专利名称：调节接头、固定装置和用调节接头进行安装及定位的方法
技术领域：
本发明涉及到所附权利要求1的前序部分所述的一种用于调节位置的调节接头。本发明也涉及到所附权利要求9的前序部分所述的用于固定物体及设定位置的固定装置。此外，本发明还涉及到所附权利要求11的前序部分所述的一种使用调节接头进行安装和定位的方法。
为易于实现典型的双向无线电连接，众所周知是使用永久性或半永久性的无线电链路。无线电链路在台站之间中继电话、数据通信以及无线广播和电视信号。无线电链路通过电磁辐射即无线电波来实现，而无线电链路中的无线电波的频率范围可从射频波段到微波波段。链路可以是40到50公里长，其中链路天线塔一般为40到60米高。例如，装在天线塔上的链路天线可以是抛物面天线。一般在无线电链路天线之间有一视线通道使得无线电波无障碍传播。
已知的电话和数据通信无线传输系统是基于蜂窝系统的公用陆地移动网(PLMN)，如GSM网，当移动站如移动电话的使用者在该系统的运营区内移动时，该系统易于实现移动站(MS)和此系统的固定部分之间的无线通信。该系统固定部分之间的无线电链路的典距离型是几公里，甚至更短，因此所用天线的类型和尺寸可以多种多样。举例来说，可以是安装在天线塔上的或建筑物墙上的瞄准着各自目标的天线，比方说瞄准着安装在其它铁塔上的天线。作为一般规律，蜂窝尺寸正变得越来越小，这将部分地导致增加无线电链路的数量并且由此导致更多天线的安装和改装。
天线用于发射和接收无线电波。天线并不以同一方式向各个方向辐射，而它的特性可由描述例如天线辐射场强和辐射方向之间相互关系的辐射方向图来表示。实际上，许多天线只在一个方向有强辐射，因此这种天线的辐射方向图有一个主波瓣和除主波瓣以外的若干较弱的副波瓣。辐射方向图在天线设计中是一个重要的因素，而且无线电链路天线通常是定向性很强的，即主波瓣在垂直和水平方向都窄。因此显然这样一个天线必须小心且非常精确地瞄准另一个接收天线。
在现有技术中，例如，使用一种所谓自动增益控制电压表(AGCvoltmeter)来测量天线场强的方法实现无线电链路天线的瞄准。测量当然得在目标位进行，就是说在天线所瞄准的无线电链路的另一端进行，而且最好是在要安装或已经安装另一天线的地方进行。瞄准过程这样进行首先，使用例如罗盘，将天线指向其目标位的大概方向，然后使用固定或调节装置，如调节螺杆，机械地旋转天线。同时用电压表测量场强，并在机械地旋转天线时尝试找到在垂直和水平方向的场强最大值。于是天线的主波瓣就瞄准了其目标，然后可在此位置固定天线。
天线固定装置一般包括若干锁定装置，接头和可锁定的调节杆以及除进行实际固定外用于瞄准的粗调和细调的类似部件。有若干工作步骤，一般要根据瞄准情况拆掉并反旋几个螺杆。和固定装置一同使用的接头一般具有两个可相对旋转的、通过上紧起轴杆作用的螺栓而锁定的连接部分。这种接头只适用于粗调。也可以没有上述的调节件和接头，在这种情况下，在安装时，天线必须在固定的同时瞄准其目标。一般来说，天线重约5到10公斤，因此固定装置和调节件一般体积大而不易操作。
随着窝窝尺寸的减小，无线电链路天线的尺寸也正在变小，天线可能一般重约3公斤。目前的固定装置很不适合于小型天线，例如，由于没有足够的调节范围，它们很难用于细调，而且它们体积太大，安装在城市环境里很显眼。现有的固定装置的调节范围一般在垂直面上是±25-45度而在水平面上是±180度。
本发明的目的是消除现有技术所存在的上述问题并提供一种例如用于瞄准目的的具有宽调节范围的调节接头。具体来说，本发明的一个目的是提供一种调节接头，该调节接头可在粗调模式、细调模式或锁定模式之间以只需松紧调节接头锁定装置的非常简单的方式进行转换，它使得固定装置的安装和结构得到相当大程度的简化。
本发明的调节接头的特点在于所附权利要求1的特征部分所述的特征。本发明的固定装置的特点在于所附权利要求9的特征部分所述的特征。本发明的方法的特点在于所附权利要求11的特征部分所述的特征。
本发明的很大优点是当瞄准天线时只需上紧或松开一个安装于调节接头上的锁定装置。本发明的另一个优点是，用本发明的两个调节接头，可在水平和垂直面上的一个宽的调节范围内实现瞄准。
用本发明瞄准天线比起现有技术要准确得多、快得多并且简单得多。本发明的一个特别的优点是宽的调节范围，在垂直面上有180度和在水平面上有360度的调节范围。本发明的另一个特别的优点是，由于结构上的便利，可实现足够的细调范围，约为很有用处的10度，并有足够的瞄准精度，约达±0.25度。本发明另外的优点是体积小，本发明的一种优选实施例的固定装置重约2公斤。
本发明将在下面参照附图做更详细的说明，其中
图1是如本发明的第一种优选实施例的应用于固定装置的两个调节接头的俯视图；图2是图1所示固定装置的侧视图；图3是本发明的第二种优选实施例的在粗调模式下应用于固定装置的一个调节接头的部分切开的侧视图；图4表示在细调模式下图3所示的调节接头；图5表示在锁定状态下图3所示的调节接头。
见图1和图2，本发明的调节接头S1和S2应用于其中的固定装置K，包括用于固定到如杆、塔、横梁或类似物3上的紧固件K1。当在墙上固定时，没有K1b、K1c和K1d部分。所绘固定装置K用于固定一个物体(未示出)，特别是天线，并调节它的位置。在所示实施例中，杆3是垂直的(箭头Y)但显然也可是其它位置。此外，紧固件K1可带有可锁定的活动接头，借助于该活动接头可改变固定装置K相对于杆3的位置。第一紧固件K1a和第二紧固件K1b通过紧固螺栓K1c和K1d互相联接，靠此方法紧固件K1a和紧固件K1b紧夹住它们之间的杆3。固定装置K还包括一个本发明第一优选实施例的第一调节接头S1，和本身已知的用来在水平面(箭头X)上进行细调的第一细调元件F1。此外，固定装置K包括一个本发明第一优选实施例的调节接头S2，和本身已知的用来在垂直面(箭头Y)上进行细调的第一细调元件F2。在不同的固定装置K中，细调元件F1和F2的具体结构可能不同。固定装置K的目的是提供一种可活动且可锁定的活动接头以改变与紧固件K1相连的天线安装架K2，如安装法兰盘K2，的位置。显然，细调元件F1和调节接头S1可被省去，在这种情况下，需要时，通过改变紧固件K1的安装位置，并借助于调节接头S2，可改变安装法兰盘K2的位置。有利的是，不用打开紧固件K1就可使用细调元件F1、F2和调节接头S1、S2改变和锁定天线的位置。绘于图2的瞄准线TL与装在安装法兰盘K2上的天线(未示出)的主波瓣的方向一致。
仍参照图1和图2，细调元件F1的第一端F1a以活动接头方式安装在紧固件K1a上，而第二端F1b以活动接头方式安装在调节接头S1的第二调节部分S12上。相应地，细调元件F2的第一端F2a以活动接头方式安装在安装法兰盘K2上，而第二端F2b以活动接头方式安装在调节接头S2的第二调节部分S22上。此外，调节接头S1的第一调节部分S11以固定方式安装在紧固件K1a上，而调节接头S2的第一调节部分S21以固定方式安装在安装法兰盘K2上。于是，就可以借助于细调元件F1(以及，相应地，细调元件F2)，使第一调节部分S11和第二调节部分S12绕着(箭头R)穿过调节接头S1的连接轴A1(以及，相应地，连接轴A2)转动。在稍后叙述的调节接头S1的细调模式下，使用细调元件F1实现转动。在这种情下，通过拧动细调元件F1增加或减少其长度来实现转动，因此F1a和F1b两端之间的距离或增长或缩短。例如，在细调元件F2中借助于调节杆F2c和F2d与锁定螺栓F2e和F2f以实现调节。调节接头S1的第三调节部分S13和调节接头S2的第三调节部分S23以固定方式互相连接，形成一个所谓的方向接头。应当指出，在图1和图2中，调节接头S1和S2表示为锁定状态，并且连接轴A1和A2彼此垂直。例如，在粗调模式下第三调节部分S13(以及，相应地，第三调节部分S23)可以用手移动。
图3到图5表示在不同模式下本发明第二优选实施例的一个调节接头S1，并且为说明目的将一部分切开了。在图3中调节接头S1为粗调模式，其中第三调节部分S13可绕连接轴A1相对于第一调节部分S11转动，因此在水平面上的步进式调节范围可达±180度。在图4中调节接头S1为细调模式，其中第三调节部分S13可绕连接轴A1相对于第一调节部分S11无级式转动，因此调节范围取决于绘于图1和图2的细调元件F1的调节范围。有利的是，根据图3调节调节范围，以便在粗调模式下调节部分S12和S13的相对位置能以5度的步长进行调节，而在细调模式下该位置还可有±10度的无级调节。本说明书中所说的角度是指一个调节部分例如绕连接轴A1相对于另一个调节部分的旋转(图3中的箭头R)角度。在图5中调节部分S11、S12和S13被锁定，最好由锁紧元件S15将它们相互牢牢压住，以便尤其借助于摩擦力防止它们相互之间的转动。
借助于锁定元件S15，最好是锁紧螺栓S15，通过上紧或松开调节接头S1，可实现调节模式的转换，从而，尤其是调节接头S1中的第三调节部分S13的运动被限制在连接轴A1方向(箭头L)。这样，所述锁定元件S15在连接轴A1的方向起作用。在粗调模式下允许第三调节部分S13在连接轴A1方向的定向移动和绕连接轴A1的转动，然而在细调模式下，基本上禁止相对于第二调节部分S12的转动，最好还包括定向移动。以这样一种方法阻止定向移动，使第三调节部分S13如图4所示与第一调节部分S11滑动接触，上紧锁定元件S15使其能滑动，但阻止第三调节部分S13转动到齿榫S16的下一级，因为第三调节部分S13在连接轴A1的方向上没有移动空间。在粗调模式下，第二调节部分S12和第三调节部分S13能步进地互相接触，在适当位置上紧锁定元件S15以保持住所需位置。在锁定状态，调节元件S11和S13互相上紧，使摩擦力阻止它们绕连接轴A1相对移动。齿轮机构16的第一齿榫S16a位于第二调节部分S12中，而第二齿榫S16b位于调节部分S13中。
参照图1到5，第一调节部分S11和第三调节部分S13通过圆锥接头S17互相连接，其中阳圆锥体S17a安装在调节部分S11上而阴圆锥体S17b安装在调节部分S13上，它们对称于连接轴A1。如图3到5所示，在调节接头S1的第二优选实施例中，第二和第三调节部分S12和S13通过锥形齿的齿轮S16互相连接。如图1到2所示，在调节接头S1的第一优选实施例中，第二和第三调节部分S12和S13通过基本上是矩形齿的齿轮S16的互相连接。显然轮齿S16也可以是，例如，曲线形。如图1到2所示，轮齿S16最好是矩形的，以便允许调节部分S12和S13在连接轴A1方向上短距离相对移动，而同时基本上完全阻止它们绕连接轴A1相对转动，因为它们的相对转动会降低细调的精度。然而，这样安排在连接轴A1方向上所允许的短距离移动，以便通过使阳圆锥体S17a与阴圆锥体S17b的充分闭合来阻止调节部分S13在轮齿S16a上面的运动。所说的短距离移动最好短于轮齿S16a和S16b在连接轴A1方向上的高度。
如图1和2所示，有利的是，锁定元件S15只由一个锁紧螺栓S15组成，在调节接头S1的第一优选实施例中，该锁紧螺栓S15借助于螺母S15c以锁定调节接头S1。如图3到5所示，在调节接头S1的第二个优选实施例中，该锁紧螺栓S15借助于第一调节部分S11中的螺纹S18和锁紧螺栓S15中的螺纹S15d来锁定调节接头S1。显然螺纹S18可选择设置在第二调节元件S12中，以使锁紧螺栓S15的头S15b位于第一调节元件S11侧面。有利的是，锁紧螺栓S15同时用作锁定元件S15和穿过连接轴A1的轴S14。图3到5还示出了第二调节接头S2的轮齿S26，其第三调节部分S23关于连接轴A2径向布置用于步进调节。第二调节部分S22和调节接头S1有相应的轮齿。齿榫S26和S16的击环分为72个轮齿T，使得在粗调模式能以每步5度步进地调节位置。
参照图3到5，还应该注意到图中示出了仅第二调节部分S12的凸柄S19和紧固件K1的凸柄K1e，用来安装细调元件F1。此外，调节接头S1有一个环绕轴S14的导向套S15a，用于调节部分S11、S12和S13的对中和导向。以外应该注意到，在所绘的实施例中，第三调节元件S13绕连接轴A1的转动受限于装在紧固件K1上的第一调节部分S11的结构，但是第三调节部分S13也可改为绕连接轴A1自由转动，从而实现粗调模式的±180度的步进调节范围。
本发明的接头如下所述应用于天线的机械瞄准。首先粗略选择瞄准的方向并通过粗调，比如用手，使天线指向目标，一般是另一个天线，或指向希望的方向，之后上紧锁定装置以便细调。然后借助于例如电压表通过细调使天线瞄准，为此需要足够的调节范围。通过允分地上紧锁定装置锁定调节元件的位置。最好使用转矩扳手使锁定装置上紧到理想的转矩值以便锁紧圆锥接头S17并防止调节接头S1比在如由风或雪和冰所引起的应力下产生移动。然而，在细调模式下，锁紧力必须使作用在有关表面的摩擦力不妨碍圆锥接头S17的滑动。有利的是，用手可使调节接头S1在粗调和细调模式之间转换。
本发明不只局限于以上所述的说明性的优选实施例，而可在所附权利要求的范围内有所改变。例如，可在紧固器件上安装两个以上的调节接头并且接头的轴也可以是平行的。此外，显然调节接头在支承法兰或紧固器件上的连接及两个调节接头的互相连接可以有多种方式，这些方式本身对本领域普通技术人员是显而易见的。特别应该注意到，除了无线电通信链路天线的瞄准外，本发明也可应用于被固定物体的位置需要在固定时进行调节的其它场合。
权利要求
1.一种调节位置的调节接头，该调节接头(S1、S2)包括至少两个绕(箭头R)连接轴(A1、A2)相对转动的调节部分(S11、S12、S13、S21、S22、S23)，和一个在所说连接轴(A1、A2)的方向(箭头L)起作用，用于锁定调节部分(S11、S12、S13、S21、S22、S23)使它们不能相对移动的锁定元件(S14、S15、S15a、S15b、S15c、S15d)，其特征在于——通过打开锁定元件(S14、S15、S15a、S15b、S15c、S15d)，调节接头(S1、S2)可以从锁定状态转换到细调模式，该细调模式最好设计为进行无级位置细调，——通过进一步打开锁定元件(S14、S15、S15a、S15b、S15c、S15d)，调节接头(S1、S2)可以从细调模式转换到粗调模式，该粗调模式最好设计为进行步进式位置粗调，以及——通过上紧锁定元件(S14、S15、S15a、S15b、S15c、S15d)，调节接头(S1、S2)可从粗调模式转换回细调模式，并进一步从细调模式转换到锁定状态。
2.如权利要求1所述的调节接头(S1、S2)，其特征在于——调节接头(S1、S2)包括第一调节部分(S11、S21)和第二调节部分(S12、S22)，从而，在粗调模式下，使所说的调节部分(S12、S22)可在连接轴(A1、A2)的方向相对移动(箭头L)，并可绕连接轴(A1、A2)相对转动(箭头R)，在细调模式下，使所说的调节部分(S12、S22)可绕连接轴(A1、A2)相对转动，所说的调节部分(S12、S22)在连接轴(A1、A2)方向的相对移动最好得到阻止，——一个第三调节部分(S13、S23)安装在第一调节部分(S11、S21)和第二调节部分(S12、S23)之间，从而，在粗调模式下，使第三调节部分(S13、S23)可以在连接轴(A1、A2)的方向相对于第一(S11、S21)和第二(S12、S22)调节部分移动，并可绕连接轴(A1、A2)转动，在细调模式下，使第三调节部分(S13、S23)可绕连接轴(A1、A2)相对于第一调节部分(S11、S21)转动，而第三调节部分(S13、S23)相对于第二调节部分(S12、S22)的移动最好得到阻止。
3.如权利要求2所述的调节接头(S1、S2)，其特征在于第一调节部分(S11、S21)和第三调节部分(S13、S23)通过一个圆锥接头(S17、S17a、S17b)互相连接，其特征还在于第二调节部分(S12、S22)和第三调节部分(S13、S23)通过齿榫(S16、S16a、S16b)互相连接。
4.如权利要求2或3所述的调节接头(S1、S2)，其特征在于，在细调模式下至少以防止第三调节部分(S13、S23)相对于第二调节部分(S12、S22)步进式旋转到下一位置这样一种方法，使第二调节部分(S12、S22)和第三调节部分(S13、S23)在连接轴(A1、A2)方向的相对移动得到阻止。
5.如权利要求2到4之任何一项所述的调节接头(S1、S2)，其特征在于，使调节接头(S1、S2)可以借助于锁定元件(S14、S15、S15a、S15b、S15c、S15d)，通过减小第一调节部分(S11、S21)和第二调节部分(S12、S22)之间的距离，从粗调模式转换到细调模式并进一步转换到锁定状态。
6.如权利要求1到5之任何一项所述的调节接头(S1、S2)，其特征在于，调节接头(S1、S2)具有一个穿过连接轴(A1、A2)并起锁定元件(S14、S15、S15a、S15b、S15c、S15d)作用的轴杆(S14)，该轴杆(S14)是带有螺纹(S15d)和头部(S15b)的螺栓形式，所说的螺纹(S15d)接合到第一调节部分(S11、S21)中的螺纹(S18)、第二调节部分(S12、S22)中的螺纹或安装在调节接头(S1、S2)中的螺帽(S15c)。
7.如权利要求2到6之任何一项所述的调节接头(S1、S2)，其特征在于，至少在细调模式下，使第二调节部分(S12、S22)可以借助于已知的细调元件(F1、F1a、F1b、F2、F2a、F2b、F2c、F2d、F2e、F2f)如细调杆、细调螺杆或类似东西，绕连接轴(A1、A2)相对于第一调节部分(S11、S21)转动。
8.如权利要求1到7之任何一项所述的调节接头(S1、S2)，其特征在于调节接头(S1、S2)安装在用来安装物体和设定物体位置的固定装置(K、K1、K2)上，其特征还在于固定装置(K、K1、K2)还包括一个第二调节接头(S1、S2)，其连接轴(A1、A2)与所说调节接头(S1、S2)的连接轴(A1、A2)互相垂直。
9.固定物体并设定物体位置的固定装置，该固定装置(K、K1、K2)上装有至少一个调节位置的调节接头(S1、S2)，该调节接头(S1、S2)具有至少两个绕(箭头R)一连接轴(A1、A2)相对转动的调节部分(S11、S12、S13、S21、S22、S23)和一个在所说连接轴(A1、A2)的方向(箭头L)起作用，用于锁定调节部分(S11、S12、S13、S21、S22、S23)使它们不能相对移动的锁定元件(S14、S15、S15a、S15b、S15c、S15d)，其特征在于——通过打开锁定元件(S14、S15、S15a、S15b、S15c、S15d)，调节接头(S1、S2)可以从锁定状态转换到细调模式，该细调模式最好设计为无级式位置细调，——通过进一步打开锁定元件(S14、S15、S15a、S15b、S15c、S15d)，调节接头(S1、S2)可以从细调模式转换到粗调模式，该粗调模式最好设计为进行步进式位置粗调，以及——通过上紧锁定元件(S14、S15、S15a、S15b、S15c、S15d)，调节接头(S1、S2)可从粗调模式转换回细调模式，并进一步从细调模式转换到锁定状态，以及——与至少一个调节接头(S1、S2)相连，装有已知的细调元件(F1、F1a、F1b、F2、F2a、F2b、F2c、F2d、F2e、F2f)，用于在细调模式下调节调节接头(S1、S2)的位置。
10.如权利要求9所述的固定装置(K、K1、K2)，其特征在于该固定装置(K、K1、K2)具有至少两个调节接头(S1、S2)，其连接轴(A1、A2)互相垂直。
11.一种借助于调节接头进行安装和定位的方法，该调节接头(S1、S2)具有至少两个绕(箭头R)一连接轴(A1、A2)相对转动的调节部分(S11、S12、S13、S21、S22、S23)，和一个在所说的连接轴(A1、A2)的方向(箭头L)上起作用，用于锁定调节部分(S11、S12、S13、S21、S22、S23)使它们不能相对移动的锁定元件(S14、S15、S15a、S15b、S15c、S15d)，其特征在于——通过打开锁定元件(S14、S15、S15a、S15b、S15c、S15d)，使调节接头(S1、S2)从锁定状态转换到细调模式，该细调模式最好设计为进行无级式位置细调，——通过进一步打开锁定元件(S14、S15、S15a、S15b、S15c、S15d)，使调节接头(S1、S2)从细调模式转换到粗调模式，该粗调模式最好设计为进行步进式位置粗调，以及——通过上紧锁定元件(S14、S15、S15a、S15b、S15c、S15d)，使调节接头(S1、S2)从粗调模式转换回细调模式，并进一步从细调模式转换到锁定状态。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，在调节接头(S1、S2)的细调模式下，借助于已知的与调节接头(S1、S2)相连的细调元件(F1、F1a、F1b、F2、F2a、F2b、F2c、F2d、F2e、F2f)调节位置，所述细调元件比如是如细调杆、细调螺栓或类似东西。
全文摘要
本发明涉及到一种调节位置的调节接头,具有至少两个可绕(箭头R)一连接轴(A1、A2)相对转动的调节部分,和一在连接轴(A1、A2)的方向(箭头L)上起作用,用来锁定调节部分(S11、S12、S13、S21、S22、S23)使之不能相对运动的锁定元件(S14、S15、S15a、S15b、S15c、S15d)。根据本发明,通过打开锁定元件,调节接头(S1、S2)可从锁定状态转换到细调模式,该细调模式最好设计为进行无级式细调。通过进一步打开锁定元件,调节接头(S1、S2)可从细调模式转换到粗调模式,该粗调模式最好设计为进行步进式粗调。通过上紧锁定元件,调节接头(S1、S2)可从粗调模式转换回细调模式,并进一步从细调模式转换到锁定状态。
文档编号H01Q1/12GK1338132SQ00802984
公开日2002年2月27日 申请日期2000年1月20日 优先权日1999年1月20日
发明者尤哈尼·珀斯海莫 申请人:诺基亚网络有限公司