天线姿态数据获取装置及天线装置的制作方法

本实用新型涉及天线姿态数据获取技术领域，特别是涉及一种天线姿态数据获取装置及天线装置。

背景技术：

目前天线姿态数据的获取方法通常采用电子及机械水平仪来测量，且测量仪器需要借助多个天线平面和参考线作为基准来判定天线的倾斜角度和/或旋转角度。然而，传统的天线的外壳形状多种多样，例如：圆周天线、射灯天线等外部封装均为弧形结构，如此将增大天线姿态数据的获取难度。

技术实现要素：

基于此，有必要克服现有技术的缺陷，提供一种天线姿态数据获取装置及天线装置，它能够快捷安装于天线上、且便于获取到天线姿态数据。

其技术方案如下：一种天线姿态数据获取装置，包括：装置本体，所述装置本体设有感知模块与第一连接接口件，所述感知模块具有与天线的被测面垂直的基准轴S；所述第一连接接口件的中心轴与所述基准轴S平行设置。

上述的天线姿态数据获取装置，若需要获取天线的某个被测面的姿态数据时，则可以在天线的被测面装设与第一连接接口件相配合的第二连接接口件，并使第二连接接口件的中心轴与被测面垂直，这样便可以通过将第一连接接口件装设至第二连接接口件上来使得装置本体装设至天线上，安装方便，安装限制较少。另外，装置本体装设至天线上后，感知模块的基准轴S垂直于天线的被测面，即感知模块相对于天线的被测面位置固定，从而便可无需再直接获取天线的空间位置，根据感知模块随天线发生倾斜偏转或者旋转时所感应到的倾斜偏转角度或者旋转角度即可得到天线的倾斜偏转角度或者旋转角度，这样便能够减小天线姿态数据的获取难度。

在其中一个实施例中，所述感知模块包括恒向z轴感应模块、xy轴建立模块、虚构面建立模块、第一夹角获取模块、第二夹角获取模块与倾斜角度计算模块；其中，所述恒向z轴感应模块用于获取恒向z轴的方向，所述xy轴建立模块用于建立垂直于所述恒向z轴的x轴与y轴，且所述x轴与所述y轴相互垂直，所述虚构面建立模块用于建立垂直于所述基准轴S方向的虚构面M，所述第一夹角获取模块用于获取所述x轴沿着所述恒向z轴的方向投影至所述虚构面M上形成的X轴与所述恒向z轴之间的第一夹角α，所述第二夹角获取模块用于获取所述y轴沿着所述恒向z轴的方向投影至所述虚构面M上形成的Y轴与所述恒向z轴之间的第二夹角β，所述倾斜角度计算模块用于根据所述α与所述β按照预设规则得到所述虚构面相对垂直于所述恒向z轴的平面的倾斜角度σ。通过恒向z轴感应模块、xy轴建立模块、虚构面建立模块、第一夹角获取模块与第二夹角获取模块及倾斜角度计算模块能够计算得到被测面相对垂直于恒向z轴的平面的倾斜角度σ，相对于传统的倾角获取方式，由于不会受到装置本体天线的形状复杂的影响，且能够根据α与β按照预设规则直接得到σ，这样σ的获取精度较高。

在其中一个实施例中，所述的天线姿态数据获取装置还包括连接组件，所述第一连接接口件为一个以上，所述连接组件一端用于与所述天线端面的第二连接接口件相连，所述连接组件另一端与所述第一连接接口件相连。这样天线端面被装置本体所占用的连接接口不受影响，即通过装置本体上的连接接口来实现天线与外界之间的数据传输。

在其中一个实施例中，所述连接组件上设有三个以上第三连接接口件。连接组件上的三个以上连接接口件均能够用于天线与外界之间的数据传输，即起到扩展接口功能。

在其中一个实施例中，所述第一连接接口件为螺纹接口件或法兰接口件。

在其中一个实施例中，所述基准轴S用于与所述天线的自转转轴T平行设置；所述感知模块包括恒向z轴感应模块、xy轴建立模块、第三夹角获取模块与旋转角度计算模块；其中，所述恒向z轴感应模块用于获取恒向z轴的方向，所述xy轴建立模块用于建立垂直于所述恒向z轴的x轴与y轴，且所述x轴与所述y轴形成xy平面，所述第三夹角获取模块用于获取所述基准轴S沿着所述恒向z轴的方向投影至所述xy平面上形成的Z轴与所述x轴或所述y轴之间的第三夹角λ，所述旋转角度计算模块用于根据λ的变化量计算得到所述装置本体在所述恒向z轴方向上的旋转角度ω。通过恒向z轴感应模块、xy轴建立模块与第三夹角获取模块及旋转角度计算模块能够计算得到装置本体在恒向z轴方向上的旋转角度ω，相对于传统的旋转角度ω获取方式，由于不会受到装置本体天线的形状复杂的影响，且能够根据λ的变化量计直接得到旋转角度ω，这样旋转角度ω的获取精度较高。

在其中一个实施例中，所述恒向z轴为重力轴或者与指南针指向方向相适应的指南向轴。

一种天线装置，包括：所述的天线姿态数据获取装置，还包括天线与安装壳，所述天线可转动设置在所述安装壳中，所述天线设有第二连接接口件，所述第一连接接口件与所述第二连接接口件连接。

在其中一个实施例中，所述第二连接接口件设置在所述天线的端面上，且第二连接接口件的中心轴与所述天线的自转转轴T平行设置。

在其中一个实施例中，所述第二连接接口件设置在所述天线的背板上，且所述第二连接接口件的中心轴与所述背板的表面垂直设置。可以理解的是，天线装置还包括天线抱杆。所述安装壳设置在所述天线抱杆上。第一连接接口件直接或通过连接组件装设在第二连接接口件上。

附图说明

图1为本实用新型实施例一所述的天线装置结构示意图；

图2为本实用新型实施例一所述的天线装置中未包含天线的示意图；

图3为本实用新型实施例一所述的天线装置在恒向z轴方向的视图；

图4为图3中Ⅰ-Ⅰ方向的示意图；

图5为图3中Ⅱ-Ⅱ方向的示意图；

图6为图1的侧视图；

图7为本实用新型实施例所述的装置本体与天线的连接结构示意图一；

图8为本实用新型实施例所述的装置本体与天线的连接结构示意图二；

图9为本实用新型实施例所述的装置本体与天线的连接结构示意图三；

图10为本实用新型实施例所述的装置本体与天线的连接结构示意图四；

图11为本实用新型实施例二所述的天线装置结构示意图；

图12为本实用新型实施例二天线装置中天线旋转至第一状态时的俯视图；

图13为本实用新型实施例二天线装置中天线旋转至第二状态时的俯视图；

图14为本实用新型实施例所述的天线姿态数据获取装置装设在天线的背板时的结构示意图。

10、装置本体，11、第一连接接口件，20、天线，21、第二连接接口件，22、背板，30、连接组件，40、安装壳，50、天线抱杆。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例进行详细说明：

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

需要说明的是，以上所述实施例中，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在中间元件。相反，当元件为称作“直接”与另一元件连接时，不存在中间元件。

如图1所示，本实用新型实施例所述的天线姿态数据获取装置，包括：装置本体10。所述装置本体10设有感知模块与第一连接接口件11，所述感知模块具有与天线20的被测面垂直的基准轴S。所述第一连接接口件11的中心轴与所述基准轴S平行设置。需要说明的是，中心轴指的是垂直于第一连接接口件端面的轴线。其中，所述第一连接接口件11为螺纹接口件或法兰接口件。

上述的天线姿态数据获取装置，若需要获取天线20的某个被测面的姿态数据时，则可以在天线20的被测面装设与第一连接接口件11相配合的第二连接接口件21，并使第二连接接口件21的中心轴与被测面垂直，这样便可以通过将第一连接接口件11装设至第二连接接口件21上来使得装置本体装设至天线20上，安装方便，安装限制较少。另外，装置本体10装设至天线上后，感知模块的基准轴S垂直于天线20的被测面，即感知模块相对于天线的被测面位置固定，从而便可无需再直接获取天线20的空间位置，根据感知模块随天线20发生倾斜偏转或者旋转时所感应到的倾斜偏转角度或者旋转角度即可得到天线20的倾斜偏转角度或者旋转角度，这样便能够减小天线姿态数据的获取难度。

在一个实施例中，主要是用于阐述天线姿态数据获取装置如何获取到天线被测面相对垂直于恒向z轴的平面的倾斜角度σ。

如图1至图6所示，所述的感知模块包括：装置本体10、恒向z轴感应模块、xy轴建立模块、虚构面建立模块、第一夹角获取模块、第二夹角获取模块与倾斜角度计算模块。所述装置本体10具有与天线20的被测面垂直的基准轴S。需要说明的是，基准轴S可以转换为与基准轴S相平行的线、或基准轴S相垂直的面、或者与该相垂直的面具有一定角度的面。若将基准轴S转换为与基准轴S相平行的线、或基准轴S相垂直的面、或者与该相垂直的面具有一定角度的面，仍应理解为在本实用新型的保护范围之内。

其中，所述的被侧面可以为天线上的任意一个待测倾斜角度的平面，例如，它可以是为天线的端面或与天线端面成一定夹角的平面，也可以是天线的背面或者与天线的背面成一定夹角的平面。若选取天线的端面为被侧面时，即应该将姿态数据获取装置的基准轴垂直于天线的端面，具体实施时可以将天线姿态数据获取装置装设在天线的端面上(如图1所示)，这样便能够使得天线姿态数据获取装置的基准轴S垂直于天线的端面。若选取天线的背面为被侧面时，即应该将姿态数据获取装置的基准轴垂直于天线的背面，具体实施时可以将天线姿态数据获取装置装设在天线的背板上(如图14所示)，这样便能够使得天线姿态数据获取装置的基准轴S垂直于天线的背面。

可以理解的是，在设置基准轴S时，应该将与装置本体10上的连接接口的中心轴相平行的轴设置为基准轴S，如此，装置本体10的连接接口与天线端面的连接接口连接后，便实现将天线的连接接口面设置为被测面。或者，将与装置本体10上能够用于作为安装面的平面相垂直的轴设置为基准轴S，装置本体10上能够用于作为安装面的平面安装在天线的被测面上后，便能满足于基准轴S垂直于被测面。如此，装置本体10便能快速安装至天线上。

所述恒向z轴感应模块、xy轴建立模块、虚构面建立模块、第一夹角获取模块、第二夹角获取模块均设置在所述装置本体10上。其中，所述恒向z轴感应模块用于获取恒向z轴的方向。所述xy轴建立模块用于建立垂直于所述恒向z轴的x轴与y轴，且所述x轴与所述y轴相互垂直。所述虚构面建立模块用于建立垂直于所述基准轴S方向的虚构面M。本实施例中，虚构面M相当于位于天线20端面的被测面。所述第一夹角获取模块用于获取所述x轴沿着所述恒向z轴的方向投影至所述虚构面M上形成的X轴与所述恒向z轴之间的第一夹角α，所述第二夹角获取模块用于获取所述y轴沿着所述恒向z轴的方向投影至所述虚构面M上形成的Y轴与所述恒向z轴之间的第二夹角β。所述倾斜角度计算模块用于根据所述α与所述β按照预设规则得到所述虚构面M相对垂直于所述恒向z轴的平面的倾斜角度σ。

其中，由于每一组(α、β)均对应于唯一的一个σ。如此，预设规则可以是：首先，可以通过仿真实验的形式，得到很多组(α、β、σ)，并将(α、β、σ)进行数据库的建立，这样当得到(α、β)后，便可以从数据库中查询到相应的σ。另外，也可以在得到(α、β)后，直接通过仿真实验进行模拟，并进行测量得到σ。其次，也可以通过数据建模，以及空间三维仿真来求取α、β、σ之间的函数关系式，得到函数关系式后，根据(α、β)与函数关系式便可以得到σ。

上述的天线姿态数据获取装置，安装于天线20上时，只需要将装置本体10的基准轴S与天线20的被测面垂直设置，如此安装较为方便，安装限制较少。另外，通过设置在装置本体10上的恒向z轴感应模块、xy轴建立模块、虚构面建立模块、第一夹角获取模块与第二夹角获取模块及倾斜角度计算模块能够计算得到被测面相对垂直于恒向z轴的平面的倾斜角度σ，相对于传统的倾角获取方式，由于不会受到装置本体天线的形状复杂的影响，且能够根据α与β按照预设规则直接得到σ，这样σ的获取精度较高。

本实施例中，所述恒向z轴为重力轴或者与指南针指向方向相适应的指南轴。当恒向z轴为重力轴时，则计算得到的倾斜角度σ即为被测面相对于水平面的倾斜角度。同样的，若恒向z轴为指南轴时，则计算得到的倾斜角度σ即为被测面相对于垂直于指南轴的平面的倾斜角度。

此外，请参阅图8与图10，所述的天线姿态数据获取装置还包括连接组件30。所述第一连接接口件11为一个以上。所述连接组件30一端与所述天线20端面的第二连接接口件21相连，所述连接组件30另一端与所述装置本体10上的第一连接接口件11相连。这样天线20端面被装置本体10所占用的连接接口不受影响，即通过连接组件30或装置本体10上的连接接口来实现天线20与外界之间的数据传输。或者，请参阅图9，所述连接组件30上设有三个以上第三连接接口件。连接组件30上的三个以上连接接口件均能够用于天线20与外界之间的数据传输，即起到扩展接口功能。

在又一个实施例中，相对于前述实施例而言，天线20外设置有安装壳40，主要是用于阐述天线姿态数据获取装置如何获取到天线20在恒向z轴方向上的旋转角度ω。

如图10至图12所示，所述的感知模块包括恒向z轴感应模块、xy轴建立模块、第三夹角获取模块与旋转角度计算模块。所述基准轴S用于与所述天线20的自转转轴T平行设置。

需要说明的是，基准轴S可以转换为与基准轴S相平行的线、或基准轴S相垂直的面、或者与该相垂直的面具有一定角度的面。若将基准轴S转换为与基准轴S相平行的线、或基准轴S相垂直的面、或者与该相垂直的面具有一定角度的面，仍应理解为在本实用新型的保护范围之内。

需要说明的是：天线20的自转转轴T指的的是天线20实际正常运行当中的自转中心轴(如图1、图6、图14所示)。

其中，所述恒向z轴感应模块用于获取恒向z轴的方向。所述xy轴建立模块用于建立垂直于所述恒向z轴的x轴与y轴，且所述x轴与所述y轴形成xy平面。所述第三夹角获取模块用于获取所述基准轴S沿着所述恒向z轴的方向投影至所述xy平面上形成的Z轴与所述x轴或所述y轴之间的第三夹角λ。所述旋转角度计算模块用于根据λ的变化量计算得到所述装置本体10在所述恒向z轴方向上的旋转角度ω。由于装置本体10与天线20同轴设置，装置本体10在恒向z轴方向上的旋转角度ω即为天线20在恒向z轴方向上的旋转角度ω。

通过设置在装置本体10上的恒向z轴感应模块、xy轴建立模块与第三夹角获取模块及旋转角度计算模块能够计算得到装置本体10在恒向z轴方向上的旋转角度ω，相对于传统的旋转角度ω获取方式，由于不会受到装置本体天线的形状复杂的影响，且能够根据λ的变化量计直接得到旋转角度ω，这样旋转角度ω的获取精度较高。

此外，所述恒向z轴为重力轴或者与指南针指向方向相适应的指南向轴。当恒向z轴为重力轴时，则计算得到的旋转角度ω即为装置本体10在重力方向上的旋转角度。同样的，若恒向z轴为指南轴时，则计算得到的旋转角度ω即为装置本体10在指南针方向上的旋转角度。

请参阅图10，本实用新型实施例所述的天线装置，包括所述的天线姿态数据获取装置、天线20与安装壳40。所述天线20可转动设置在所述安装壳40中，所述天线20设有第二连接接口件21。所述第一连接接口件11与所述第二连接接口21件连接。

此外，所述第二连接接口件21设置在所述天线20的端面上，且第二连接接口件21的中心轴与所述天线20的自转转轴T平行设置。或者，所述第二连接接口件21设置在所述天线20的背板22上，且所述第二连接接口件21的中心轴与所述背板22的表面垂直设置。可以理解的是，天线装置还包括天线抱杆50。所述安装壳40设置在所述天线抱杆50上。第一连接接口件11直接或通过连接组件30装设在第二连接接口件21上。

上述的天线装置，由于包含了天线姿态数据获取装置，其技术效果与天线姿态数据获取装置的技术效果相同，在此不进行赘述。

应该说明的是，上述装置实施例中，所包括的各个模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本实用新型的保护范围。

另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于可读取存储介质中。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。