[发明专利]用于基站天线的传动机构和基站天线

说明书

本公开涉及一种用于基站天线的传动机构、以及包含该传动机构的基站天线。所述传动机构包括马达和至少一个连杆，其中，所述连杆的第一端设置有齿轮机构，所述马达经由所述齿轮机构来驱动所述连杆旋转；并且其中，所述连杆的与所述第一端相反的第二端设置有蜗轮蜗杆单元，所述蜗轮蜗杆单元构造成在所述连杆旋转时驱动移相器的可移动元件。根据本公开的传动机构能够通过蜗轮蜗杆单元产生更大的驱动力、其具有更短的轴向长度和更小的高度，因此特别适用于结构更紧凑和更薄的5G基站天线。

技术领域

本公开总体上涉及通信系统。更特别地，本公开涉及一种用于基站天线的传动机构、以及包含该传动机构的基站天线。

背景技术

蜂窝通信系统用于向固定和移动用户提供无线通信。蜂窝通信系统可以包括多个基站，每个基站为指定的覆盖区域(通常称为“小区”)提供无线蜂窝服务。每个基站可以包括一个或多个基站天线，该基站天线用于向位于由该基站服务的小区内的用户发射射频(“RF”)信号，并从该用户接收RF信号。基站天线是定向设备，其能够将在某些方向上发射或从某些方向上接收的RF能量进行集中。

现代基站天线通常包括两个、三个或更多个线性(或平面)阵列的辐射元件，其中每个线性阵列具有可电子调节的下倾角。线性阵列通常包括交叉极化辐射元件，并且设置了单独的移相器用于针对每个极化电子地调节天线波束的下倾角，使得天线可以包括两倍于线性阵列的移相器。此外，在许多天线中，设置了单独的发射和接收移相器，使得可以独立地调节发射和接收辐射方向图。这使移相器的数量再次翻倍。因此，基站天线具有八个、十二个、十八个、三十二个、或更多个移相器用于将远程电调下倾角应用于线性阵列并不足为奇。

可以在基站天线中设置远程电调倾角(“RET”)致动器和相关联的传动机构来调节移相器。常规上，每个移相器均配备有单独的RET致动器，由此导致基站天线包括很多个RET致动器，从而显著增大了基站天线的大小、重量和成本。因此，在一些情况下，需要采用包括单个马达的RET致动器来同时驱动多个移相器。

图1示出了一种现有技术的传动机构1，其试图利用单个马达2来同时驱动多个移相器3。传动机构1包括由马达2借助于螺杆4而驱动的驱动杆5和平行于驱动杆5并在垂直于驱动杆5的轴向方向的横向方向上彼此间隔开的多个连杆6。每个连杆6均可以驱动一个或多个移相器以调节其下倾角。多个连杆6经由一个或多个连接板7而被固定在一起，以在驱动杆5的驱动下同时轴向移动，从而驱动多个移相器。

受限于马达2的输出功率，现有技术的传动机构1只能驱动有限数量的移相器。比如，目前在基站天线中常用的马达能够产生约10lbf的拉力，而驱动一个移相器需要大约0.7lbf的拉力，因此，一个马达最多只能驱动14个移相器。然而，在一些情况下，要求利用单个马达来驱动至少32个移相器，传动机构1显然不能满足这样的要求。

其次，由于多个连杆6在横向方向上彼此间隔开，每个连杆6相较于驱动杆5存在力臂并因此存在力矩。由于每个连杆6相较于驱动杆5的力臂大小均不同，因此其产生的力矩也不同，这将导致所述多个连杆6产生非均匀的驱动力并因此影响相应移相器的调节精度。

再者，如图2a和图2b所示，在现有技术中，每个连杆6经由固定于其上的连接元件8来驱动每个移相器的可移动元件9，使其在弧形槽10中移动。当可移动元件9偏离弧形槽10的中央位置时，连杆6所产生的拉力11会产生切向分量12和径向分量13，其中，只有切向分量12能够用于驱动可移动元件9，这使得连杆6所产生的有效拉力降低并由此进一步减小了单个马达2所能够驱动的移相器的数量。另外，当可移动元件9移动至弧形槽10的两端时，其可能被卡在弧形槽10的端部而难以移出，因此需要更大的力，这进一步减小了单个马达2所能够驱动的移相器的数量。

发明内容

本公开的目的之一是提供一种用于基站天线的传动机构以及包含该传动机构的基站天线，其能够克服现有技术中的至少一个缺陷。