一种远端监测天线倾斜角度并校正的系统的制作方法

本实用新型一种远端监测天线倾斜角度并校正的系统涉及的是一种对天线倾斜角度实时监测并及时校正的系统，主要用于通信领域。

背景技术：

随着时代的发展和社会的进步，人们对无线通信的需求和网络质量的要求也与日俱增，无线网络优化问题变得越来越重要。网络运营商们也更加关注网络质量的提高和改进。网络优化是提高移动网络质量最直接有效的方法，也是网络通信中的关键技术，其中基站天线的优化是网络优化的主要方法。网络优化过程中，由于改变天线高度的做法，实现难度较高，所以经常通过调整天线倾斜角度来改变小区覆盖范围。选择合适的倾斜角，可以得到合适覆盖范围，能使得干扰减到最小，从而得到最佳的信号强度。

在最开始部署无线网络时，都是精确地设置天线下倾角来保证良好的性能和质量。在整个使用周期内，也会随时根据不同地区业务量的增长，来调整天线倾角。有数据表明：约有60％的天线在网络优化过程中至少都经历一次下倾角调整。

在当今用户数量不断增多的移动通信网络中，基站的站点数目也在不断增加，这要求我们在设计不同地区的基站时，选择不同的覆盖范围。在用户比较多的城区，通常我们选择大约500米的覆盖范围。如果不校正天线倾角，当天线倾角过小时，会使得基站实际覆盖范围远远大于预期范围，干扰远处的同频小区。当天线倾角偏大时，又会使得实际覆盖范围达不到预期的要求，会有部分未覆盖范围成为信号盲区，或者信号很弱。这就要求我们通过校正天线的倾斜角来满足预定的覆盖范围，从而得到最优的信号强度。

为了解决天线本身变形或者移位带来的角度误差，现在常用的方案是使用天线姿态测试仪，将系统平台内的基站天线最新数据更新到天线姿态测试仪内。测试经纬度、方位角、横滚角、俯仰角、挂高等参数信息，采用三轴定位算法，消除由于测试姿势、抖动引起的位置角度偏差，实现平台数据与仪表数据的同步。在平台公司管理界面添加测试仪表SIM卡号码通过数据管理平台下派测试任务，测试人员通过仪表获取到需要测试的任务。先进行塔下基准定位测试。天线信息处选择对应基站及天线信息，填写完成后点击保存。点击一键测试，进入测试界面，同时观察界面内磁场干扰情况，并在无强磁场干扰情况下开始测试。点击启动按键后需要将仪表远离天线竖直放置，听到提示音“将仪表平移至天线中部位置”后将仪表顺时针或逆时针弧度平移至天线中部位置，等待仪表提示测试结束，点击保存。同时点击天线参数信息，能够测试出当前小区和多个相邻小区的LAC、CID、BCCH、BSIC、RXLeV信息。每条天线测试完成后，可点击底部拍照按键对每扇天线的覆盖区域进行拍照，点击扫描，可扫描天线背部的条码信息，同时将扫描结果附着在该条测试项目下。将天线姿态测试测得的数据，再回馈给控制单元，补偿天线的辐射单元。天线姿态测试仪的使用是通过操作人员在实地高空作业手工完成的，这种工作具有一定危险性并且受限于地理环境和天气因素，所以这种方法的天线倾角校正在一定程度上使网络处于非优化状态的时间变长了，同时增加了网络运营成本。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对上述的问题和需求的功能，提供一种远端监测天线倾斜角度并校正的系统，是一种可以实时监测天线倾角并校正使得RCU装置(智能电调天线远程控制装置)具有自动补偿机制。这种系统能够有效提高天线倾角调整的精确度，大大缩短校正需要的工作时间，操作简单方便，同时降低了网络维护的成本。

本实用新型不受地理环境和天气因素的影响，可以实时监控天线下倾角，达到预期的目标。同时，能在短时间里实现对远端天线下倾角的控制，使得快速调整、连动优化和整体验证成为可能。

一种远端监测天线倾斜角度并校正的系统是采取以下技术方案实现：

一种远端监测天线倾斜角度并校正的系统包括天线、RCU控制器、远程控制模块。RCU控制器包括主控模块、天线传动电机、电机驱动模块、倾角传感器、气压传感器、RS485总线、电源模块、防雷电路，RCU控制器安装在天线下部。所述的远程控制模块安装在基站。

所述的天线具有天线倾角，天线倾角可调；所述的RCU控制器为智能电调天线远程控制器（RCU），用于对获得的天线倾角参数来控制校正天线倾角；所述的倾角传感器，用于获得天线倾角参数；所述的气压传感器，根据上下气压差原理，计算出天线的挂高，用于获得天线的挂高；所述的主控模块，用于发送命令操作；所述的RS485总线，用于与远程控制模块进行通信；所述的电源模块，用于提供电源；所述的远程控制模块，用于与RCU控制器进行通信，控制RCU控制器。

所述的倾角传感器采用市售倾角传感器。所述的气压传感器采用市售气压传感器。

所述的远程控制模块包括中央处理器、存储器、输入输出设备。所述的远程控制模块可采用RS485远程控制模块。

一种远端监测天线倾斜角度并校正的系统的方法，具体实现如下：通过倾角传感器获得天线参数传递给RCU控制器的信息交换中枢，通过气压传感器获得天线的挂高参数传递给RCU控制器的信息交换中枢，远程控制模块给RCU控制器发送询问天线参数命令，RCU控制器返回获得的天线参数给远程控制模块。远程控制模块根据获得的天线参数，对其进行补偿，给RCU控制器发送一个设置角度命令，RCU控制器通过控制天线传动电机物理传动，使天线的物理角度发生变化。倾角传感器获得天线新的倾斜角度给RCU控制器主控模块，通过气压传感器获得天线新的挂高参数传递给RCU控制器主控模块，远程控制模块给RCU控制器发送询问天线参数命令，RCU控制器返回新获得的天线参数给远程控制模块，如此循环，能在短时间里实现对远端天线下倾角的控制，使得快速调整、连动优化和整体验证，得到预期的目标。

本实用新型远端监测天线倾斜角度并校正的系统具有如下特点：

1、天线倾角监测和校正相结合，RCU控制器具有自动补偿机制。

2、可以快速的将天线倾角传给控制单元，效率大幅提高。

3、收到天线参数后，可以进行调整校正。

4、远端调整角度，精确度更高。

5、可以避免操作人员进行高空作业，杜绝了一定的安全隐患。

附图说明

以下将结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1为天线倾角对覆盖范围的影响图。

图2为天线下倾角变化时的天线增益图。

图3为远端监测天线倾斜角度并校正的系统的结构简图。

图4为远端监测天线倾斜角度并校正的系统的结构图。

图5为根据本实用新型实施例的远端监测天线倾斜角度并校正的系统单扇区最简单的硬件结构图。

图6为根据本实用新型实施例的远端监测天线倾斜角度并校正的系统的三扇区硬件结构图。

图7为天线安装示意图。

图8为天线倾斜投影图。

具体实施方式

参照附图1-6，一种远端监测天线倾斜角度并校正的系统包括天线、RCU控制器、远程控制模块。所述的RCU控制器包括主控模块、天线传动电机、电机驱动模块、倾角传感器、气压传感器、RS485总线、电源模块、防雷电路，RCU控制器安装在天线下部。所述的远程控制模块安装在基站。

所述的天线具有天线倾角，天线倾角可调；所述的倾角传感器，用于获得天线倾角参数；所述的气压传感器，用于获得天线的挂高；所述的RCU控制器为智能电调天线远程控制器（RCU），用于对获得的天线倾角参数来控制校正天线倾角；所述的主控模块，用于发送命令操作；所述的RS485总线，用于与远程控制模块进行通信；所述的电源模块，用于提供电源；所述的远程控制模块，用于与RCU控制装置进行通信，控制RCU控制装置。

所述的倾角传感器采用市售倾角传感器。所述的气压传感器采用市售气压传感器。

所述的RCU控制器包括主控模块、天线传动电机、电机驱动模块、倾角传感器、气压传感器、RS485总线、电源模块、防雷电路。

所述的主控模块由ATmega128芯片组成。所述的天线传动电机采用STP-43D步进电机。所述的电机驱动模块采用L9110电机驱动模块芯片，驱动天线传动电机，传动天线倾角。采用SN65LBC184芯片驱动RS485总线，稳压电源模块由7805、7809和LM2596芯片构成，防雷电路采用市售防雷器。

所述的远程控制模块包括中央处理器、存储器、输入输出设备。远程控制模块采用RS485远程控制模块。

一种远端监测天线倾斜角度并校正的系统的方法，具体实现如下：通过倾角传感器获得天线参数传递给RCU控制器主控模块，通过气压传感器获得天线的挂高参数传递给RCU控制器主控模块，远程控制模块给RCU控制器发送询问天线参数命令，RCU控制器返回获得的天线参数给远程控制模块。远程控制模块根据获得的天线参数，对其进行补偿，给RCU控制器发送一个设置角度命令，RCU控制器主控模块通过控制天线传动电机物理传动，使天线的物理角度发生变化。倾角传感器获得天线新的倾斜角度给RCU控制器，通过气压传感器获得天线新的挂高参数传递给RCU控制器主控模块，远程控制模块给RCU控制器发送询问天线参数命令，RCU控制器返回新获得的天线参数给远程控制模块，如此循环，能在短时间里实现对远端天线下倾角的控制，使得快速调整、连动优化和整体验证，得到预期的目标。

所述的RCU控制器，控制天线倾斜角度的调整，天线参数的配置与监测报警和系统的升级。所述的RCU控制器具有自动补偿机制，将监测和校正相结合，形成实时控制，整个过程响应快，节约了时间和成本。

所述的远程控制模块，用于与RCU控制装置进行通信，控制RCU控制器。所述的远程控制模块能够同时控制多个RCU控制器和多根天线。

本实用新型所要解决的问题是克服机械天线系统不支持的远程控制的缺点和克服了天线参数的获得和调整分开的缺点，实现了一种远端实时监测天线倾斜角度并校正的系统与方法。能在短时间里实现对远端天线下倾角的控制，使得快速调整、连动优化和整体验证成为可能。

图1是天线倾角对覆盖范围的影响。利用天线下倾来降低同频干扰时，天线下倾角的选择必须根据实际使用天线的垂直方向图具体计算后进行。既要尽量减少对同频小区的干扰，又要保证满足服务区的覆盖范围，以免出现不必要的盲区。当下倾角过大时，会引发水平方向图的畸变，此时需要考虑天线的前后比，避免天线后瓣对背后小区产生干扰或天线旁瓣对相邻小区的干扰。选择下倾角的原则是使天线至本小区边界的射线与天线至受干扰小区边界射线之间处于天线垂直方向图中增益衰落变化最大的部分，这样可使同频干扰减至最小。

图2是天线下倾角变化时的天线增益图，天线下倾角变大时，天线主瓣同时下倾，原来覆盖范围会远离天线的主瓣，信号强度下降。

图3所示，远端监测天线倾斜角度并校正的系统包括：天线，并且天线的倾角可调；RCU控制器，用于对获得的天线倾角参数来控制校正天线倾角；远程控制模块，用于与RCU控制装置进行通信，控制RCU控制装置。

图4所示，通过倾角传感器获得天线参数传递给RCU主控模块，远程控制模块给RCU发送询问天线参数命令，RCU返回获得的天线参数给远程控制模块。远程控制模块根据获得的天线参数，对其进行补偿，给RCU发送一个设置角度命令，RCU主控模块通过控制电机物理传动，使天线的物理角度发生变化。倾角传感器获得新的角度给RCU主控模块，远程控制模块给RCU发送询问天线参数命令，RCU返回新获得的天线参数给远程控制模块，如此循环，得到预期的目标。

图5是根据本实用新型实施例的远程监测天线倾斜角度并控制系统单扇区简单的硬件结构图，具体来说，硬件系统应该包括：基站、天线和馈线等。图6是根据本实用新型实施例的远程监测天线倾斜角度并控制系统三扇区简单的硬件结构图，硬件系统包括：基站、天线和馈线、远程控制装置和Bias Tee等组成。通过RCU控制单元校正天线倾角，达到预期的目标。图7是系统天线安装示意图，图8是当天线方位角为120°时，天线倾斜对方位角的影响。当方位角为0°时，天线在YOZ平面内倾斜，对方位角都不会产生影响，调整天线角度时，不需要对其进行补偿。当天线在除了YOZ平面外倾斜时，都要根据获得的角度进行补偿。此处给出天线方位角为120°时，且获得的天线倾斜角度为，天线投影与X轴正半轴的夹角为。假设需要对天线调整的角度为，由于天线倾斜对方位角的影响，并且天线倾斜方向与方位角方向相反，所以此刻需要调整的角度变为：。当天线倾斜投影方向和角度发生变化时，要根据具体倾斜情况进行重新计算需要补偿的角度，进而得到需要调整的角度。

这种远端监测天线倾斜角度并校正的系统及其方法提供一种可以实时监测天线倾角并校正使得RCU具有自动补偿机制，是一种远端监测天线倾斜角度并校正的系统与方法。这种系统能够有效提高天线倾角调整的精确度，大大缩短校正需要的工作时间，操作简单方便，同时降低了网络维护的成本。