天线的制作方法

文档序号:11459792阅读:154来源:国知局
天线的制造方法与工艺

本发明涉及包括天线控制单元、多个辐射体以及多个功能元件的天线。具体地,该天线为尤其用于移动通信基站的移动通信天线,即,通过该移动通信天线,在移动通信基站处能够接收和发送移动通信信号。



背景技术:

多数移动通信天线允许改变由辐射体定义的相位阵列的倾斜角。通常,通过调节相位阵列的独立的辐射体之间的相位差来实现。为此,通常通过移相器来将相位阵列的辐射体连接至各端口。就天线而言,已知能够通过外部控制单元来进行这种调节。为此,该天线可包括通信接口,该通信接口通常为aisg(天线接口标准组织)接口。一方面,这种接口允许通过外部控制单元来控制倾斜角。另一方面,该通信接口还允许读取天线的数据,诸如序列号等。

根据第一方式,可通过将天线控制单元连接至外部控制单元的独立的线缆进行与该外部控制单元的通信。在这种情况下,维护人员例如可将该外部控制单元连接至现场的该天线控制单元以调节倾斜角。

另外,通信接口可允许通过被连接至辐射体端口的高频线路来与外部控制单元进行通信。为此,在该通信接口的通信信号上叠加通过高频线路来被传输的移动通信信号。可通过被称为t型偏置器(biastee)且被置于高频线路的接口来进行对所接收的通信信号的分离以及对所传输的通信信号的叠加。这种通信允许通过被置于基站区域内或被集成在基站中的外部控制单元来接入天线控制单元。接着,移动通信基站的运营商能够接入该外部控制单元。

在该背景下,进一步已知的是,多个基站共用一个天线,即该天线的不同的端口被连接至不同的基站。因此,这些基站能够独立地调节与其相关联的各辐射体的倾斜角。

在此所述的移动通信天线通常包括用于在多个频带进行发送和/或接收的多个不同的辐射体,所述辐射体通过天线的独立的端口来被连接至移动通信基站。

因此,根据客户的要求,使用包括用于例如三个、四个或五个不同的频带的多个辐射体的不同装置来生产这种天线。这导致有较多款产品。如果运营商日后欲通过附加的频带来扩展基站,或如果有另外的运营商欲利用同样的天线,将需要用适当地装配有附加的辐射体的天线来更换当前已安装的天线。

例如,在公开文献“katherin,remoteelectricaltiltsystem(远程电子倾斜系统),overviewofrelatedproducts(相关产品的概览),installationandcontrolpossibilities(安装与控制可能性),edition(版本)01/2014”中记载有由本申请人生产的这类移动通信天线。de102011009600b3中进一步示出一种机械切换装置,其中,借助该机械切换装置,能够仅通过一次驱动来驱动这类移动通信天线的多个移相器。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种天线,通过该天线能够降低制造成本以及操作成本,以及/或能够以更加灵活的方式使用该天线。

根据本发明,通过权利要求1所述的天线来实现上述目的。对本发明的优选的进一步改进相当于从属权利要求的保护主题。

本发明提供一种包括天线控制单元、多个辐射体以及多个功能元件的天线。该天线控制单元具有配置功能,该配置功能能够通过外部控制单元被接入。根据本发明,至少一个功能元件能够通过该配置功能被去激活(即失效)和/或被激活。优选地,根据本发明的天线为移动通信天线,具体用于移动通信基站。

通过根据本发明的配置功能,该天线不再需要根据运营商的需求来被装配有不同数量的功能元件。相反,所有天线可被生产成装配有生产框架内的所有功能元件。如果运营商只需要部分功能元件,则将在出厂时仅对功能元件的各子集进行初始激活。如果运营商在天线的使用寿命期间内需要附加的功能元件,则可通过配置功能来进一步激活附加的功能元件。反之亦然,如果需要,可去激活不再需要的功能元件。鉴于可通过外部控制单元来接入配置功能的事实,将能够容易地对天线进行重新配置以及对独立的功能元件进行激活和/或去激活。因此。由于款式数量变少,本发明不仅允许经济有效的天线生产,而且允许极其灵活地适配天线以满足运营商的需求。具体地,可通过激活功能元件来扩展天线且不再需要如同现有技术那样用另一个天线来进行更换。

功能元件具体可以为被装配至天线的硬件元件。因此,多个天线可通过有利的方式来被装配有相同的硬件,且可通过天线控制单元的配置功能来被适配以满足运营商的需求。

根据本发明的第一实施方式,功能元件包括端口,通过该端口来向天线的辐射体提供信号。可通过配置功能来去激活和/或激活至少一个功能元件。更优选地,可通过配置功能来选择性地去激活和/或激活多个端口。

端口优选为天线的端子,该端子被适配成连接用于向天线辐射体提供信号的线缆。更优选地,这些端子为高频端子,且被适配成连接用于将天线连接至基站的高频线缆。

根据本发明的可能的实施方式,天线的多个辐射体可被互连以形成至少一个相位阵列。具体地,辐射体可通过移相器来被互连以形成相位阵列,使得可通过调节移相器来调控相位阵列的倾斜角。优选地,相位阵列的辐射体包括至少一个共用端口,可通过配置功能来去激活和/或激活该至少一个共用端口。

另外,辐射体可以是双极化辐射体。在这种情况下,该辐射体优选与两个端口关联。优选地,多个双极化辐射体在此以如前所述的方式被互连以形成双极化相位阵列。因此,该相位阵列具有两个端口,两个端口分别用于两个极化。优选地,可通过配置功能来去激活和/或激活相位阵列的这两个端口。

根据本发明的优选实施方式,可同时去激活和/或激活双极化辐射体和/或双极化相位阵列的各自的两个端口。因此,该双极化辐射体和/或该双极化相位阵列的各自的两个端口可不再独立地被去激活和/或激活,但是可同时被去激活和/或激活。然而,通常不需要分开这种天线的两个端口。通过这种方式来减少对去激活和/或激活双极化辐射体和/或双极化相位阵列所需的电路技术的投资。

根据另一个较佳的实施方式,根据本发明的天线包括端口以及连接至这些端口且用于在不同的频带上进行发送和/或接收的辐射体和/或相位阵列。具体地,根据本发明的天线可包括分别具有不同的中心频率的辐射体和相位阵列。

具体地,该天线可包括用于多于3个(优选地,多于4个)的频带的端口和/或辐射体。其中,该天线例如是五频天线,即具有用于5个不同频带的端口的天线。根据可能的实施方式,该天线可针对各频带包括至少一个相位阵列。

优选地,可通过去激活和/或激活天线端口来改变天线能够工作的频带的数量。具体地,该天线可包括用于多于3个(优选地,多于4个)的频带的端口和/或辐射体,该端口可针对至少一个(优选地,多于一个的)频带被去激活和/或激活。

因此,如果基站的运营商起初只需要用于较少数量的频带的端口,则具有其他端口已被去激活的配置的天线将被交付。如果该运营商或其他某个运营商在操作期间需要附加的频带,则可通过配置功能来激活起初被去激活的端口。

进一步,该天线可针对各独立的频带或所有频带包括多个相位阵列。具体地,该天线可包括用于至少一个频带的多个相位阵列,其中,这些相位阵列中的至少一个(优选地,多个)的端口可被去激活和/或激活。

因此,通过激活附加的相位阵列(例如为了允许多个基站连接至相同的天线),包括用于相同频带的多个相位阵列的这种配置允许增加频带上的天线的容量。

该天线可包括一个或多个辐射体和/或相位阵列,该一个或多个辐射体和/或相位阵列的端口无法被去激活和/或激活。因此,这些辐射体和/或相位阵列构成天线的基本装备。但是,该天线还包括一个或多个辐射体和/或相位阵列,该一个或多个辐射体和/或相位阵列的端口可被去激活和/或激活,因此可为了改变天线的功能范围而被去激活和/或激活。

优选地,该天线的多个辐射体和/或相位阵列被置于单个天线外壳内。更优选地,端口包括连接元件,该连接元件用于连接高频线缆且例如由置于外壳上的套管(bushing)构成。优选地,在该外壳内还设置有用于调节相位阵列的倾斜角的移相器。

优选地,相位阵列的辐射体被垂直设置成列且一个叠在另一个上。另外,多个该辐射体列可并排设置。进一步,不同频带的辐射体可被嵌套(nested)。优选地,辐射体被置于共同的支撑结构上。该支撑结构可具体为由辐射体共用的反射器。

根据本发明的优选实施方式,设置有用于对端口进行去激活和/或激活的至少一个开关,该至少一个开关可机械地从第一开关位置移位至第二开关位置。该机械开关允许高频信号的简单切换。根据本发明,可借助天线控制单元来控制该开关的移位,且可具体通过配置功能来接入该开关的移位。

优选地,该开关在第一开关位置处去激活端口,相反在第二开关位置处使该开关连接至至少一个辐射体。

根据本发明的优选实施方式,两个可移位的开关机械地彼此耦合和/或彼此集成且只能同时移位。优选地,该两个开关用于双极化辐射体和/或双极化相位阵列的两个端口。具体地,该两个开关在第一开关位置处去激活两个端口且在第二开关位置处将端口连接至双极化辐射体和/或双极化相位阵列。

以下将更具体地说明根据本发明被适配成用于去激活和/或激活的开关类型的可能的实施方式。如果采用多个开关,则将优选地对部分开关(更优选地对所有开关)进行如下所述的配置。

所述开关可包括被可旋转支撑的拾取件(pickup,即开关的“刀”),该拾取件在第一开关位置处断开与第一信号线的连接,且在第二开关位置处建立与第一信号线的连接。其中,该第一信号线可连接至开关的第一线区域,该第一线区域在第二开关位置处通过介电层来电容性地耦合至拾取件的线区域。其中,该第一信号线优选地将开关连接至辐射体。

进一步,该拾取件可通过置于其旋转轴区域的接合点来电性(具体地,电容性地)耦合至第二信号线。其中,该第二信号线优选地与端口连接。

另外,该拾取件可在第一开关位置处建立与终端(termination)的连接,其中,该拾取件具体在第一开关位置处电容性地耦合至开关的第二线区域,该第二线区域与终端连接。

有多个用于实现该终端的可能性:例如,可采用50ω的终端。通过适当的适配,不会发生反射。或者,可采用短路(short-circuiting)作为终端。由于短路的线路(short-circuitedline),会发生全反射。作为另外的替代方案,可采用断开线路(openline)作为终端。其中,断开端优选地将被屏蔽以防止与天线的相互作用。这同样导致在断开端发生全反射。

通过根据本发明的终端,基站可识别被去激活的端口。具体地,当基站与被去激活的端口连接且当电力被提供至被去激活的端口时,这会导致vswr(电压驻波比)的触发。

根据本发明,具体当通过线缆的末端来提供终端时,终端可被集成于开关中或被配置成连接至开关的独立的构件。

优选地,开关包括闭合的外壳。该外壳可例如由导电材料构成或可被涂布有这种材料。

优选地,可借助可电气性地控制的致动器来操作根据本发明的开关。因此,该致动器可具体为机电致动器。所使用的致动器可例如为机电线性致动器和/或电动机,具体为具有传动装置(transmission)的电动机。

优选地,借助还用于调节天线的至少一个移相器的致动器来操作开关。这一点是有利的,至少因为可仅采用用于调节移相器的致动器且不需要用于对开关进行移位的额外的致动器。

根据本发明的优选实施方式,该天线可包括多个移相器,该多个移相器被适配成借助单个致动器来调节。优选地,可通过切换装置来选择性地连接至多个移相器中的一个,以对其进行调节。

优选地,该切换装置包括用于调节移相器的多个独立的输出元件,其中,各输出元件通过各自的驱动机构来被连接至至少一个移相器。

优选地,根据本发明的致动器和/或切换装置还用于操作用于对端口进行去激活和/或激活的一个或多个开关。

其中,可采用相同的申请人所拥有的de102011009600b3中所示的方式来配置切换装置和/或将切换装置连接至移相器的驱动机构。该申请的内容被全部引用。

根据本发明的第一变型例,可借助通过致动器来所操作的共同的驱动机构来对该开关和至少一个移相器一同进行移位。优选地,开关和至少一个移相器可被关联至同一组的辐射体。具体地,该开关可用于去激活和/或激活由辐射体组定义的相位阵列,而借助共同的驱动机构来由开关所操作的移相器用于调节相位阵列的倾斜角。根据优选实施方式,驱动机构由如上所述的切换装置的输出元件所驱动。

优选地,该共同的驱动机构在第一调节范围内对开关进行在第一开关位置和第二开关位置之间的移位,且在第二调节范围内对移相器进行调节。因此,该驱动机构的第一调节范围用于操作开关,而第二调节范围用于调节倾斜角。

优选地,驱动机构和开关之间的连接包括在该第二调节范围内的空转范围,以便通过进一步操作驱动机构来调节移相器,而无需操作开关。因此,该空转范围确保,在通过在第二调节范围内的驱动机构的移位来调节移相器以改变倾斜角的过程中,使得开关保持使端口被激活的第二开关位置。

进一步,驱动机构和移相器之间的连接可包括在第一调节范围内的空转范围,以便通过操作驱动机构来对开关进行移位。该空转范围确保,在通过操作开关来去激活端口的过程中,防止对移相器的进一步调节。

然而,可替代地,也可在第一调节范围内一同调节移相器和开关。在这种情况下,移相器具有允许免除对空转轮的使用的调节范围,尽管该调节范围不可用于改变被激活的辐射体的倾斜角,但是在开关从第二开关位置被移位至第一开关位置的过程中,该调节范围仅仅是被越过。

共同的驱动机构可例如为通过偏心件和/或栓件来连接至开关和移相器的推杆。或者,驱动机构可以是将输出轴连接至开关和移相器的齿轮单元。

如果切换装置如前所述用于允许通过相同的致动器来调节多个移相器,优选地,开关或移相器被连接至根据上述实施方式的切换装置的相同的输出元件。因此,开关的使用无需切换装置上的任何附加的输出元件。

根据本发明的另外的实施方式,可通过独立的驱动机构来分别对开关和/或移相器进行移位。优选地,可通过切换装置来将这些驱动机构选择性地连接至致动器。因此,在这种情况下,可通过独立的驱动机构来调节被关联至同一组的辐射体的开关和移相器。

因此,开关的移位和移相器的移位需要切换装置在各自的输出元件之间被切换。其中,用于开关的驱动机构和用于移相器的驱动机构具体被耦合以分开切换装置的输出元件。这样,用于开关和移相器的开关分别被简化,因为不再需要空转轮。然而,开关的使用需要切换装置上的附加的输出元件。

根据本发明的另外的实施方式,功能元件可包括用于天线控制单元和外部控制单元之间的通信的通信接口,其中,至少一个(优选地,多个)通信接口可通过配置功能来被去激活和/或激活。这还允许以在出厂时完全装配有通信接口的方式交付天线硬件。然而,运营商不需要的通信接口可在起初就被去激活,且只有在实际需要时,会被激活。

优选地,被激活的通信接口允许对天线的至少一个相位阵列的倾斜角进行控制和/或对天线数据进行读取。

通信接口可例如为aisg接口。aisg是用于与天线控制单元进行通信的标准协议。

根据优选实施方式,通信接口被关联至天线的端口且允许通过用于向辐射体传输信号的信号线来进行通信。因此,用于向辐射体传输信号(具体为移动通信信号)的高频线路还可同时用来传输用于与天线控制单元进行通信的数据信号。具体地,各通信接口可包括t型偏置器,该t型偏置器分开移动通信信号和来自彼此的通信数据。

根据本发明的可能的实施方式,通信接口可被集成于天线的端口内,以便通过将高频线路连接至天线的端口,在通信接口被激活后尽快使得与被集成于端口内的通信接口的通信被执行。与以往的t型偏置不同,不再需要具体将这些t型偏置器整合至高频线路内,相反它们已被集成于天线的端口内。

然而,根据可能的实施方式,一个或多个通信接口可还具有独立的连接,借助该连接,一个或多个通信接口可通过线缆被连接至外部控制单元。其中,该连接具体可排他性地用于与天线控制单元进行通信。

进一步,天线控制单元可包括控制矩阵,该控制矩阵确定可通过哪些通信接口来接入天线的哪些构件。优选地,可通过配置功能来配置该控制矩阵。根据本发明的可能的实施方式,天线包括多个相位阵列,其中,可根据控制矩阵的配置而分别通过不同的通信接口或同时通过一个通信接口来接入该多个相位阵列。因此,根据控制矩阵的可能的配置,可仅通过一个通信接口来接入多个相位阵列,且具体地,可调节这些相位阵列的倾斜角和/或可读取它们的数据。然而,根据控制矩阵的可替代的配置,可配置多个独立的通信接口以使仅与各通信接口关联的一个或多个相位阵列可通过该通信接口而被接入,而使与其他通信接口关联的其他相位阵列无法被接入。

优选地,天线的功能元件包括端口和通信接口,其中,通过该端口来向天线的辐射体提供信号,且可通过配置功能来去激活和/或激活至少一个端口和至少一个通信接口。优选地,该通信接口被关联至端口。

优选地,对端口的激活可独立于对通信接口的激活。因此,具体可使端口被激活,而使与该端口关联的通信接口可保持被去激活。优选地,在这种情况下可配置前述的控制矩阵以使天线可通过其他通信接口而被接入,其中,该天线通过被激活的端口来被提供信号,而与该端口关联的通信接口则已被去激活。进一步,对通信接口的去激活可独立于对与其关联的端口的去激活而进行。

然而,优选地,当端口已被激活时,与该端口关联的通信接口只能被激活。根据可替代的实施方式,对通信接口的去激活和激活可独立于对端口的去激活和激活而进行。

优选地,控制矩阵被配置成与被去激活的端口关联的辐射体或相位阵列无法通过任何通信接口而被接入。

优选地,根据本发明的天线包括可通过配置功能来被去激活和/或激活的多个端口和多个通信接口。优选地,通信接口被关联至各自的端口。优选地,对端口的激活独立于对通信接口的激活。

根据本发明的另外的实施方式,功能元件包括可通过配置功能来被去激活和/或激活的至少一个传感器。因此,不管操作者是否实际上需要传感器,该天线可装配有这种传感器。如果实际上需要该传感器,其可被激活。

根据本发明的优选实施方式,该传感器的不同的数据可被选择性地去激活和/或激活,并且/或不同传感器的数据可被选择性地去激活和/或激活。因此,根据运营商的具体期望,可通过激活来获得不同的数据。优选地,借助外部控制单元来读取该数据。为此,该外部控制单元能够与天线控制单元进行通信。

一个或多个传感器可具体为倾斜传感器和/或位置传感器和/或温度传感器和/或湿度传感器。可具体在安装天线时和/或在检查天线的正确安装时,使用倾斜传感器和/或位置传感器的数据。温度传感器和/或湿度传感器的数据例如可用于天气预报。

根据本发明的天线控制单元的配置功能例如可借助配置文件来实施,该配置文件被存储在天线控制单元且可通过外部控制单元来被改变。因此,在被改变的配置所属的框架范围内,通过软件更新来使配置的改变以及随之而来的对功能元件的激活和/或去激活生效。

可替代地或进一步地,配置功能可包括认证功能,该认证功能防止对功能元件的未授权的去激活和/或激活。以这种方式来保证只有授权的运营商才能接入天线的配置。其中,认证功能可与软件签名和/或软件密钥协同工作。

进一步,天线控制单元可替代地或附加地包括允许外部控制单元接入配置功能的通信接口。

根据可能的实施方式,可设置有允许外部控制单元接入配置功能且无法被去激活和/或未被关联至任何端口的至少一个通信接口。可替代地或附加地,可设置有允许外部控制单元接入配置功能且具有独立的连接的至少一个通信接口。可替代地或附加地,还存在可通过所有被激活的通信接口来接入配置功能的外部控制单元。

根据本发明的天线可被连接至一个或多个基站,以便发送或接收移动通信信号。如果该天线被连接至多个基站,该多个基站可由相同的服务提供商所运营,但也可由不同的服务提供商所运营。

根据本发明的天线优选为无源天线,即该天线不包括置于端口和辐射体之间的任何放大器。然而,根据可能的替代的实施方式,根据本发明的天线也可以为有源天线。

本发明包括基站阵列,该基站阵列包括至少一个基站和前述类型的至少一个天线。该至少一个基站(优选通过高频线缆)与根据本发明的天线的至少一个端口连接

根据可能的实施方式,至少提供第一基站和第二基站,该第一基站和第二基站分别与天线的各自的端口连接。优选地,通过第一基站和第二基站来分别向被置于天线中的不同的相位阵列提供移动通信信号。

根据本发明的另外的实施方式,第一基站和第二基站通过天线的独立的通信接口来与天线控制单元进行通信。优选地,第一基站和第二基站只能接入天线的辐射体和/或相位阵列,该辐射体和/或相位阵列被关联至该基站且由该基站向该辐射体和/或相位阵列提供移动通信信号。优选地,通信接口被关联至端口。具体地,该结构设计允许至少第一和第二服务提供商共同使用该天线。

本发明进一步包括操作天线的方法或操作前述类型的基站阵列的方法。具体地,该方法用于发送和/或接收移动通信信号。该方法包括以下步骤:对利用功能元件的第一子组(具体为端口和/或通信接口的第一子组)的天线进行操作;(具体通过外部控制单元)接入天线的配置功能并激活天线的功能元件的第二子组;对利用功能元件的第一子组和第二子组的天线进行操作。

因此,利用根据本发明的方法,在对天线的操作期间,可改变配置,以便允许使用附加的功能元件。

具体地,可激活附加的端口和/或附加的通信接口。优选地,该附加的端口用于在附加的移动通信频带内进行发送和/或接收。可替代地或进一步地,附加地基站可被连接至功能元件的第二子组(具体为附加的端口)。另外,可替代地或进一步地,可激活附加地通信接口。

根据本发明的可能的实施方式,各通信接口可具有探寻(ping)功能,该探寻功能允许测量外部控制单元和通信接口之间的信号渡越时间。

该外部控制单元可例如为便携式设备,其在现场通过各自的通信接口以无线方式或借助线缆被连接至天线的各自的端子。其中,外部控制单元可具体为天线线路设备。该外部控制单元可替代地或进一步地通过移动通信基站来与天线控制单元进行通信。

根据可能的实施方式,外部控制单元和天线控制单元之间的通信可通过线缆来进行,该线缆排他性地用于天线控制单元和外部控制单元之间的通信。

可替代地或进一步地,外部控制单元和天线控制单元之间的通信可借助通信信号来进行,该通信信号在基站和天线之间所设置的高频线缆上与移动通信信号一同被交换。

附图说明

以下将结合实施方式和附图对本发明进行更详细的说明。

图1示出包括根据本发明的天线的根据本发明的基站阵列的实施方式;

图2示出用于激活和/或去激活功能元件的根据本发明的开关的第一实施方式,其中,该天线可通过共同的驱动机构来与移相器一同被操作;以及

图3示出用于激活和/或去激活功能元件的根据本发明的开关的第二实施方式,其中,该天线和与其关联的移相器可通过独立的驱动机构来被操作。

具体实施方式

图1示出根据本发明的基站阵列的实施方式,其中采用了根据本发明的天线1的实施方式。天线1包括多个辐射体2,该多个辐射体2通过天线1的端口3和高频线路12来被连接至基站4、4’。该天线从基站接收高频传输信号并通过辐射体2来传输高频传输信号。反之亦然,辐射体2从终端设备接收移动通信信号。

天线1包括具有辐射体2的外壳30,辐射体2被置于该外壳的内部。在外壳30上被设置有端口3,端口3被配置成用于连接至高频线缆的套管。

如图1和图2中示意性地示出,在本实施方式中,各自多个辐射体2被组合以形成相位阵列31。该相位阵列31的独立的辐射体2通过共同的端口3来被提供移动通信信号。其中,相位阵列31的辐射体优选被设置成一个叠在另一个上的至少一个垂直列。为了调节相位阵列31的倾斜角,相位阵列的独立的辐射体通过一个或多个移相器14来被连接至端口。可通过调节相位阵列的独立的辐射体之间的相位差来电气性地调节天线的倾斜角。

在本实施方式中,辐射体2为双极化辐射体。因此,一个单独的辐射体为了其两个极化而被关联至两个独立的端口。因此,相位阵列31同样为了定义相位阵列的辐射体的两个极化而被关联至两个端口。因此,本发明意义上的术语“端口”是指辐射体的连接或被组合以形成相位阵列的辐射体组的连接。

天线1包括天线控制单元5,可通过天线控制单元5来控制相位阵列的倾斜角。在本实施方式中,天线包括至少一个电动致动器15,该至少一个电动致动器15通过一个或多个驱动机构来被连接至移相器以对其进行调节。致动器15由天线控制单元5所控制。

天线控制单元5包括通信接口10,天线控制单元5可通过通信接口10来被连接至外部控制单元9。

如图1所示的实施方式中,外部控制单元9和天线控制单元5之间的连接通过线缆11来被建立。本实施方式中,外部控制单元9是天线线路设备。所采用通信接口为aisg接口。具体地,天线控制单元5包括aisg套管,天线控制单元5可通过aisg套管来被连接至外部控制单元9。可替代地,天线控制单元5和外部控制单元9也可通过无线方式(例如已知的无线接口,诸如zigbee(无线个域网)、bluetooth(蓝牙)或wifi(无线保真))来进行通信。

然而,另外,可替代地或附加地,天线控制单元5和外部控制单元9也可通过高频线缆来进行通信。下文中将更详细地说明各自的通信接口。进一步,外部控制单元也可被集成于基站4和/或基站4’内,并且/或外部控制单元可允许远程维护。

本实施方式中,天线1包括用于不同的移动通信频带的多个相位阵列31。其中,天线例如可包括用于3个、4个或5个移动通信频带的相位阵列。根据可能的实施方式,天线可针对每个移动通信频带而只包括一个相位阵列,但在其他实施方式中,天线也可针对同一个移动通信频带而包括2个或更多个相位阵列。

天线的辐射体2和端口3定义根据本发明的天线的功能元件,其中,移动通信信号通过端口3分别被提供至辐射体2。

根据本发明的天线包括作为附加的功能元件的多个通信接口6,多个通信接口6允许与天线控制单元5进行通信。

根据本发明的可能的未示出的实施方式,这些附加的通信接口可通过与通信接口10相同的方式来被配置,且包括套管,通过该套管,仅用于与通信接口进行通信的线缆可被连接至天线控制单元5。

如图1所示的左手侧放大图中,通信接口6将通过高频线路12来所输入的信号一方面分为通过高频线路8来被传输至辐射体2的高频移动通信信号,另一方面分为通过通信信号线路7来被传输至天线控制单元5的通信信号。反之亦然,来自天线控制单元5的通信信号被叠加在来自辐射体的高频信号上。其中,通信信号例如可在通信接口6中被调制在载波频率上以便通过高频信号线12来进行传输,该载波频率位于移动通信频率范围之外。

通信接口可具体未aisg接口。如上所述,接口可优选地被配置成t型偏置器,即这些接口允许通过高频信号线12来进行通信。

如图1所示,通信接口被集成于天线的端口3中,即无需被置于高频信号线中或高频信号线上的单独的拾取件以用于建立通信,而通信接口已经是天线的一部分。因此,将高频信号线12连接至端口3将足以同样允许与天线的通信接口6进行通信。根据本发明而将通信接口6集成于端口3内的事实不一定意味着在用于连接高频线路的套管区域中必需直接设置t型偏置器。相反,该t型偏置器也可以被置于天线内的其他位置。

根据本发明的天线包括作为附加元件的传感器装置16,传感器装置16包括至少一个传感器。该传感器也与天线控制单元进行通信。

根据本发明,天线控制单元5具有配置功能,可通过该配置功能来去激活和/或激活至少一个功能元件。该功能元件可具体为端口3、通信接口6和/或传感器16。因此,配置功能允许制造并交付具有完全装配的硬件的天线。如果客户起初并不需要所有功能元件,不需要的功能元件则将在出厂时被去激活。然而,由于根据本发明的配置功能,功能元件可在进一步操作过程中被激活,以便当运营商在进一步操作过程中需要附加的功能元件时,运营商将在激活该附加的功能元件之后能够接入该附加的功能元件。激活可能性还允许例如另外的运营商能够接入未被第一运营商所使用的功能元件。

关于硬件,天线例如可被配置成具有5个频带和10个端口的五频天线。然而,在这些5个频带中,可在起初去激活一个或多个频带。天线例如可被交付成具有3个频带和相应的6个被激活的端口的三频天线。后续,如果需要,可通过外部控制单元来激活所剩余的两个频带以及相应的4个端口。

以下将参考图2和图3来进一步详细地说明分别描述端口如何被去激活和激活的两个实施方式。在两个实施方式中,端口均通过开关13来被使能或非使能,开关13借助机电致动器5来被进行开关。

在本实施方式中,开关被置于端口3和一个或多个辐射体之间,来自端口3的高频信号被提供至一个或多个辐射体。具体地,开关可被置于端口3和移相器14之间,其中,多个辐射体2通过移相器14来被互连以形成相位阵列。

开关是1-至-2(1-to-2)开关,即用于将第一端子32选择性地连接至第二端子21或第三端子22的开关。第一端子32与端口3进行通信,第三端子22与辐射体进行通信,移动通信信号通过端口来被提供至辐射体。在第一开关位置处,开关使端口3被去激活,即其断开端口3和与端口3关联的一个或多个辐射体之间的高频信号连接。然而,在第二开关位置处,开关将端口3连接至与该端口关联的一个或多个辐射体。

该开关包括被可旋转支撑的拾取件20,拾取件20在其旋转轴区域内电气性地(具体地,电容性地)耦合至第一端子32。在第一开关位置处,拾取件的线区域20电气性地(优选再次电容性地)耦合至第二端子21。然而,在第二开关位置处,拾取件20的线区域耦合至第三端子22。该耦合同样优选是电容性。因此,可通过将拾取件20从第一开关位置处旋转至第二开关位置处来去除第一端子至第二端子的电耦合,且建立至第三端子的电耦合。

因此,开关的结构设计与由移相器已知的结构设计。然而,开关具有两个独立的线区域以取代由拾取件越过以改变相位偏移的线区域,其中,定义第二端子21的第一线区域在第一开关位置处耦合至拾取件20,且定义第三端子22的第二线区域在第二开关位置处耦合至拾取件,而第一线区域和第二线区域电气性地彼此分开。其中,通过将拾取件从第一开关位置处移位至第二开关位置处来使开关的开关动作生效。

开关的第二端子21被连接至终端24。该终端可被集成于开关内或被配置成独立于开关而安装的附加的盒子。在基站与被去激活的端口建立信号通信且向该端口提供电力的情况下,借助该终端,基站将能够通过vswr警报来检测被去激活的端口被连接至基站且电力被提供至该端口。因此,基站能够检测连接至基站的端口是否被去激活或被激活。

为了实现终端,具体有如下三种可能性:

a)50ω的终端:通过适当的适配,不会发生反射;

b)短路:即,信号线在终端区域处被短路。这会导致全反射,该全反射会生成vswr警报;

c)断开线路:优选地,断开线路被屏蔽以防止与天线地相互作用。这同样会导致在断开端的全反射且该全反射会生成vswr警报。

开关优选地被容纳在封闭的外壳内。该外壳优选地由金属制成或包括金属层。

在两个实施方式中,开关13的开关动作均借助驱动机构17来进行,该驱动机构17将开关连接至机电致动器15。通过天线控制单元来控制机电致动器15以将开关从第一开关位置处移位至第二开关位置处或移回至第一开关位置处,从而激活或去激活端口。

所使用的驱动机构可例如为通过栓件来移动依次被连接至拾取件20的偏心件19的推杆17。可替代地或附加地,齿轮单元可用于拾取件20的移位。

移相器14也包括拾取臂25,拾取臂25在其旋转轴区域内电气性地(具体为电容性地)连接至第一端子。该端子通过信号线23来与开关的第三端子22进行通信。移相器进一步包括与拾取臂25的导体区域电容性地耦合的导体区域26。相位阵列的辐射体2通过信号线27同时连接至该导体区域26的两端。根据拾取臂的位置,至一个端子的信号路径的长度被缩减且至另一个端子的信号路径的长度被放大,或反之亦然。相位阵列的独立的辐射体之间的相位偏差可通过该方式来被改变。优选地,移相器包括两个或更多个导体区域26,各导体区域26独立地连接至辐射体。优选地,导体区域从拾取臂25相距不同的距离。优选地,导体区域围绕旋转轴而以弓状延伸。

优选地,移相器也借助机电致动器15来被移位。

根据本发明的未示出的实施方式,单独的机电致动器15可分别用于对开关13和移相器14的移位。然而,优选相同的机电致动器15用于开关和移相器的移位。

图2和图3示出说明如何仅通过一个机电致动器来使开关和移相器的移位生效的两个实施方式。

在如图2所示的实施方式中,分别与相同的相位阵列31关联的开关13和移相器14通过共同的驱动机构17来被连接至驱动器15。例如,可设置共同的推杆,该共同的推杆通过各自分开的栓件18来被连接至移相器14和开关13的偏心件19。

因此,可通过移动(具体在推杆17中的)共同的驱动机构来对开关13进行开关操作且对移相器14进行调节。具体地,可在第一调节范围内对开关进行开关操作,且在第二调节范围内对相位阵列31的相位偏差进行调节。

在如图2所示的实施方式中,在第一调节范围以及第二调节范围内对移相器进行调节。其中,位置p1为无效(inoperative)位置,开关13在无效位置处为断开的状态且端口为被去激活的状态。如果此时开关通过共同的驱动机构17来从断开位置处被移位至接通位置处,则移相器将同时被移位至位置p2。因此,该位置p2构成移相器的可用范围的起始位置,即分别形成最小倾斜值和最大倾斜值。

可通过进一步操作共同的驱动机构来在位置p2和p3之间移位移相器,从而调节倾斜角或倾斜值。位置p3是移相器可用范围的终止位置,因此代表终止倾斜值,即分别为最大倾斜值和最小倾斜值。

当移相器在器可用范围(即位置p2和位置p3之间)内被移位时,开关保持其第二开关(接通)位置。为此,共同的驱动机构和拾取臂20之间的连接包括用于该调节范围的空转范围。

根据未具体示出的另外的实施方式,移相器可具有空转轮。具体地,空转轮可被配置成使得移相器14的拾取臂25在开关从第一开关(断开)位置处被移位至第二开关(接通)位置处的过程中不被移动。因此,从位置p1至位置p3的移相器的整个调节范围可用于调节辐射体之间的相位偏移。

根据可能的实施方式,可通过切换装置27来将共同的驱动机构17连接至机电致动器15。其中,切换装置可包括驱动轴以及多个输出轴,其中,切换装置通过驱动轴来被连接至机电致动器15,且多个输出轴被适配成被选择性地与驱动轴建立有效的连接。切换装置27的附加的输出轴可用于对天线的附加的开关和/或移相器进行移位,以便使得天线的开关和/或多个相位阵列的移相器可仅通过一个机电致动器15来被移位。其中,切换装置27也由天线控制单元所控制。具体地,切换装置可被配置成从de102011009600b3中所知的方式。

图3示出与图2所示的实施方式不同的另外的实施方式,不同之处仅在于两个独立的驱动机构17’、17”一方面用于对开关进行开关操作,另一方面用于对移相器进行移位,该驱动机构17’、17”被适配成交替地被连接至机电致动器15。为此,两个驱动机构17’、17”分别被连接至如前所述的切换装置27的两个独立的输出元件。其中,例如通过栓件18来分别被耦合至开关和移相器的偏心件19的推杆和/或齿轮单元或杠杆装置也可用作驱动机构。

因此,根据如图2所示的实施方式,为控制开关和相位阵列的移相器而只需要切换装置27的一个输出元件,但驱动机构需要稍微更复杂。然而,根据如图3所示的实施方式,为开关和相位阵列的移相器,需要切换装置27的两个独立的输出元件,而驱动机构则可具有更简化的结构设计。

根据本发明,优选地,分别与辐射体和相位阵列的正交极化关联的两个端口同时被切换。为此,用于两个极化的开关具体可借助相同的驱动机构来被机械地彼此耦合且被切换。同样,用于两个极化的移相器也可借助相同的驱动机构来被彼此耦合且被控制。

根据可能的实施方式,用于相位阵列的两个端口的两个开关可被设置成叠加模式,两个开关的旋转轴被对齐且拾取件被机械地彼此耦合。同样,移相器也可被设置成叠加模式,且它们的旋转轴被对齐且优选地被机械地彼此耦合。

根据本发明的天线可包括一个或多个相位阵列,一个或多个相位阵列未被适配成可去激活且在未设置有任何中间开关的情况下直接被连接至端口。这具体可以是天线的基础版本,该基础版本通常由任何运营商所使用。然而,一个或多个附加的相位阵列可被去激活和/或激活。但是,根据可替代的实施方式,天线的所有端口也可被去激活和/或激活。

除了对端口的去激活和/或激活之外,根据本发明的天线控制单元5的配置功能还允许对与端口3关联的通信接口6的去激活和/或激活。为此,通信接口具体以标准方式被安装且处于激活状态。然而,天线控制单元5忽略和/或阻断未被激活的通信接口的通信信号。因此,天线控制单元5和未被激活的通信接口之间的通信具体不可行,且相应地,具体不会有对移相器的调节以及其他数据服务。

然而,可通过配置功能来激活各自的通信接口,以便通过各自的通信接口来与天线控制单元5进行通信。

其中,端口和通信接口被适配成通过配置功能来彼此独立地被激活。具体地,与被激活的端口关联的通信接口可保持被去激活,或应当独立地被激活。

进一步,天线控制单元可包括矩阵,该矩阵确定可通过哪些通信接口来接入哪些相位阵列31。具体地,可通过矩阵来确定可通过通信接口来接入多个相位阵列,即具体确定,可通过共同的通信接口来调节多个相位阵列的倾斜角,以及/或,可通过共同的通信接口来读取用于多个相位阵列的各自的天线数据。可替代地或附加地,可通过矩阵来确定,可通过第一通信接口来排他性地接入天线的辐射体或相位阵列的第一子组,且可通过第二通信接口来排他性地接入辐射体或相位阵列的第二子组。因此,尤其在两个基站4、4’分别由不同的服务提供商所运营时,如图1所示,两个基站4、4’也可同时使用该天线。具体地,例如在天线不具有附加的辐射体和/或相位阵列时,各服务提供商将能够通过矩阵来控制与它们的基站关联的各自的辐射体或相位阵列。因此,一个基站将不会看到另一个基站。

其中,借助配置功能而通过矩阵的适当配置来进行用于决定可通过哪些通信接口来接入哪些辐射体和/或天线的调整。

由于可通过一个通信接口来控制多个相位阵列,运营商可不需要用于每个被激活的端口的被激活的通信接口。因此,原则上,附加的被激活的端口的通信接口可保持被去激活。

然而,优选地,通信接口具有探寻功能,该探寻功能允许测量通信信号和/或移动通信传输信号的渡越时间。因此,具有用于所有端口的被激活的通信接口可能会有利。如果运营商相应地需要附加的通信接口,则可通过配置功能来分别激活附加的通信接口。

作为附加的功能元件,传感器16或传感器装置16的多个传感器中的一个也可根据本发明而被去激活和/或激活。如果运营商相应地需要附加的传感器信息,则这些传感器可通过配置功能来被激活。该传感器可例如为倾斜传感器和/或位置传感器。可替代地或附加地,可设置有温度传感器和/或湿度传感器。例如,可以仅激活位置传感器。如果需要附加的数据,则可激活所剩余的传感器和/或数据组。因此,传感器的附加的服务特征可通过配置功能来被激活且也可被去激活。

不管可通过配置功能来激活和/或去激活哪些功能元件,可通过对天线控制单元的软件的软件更新来执行对功能单元的激活和/或去激活。例如,根据可能的实施方式,配置功能可通过配置文件来实施,该配置未见被存储在天线控制单元5的存储器中且从天线控制单元处读取。因此,可通过对配置单元的改变或替换来使对配置的各自的改变生效。

优选地,配置文件包括用于配置天线的所有信息,即具体未关于被激活和/或被去激活的端口、通信接口和/或传感器的信息。进一步,配置文件也可包括矩阵的配置,即通信接口与辐射体和/或相位阵列之间的关联。

然而,除了配置文件的更新之外,对功能元件的激活和/或去激活还可通过其他方式来借助软件而实施。关键的方面是可通过外部控制单元来接入配置功能。

优选地,在天线控制单元上实施有认证功能,该认证功能保证只有被授权的运营商才能接入配置功能。为此,具体地,可设置有应当被包含在配置文件中的软件签名,以便该文件可被加载至天线控制单元上和/或可被天线控制单元所考虑。

天线控制单元具体包括微处理器和存储器,在存储器中存储有软件程序和/或配置文件。优选地,软件程序具有如下性质:软件程序与配置文件一同配置天线且因此提供根据本发明的配置功能。

由于根据本发明的结构设计,天线的硬件只需要实质上较少数量的装置线路,从而通过减少款式的多样化来降低制造成本。另外,当需要附加的功能元件时,运营商可通过灵活的方式来尽快实现附加的功能元件,不需要交换天线。

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