一种基站天线工参自动远程测量装置的制作方法

本实用新型属于无线通信领域，尤其涉及一种基站天线工参自动远程测量装置。

背景技术：

现有技术中，依靠人工使用罗盘、坡度仪等多种仪表对基站天线工参进行测量，其测量准确度、效率以及时效性受人为因素影响很大，存在天线工参信息漏报、误报或更新不及时等情况，同时人工上塔的安全性也不高。现有技术中利用地磁传感器来获取天线工参，该方式容易受到基站发射的电磁波信号的影响，导致测量结果不准确，甚至测量结果偏差很大。

技术实现要素：

针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供的一种基站天线工参自动远程测量装置，解决了测量基站天线工参不精准以及人工测量时不安全的问题。

为了达到以上目的，本实用新型采用的技术方案为：一种基站天线工参自动远程测量装置，包括天线工参子装置，以及与所述天线工参子装置通过线缆连接的UWB自组网主站子装置，其中，

所述天线工参子装置包括第一中央处理子系统、与所述第一中央处理子系统连接的北斗卫星接收器以及UWB副站，所述北斗卫星接收器还与北斗卫星天线连接；

所述UWB自组网主站子装置包括第二中央处理子系统、与所述第二中央处理子系统连接的天线单元、射频电路以及时钟电路。

本实用新型的有益效果是：通过天线工参子装置与UWB自组网主站子装置相连，并将该远程测量装置利用航空线缆与基站RRU电调接口进行连接，该远程测量装置能自动测量天线工参数据，无需人工参与测量，自动将测量结果回传到运营商的管理平台，实现了在OMC网管平台上对天线姿态信息的远程查询，有效地保证了测量的准确性和及时性。

进一步地，所述天线单元由高频PCB板构成。

再进一步地，所述UWB副站内置有均与所述第一中央处理子系统连接的气压传感器和三个天线，其中，所述三个天线包括两个水平方向的天线和一个垂直方向的天线。

上述进一步方案的有益效果是：本实用新型通过设置UWB副站来测量天线工参子装置的偏移角度，进一步有效地确保了测量的准确性。

再进一步地，所述北斗卫星天线的型号为TSH050，且通过射频线缆与所述北斗卫星接收器连接。

上述进一步方案的有益效果是：本实用新型通过射频线缆将北斗卫星天线与所述北斗卫星接收器连接，不仅解决了采集设备的电源及传输问题，还减少施工难度及成本。

再进一步地，所述第一中央处理子系统和第二中央处理子系统结构相同，均包括插件连接端口J1、J2、J3以及采用型号为STM32F101C8的单片机芯片U1，所述芯片U1的第5引脚连接晶体振荡器Y1的一端、电阻R5的一端以及电容C5的一端，所述芯片U1的第6引脚连接晶体振荡器Y1的另一端、电阻R5的另一端以及电容C6的一端，电容C5的另一端与电容C6的另一端相连，并与所述插件连接端口J1的第1引脚连接并接地，所述芯片U1的第9引脚连接电阻R6的一端、电容C10的一端以及电容C11的一端，电阻R6的另一端连接电源，电容C10的另一端与电容C11的另一端相连，并与所述芯片U1的第8引脚连接并接地，所述芯片U1的第8引脚还与所述芯片U1的第47引脚、第35引脚以及第23引脚连接，所述芯片U1的第24引脚与所述芯片U1的第36引脚、第48引脚以及电源连接，所述芯片U1的第24引脚还分别连接电容C7的一端、电容C8的一端以及电容C9的一端，电容C7的另一端与电容C8的另一端以及电容C9的另一端相连并接地，所述芯片U1的第7引脚连接所述插件连接端口J1的第4引脚，所述芯片U1的第44引脚与插件连接端口J3的第2引脚连接，所述插件连接端口J3的第1引脚接地，所述芯片U1的第37引脚与所述插件连接端口J1的第2引脚连接，所述芯片U1的第34引脚与所述插件连接端口J1的第3引脚连接，所述插件连接端口J1的第5引脚连接电源，所述芯片U1的第14引脚为外部通信控制引脚，所述芯片U1的第12引脚与第13引脚均与所述北斗卫星接收器连接，所述芯片U1的第31引脚连接外部读写器的接收端，所述芯片U1的第30引脚连接外部读写器的发射端，所述芯片U1的第20引脚与所述插件连接端口J2的第2引脚连接，所述插件连接端口J2的第1引脚接地，所述芯片U1的第21引脚连接外部控制器的通信信号接收端，所述芯片U1的第22引脚连接外部控制器的通信信号发射端，所述芯片U1的第41引脚、第42引脚以及第43引脚均与气压传感器连接，所述芯片U1的第6引脚连接时钟电路，所述芯片U1的第13引脚连接射频电路。

上述进一步方案的有益效果是：本实用新型采用的型号为STM32F101C8的单机片，其具有高性能、低成本以及低功能的特点，不仅节约成本，还提供了对工参数据的精确测量以及管理控制。

再进一步地，所述北斗卫星接收器采用型号为UM220-IV的北斗导航芯片U2，所述芯片U2的第3引脚连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接发光二极管D1的正极，所述发光二极管D1的负极接地，所述芯片U2的第9引脚连接接地电容C1以及电感L1的一端，所述芯片U2的第11引脚连接电感L1的另一端以及所述北斗卫星天线，所述芯片U2的第10引脚与第12引脚相连并接地，所述芯片U2的第20引脚连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接所述芯片U1的第12引脚，所述芯片U2的第21引脚连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接所述芯片U1的第13引脚，所述芯片U2的第22引脚连接接地电容C4、电阻R2的一端以及二极管D2的负极，所述二极管D2的正极连接电源，电阻R2的另一端连接电池BAT的正极，电池BAT的负极接地，所述芯片U2的第23引脚连接接地电容C3、接地电容C2以及电感L2的一端，电感L2的另一端连接电源，所述芯片U2的第24引脚接地。

上述进一步方案的有益效果是：本实用新型采用北斗卫星定位的方式，接收到卫星定位信号并通过算法计算出基站天线的精确位置信息(包括经度和纬度)，使测量不受外部环境和干扰的影响，并结合UWB自组网的算法，从而大大提高了测量的精度。

再进一步地，所述气压传感器采用型号为HP203B的传感器芯片U3，所述芯片U3的第8引脚连接所述芯片U1的第41引脚，所述芯片U3的第6引脚连接电阻R8的一端以及所述芯片U1的第43引脚，电阻R8的另一端连接电源，所述芯片U3的第5引脚连接电阻R7的一端以及所述芯片U1的第42引脚，电阻R7的另一端连接电源，所述芯片U3的第2引脚连接电容C13的一端以及电容C12的一端并接地，所述芯片U3的第3引脚连接电容C13的另一端、电容C12的另一端以及电源。

上述进一步方案的有益效果是：本实用新型通过设置气压传感器测量大气压值，并根据气压值计算出所述基站天线的海拔高度，有效地保证了数据的准确性与可靠性。

再进一步地，所述射频电路包括型号为HSMS286的检波二极管D5、型号为AD8000的运算放大器芯片U7以及型号均为MGA86563的放大器芯片U4、U5和U6，所述芯片U4的输入端连接电容C30的一端，电容C30的另一端连接带通滤波器的一端，所述带通滤波器的另一端连接天线12，所述芯片U4的接地端接地，所述芯片U4的输出端连接电容C31的一端和电阻R10的一端，电阻R10的另一端连接接地电容C28、接地电容C29以及电阻R9的一端，电阻R9的另一端连接接地电容C26、接地电容C27以及电感L3的一端，电感L3的另一端连接接地电容C14以及接地电容C15,所述电容C31的另一端连接接地电阻R16以及电阻R15的一端，电阻R15的另一端连接接地电阻R17以及中频滤波器a的一端，中频滤波器a的另一端连接电容C32的一端，电容C32的另一端连接所述芯片U5的输入端，所述芯片U5的接地端接地，所述芯片U5的输出端连接电容C33的一端以及电阻R12的一端，电阻R12的另一端连接接地电容C25、接地电容C24以及电阻R11的一端，电阻R11的另一端连接接地电容C22、接地电容C23以及电感L5的一端，电感L5的另一端连接接地电容C16以及接地电容C17，所述电容C33的另一端连接接地电阻R19以及电阻R18的一端，电阻R18的另一端连接接地电阻R20以及中频滤波器b的一端，中频滤波器b的另一端连接电容C34的一端，电容C34的另一端连接所述芯片U6的输入端，所述芯片U6的接地端接地，所述芯片U6的输出端连接电容C35的一端以及电阻R14的一端，电阻R14的另一端连接接地电容C20、接地电容C21以及电阻R13的一端，电阻R13的另一端连接接地电容C18、接地电容C19以及电感L4的一端，电感L4的另一端分别连接电感L3的另一端、电感L5的另一端以及电源，所述电容C35的另一端连接接地电阻R22以及电阻R21的一端，电阻R21的另一端连接接地电阻R23以及电容C38的一端，电容C38的另一端分别与检波二极管D5的正极、接地电容C37、接地电容C36以及滑动变阻器R24的滑动端连接，滑动变阻器R24的第一固定端接地，滑动变阻器R24的第二固定端连接电源，所述检波二极管D5的负极连接接地电容C39以及电感L6的一端，电感L6的另一端连接电阻R27的一端以及所述芯片U7的同相输入端，电阻R27的另一端分别与接地电容C40、接地电容C41以及滑动变阻器R28的滑动端连接，滑动变阻器R28的第一固定端连接电源，滑动变阻器R28的第二固定端接地，所述芯片U7的反相输入端连接接地电阻R25以及电阻R26的一端，所述芯片U7的输出端连接电阻R26的另一端以及电容C42的一端，电容C42的另一端作为射频电路的输出端，并与第二中央处理子系统连接。

上述进一步方案的有益效果是：本实用新型通过设置的3个放大器的将天线单元收到的信号进行功率放大，检波二极管将射频信号进行均方根检波，从而将射频信号转换成电压值，运算放大器将检波二极管输出的电压值进行比例放大，进一步地为提高测量精度与数据可靠性提供了良好的条件。

再进一步地，所述时钟电路包括型号为CYC3的晶振芯片U8、型号为ASM1117的稳压芯片U9以及型号为LM317KIT的稳压芯片U10，所述芯片U10的第1引脚连接电阻R29的一端、接地电阻R30以及二极管D4的正极，所述二极管D4的负极与电阻R29的另一端连接，所述芯片U10的第3引脚分别与二极管D3的负极、接地电容C45、接地电容C46的正极、接地电容C47的正极以及电源连接，所述芯片U10的第2引脚连接二极管D3的正极、接地电容C48的正极以及电阻R29的另一端，所述芯片U10的第2引脚还连接接地电容C49的正极、接地电容C50、接地电容C51、电源以及所述芯片U9的第3引脚，所述芯片U9的第1引脚接地，所述芯片U9的第2引脚连接电容C44的正极、接地电容C43以及所述芯片U8的第4引脚，所述芯片U8的第2引脚接地，所述U8的第3引脚作为时钟电路的输出端，并与所述第二中央处理子系统连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过上述设置的时钟电路进一步有效地为天线工参的采集地精准性提供了良好的条件。

附图说明

图1为本实用新型的控制结构示意图。

图2为本实用新型中UWB副站内部控制结构图。

图3为本实用新型中第一中央处理子系统与第二中央处理子系统的电路图。

图4为本实用新型中北斗卫星接收器的电路图。

图5为本实用新型中气压传感器的电路图。

图6为本实用新型中射频电路图。

图7为本实用新型中时钟电路图。

其中，1-天线工参子装置，2-UWB自组网主站子装置，3-第一中央处理子系统，4-北斗卫星天线，5-北斗卫星接收器，6-UWB副站，7-第二中央处理子系统，8-射频电路，9-天线单元，10-时钟电路，11-气压传感器，12-天线。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

实施例

如图1-图2所示，一种基站天线工参自动远程测量装置，包括天线工参子装置1，以及与所述天线工参子装置1通过线缆连接的UWB自组网主站子装置2其中，

所述天线工参子装置1包括第一中央处理子系统3、与所述第一中央处理子系统3连接的北斗卫星接收器5以及UWB副站6，所述北斗卫星接收器5还与北斗卫星天线4连接；

所述UWB自组网主站子装置2包括第二中央处理子系统7、与所述第二中央处理子系统7连接的天线单元9、射频电路8以及时钟电路10，所述天线单元9由高频PCB板构成，所述UWB副站6内置有均与所述第一中央处理子系统3连接的气压传感器11和三个天线12，其中，所述三个天线12包括两个水平方向的天线和一个垂直方向的天线，所述北斗卫星天线4的型号为TSH050，且通过射频线缆与所述北斗卫星接收器5连接。

如图3所示，所述第一中央处理子系统3和第二中央处理子系统7结构相同，均包括插件连接端口J1、J2、J3以及采用型号为STM32F101C8的单片机芯片U1，所述芯片U1的第5引脚连接晶体振荡器Y1的一端、电阻R5的一端以及电容C5的一端，所述芯片U1的第6引脚连接晶体振荡器Y1的另一端、电阻R5的另一端以及电容C6的一端，电容C5的另一端与电容C6的另一端相连，并与所述插件连接端口J1的第1引脚连接并接地，所述芯片U1的第9引脚连接电阻R6的一端、电容C10的一端以及电容C11的一端，电阻R6的另一端连接电源，电容C10的另一端与电容C11的另一端相连，并与所述芯片U1的第8引脚连接并接地，所述芯片U1的第8引脚还与所述芯片U1的第47引脚、第35引脚以及第23引脚连接，所述芯片U1的第24引脚与所述芯片U1的第36引脚、第48引脚以及电源连接，所述芯片U1的第24引脚还分别连接电容C7的一端、电容C8的一端以及电容C9的一端，电容C7的另一端与电容C8的另一端以及电容C9的另一端相连并接地，所述芯片U1的第7引脚连接所述插件连接端口J1的第4引脚，所述芯片U1的第44引脚与插件连接端口J3的第2引脚连接，所述插件连接端口J3的第1引脚接地，所述芯片U1的第37引脚与所述插件连接端口J1的第2引脚连接，所述芯片U1的第34引脚与所述插件连接端口J1的第3引脚连接，所述插件连接端口J1的第5引脚连接电源，所述芯片U1的第14引脚为外部通信控制引脚，所述芯片U1的第12引脚与第13引脚均与所述北斗卫星接收器5连接，所述芯片U1的第31引脚连接外部读写器的接收端，所述芯片U1的第30引脚连接外部读写器的发射端，所述芯片U1的第20引脚与所述插件连接端口J2的第2引脚连接，所述插件连接端口J2的第1引脚接地，所述芯片U1的第21引脚连接外部控制器的通信信号接收端，所述芯片U1的第22引脚连接外部控制器的通信信号发射端，所述芯片U1的第41引脚、第42引脚以及第43引脚均与气压传感器11连接，所述芯片U1的第6引脚连接时钟电路10，所述芯片U1的第13引脚连接射频电路8。

如图4所示，所述北斗卫星接收器5采用型号为UM220-IV的北斗导航芯片U2，所述芯片U2的第3引脚连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接发光二极管D1的正极，所述发光二极管D1的负极接地，所述芯片U2的第9引脚连接接地电容C1以及电感L1的一端，所述芯片U2的第11引脚连接电感L1的另一端以及所述北斗卫星天线7，所述芯片U2的第10引脚与第12引脚相连并接地，所述芯片U2的第20引脚连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接所述芯片U1的第12引脚，所述芯片U2的第21引脚连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接所述芯片U1的第13引脚，所述芯片U2的第22引脚连接接地电容C4、电阻R2的一端以及二极管D2的负极，所述二极管D2的正极连接电源，电阻R2的另一端连接电池BAT的正极，电池BAT的负极接地，所述芯片U2的第23引脚连接接地电容C3、接地电容C2以及电感L2的一端，电感L2的另一端连接电源，所述芯片U2的第24引脚接地。

如图5所示，所述气压传感器11采用型号为HP203B的传感器芯片U3，所述芯片U3的第8引脚连接所述芯片U1的第41引脚，所述芯片U3的第6引脚连接电阻R8的一端以及所述芯片U1的第43引脚，电阻R8的另一端连接电源，所述芯片U3的第5引脚连接电阻R7的一端以及所述芯片U1的第42引脚，电阻R7的另一端连接电源，所述芯片U3的第2引脚连接电容C13的一端以及电容C12的一端并接地，所述芯片U3的第3引脚连接电容C13的另一端、电容C12的另一端以及电源。

如图6所示，所述射频电路8包括型号为HSMS286的检波二极管D5、型号为AD8000的运算放大器芯片U7以及型号均为MGA86563的放大器芯片U4、U5和U6，所述芯片U4的输入端连接电容C30的一端，电容C30的另一端连接带通滤波器的一端，所述带通滤波器的另一端连接天线12,所述芯片U4的接地端接地，所述芯片U4的输出端连接电容C31的一端和电阻R10的一端，电阻R10的另一端连接接地电容C28、接地电容C29以及电阻R9的一端，电阻R9的另一端连接接地电容C26、接地电容C27以及电感L3的一端，电感L3的另一端连接接地电容C14以及接地电容C15,所述电容C31的另一端连接接地电阻R16以及电阻R15的一端，电阻R15的另一端连接接地电阻R17以及中频滤波器a的一端，中频滤波器a的另一端连接电容C32的一端，电容C32的另一端连接所述芯片U5的输入端，所述芯片U5的接地端接地，所述芯片U5的输出端连接电容C33的一端以及电阻R12的一端，电阻R12的另一端连接接地电容C25、接地电容C24以及电阻R11的一端，电阻R11的另一端连接接地电容C22、接地电容C23以及电感L5的一端，电感L5的另一端连接接地电容C16以及接地电容C17，所述电容C33的另一端连接接地电阻R19以及电阻R18的一端，电阻R18的另一端连接接地电阻R20以及中频滤波器b的一端，中频滤波器b的另一端连接电容C34的一端，电容C34的另一端连接所述芯片U6的输入端，所述芯片U6的接地端接地，所述芯片U6的输出端连接电容C35的一端以及电阻R14的一端，电阻R14的另一端连接接地电容C20、接地电容C21以及电阻R13的一端，电阻R13的另一端连接接地电容C18、接地电容C19以及电感L4的一端，电感L4的另一端分别连接电感L3的另一端、电感L5的另一端以及电源，所述电容C35的另一端连接接地电阻R22以及电阻R21的一端，电阻R21的另一端连接接地电阻R23以及电容C38的一端，电容C38的另一端分别与检波二极管D5的正极、接地电容C37、接地电容C36以及滑动变阻器R24的滑动端连接，滑动变阻器R24的第一固定端接地，滑动变阻器R24的第二固定端连接电源，所述检波二极管D5的负极连接接地电容C39以及电感L6的一端，电感L6的另一端连接电阻R27的一端以及所述芯片U7的同相输入端，电阻R27的另一端分别与接地电容C40、接地电容C41以及滑动变阻器R28的滑动端连接，滑动变阻器R28的第一固定端连接电源，滑动变阻器R28的第二固定端接地，所述芯片U7的反相输入端连接接地电阻R25以及电阻R26的一端，所述芯片U7的输出端连接电阻R26的另一端以及电容C42的一端，电容C42的另一端作为射频电路8的输出端，并与第二中央处理子系统7连接。

如图7所示，所述时钟电路10包括型号为CYC3的晶振芯片U8、型号为ASM1117的稳压芯片U9以及型号为LM317KIT的稳压芯片U10，所述芯片U10的第1引脚连接电阻R29的一端、接地电阻R30以及二极管D4的正极，所述二极管D4的负极与电阻R29的另一端连接，所述芯片U10的第3引脚分别与二极管D3的负极、接地电容C45、接地电容C46的正极、接地电容C47的正极以及电源连接，所述芯片U10的第2引脚连接二极管D3的正极、接地电容C48的正极以及电阻R29的另一端，所述芯片U10的第2引脚还连接接地电容C49的正极、接地电容C50、接地电容C51、电源以及所述芯片U9的第3引脚，所述芯片U9的第1引脚接地，所述芯片U9的第2引脚连接电容C44的正极、接地电容C43以及所述芯片U8的第4引脚，所述芯片U8的第2引脚接地，所述U8的第3引脚作为时钟电路10的输出端，并与所述第二中央处理子系统7连接。

本实施例中，将天线工参子装置1与UWB自组网主站子装置2这两个部分通过线缆连接起来，并通过RRU的电调接口的馈线将电源给天线工参子装置1供电，天线工参子装置1通过线缆给UWB自组网主站子装置2供电，线缆内部包括有电源和工参数据信息，UWB自组网主站子装置2固定在天线抱杆上面，始终保持不动。

本实施例中，利用北斗卫星定位经/纬度，即北斗卫星天线4将接收到的卫星信号通过射频线缆送给北斗卫星接收器5，同时北斗卫星接收器5通过同一根射频线缆为北斗卫星天线8提供工作电源；利用气压传感器11测量气压值从而计算得到海拔高度；利用UWB自组网来测量方位角和俯仰角的变换信息，即UWB副站6与第一中央处理子系统3互相通信，UWB副站6将天线12的角度信息送给第一中央处理子系统3，UWB副站6内置的三个天线12中的两个天线保持同一水平位置，另一个天线则位于与这两个天线的垂直方向且有一定距离，假设将三个天线分别设为天线A、天线B、天线C，第一中央处理子系统3统一来控制三个天线的信号发射时间，天线A发射信号之后，间隔一个固定时间后天线B也发射一个信号，再间隔同样一个固定时间后，天线C也发射一个信号，这样重复发射电磁波脉冲信号，UWB自组网主站子装置2收到信号后，经过测量电磁波从UWB副站6传播到UWB自组网主站子装置2的时间来计算得到UWB副站6中天线12与UWB自组网主站子装置2中天线单元9的距离，当该远程测量装置位置发生偏移时，UWB副站6距离UWB自组网主站子装置2的距离就会发生变化，UWB自组网主站子装置2收到UWB副站电磁波信号的时间就会发生变化，因此，能够得到天线工参子装置1的偏移角度。将上述才采集的工参数据结合起来，并遵循运营商基站AISG通信设备协议，即采用AISG协议通过电调天线的电调口送往RRU-BBU-BSC等基站和网络设备，从而完成天线工参远程终端的自动管理。

本实施例中，天线单元9是微带天线的形式，由一块高频PCB板组成。射频电路图主要器件包括有：3个放大器(型号均为MGA-86563)、检波器(型号为HSMS286)以及运算放大器(型号为AD800)。3个放大器是将天线单元9收到的信号进行功率放大，检波器将射频信号进行均方根检波，从而将射频信号转换成电压值，运算放大器将检波器输出的电压值进行比例放大，并送给第二中央处理子系统7进行处理，时钟电路提供一个标准时钟，给第二中央处理子系统2用来计时用。

本实用新型通过设置天线工参子装置1与UWB自组网主站子装置2，并与基站RRU电调接口通过航空线缆进行连接，能够实现自动测量天线工参数据，无需人工参与测量，自动将测量结果回传到运营商的管理平台，实现在OMC网管平台上对天线姿态信息的远程查询，有效地保证了测量的准确性和及时性。本实用新型解决了测量基站天线工参不精准以及人工测量时不安全的问题。本实用新型设计合理，结构简单，具有推广应用价值。