足告警条件时，发出告警信息，其中所述告警信息为声音、光和显示的文字图像中的任意一种或组合。从而实现对天线姿态的监控功能。需要说明的是，所述主控设备300可以是PC机、PAD等智能控制设备，优选采用POJ(PortableControlUnit，便携式控制单元)设备。[0060]进一步的，本发明还提供了一种采用上述天线姿态数据监控系统的监控方法。需要说明的是，本方案是从主控设备300的视角来加以描述该方法的，可以通过编程将该天线姿态数据监控方法实现为计算机程序在主控设备上实现，其中所述主控设备可以是PC机、PAD或PCU等智能控制设备。[0061]请参见附图7，本发明的一种天线姿态数据监控方法的一个典型实施例，所述方法包括有以下步骤:[0062]Sll，接收一个或多个来自不同天线的天线姿态数据，所述天线安装有前面任一所述的获取装置；[0063]S12，依据其中的一个或任意多个天线姿态数据是否超出预设阈值，来确定是否告馨.1=I，[0064]S13，当确定需要告警时，发出告警信息。[0065]具体的，请参见附图1、附图3和附图7，在依照前述天线姿态数据监控系统中的结构，将所述获取装置200通过传输设备400与主控设备300电连接在一起，而获取装置200中包含有GPS模块260、重力加速度装置243、磁力装置245，分别能监测到天线安装经玮度和海拔高度、天线机械方位角、机械下倾角数据，统称为天线姿态数据，而控制单元242能将检测到的对应于天线本体100的天线姿态数据通过传输设备400发送到主控设备300，其中所述天线姿态数据可以是天线机械方位角、机械下倾角、天线安装经玮度和海拔高度中的任意一种或组合。[0066]在主控设备300端，预先设置并存储有包含有天线机械方位角与机械下倾角的工程姿态数据，不难理解，该数据可为原始设计天线时的理论值；同时在主控设备300端预先设置并存储有对应于天线姿态数据告警的预设阈值。[0067]当然，需要说明的是，在实际的应用中，并不是直接在主控设备300中输入工程姿态数据，而是先在主控设备300输入天线机械方位角与机械下倾角等多个工程设计参数，然后再由主控设备300中预设置的计算程序计算出该多个工程设计参数所对应的工程姿态数据，因此所计算出的工程姿态数据实际值与理论的工程姿态数据存在一定的误差。为了保证对获取装置200所获取的天线姿态数据的准确判定，在本发明的一个实施例中，预先可以在主控设备300中预设该误差值，使得计算出的工程姿态数据与理论值相同；或者通过主控设备300将该误差值发送到获取装置200，以使获取装置200依据该误差值调整其检测到的各个天线姿态数据，使得所检测的该天线姿态数据误差小，保证该方案实施的有效性。[0068]当想要知道当前天线的天线姿态数据时，可以在主控设备上输入一个数据获取指令、或者预先设置该主控设备300依据固定时间间隔自动产生数据获取指令，通过AISG协议接收一个或多个来自不同天线的获取装置200所检测到的天线姿态数据。在本发明的一个实施例中，所述主控设备300包括有显示装置，通过该显示装置能显示所监测的天线本体100的当前天线姿态数据等信息，例如可以在该显示装置上设置一个显示窗口来显示上述数据。[0069]进一步的，主控设备300计算获取的天线姿态数据与对应的工程姿态数据的偏差值，并将该偏差值与预设阈值进行比较，判断该偏差值是否超出预设阈值，若是，则发出告警信息。其中，所述告警信息可以是带有显示的文字图像信息、光和/或声音的告警信息。[0070]终上所述，本发明方案在原有天线本体100的基础上，固定设置有获取装置200，及增加了与该获取装置200电连接的传输设备400;其中获取装置200中包括有加速度装置243和磁力装置245，能检测天线本体100的天线姿态数据，然后传输设备400再将天线姿态数据传输到外部的主控设备300;外部的主控设备300能及时的监测到天线的机械方位角和机械下倾角等姿态数据并且实现自动告警功能，即本方案能实现对该天线本体100姿态的实时监控。[0071]在此处所提供的说明书中，虽然说明了大量的具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实施例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。[0072]虽然上面已经示出了本发明的一些示例性实施例，但是本领域的技术人员将理解，在不脱离本发明的原理或精神的情况下，可以对这些示例性实施例做出改变，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。【主权项】1.一种天线姿态数据获取装置，其特征在于:包括有重力加速度装置，固定设置在天线上与天线同步移动，用于获取天线的机械下倾角数据；磁力装置，其固定设置在天线上与天线同步移动，用于获取天线的机械方位角数据；控制单元，分别电连接所述重力加速度装置和磁力装置，用于基于预设计算规则依据机械下倾角数据和机械方位角数据去计算确定所述的天线姿态数据；输出单元，电连接所述控制单元，用于输出所述天线姿态数据。2.根据权利要求1所述的获取装置，其特征在于:还包括有测量主板，所述重力加速度装置、磁力装置、控制单元和输出单元均设置在该测量主板上。3.根据权利要求2所述的获取装置，其特征在于:还包括有GPS天线支撑座、同轴电缆及设置在所述测量主板上方的GPS天线；所述GPS天线，通过所述同轴电缆电连接至所述测量主板，且通过所述GPS天线支撑座固定在所述测量主板上，用于接收卫星GPS信号。4.根据权利要求1所述的获取装置，其特征在于:所述输出单元为电缆组件；所述电缆组件，具有相互电连通的第一端口、第二端口和第三端口，第二、三端口分别为AISG公头和母头，其中所述第一端口电连接所述测量主板。5.根据权利要求1所述的获取装置，其特征在于:所述机械下倾角数据，为天线安装的下倾角度;所述机械方位角数据为天线的水平方位角角度。6.根据权利要求1所述的获取装置，其特征在于:还包括有塑料材质的装置外壳，所述获取装置设置在该装置外壳内。7.一种天线，其特征在于:包括有天线本体和固定设置在天线本体的内部顶端或外部上的获取装置；所述获取装置为权利要求1至6中任一所述的天线姿态数据获取装置。8.一种天线姿态数据监控系统，其特征在于:包括有天线、主控设备和传输设备；所述天线，为权利要求7中所述的天线；所述主控设备，与所述天线电连接，用于接收天线中所述获取模块所检测的多个天线姿态数据、及当其中一个或多个天线姿态数据的数值满足告警条件时，发出告警信息；所述传输设备，用于向主控设备传输所述获取模块检测到的天线姿态数据。9.一种天线姿态数据监控方法，其特征在于，包括如下步骤:接收一个或多个来自不同天线的天线姿态数据，所述天线安装有如权利要求1至6中任一项所述的获取装置；依据其中的一个或任意多个天线姿态数据是否超出预设阈值，来确定是否告警；当确定需要告警时，发出告警信息。10.根据权利要求9所述的监控方法，其特征在于:所述天线姿态数据包括有天线机械方位角、机械下倾角、天线安装经玮度和海拔高度中的任意一种或组合。【文档编号】G01C1/00GK105846039SQ201610156848【公开日】2016年8月10日【申请日】2016年3月18日【发明人】潘培锋,马泽峰,宋拟,邓宏俊【申请人】京信通信技术(广州)有限公司