天線設(shè)備和天線設(shè)備控制方法
【專利摘要】提供了一種能夠即使在改變方位角的情況下仍保持高天線發(fā)送和接收水平的天線設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的天線設(shè)備(100)包括：主輻射裝置(10)，其在發(fā)送時引導(dǎo)并發(fā)出無線電波，以及在接收時引導(dǎo)無線電波；天線構(gòu)件(20)，其在發(fā)送時反射由主輻射裝置(10)發(fā)出的無線電波并且形成發(fā)送束，以及在接收時反射在主輻射裝置(10)上接收到的波；角度調(diào)節(jié)裝置(40)，其改變主輻射裝置(10)和天線構(gòu)件(20)之間的相對角度；角度計算裝置(81)，其對于在主輻射裝置(10)中發(fā)生的方位角的位移來計算將在主輻射裝置(10)和天線構(gòu)件(20)之間形成的相對角度；以及控制裝置(82)，其基于所計算的相對角度來控制角度調(diào)節(jié)裝置。
【專利說明】
天線設(shè)備和天線設(shè)備控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及天線設(shè)備和天線設(shè)備控制方法，更具體涉及調(diào)節(jié)天線方位角的天線設(shè)備和天線設(shè)備控制方法。【背景技術(shù)】
[0002]已知在一個無線基站和另一無線基站之間不使用通信線纜進行無線通信的無線通信系統(tǒng)。具有方向性的相對天線被用于該通信。為了使用方向性天線執(zhí)行通信，重要的是天線總是朝向適當(dāng)方向以最大化接收水平。但是，即使當(dāng)天線建立在適當(dāng)方向上時，在安裝之后，存在由于環(huán)境影響而導(dǎo)致天線方向變化的各種因素，諸如由于大風(fēng)或日曬、地震等而造成的天線安裝基座的變形。
[0003]專利文獻1(日本未經(jīng)審查專利申請公布N0.2007-129624)公開了檢測風(fēng)向和風(fēng)速并且控制方向的天線。專利文獻1中公開的天線包括測量風(fēng)向和風(fēng)速的風(fēng)向和速度計算單元，以及在計算后估計由于天線位移造成的天線朝向錯誤的位移估計單元。天線隨后被朝向目標(biāo)方向驅(qū)動，從而基于計算結(jié)果校正錯誤。因此，即使當(dāng)天線由于風(fēng)而發(fā)生位移時，仍有可能將天線的朝向校正到適當(dāng)方向。
[0004]引用列表
[0005]專利文獻
[0006]PTL1:日本未經(jīng)審查專利申請公布N0.2007-129624
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]技術(shù)問題
[0008]近年來，為了滿足高速、高容量通信的要求，隨著高頻設(shè)備的發(fā)展以及載波頻率增加到微波范圍，用于無線通信的信號占用較大的帶寬。進一步，而且在P2P(點對點)通信中， 進行著使用相對天線的微波通信。當(dāng)方向性天線用于實現(xiàn)微波通信時，天線束的寬度顯著變窄。
[0009]因此，例如，在E頻帶中(2ft，80GHZ)無線通信中，束寬度大約為0.3°。如果束寬度像這樣變窄，則接收水平顯著降低，即使在通信期間只有天線的小位移，這仍可以造成線中斷。因為諸如無線基站的通信基礎(chǔ)設(shè)施即使在糟糕環(huán)境下或者在諸如地震的災(zāi)難事件中仍需要保持通信，所以方向性天線的方向控制是待解決的問題。
[0010]用于天文觀察等的大型天線被假定為專利文獻1中公開的天線。專利文獻1中描述的檢測風(fēng)向和風(fēng)速并且控制天線方向的系統(tǒng)不適用于使用具有非常窄的束寬度的微波的無線通信，這種無線通信需要天線角度的精細調(diào)節(jié)。
[0011]本發(fā)明的示例目標(biāo)在于提供一種天線設(shè)備和天線設(shè)備控制方法，其能夠高度準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)天線位置并且即使在天線方位角改變的類似大風(fēng)或災(zāi)難的環(huán)境下仍保持高發(fā)送和接收水平。
[0012]問題的解決方案
[0013]根據(jù)本發(fā)明示例方面的一種天線設(shè)備包括:主輻射裝置，其用于在發(fā)送時引導(dǎo)并發(fā)出無線電波，以及在接收時引導(dǎo)無線電波;天線構(gòu)件，其用于在發(fā)送時反射由所述主輻射裝置發(fā)出的無線電波并且形成發(fā)送束，以及在接收時反射在所述主輻射裝置上接收到的波;角度調(diào)節(jié)裝置，其用于改變所述主輻射裝置和所述天線構(gòu)件之間的相對角度;角度計算裝置，其用于對于在所述主輻射裝置中發(fā)生的方位角的位移來計算在所述主輻射裝置和所述天線構(gòu)件之間將形成的所述相對角度；以及控制裝置，其用于基于所計算的相對角度來控制所述角度調(diào)節(jié)裝置。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的示例方面的一種天線設(shè)備的控制方法是一種天線設(shè)備的控制方法， 所述天線設(shè)備包括:主輻射裝置，其用于在發(fā)送時引導(dǎo)并發(fā)出無線電波，以及在接收時引導(dǎo)無線電波;天線構(gòu)件，其用于在發(fā)送時反射由所述主輻射裝置發(fā)出的無線電波并且形成發(fā)送束，以及在接收時反射在所述主輻射裝置上接收到的波;角度調(diào)節(jié)裝置，其用于改變所述主輻射裝置和所述天線構(gòu)件之間的相對角度；角度計算裝置，其用于對于在所述主輻射裝置中發(fā)生的方位角的位移來計算在所述主輻射裝置和所述天線構(gòu)件之間將形成的所述相對角度；以及控制裝置，其用于基于所計算的相對角度來控制所述角度調(diào)節(jié)裝置，所述方法包括:對于在所述主輻射裝置中發(fā)生的方位角的位移來計算在所述主輻射裝置和所述天線構(gòu)件之間將形成的所述相對角度；以及基于所計算的相對角度來控制所述角度調(diào)節(jié)裝置。
[0015]發(fā)明的有益效果
[0016]根據(jù)本發(fā)明的示例實施例，能夠提供一種天線設(shè)備和天線設(shè)備控制方法，其能夠高度準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)天線位置且即使在天線方位角變化的類似大風(fēng)或災(zāi)難的環(huán)境下仍保持高發(fā)送和接收水平?！靖綀D說明】
[0017]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的第一示例實施例的天線設(shè)備的橫截面視圖。
[0018]圖2是示出角度調(diào)節(jié)裝置的天線設(shè)備的分解透視圖。
[0019]圖3A是天線設(shè)備的功能框圖。
[0020]圖3B是在使用加速度檢測裝置情況下的天線設(shè)備的功能框圖。
[0021]圖4是示出待校正的發(fā)送束的方位角與用來相對于主輻射裝置旋轉(zhuǎn)天線構(gòu)件的角度(相對角度)之間的關(guān)系的視圖。
[0022]圖5是示出天線設(shè)備的操作的流程圖。[〇〇23]圖6是根據(jù)本發(fā)明的第二示例實施例的天線設(shè)備的功能框圖。[〇〇24]圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的第二示例實施例的天線設(shè)備的操作的流程圖。
[0025]圖8是示出角度調(diào)節(jié)裝置的可替換示例的視圖。
[0026]圖9是示出角度調(diào)節(jié)裝置的可替換示例的視圖。
[0027]圖10是示出角度調(diào)節(jié)裝置的可替換示例的視圖。【具體實施方式】[〇〇28][第一示例實施例][〇〇29]下文結(jié)合附圖來描述根據(jù)本發(fā)明的第一示例實施例的天線設(shè)備100的結(jié)構(gòu)。[〇〇3〇]如圖1和2中所示，天線設(shè)備100安裝在桿50上，桿的基端50a固定安裝在地面上。具體地說，外殼30的后側(cè)30b固定安裝在桿50的中間。例如，外殼30是剛性的且抗變形的矩形盒子。發(fā)送和接收無線電波的發(fā)送和接收電路60被封裝并固定在外殼30中。例如，外殼30是室外設(shè)備的一部分。天線構(gòu)件20的后側(cè)20b通過未示出的耦合裝置45耦合到外殼30a的前側(cè) 30a〇
[0031]天線構(gòu)件20由此以繞著作為旋轉(zhuǎn)中心的耦合裝置在仰俯和橫擺方向上的特定角度范圍中自由旋轉(zhuǎn)的方式耦合到外殼30。例如，天線構(gòu)件20是拋物線形天線的反射器構(gòu)件。 例如，普通萬向節(jié)可用于耦合裝置45。[〇〇32]主輻射裝置10的基端通過引導(dǎo)無線電波的波導(dǎo)管70耦合到發(fā)送和接收電路60,使得其主體l〇a置于天線構(gòu)件20的前側(cè)20a之前。波導(dǎo)管70通過外殼30的前側(cè)中的孔洞30c耦合到發(fā)送和接收電路60。在這個示例中，主輻射裝置10可以被視為固定到外殼30上。[〇〇33]主輻射裝置10和天線構(gòu)件20彼此不耦合。具體地說，天線構(gòu)件20可以在俯仰和橫擺方向上的特定角度范圍中相對于主輻射裝置10自由旋轉(zhuǎn)。調(diào)節(jié)天線構(gòu)件20的方位角的角度調(diào)節(jié)裝置40安裝在天線構(gòu)件20的后側(cè)和外殼30的前側(cè)之間。[〇〇34]參看圖1和2,角度調(diào)節(jié)裝置40的板40e的后側(cè)40f固定到外殼30的前側(cè)30a。角度調(diào)節(jié)裝置40在板40e的前側(cè)40g的四個角上具有多個致動器40a、40b、40c和40d。板40e在中心具有孔洞40h，外殼30的前側(cè)30a具有孔洞30c。角度調(diào)節(jié)裝置40安裝在外殼30上，使得耦合到主輻射裝置10的波導(dǎo)管70被插入穿過孔洞40h和30c，盡管在圖2中沒有示出。[〇〇35] 致動器40a、40b、40c和40d的基端分別耦合到板40e的前側(cè)40g的四個角，且前端分別耦合到天線構(gòu)件20的后側(cè)20b。壓電元件可以用于致動器40a、40b、40c和40d。每個致動器 40a、40b、40c和40d可以被視為處于不延伸和收縮的狀態(tài)的剛性體。[〇〇36]因此，通過這樣的耦合，天線構(gòu)件20可以被視為，以致動器40a、40b、40c和40d不延伸和收縮的狀態(tài)固定于外殼30。因為主輻射裝置10還以這種狀態(tài)固定到外殼30,所以主輻射裝置10相對于天線構(gòu)件20不移動。[〇〇37]當(dāng)致動器40a、40b、40c和40d被互相獨立驅(qū)動時，天線構(gòu)件20圍繞作為旋轉(zhuǎn)中心的耦合裝置45在致動器40a、40b、40c和40d的沖程范圍內(nèi)實現(xiàn)的特定角度范圍中旋轉(zhuǎn)，且天線構(gòu)件20對于主輻射裝置10的相對角度由此而改變。[〇〇38]通過上面的結(jié)構(gòu)，在發(fā)送時，主輻射裝置10從其前端發(fā)出從發(fā)送和接收電路60引導(dǎo)的無線電波，以在天線構(gòu)件20的前側(cè)20a上反射無線電波。天線構(gòu)件20在天線構(gòu)件20的前偵00a上反射無線電波，形成發(fā)送束并且將其作為發(fā)送波來發(fā)送。在接收時，天線構(gòu)件20在前側(cè)20a上反射無線電波以將無線電波集中到主輻射裝置10的前端。主輻射裝置10將無線電波從前端引導(dǎo)到發(fā)送和接收電路60,以作為接收波。此外，盡管未示出，放置了向天線設(shè)備100供應(yīng)電力的電源設(shè)備。[〇〇39]下文結(jié)合附圖來描述天線設(shè)備100的功能配置。
[0040]圖3A是天線設(shè)備10的功能框圖。已經(jīng)在主輻射裝置10中發(fā)生的方位角的位移被輸入到角度計算裝置81。方位角的位移可以由操作員來輸入或者可以基于使用檢測裝置檢測到的數(shù)據(jù)來計算。對于已經(jīng)在主輻射裝置10中發(fā)生的方位角的位移，角度計算裝置81計算待校正的由天線構(gòu)件20形成的發(fā)送束的方位角0以及天線構(gòu)件20相對于主輻射裝置10的相對角度。該計算也可以用于計算待校正以保持接收波的接收水平的方位角9和天線構(gòu)件20 相對于主輻射裝置10的相對角度01。
[0041]待校正的方位角0是基于輸入的方位角的位移而計算的。因為天線設(shè)備100具有天線構(gòu)件20相對主輻射裝置10成一角度的結(jié)構(gòu)，所計算的待校正的方位角0不能被直接應(yīng)用為天線構(gòu)件20的旋轉(zhuǎn)角度。
[0042]通過下面的公式(1)來計算相對角度01。
[0043] 01 = 1/2X0……(1)[〇〇44]具體地，相對角度01是待校正的發(fā)送束的方位角0的1/2。這將使天線構(gòu)件20的發(fā)出表面(前側(cè)20a)從自主輻射裝置10發(fā)出的無線電波的焦點偏離。例如，如圖4中所示，用于使發(fā)送束的方位角偏移0.3°的相對角度是0.15°。因此，當(dāng)天線構(gòu)件20旋轉(zhuǎn)相對角度時，發(fā)送束的方位角旋轉(zhuǎn)相對角度兩倍的角度。角度計算裝置81對每個橫擺和俯仰方向計算相對角度91。
[0045]可以檢測到在輸入的方位角的位移處發(fā)生在外殼30中的加速度，且可以基于加速度來計算方位角的位移?？梢允褂靡阎夹g(shù)來計算方位角的位移。進一步，加速度檢測裝置 80可以作為檢測加速度的裝置被安裝。圖3B是在使用加速度檢測裝置80的情況下的天線設(shè)備10的功能框圖。盡管加速度檢測裝置80安裝在外殼30上，但是例如，其可以安裝在另一部分上，只要可以計算方位角的位移。[〇〇46]例如，加速度檢測裝置80檢測發(fā)生在外殼30中的加速度。加速度檢測裝置80安裝在外殼30外，諸如固定到外殼30的角度調(diào)節(jié)裝置40的板40e。加速度發(fā)生在外殼30中這一情況表明，例如由于諸如大風(fēng)或震動的環(huán)境因素，桿50正在移動的狀態(tài)一一例如震動。
[0047]對于加速度的檢測，可以使用安裝在加速度檢測裝置80上的加速度傳感器。例如， 用于移動電話的加速度傳感器、傾斜傳感器等可以用于加速度傳感器。任何傳感器可以用于加速度傳感器，只要其能夠檢測位移、橫擺角度、俯仰等。進一步，除了檢測加速度，可以直接檢測外殼30的傾斜度。此外，可以通過利用視頻攝像機成像或者通過使用光學(xué)測量來檢測外殼30的傾斜度。[〇〇48]在檢測到加速度的狀態(tài)中，天線構(gòu)件20所形成的發(fā)送束的方向改變。然后，角度計算裝置81使用已知技術(shù)基于已經(jīng)檢測到且由加速度檢測裝置80輸出的輸入加速度數(shù)據(jù)來計算待校正的方位角9(方位角的位移)。在此之后，角度計算裝置81基于方位角的位移來計算在主輻射裝置10和天線構(gòu)件20之間將形成的相對角度。[〇〇49]控制裝置82接收已經(jīng)計算出來且由角度計算裝置81輸出的相對角度數(shù)據(jù)，基于相對角度數(shù)據(jù)驅(qū)動角度調(diào)節(jié)裝置40的致動器40a、40b、40c和40d，由此改變天線構(gòu)件20的方向。具體地，控制裝置82控制角度調(diào)節(jié)裝置40,以在待校正的發(fā)送束的方位角的方向上，或者在待校正以便不導(dǎo)致接收波的接收水平降低的方位角的方向上，改變天線構(gòu)件20對于主輻射裝置10的相對角度。
[0050]此時，因為主輻射裝置10固定且耦合到天線設(shè)備100中的外殼30,以所計算的相對角度旋轉(zhuǎn)天線構(gòu)件20,以便使其具有相對角度?？刂蒲b置82對于偏移發(fā)送束的角度，也就是相對角度的值有限制，由此，防止當(dāng)輸入的方位角的位移超過限制時、當(dāng)加速度檢測裝置80 不正確地檢測到加速度時等情況下的通信中斷。
[0051]控制裝置82在每個橫擺和俯仰方向上進行角度調(diào)節(jié)。例如，為了在俯仰方向上將發(fā)送束的方位角減小控制裝置82控制延伸安裝在其上的致動器40a和40d并由此將天線構(gòu)件20向下旋轉(zhuǎn)如上所述的相對角度01。
[0052]控制裝置82由此控制角度調(diào)節(jié)裝置40以在發(fā)送時將發(fā)送束的方向保持在特定范圍內(nèi)，以及保持由發(fā)送和接收電路60發(fā)送的發(fā)送波的水平。進一步，控制裝置82控制角度調(diào)節(jié)裝置40以在接收時將接收波的接收水平保持在特定范圍內(nèi)?？刂蒲b置82以相同方式執(zhí)行天線構(gòu)件20的橫擺角度控制。例如，控制裝置82安裝在加速度檢測裝置80上。[〇〇53]下面結(jié)合圖5來描述天線設(shè)備100的操作。[〇〇54]由于諸如天線構(gòu)件20上的大風(fēng)或從桿50的基端50a傳送的地面的震動的環(huán)境因素，加速度發(fā)生在外殼30中以使得外殼30傾斜。加速度檢測裝置80檢測到加速度(S100)。加速度檢測裝置80向角度計算裝置81輸入檢測到的加速度數(shù)據(jù)?；谳斎氲募铀俣葦?shù)據(jù)，角度計算裝置81計算天線構(gòu)件20對于主輻射裝置10的相對角度，以便保持由天線構(gòu)件20所形成的發(fā)送束的方向或者保持接收波的接收水平(S110)。[〇〇55]角度計算裝置81向控制裝置82輸入計算的相對角度數(shù)據(jù)?？刂蒲b置82基于輸入的相對角度數(shù)據(jù)來控制角度調(diào)節(jié)裝置40(S120)。通過上面的處理，天線設(shè)備100在發(fā)送和接收時調(diào)節(jié)天線構(gòu)件20的方位角。[〇〇56]上述處理用于天線構(gòu)件20的一個軸的方向控制。因此，對于另一軸的方向控制可以執(zhí)行相同的處理。對于多個軸的方向控制，上述處理可以順序執(zhí)行或者并行執(zhí)行。[〇〇57]如上所述，天線設(shè)備100可以高準(zhǔn)確度地調(diào)節(jié)天線構(gòu)件20的位置并且保持高發(fā)送和接收水平，即使在天線的方位角改變的諸如大風(fēng)或災(zāi)難的環(huán)境下也不中斷通信。因為天線設(shè)備100使用壓電元件來進行天線構(gòu)件20的角度調(diào)節(jié)，天線構(gòu)件20的定位可以在無限分解下完成。[〇〇58]進一步，由于天線設(shè)備100使用壓電元件，能夠降低驅(qū)動期間的功耗。天線設(shè)備100 可以由此通過使用從現(xiàn)有電源設(shè)備的供電而操作。而且，因為天線設(shè)備100使用壓電元件， 對于外殼30的傾斜角度，能夠立即校正天線構(gòu)件20的角度。此外，因為壓電元件只有幾個機械零件，天線設(shè)備1〇〇以免維護的操作為特征。[〇〇59]進一步，因為天線設(shè)備100在上述結(jié)構(gòu)中基于外殼30的加速度來調(diào)節(jié)天線構(gòu)件20 的角度，不需要檢測從相對天線接收到的接收波的水平的機制，這允許設(shè)備結(jié)構(gòu)的簡化。進一步，天線設(shè)備100可以使用現(xiàn)有加速度傳感器來檢測加速度，這允許設(shè)備以低成本構(gòu)筑。 而且，如果主輻射裝置10、天線構(gòu)件20、角度調(diào)節(jié)裝置40和加速度檢測裝置80被集成為一個天線單元，該天線單元可以安裝在另一現(xiàn)有外殼上，這使得該天線單元能夠被替換。
[0060][第二示例實施例]
[0061]下文結(jié)合附圖來描述根據(jù)本發(fā)明的第二示例實施例的天線設(shè)備100。
[0062]根據(jù)這個示例實施例的天線設(shè)備200具有與根據(jù)第一示例實施例的天線設(shè)備的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)，且相同附圖標(biāo)記被用于描述相同元件，并且忽略對冗余部分的描述。[〇〇63]在第一示例實施例中，角度計算裝置81基于加速度檢測裝置80所檢測到的加速度來計算外殼30的傾斜角度并且使用該傾斜角度來計算相對角度。但是，在放置天線設(shè)備100 的實際環(huán)境中，檢測到的加速度包含噪聲。如較早前所述，因為角度計算裝置81通過執(zhí)行加速度的集成來計算傾斜角度，如果重復(fù)地執(zhí)行噪聲水平加速度的集成，會出現(xiàn)問題，即在計算結(jié)果中累積了錯誤。[〇〇64]圖6是天線設(shè)備200的功能框圖。在天線設(shè)備200中，角度計算裝置85不同于天線設(shè)備100的角度計算裝置81。
[0065]下面描述角度計算裝置85。[〇〇66]角度計算裝置85接收已經(jīng)由加速度檢測裝置80檢測到并輸出的加速度數(shù)據(jù)。基于加速度數(shù)據(jù)，角度計算裝置85計算待校正的由天線構(gòu)件20形成的發(fā)送束的方位角并且計算相對角度。在這個過程中，角度計算裝置85通過執(zhí)行加速度數(shù)據(jù)的集成來計算外殼30的傾斜角度，并且使用該傾斜角度來計算相對角度。
[0067]當(dāng)執(zhí)行集成時，作為針對噪聲的測量，當(dāng)加速度數(shù)據(jù)等于或大于預(yù)定的閾值a時， 角度計算裝置85輸出方位角的計算結(jié)果，而當(dāng)加速度數(shù)據(jù)小于閾值a時不輸出方位角的計算結(jié)果。具體地，角度計算裝置85對于加速度檢測裝置80的加速度傳感器的輸出數(shù)據(jù)在計算結(jié)果的輸出中設(shè)置死區(qū)。
[0068]角度計算裝置85進一步在特定時間段內(nèi)采樣由加速度檢測裝置80輸出的加速度數(shù)據(jù)。當(dāng)多個采樣的加速度數(shù)據(jù)值的波動在閾值b之內(nèi)時，角度計算裝置85獲取作為加速度傳感器輸出零點的偏移值的波動數(shù)據(jù)值并且偏移加速度檢測裝置80的輸出值。具體地，角度計算裝置85在特定時間段內(nèi)采樣檢測到的加速度，計算外殼30的傾斜角度的偏移值，并且偏移傾斜角度。[〇〇69]下為結(jié)合圖7來描述天線設(shè)備200的操作。[〇〇7〇]角度計算裝置85獲取由加速度檢測裝置80輸出的加速度數(shù)據(jù)(S200)。角度計算裝置85判斷關(guān)于加速度數(shù)據(jù)是否大于指定閾值a的死區(qū)(S210)。當(dāng)判斷的結(jié)果為“是”(S210為 “是”)，角度計算裝置85判斷特定時間段期間加速度數(shù)據(jù)的多個采樣值的波動是否大于指定閾值b(S220)。[〇〇71]當(dāng)判斷結(jié)果小于閾值b時(S220為“是”)，角度計算裝置85計算用來旋轉(zhuǎn)天線構(gòu)件 20的天線構(gòu)件20對于主輻射裝置10的相對角度(S230)。角度計算裝置85向控制裝置82輸出相對角度數(shù)據(jù)，基于相對角度數(shù)據(jù)，控制裝置82控制角度調(diào)節(jié)裝置40旋轉(zhuǎn)天線構(gòu)件20以便將發(fā)送束的方向保持在特定范圍內(nèi)(S240)。當(dāng)加速度檢測裝置80不輸出加速度數(shù)據(jù)時 (S250為“否”)，角度計算裝置85結(jié)束處理。[〇〇72]當(dāng)步驟S210的判斷結(jié)果為“否”(S210為“否”)，即在加速度數(shù)據(jù)的輸出結(jié)果等于或小于閾值a時，角度計算裝置85不計算相對角度(S260)，進入待機模式以等待加速度數(shù)據(jù)的輸入，然后返回步驟S200。
[0073]當(dāng)步驟S220的判斷結(jié)果是小于閾值b時(S220為“否”)，即當(dāng)加速度數(shù)據(jù)的輸出值的波動等于或小于閾值b時，角度計算裝置85偏移加速度檢測裝置80的加速度數(shù)據(jù)的輸出值的零點(S270)并且然后前進到步驟S260。
[0074]當(dāng)加速度檢測裝置80輸出加速度數(shù)據(jù)(S250為“是”)時，角度計算裝置85前進到步驟S200。上述處理用于天線構(gòu)件20的一個軸的方向控制。因此，對于另一軸的方向控制可以執(zhí)行相同處理。對于多個軸的方向控制，上述處理可以順序執(zhí)行或并行執(zhí)行。[〇〇75]如上所述，天線設(shè)備200可以去除加速度檢測裝置80輸出的加速度數(shù)據(jù)的噪聲并且高度準(zhǔn)確地控制天線構(gòu)件20的方位角且保持高發(fā)送和接收水平，即使在諸如大風(fēng)或災(zāi)難以震動天線構(gòu)件的環(huán)境下也不中斷通信。進一步，天線設(shè)備200在特定時間段內(nèi)采樣加速度檢測裝置80輸出的加速度數(shù)據(jù)并且可以由此偏移加速度數(shù)據(jù)的零點。[〇〇76][其他示例實施例]
[0077]僅僅通過說明的方式來描述上述示例實施例，如下所述的可替換示例也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0078]在根據(jù)第一示例實施例的天線設(shè)備100中，通過由角度調(diào)節(jié)裝置40旋轉(zhuǎn)天線構(gòu)件 20來調(diào)節(jié)天線構(gòu)件20對于主輻射裝置10的相對角度?？商鎿Q地，天線構(gòu)件20可以固定于外殼30,且可以通過由角度調(diào)節(jié)裝置40相對于外殼30旋轉(zhuǎn)主輻射裝置10來調(diào)節(jié)主輻射裝置10 對于天線構(gòu)件20的相對角度。在此情況下，柔性波導(dǎo)管可用于耦合發(fā)送和接收電路60與主輻射裝置10的波導(dǎo)管70。[〇〇79]在此情況下，因為相比天線構(gòu)件20,主輻射裝置10更輕且更少受到風(fēng)力影響，天線設(shè)備100可以以更少的功率來驅(qū)動角度調(diào)節(jié)裝置40。
[0080]在天線設(shè)備100中，角度調(diào)節(jié)裝置40使用四個致動器40a到40d。各種模式，不限于這些致動器40a到40d的數(shù)量或放置，可以用于天線構(gòu)件的角度調(diào)節(jié)。例如，可以通過如圖8 中所示的三個致動器401、40j和40k來執(zhí)行天線構(gòu)件20在橫擺和俯仰方向上的方位角控制。 可替換地，如圖9中所示，在板40a的相對邊的位置的附近，可以將致動器40m和40n放置在彼此相對布置的一對安裝位置中的一個上，并且可以將可旋轉(zhuǎn)耦合裝置45d和45e放置在所述一對安裝位置中的另一個位置。
[0081]在此情況下，致動器的數(shù)量可以減少，且天線設(shè)備100可以以更少的功率來驅(qū)動角度調(diào)節(jié)裝置40。[〇〇82]在第一示例實施例中，角度調(diào)節(jié)裝置40的致動器40a到40d靠近天線構(gòu)件20的中心安裝。如果如圖10中所示致動器的安裝位置更接近于天線構(gòu)件20的邊緣，則致動器可以以更少的驅(qū)動功率來旋轉(zhuǎn)天線構(gòu)件20。[〇〇83]在此情況下，天線設(shè)備100可以以更少的功率來驅(qū)動角度調(diào)節(jié)裝置40。[〇〇84]在以上的示例實施例中，萬向節(jié)作為示例被用于天線構(gòu)件20和外殼30之間的耦合裝置45。除了萬向節(jié)，可以將諸如金屬板的彈性體用于耦合裝置45。進一步，靠近天線單元 20的安裝位置的零件可以被形成為彈性的。[〇〇85]在此情況下，通過將諸如金屬板的彈性體用于耦合裝置45,能夠防止天線構(gòu)件20 的旋轉(zhuǎn)機制由于可移動零件的腐蝕而被卡住，這增強了天線設(shè)備100的免維護操作。
[0086]在第二示例實施例中，天線設(shè)備200通過采樣來檢測加速度數(shù)據(jù)的波動并且偏移加速度數(shù)據(jù)的零點?？梢酝ㄟ^改變采樣技術(shù)來檢測外殼30的傾斜度隨著時間的變化。具體地，由地面下陷等所導(dǎo)致的桿50的傾斜度可以被檢測到。[〇〇87]在此情況下，天線設(shè)備200可以檢測到外殼30的傾斜度隨著時間的變化。[〇〇88]可以通過將管理端連接到天線設(shè)備100或天線設(shè)備200所連接到的網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)實時監(jiān)視天線設(shè)備100或200的監(jiān)視系統(tǒng)。管理端可以檢測到災(zāi)難以幫助恢復(fù)，或者其可以去除對天線設(shè)備100或天線設(shè)備200的控制。
[0089]各種類型的電機可以用于角度調(diào)節(jié)裝置，只要監(jiān)視器可以旋轉(zhuǎn)天線構(gòu)件20。例如， 可以使用各種類型的直線電機或超聲波電機。在使用直線電機的情況下，電機旋轉(zhuǎn)的軌跡優(yōu)選是圓弧。
[0090]在控制裝置82中，角度計算裝置85和加速度檢測裝置80和85可以是由各種邏輯元件組成的專用硬件?？商鎿Q地，可以通過將給定程序合并到具有CPU(中央處理設(shè)備)、存儲器(存儲設(shè)備)等的計算機中來實現(xiàn)控制裝置82的功能單元的功能。通過諸如互聯(lián)網(wǎng)的通信裝置或諸如CD-ROM或存儲卡的非易失性記錄介質(zhì)將天線朝向調(diào)節(jié)程序安裝到具有CPU和存儲器的計算機中的存儲器中且使得該CPU等以所安裝的程序來操作，可以實現(xiàn)上述功能單元。通過直接將存儲卡、CD-ROM等插入到計算機中或外部連接讀取諸如存儲介質(zhì)的設(shè)備，可以將程序安裝到計算機。進一步，通過將有線或無線通信線路連接到計算機來進行通信，可以來提供和安裝程序。
[0091]應(yīng)該注意到，本發(fā)明不限于上述的示例實施例，并且可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)以許多方式變化。
[0092]例如，上面公開的整體或部分示例實施例可以被描述為，但不限于，下面的附錄。
[0093](附錄 1)[〇〇94] 一種天線設(shè)備，包括:
[0095]主輻射裝置，其通過引導(dǎo)無線電波的波導(dǎo)管耦合到發(fā)送和接收無線電波的發(fā)送和接收電路，用于在發(fā)送時引導(dǎo)并發(fā)送來自發(fā)送和接收電路的無線電波，以及在接收時將無線電波引導(dǎo)到發(fā)送和接收電路；
[0096]天線構(gòu)件，其耦合到包含所述發(fā)送和接收電路的外殼，用于在發(fā)送時反射由所述主輻射裝置發(fā)出的無線電波并且形成發(fā)送束，以及在接收時反射在所述主輻射裝置上接收到的波；[〇〇97]角度調(diào)節(jié)裝置，其安裝在所述外殼上，用于改變所述主輻射裝置和所述天線構(gòu)件之間的相對角度；[〇〇98]角度計算裝置，其用于對于在所述主輻射裝置中發(fā)生的方位角的位移來計算將在所述主輻射裝置和所述天線構(gòu)件之間形成的所述相對角度；以及[〇〇99]控制裝置，其用于基于所計算的相對角度來控制所述角度調(diào)節(jié)裝置。
[0100](附錄 2)
[0101]根據(jù)附錄1的天線設(shè)備，其中，所述角度調(diào)節(jié)裝置包括在靠近所述天線構(gòu)件的中心的位置處彼此相對放置的多個致動器。
[0102](附錄 3)
[0103]根據(jù)附錄1的天線設(shè)備，其中，所述角度調(diào)節(jié)裝置包括在靠近所述天線構(gòu)件的邊緣的位置處彼此相對放置的多個致動器。
[0104](附錄 4)
[0105]根據(jù)附錄1到3中的任意一項的天線設(shè)備，包括:
[0106]耦合構(gòu)件，其用于將所述天線構(gòu)件可旋轉(zhuǎn)地耦合到所述外殼，其中，所述耦合構(gòu)件由彈性體制成。[〇1〇7](附錄 5)
[0108]—種監(jiān)視設(shè)備，其通過與網(wǎng)絡(luò)相連接的終端來監(jiān)視或控制被連接到所述網(wǎng)絡(luò)的根據(jù)附錄1到4中任意一項所述的天線設(shè)備。
[0109]盡管已經(jīng)結(jié)合示例實施例特別示出和描述了本發(fā)明，但本發(fā)明不限于這些實施例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解，其中可以進行形式和細節(jié)上的各種改變，而不背離如權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍。
[0110]本申請基于2014年2月17日提交的日本專利申請N0.2014-27795，并且要求其優(yōu)先權(quán)的利益，其整體公開內(nèi)容通過援引并入本文。
[0111]附圖標(biāo)記列表
[0112]10主輻射裝置
[0113]l〇a主體
[0114]20天線構(gòu)件
[0115]20a前側(cè)
[0116]20b后側(cè)
[0117]30外殼
[0118]30a前側(cè)
[0119]30b后側(cè)
[0120]30c孔洞[〇121]40角度調(diào)節(jié)裝置
[0122]40角度調(diào)節(jié)裝置
[0123]40a，b，c，d，i,j，k，m，n 致動器
[0124]40e板
[0125]40f后側(cè)
[0126]40g前側(cè)
[0127]40h孔洞
[0128]45耦合裝置
[0129]45d，e耦合裝置
[0130]50桿
[0131]50a基端
[0132]60發(fā)送和接收電路
[0133]70波導(dǎo)管
[0134]80加速度檢測裝置
[0135]81角度計算裝置
[0136]82控制裝置
[0137]85角度計算裝置
[0138]1〇〇天線設(shè)備
[0139]200天線設(shè)備
【主權(quán)項】
1.一種天線設(shè)備，包括:主輻射裝置，其用于在發(fā)送時引導(dǎo)并發(fā)出無線電波，以及在接收時引導(dǎo)無線電波；天線構(gòu)件，其用于在發(fā)送時反射由所述主輻射裝置發(fā)出的無線電波并且形成發(fā)送束， 以及在接收時反射在所述主輻射裝置上接收到的波；角度調(diào)節(jié)裝置，其用于改變所述主輻射裝置和所述天線構(gòu)件之間的相對角度；角度計算裝置，其用于對于在所述主輻射裝置中發(fā)生的方位角的位移來計算將在所述 主輻射裝置和所述天線構(gòu)件之間形成的所述相對角度；以及控制裝置，其用于基于所計算的相對角度來控制所述角度調(diào)節(jié)裝置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線設(shè)備，進一步包括:加速度檢測裝置，其用于檢測在上面安裝有所述角度調(diào)節(jié)裝置的外殼中發(fā)生的加速 度，其中，所述角度計算裝置基于所檢測到的加速度來計算所述方位角的位移。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的天線設(shè)備，其中，所述加速度檢測裝置被安裝在所述外殼上。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的天線設(shè)備，其中，所述角度調(diào)節(jié)裝置旋轉(zhuǎn)所述天線構(gòu)件，以改變與所述主輻射裝置的所述相對角度。5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的天線設(shè)備，其中，所述角度調(diào)節(jié)裝置旋轉(zhuǎn)所述主輻射裝置，以改變與所述天線構(gòu)件的所述相對角度。6.根據(jù)權(quán)利要求2、3、4或5所述的天線設(shè)備，其中，當(dāng)所檢測到的加速度等于或大于指定閾值時，所述角度計算裝置計算所述相對角度。7.根據(jù)權(quán)利要求2、3、4、5或6所述的天線設(shè)備，其中，所述天線計算裝置在特定時間段內(nèi)對所檢測到的加速度進行采樣，并且計算所述外殼 的傾斜角度的零點的偏移值。8.—種天線設(shè)備的控制方法，所述天線設(shè)備包括:主輻射裝置，其用于在發(fā)送時引導(dǎo)并發(fā)出無線電波，以及在接收時引導(dǎo)無線電波；天線構(gòu)件，其用于在發(fā)送時反射由所述主輻射裝置發(fā)出的無線電波并且形成發(fā)送束， 以及在接收時反射在所述主輻射裝置上接收到的波；角度調(diào)節(jié)裝置，其用于改變所述主輻射裝置和所述天線構(gòu)件之間的相對角度；角度計算裝置，其用于對于在所述主輻射裝置中發(fā)生的方位角的位移來計算將在所述 主輻射裝置和所述天線構(gòu)件之間形成的所述相對角度；以及控制裝置，其用于基于所計算的相對角度來控制所述角度調(diào)節(jié)裝置，所述方法包括:對于在所述主輻射裝置中發(fā)生的方位角的位移，來計算將在所述主輻射裝置和所述天 線構(gòu)件之間形成的所述相對角度；以及基于所計算的相對角度來控制所述角度調(diào)節(jié)裝置。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的天線設(shè)備的控制方法，所述天線設(shè)備進一步包括:加速度檢測裝置，其用于檢測在上面安裝有所述角度調(diào)節(jié)裝置的外殼中發(fā)生的加速 度，所述方法包括:基于所檢測到的加速度來計算所述方位角的位移。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的天線設(shè)備的控制方法，其中， 所檢測到的加速度是發(fā)生在所述外殼中的加速度。
【文檔編號】H01Q15/16GK105981222SQ201580008032
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2015年1月30日
【發(fā)明人】田中宣幸
【申請人】日本電氣株式會社