[發(fā)明專利]用于指向無(wú)線通信天線的裝置、系統(tǒng)和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201780097545.0
• 申請(qǐng)日: 2017-10-30
• 公開（公告）號(hào): CN111448711B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 阿布舍克·蒂瓦里;史蒂文·安德魯·卡申
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 元平臺(tái)公司
• 主分類號(hào): H01Q1/24
• 分類號(hào): H01Q1/24;H01Q15/14;H01Q1/22
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262
• 代理人: 周靖;楊明釗

一種用于指向無(wú)線通信天線的裝置可以包括：(1)底座，其固定(A)無(wú)線通信天線和(B)指向天線陣列，該無(wú)線通信天線將無(wú)線通信信號(hào)傳輸?shù)焦潭ㄔ谶h(yuǎn)程底座上的遠(yuǎn)程無(wú)線通信天線，該指向天線陣列從安裝在遠(yuǎn)程底座上的遠(yuǎn)程指向天線陣列接收指示遠(yuǎn)程指向天線陣列的位置的信標(biāo)信號(hào)；(3)機(jī)動(dòng)化驅(qū)動(dòng)器，其物理地定向底座；以及(4)處理設(shè)備，其(A)至少部分地基于信標(biāo)信號(hào)確定無(wú)線通信天線的視軸線相對(duì)于遠(yuǎn)程無(wú)線通信天線的視軸線的定向，以及(B)引導(dǎo)機(jī)動(dòng)化驅(qū)動(dòng)器定向底座，使得無(wú)線通信天線視軸線與遠(yuǎn)程無(wú)線通信天線視軸線對(duì)準(zhǔn)。

背景

移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商、互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商、廣播組織和各種其他通信企業(yè)通常利用無(wú)線通信天線為其客戶端和消費(fèi)者提供通信服務(wù)。這些天線可以促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)連接、移動(dòng)通信和世界各地大量個(gè)體的其他服務(wù)。在一些示例中，天線可以固定在通信塔上，這增加了天線的范圍和/或性能。例如，無(wú)線電塔可以將天線固定在較高的高度(elevation)，從而優(yōu)化無(wú)線電信號(hào)傳輸。此外，通信塔可用于使天線朝向遠(yuǎn)程天線成一角度或朝向遠(yuǎn)程天線引導(dǎo)天線，使得這對(duì)天線可有效地傳輸無(wú)線信號(hào)。

用于在通信塔上安裝天線的傳統(tǒng)系統(tǒng)可能需要技術(shù)人員在安裝、定向和維修天線時(shí)攀爬塔。不幸的是，攀爬通信塔是一項(xiàng)有著潛在的危險(xiǎn)(甚至是致命的)工作。除了從高處墜落造成傷害的風(fēng)險(xiǎn)之外，攀爬塔的技術(shù)人員還可能面臨諸如不安全的輻射和/或電力等級(jí)的威脅。由于攀爬塔的極端風(fēng)險(xiǎn)，安裝、卸載和調(diào)整天線通常可能是困難的和/或昂貴的。因此，利用安裝在塔上的天線的無(wú)線服務(wù)提供商可能無(wú)法有效地調(diào)整他們提供的服務(wù)以滿足消費(fèi)者的不同需求。因此，本公開確定并解決了對(duì)安裝和指向(point)無(wú)線通信天線的改進(jìn)系統(tǒng)的需求。

概述

如將在下面更詳細(xì)描述的，本公開描述了用于指向無(wú)線通信天線的各種裝置、系統(tǒng)和方法。特別地，本公開描述了一種無(wú)線通信底座(mount)(例如，“智能底座”)，其固定(1)通信天線和(2)指向(pointing)天線陣列，該指向天線陣列促進(jìn)天線的視軸線(boresight axis)與遠(yuǎn)程天線的視軸線的有效和自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)。此外，本公開描述了一種配備有升降器機(jī)構(gòu)的無(wú)線通信塔(例如，“智能塔”)，該升降器機(jī)構(gòu)安裝和/或重新定位被承載(host)在塔上的各個(gè)底座和天線。

在一個(gè)示例中，一種用于指向無(wú)線通信天線的裝置可以包括：(1)底座，其固定(A)無(wú)線通信天線和(B)指向天線陣列，該無(wú)線通信天線經(jīng)由通信信道向固定在遠(yuǎn)程底座上的遠(yuǎn)程無(wú)線通信天線傳輸無(wú)線通信信號(hào)，該指向天線陣列從安裝在遠(yuǎn)程底座上的遠(yuǎn)程指向天線陣列接收指示該遠(yuǎn)程指向天線陣列的位置的信標(biāo)信號(hào)，該信標(biāo)信號(hào)是經(jīng)由與無(wú)線通信天線所使用的通信信道不同的通信信道接收的；(2)至少一個(gè)機(jī)動(dòng)化驅(qū)動(dòng)器，其物理地定向底座；以及(3)物理處理設(shè)備，其通信地耦合到機(jī)動(dòng)化驅(qū)動(dòng)器并且(A)至少部分地基于接收到的信標(biāo)信號(hào)來(lái)確定無(wú)線通信天線的視軸線相對(duì)于遠(yuǎn)程無(wú)線通信天線的視軸線的定向(orientation)，以及(B)引導(dǎo)機(jī)動(dòng)化驅(qū)動(dòng)器來(lái)定向底座，使得無(wú)線通信天線的視軸線與遠(yuǎn)程無(wú)線通信天線的視軸線對(duì)準(zhǔn)。

在一個(gè)示例中，由遠(yuǎn)程指向天線陣列所使用的不同的通信信道可以傳輸無(wú)線通信信號(hào)，這些無(wú)線通信信號(hào)的頻率在與經(jīng)由無(wú)線通信天線使用的通信信道傳輸?shù)臒o(wú)線通信信號(hào)的頻率范圍不同的頻率范圍內(nèi)。

在一個(gè)實(shí)施例中，信標(biāo)信號(hào)可以傳輸識(shí)別遠(yuǎn)程指向天線陣列的位置的地理位置數(shù)據(jù)。物理處理設(shè)備可以使用該地理位置數(shù)據(jù)來(lái)引導(dǎo)機(jī)動(dòng)化驅(qū)動(dòng)器將底座指向遠(yuǎn)程底座。在一個(gè)示例中，地理位置數(shù)據(jù)可以包括全球定位系統(tǒng)(GPS)和/或慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS)數(shù)據(jù)。

在一個(gè)實(shí)施例中，指向天線陣列可以包括至少兩個(gè)指向天線，每個(gè)指向天線接收信標(biāo)信號(hào)。在該實(shí)施例中，信標(biāo)信號(hào)可以表示單脈沖雷達(dá)信號(hào)。物理處理設(shè)備可以為指向天線陣列內(nèi)的每個(gè)指向天線確定在該指向天線處接收的單脈沖雷達(dá)信號(hào)的相位。物理處理設(shè)備然后可以基于所確定的相位之間的比較，來(lái)確定無(wú)線通信天線的視軸線相對(duì)于遠(yuǎn)程無(wú)線通信天線的視軸線的定向。物理處理設(shè)備還可以引導(dǎo)機(jī)動(dòng)化驅(qū)動(dòng)器來(lái)定向底座，使得在每個(gè)指向天線處接收的單脈沖雷達(dá)信號(hào)的相位彼此相一致。