专利名称：一种便携式天线杆及其便携式架设装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信系统中的天线杆及其架设装置。
背景技术：
目前，在无线通信系统中，基站天馈线系统是保证信号覆盖的主要设施，当遇到局部地区需要增加话务量或者需要信号增强时，就要临时搭建微蜂窝基站或者是MBO边基站，也就必须搭建临时天线杆，并架设平板天线和微波天线。
现在主要有三种解决方法1.提供应急通信车，该通信车集成了电源、BTS、气动天线杆及天线系统、是一个很好的移动式基站，但价格昂贵，可推广性差；2.应用液压平台系统，这是一套以液压为动力的天线升降系统，上面可以载人，带动天线一起举升至合适高度，人工调节天线方位角，该系统的体积和重量都很大，不便于运输，且购买成本、安装成本、维护成本较高，操作人员在高空调节天线方位角会增加工作难度和人员危险性；3.使用一体式天线杆，由专车运到安装地点，装配上平板天线及微波天线，用吊车协助，将天线杆及天线立直，三个方向用斜拉线固定后，由专人爬到天线杆顶部，调节微波天线的方位角，其架设与拆除必须有专用的起吊设备，直接影响到运输、安装及调试开通的响应速度，容易受地理环境限制，有的地区专用车辆根本无法到达。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种便携式天线杆及其便携式架设装置。该天线杆及其架设装置均为为可拆卸的分体式结构，运输和组装都十分的方便、快捷，其天线方位角可在地面进行调整。
本发明的目的是这样实现的一种便携式天线杆，包括天线杆单体、连接单体、全向拉线环单体、电调式天线安装架单体及底座单体，其中天线杆单体的两端焊接有法兰，连接单体在其中部焊接有法兰，全向拉线环单体的上端焊接有法兰，中部沿其外圆周面均匀地设有三个拉环，并在拉环下方焊接有另一法兰，底座单体在其底板中间焊接有天线杆定位座，该定位座上焊接有法兰，并在法兰与底板之间焊接有支撑翼板，定位座在其支撑翼板之间的侧面上开设有天馈线引出孔，所述天线杆单体通过其下端法兰安装在底座单体上，各天线杆单体之间通过连接单体相互连接，全向拉线环单体安装在最上端的天线杆单体上，电调式天线安装架单体安装在全向拉线环单体上。
所述电调式天线安装架单体呈中字形结构，两侧立柱为固定式结构，安装平板天线或鞭状天线，中间立柱为活动式结构，其侧面固定有一个Y型支架，Y型支架的外端通过销轴铰接有摇臂，微波天线通过套管型立柱安装在摇臂的支撑圆台上，套筒型立柱的下端连接有一个大链轮，摇臂上固定一个微型电机，该电机通过一个小链轮、链条与大链轮相连接，Y型支架的横臂上加工有一个长孔和一个销孔，其内固定一个丝母，一丝杠通过丝母将上部的摇臂和Y型支架连接在一起，摇臂上固定有与丝杠上部相连接的微型减速电机。
所述套管型立柱带有止推轴承及端盖，其下部的支撑圆台中间加工出一个螺纹孔，通过一根长螺纹将上止推轴承、端盖、套管型立柱、下止推轴承、支撑圆台以及摇臂紧密连接在一起。
所述底座单体在其底板上开设有对地安装孔，还开设有用于固定架设装置的螺纹孔。
一种便携式天线杆架设装置，包括下平台、光杠、丝杠、升降器、升降器辅助套筒、上平台、天线杆导向筒、电机、减速器及电路控制箱，其中下平台与上平台之间在其四角处安装有四根纵向的支柱，中部安装纵向光杠和丝杠，电机及减速器安装在下平台上，对丝杠进行正反转驱动，升降器与丝杠丝母连接，并通过直线轴承与光杠相配合，天线杆导向筒为开合式结构，固定在上平台的顶部，其上设有固定卡钳和天线杆单向锁止器。
所述下平台呈方形，一边具有套入天线杆底座单体定位座的弧形缺口，另外三边开设有与天线杆底座单体底板相固定的连接孔，四角处设有凸起的平面，支柱下端通过法兰固定在各平面上，上平台的形状与下平台相对应。
所述升降器上设有与光杠相配合的导向孔以及与丝杠丝母相配合的安装孔，其前端带有开合式圆环形托臂，该托臂由插形托臂和半圆形托臂用销轴拼合而成。
所述升降器辅助套筒由两个相互套装并径向转动连接的圆套筒组成，两者在中下部焊接有法兰，并开设有径向通槽。
所述天线杆单向锁止器由自锁支架、自锁卡钩和弹簧组成，其中自锁支架固定在天线杆导向筒的外壁上，自锁卡钩呈L形，其角点处与自锁支架相铰接，一支臂通过斜向布置的弹簧与天线杆导向筒的外壁相连接，另一支臂上设有卡钩，天线杆导向筒上开设有卡钩穿孔。
所述天线杆导向筒与上平台之间设有斜向加强板。
本发明将一体式天线杆和架设装置分开设计、独立组装，天线杆和架设装置均可拆卸，拆卸后单体重量能保证2～3人不借助其他设备即能搬运，普通货车即可进行长途运输，不需要特殊工具即可组装，天线杆架设完毕后，可以将架设装置拆卸后收起，现场只保留天线杆，需要拆除天线杆时，只需要将架设装置现场组装，即可将天线杆一节节拆下，而调整天线方位角时，也只需在地面上操作电控系统。具有单体重量轻、运输方便、安装调试拆卸容易等优点，适用于应急通信基站的快速建立。
图1为本发明便携式天线杆的分解结构示意图；图2为定位座底板的结构示意图；图3为电调式天线安装架单体的正视示意图；图4为电调式天线安装架单体的侧视示意图；图5为便携式天线杆架设装置的结构示意图；图6为便携式天线杆架设装置的立体示意图；图7为下平台的主视图；图8为图7的俯视图；图9为图7的A-A视图；图10为图7的B-B视图；图11为图7的C-C视图；图12为下平台的立体图；图13为升降器的俯视图；图14为图13的A-A视图；
图15为升降器的立体图；图16为圆环形托臂的分体示意图；图17为升降器辅助套筒的结构示意图，其中图17(a)为正视图，图17(b)为翻转示意图，图17(c)为立体示意图；图18为天线杆导向筒的正视图；图19为图18的左视图；图20为图18的俯视图；图21为天线杆导向筒的立体图；图22为斜向加强板的正视图；图23为图22的俯视图；图24为斜向加强板的立体图；图25为单向锁止器的结构示意图；图26为本发明处于架设状态时的结构示意图。
具体实施例下面结合附图对本发明作进一步详细的描述附图标记如下1--天线杆单体2--连接单体3--全向拉线环单体4--电调式天线安装架单体5--底座单体 6--底板7--定位座8--馈线引出孔9--套管型立柱10--端盖11--支撑圆台 12--长螺杆13--摇臂 14--大链轮
15--微型电机16--小链轮17--链条18--Y型支架19--丝母20--丝杠21--微型减速电机22--合页31--下平台 32--光杠33--丝杠34--升降器35--升降器辅助套筒 36--上平台37--天线杆导向筒38--电机及减速器39--弧形缺口40--连接孔41--立柱42--平面43--单向锁止器 44--导向孔45--安装孔 46--丝杠丝母47--插形托臂48--半圆形托臂49--加强板 50--自锁支架51--自锁卡钩52--弹簧本发明主要用于便携式微蜂窝基站系统，该系统是针对现代无线通信环境而开发的一种便携式、能快速展开工作的应急建站产品，是解决农村、边远地区、大型活动及防汛抗洪等应急通信的重要手段，主要由三个部分组成1、便携式微蜂窝基站箱，包含BTS、微波传输设备；2、天线系统，包含组合式天线杆、板状天线或鞭状天线、微波天线和馈线；3、天线架设装置。下面将重点介绍组合式电调天线杆和天线架设装置。
如图1、图2所示，该天线杆主要由天线杆单体1、连接单体2、全向拉线环单体3、电调式天线安装架单体4及底座单体5组成，其中
1)天线杆单体1长1200mm、外径80mm，两端焊接法兰，法兰直径120mm，均布六个连接螺栓孔，通孔内径70mm，材料为硬铝合金；2)连接单体2长300mm、外径70mm，中间焊接法兰，法兰外径120mm，均布六个螺栓孔；通孔内径60mm，材料为硬铝合金；3)全向拉线环单体3长260mm、内径60mm、外径70mm，上部焊接外径120mm的法兰，均布六个安装螺栓孔，中部安装防水轴承，固定轴承套，在轴承套上焊接三个拉环，各呈120度，下方焊接外径120mm的法兰，均布六个安装螺栓孔，通孔内径60mm；4)底座单体5的底板6采用铁板材料，中间焊接天线杆定位座7，其外径为70mm，总高260mm，距底板高60mm处焊接法兰盘，法兰直径120mm，均布六个固定螺栓孔，法兰的下部焊接六条梯形支撑翼板，并在翼板之间的侧面上开设有天馈线引出孔8，开孔大小为能够保证天馈线从天线杆空心内部延伸出来，与基站设备连接，底板6的大小为600×600mm；其上开有三个螺纹孔，用来固定架设装置底座，四个对地安装孔，用来与地面或地台固定，材料为A3钢；上述天线杆单体1通过其下端法兰安装在底座单体5上，各天线杆单体之间通过连接单体2相互连接，全向拉线环单体3安装在最上端的天线杆单体上，电调式天线安装架单体4安装在全向拉线环单体3上。
如图3、图4所示，电调式天线安装架单体4呈“中”字形结构，两侧立柱为固定式结构，安装平板天线或鞭状天线，中间立柱为活动式结构，通过两台电机、减速器分别调节立柱的俯仰角和方位角，能够做到遥控微波天线的旋转和俯仰，两侧立柱与中间立柱通过合页22转动连接，拆卸后可折叠在一起，从而减小运输体积。固定微波天线的立柱是套管型立柱9、带止推轴承的端盖10以及下部的支撑圆台11，圆台中间加工出一个M10的螺纹孔，通过一根M10的长螺杆12将上止推轴承、端盖、套管型立柱、下止推轴承、支撑圆台以及圆台下的摇臂13紧密联结起来，套筒型立柱9的下端连接有一个大链轮14，摇臂13上固定一个12V微型电机15，通过一个小链轮16、链条17与大链轮14连接传动，当电动机被驱动后，套管型立柱9能实现30度(最大360度)的旋转，中间立柱固定安装一个Y型支架18，摇臂13的一端通过一个销轴与Y型支架的外端相铰接，Y型支架的横壁上加工出一个长孔和一个销孔，其内固定一个丝母19，再由一个丝杠20通过丝母将摇臂和Y型支架连接起来，丝杠20的上部是一个12V微型减速电机21，固定在摇臂13上，通过控制电动机，能带动丝杠旋转，从而达到调整摇臂俯仰角度的目的。
如图5、图6所示，便携式天线杆架设装置主要由下平台31、光杠32、丝杠33、升降器34、升降器辅助套筒35、上平台36、天线杆导向筒37、电机及减速器38和电路控制箱组成(图中未示出)。
如图7至图12所示，下平台31呈接近400×400mm的方形，由模具铸造而成，一边具有弧形缺口39，另外三边附近加工三个平面，其上开设连接孔40，用来对天线杆底座固定，四个角的位置是安装四个立柱41的平面42，支柱41的下端通过法兰固定在各平面上，上平台36的形状与下平台相对应。当四个立柱41和上平台36固定紧密后，便形成一个相对坚固的支撑架体，下平台31的中部设置2个沉孔，分别安装光杠32和丝杠33，其中光杠32直径40mm，用来对升降器导向，丝杠33直径30mm，用来对升降器进行控制，电机及减速器38安装在下平台31上，对丝杠33进行正反转驱动，升降器34与丝杠丝母连接，并通过直线轴承与光杠32相配合。
如图13至图16所示，升降器34铸造成型，其上设有与光杠相配合的导向孔44以及与丝杠丝母相配合的安装孔45，导向孔44内安装直线轴承与光杠配合，安装孔45依靠四个螺栓与丝杠丝母46连接，实现升降功能，升降器34的前端带有开合式圆环形托臂，该托臂由插形托臂47和半圆形托臂48用销轴拼合而成(图中未示出销轴)，拔出销轴可以将半圆形托臂48打开，露出插形托臂47，由此可以将圆柱形天线杆单体放进去，关闭圆环形托臂，能实现对圆柱形天线杆单体的二维限位固定，配合辅助套筒的使用和天线杆的自重，完全可以实现对天线杆升降时的三维固定。
如图17所示，升降器辅助套筒35由两个相互套装并径向转动连接的圆套筒组成，长220mm、外径70mm、内径60mm，中下部焊接直径120mm的法兰，径向开设宽20mm的通槽，材料为硬铝合金。该辅助套筒是用来实现对第一节天线杆连同天线由水平状态改变为竖直状态的辅助装置，同时，它也能实现在天线杆单体被升举的过程中，保证天线杆单体的三维固定；同时，它能保证天线杆在升举的过程中，内部的天线馈线顺利穿线，安装下一节天线杆单体时，能够迅速将内部的电缆线从通槽中取出，重新插入到下一节天线杆单体的底部，对下一节天线杆单体进行升举操作。
如图5及图18至图21所示，天线杆导向筒37为开合式结构，固定在上平台36的顶部，其上设有固定卡钳和天线杆单向锁止器43，当天线杆安装完毕后，打开导向器导向管固定卡钳，即可拆离天线杆，天线杆导向筒37与上平台36之间设有斜向加强板49。
如图22、图23、图24所示，加强板49的上端有安装孔，与天线杆导向筒37相连，下部焊接一个支脚，依靠四个螺栓与上平台36连接。
如图25所示，天线杆单向锁止器由自锁支架50、自锁卡钩51和弹簧52组成，其中自锁支架50固定在天线杆导向筒37的外壁上，自锁卡钩呈L形，其角点处与自锁支架50相铰接，一支臂通过斜向布置的弹簧52与天线杆导向筒37的外壁相连接，另一支臂上设有卡钩，天线杆导向筒37上开设有卡钩穿孔，在正常状态下，卡钩伸入到天线杆导向筒37一定距离，当升降器推动天线杆向上运动时，其法兰盘将卡钩顶起，从而克服弹簧力并越过卡钩，随后卡钩在弹簧的作用下重新复位，将法兰盘卡紧，使天线杆保持在举升位置。
本发明的控制装置及控制箱采用现有自动控制技术即可实现，因此这里就不再赘述。
本发明在实际应用当中的操作过程如下(见图26)1)确定天线架安装地点；2)水平固定天线架底板；3)将架设装置底座固定于天线架底板上；4)在底座上安装四个支架、电机及减速器、光杠、丝杠；5)将升降器安装在光杠和丝杠上；6)安装装置上板，安装天线杆导向器，并紧固所有连接点；7)利用三个地锚和天线杆导向器上的拉环，用钢丝拉线定位；8)对装置做电气连接两个行程开关连接、一个电动机连接、一个220v市电连接，行程开关安装在一个立柱上，直接由升降器的上下平面控制开关，做位置保护；
9)空载做升降试验，并将升降器停留到最低点；10)将需要架设的天线安装在电调式天线安装架单体上，并将电调控制线和所有馈线都连接正确；11)将全向拉线环单体连接到电调式天线安装架单体下端；12)分别将两节天线杆单体连接到全向拉线环单体上，并将线束从天线杆内部穿过；13)将升降器辅助套筒从下面套到天线单体上，再架到升降器上。由于第一节天线杆较长，需一人站在装置上板上，打开天线杆导向器导向管，由两人将天线杆立起，嵌入导向管内，同时，将打开的导向管关闭，用快速卡钳锁紧；14)操作控制箱，利用升降器将整体升举至最高点，此时，导向器上的单向锁止器工作，保证天线杆保持，此时，将天线杆斜拉线安装到全向拉线环单体上备用；15)将升降器下降至最低点、将一个连接单体、一节天线杆单体放置到升降器上，升举到何时高度，用专用螺栓对两节天线杆的法兰连接；16)重复以上过程，直到达到天线杆预定高度；17)安装最下一节天线杆单体时，装配后，将升降器停留在天线架设装置的中间部位，最下一节天线杆在其中间部位设有限位结构，该限位结构可以是法兰，也可以在天线杆上穿装螺栓，利用其螺栓头进行限位，打开升降器的圆环形托臂，再将最下一节天线杆放入到插形托臂内部，合上半圆形托臂并用销限位，向上升举，稍稍上升，由一人将天线杆导向器上的单向锁止拉开，再将升降器下降，直到天线杆的下部与天线杆底座配合，微调后用螺栓固定；18)将天线杆斜拉线固定于三个地锚上；19)将电调式天线安装架单体的控制线路连接到控制器上；20)将天线馈线连接至基站设备，做电路连通，利用控制器上的微波天线调整手柄，对微波天线进行小角度的微调，达到预定方位；21)最后，确定无误后，拆除天线架设装置，安装工作结束。
当然，本发明还有别的替代方案同样能达到发明目的1、天线杆单体长度稍长或稍短一些；2、天线杆单体法兰的外径稍大或稍小一些；3、电动减速器及丝杠升举机构可替换为卷扬举升机构或液压升举机构；4、天线杆导向筒上的单向锁止器数量可以增多；5、天线杆导向筒的两部分用两个铰链和两个快速卡钳连接，也可以用卡式结构连接；6、光杠和直线轴承配合，也可以采用铜套、光杠配合方式或者光孔和光杠配合；7、可以采用任何一种形式的电动机驱动；8、控制系统可以是单片机控制、继电器控制等任何一种；9、材料选用其他材料，不局限于硬铝合金材料；10、全向拉线环单体不采用轴承部件，直接用套和天线杆配合，也能实现全向转动；11、若计划升举高度不高或者连接强度足够，可以不用连接单体。
此外，本发明还具有如下突出的有益效果1、连接单体保证上下两节天线杆单体安装后的同轴度并增加强度；2、全向拉线环结构不受天线杆角度影响；3、架设装置利用天线底座固定，减少了安装精度调整时间，减少了不必要部件量；4、升降行程时间不长，在40秒左右；5、微波天线可以在地面上遥控做水平方向30度或竖直方向+15度的微量调整，既操作方便，又减少工作人员高空作业的危险；6、馈线和控制线均隐藏在天线杆的内部，既不易被风吹散，也增加了整体安全性和美观性。
综上所述，本发明能够完全达到现有技术的所有指标，同时，克服了现有技术的不足，搭建或拆除临时天线系统时，能够解决常规天线系统体积大、重量大、需要专用运输车辆和专用工程车辆(如吊车等)、调解微波天线方位角时，必须有人爬到天线杆顶部工作、天线馈线在天线杆外部固定困难等问题，并且降低了购买成本、安装成本和维护成本，是一款新型天线及架设系统。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是与本发明相同或相近似的技术方案，均在其保护范围之内。
权利要求
1.一种便携式天线杆，其特征在于，包括天线杆单体、连接单体、全向拉线环单体、电调式天线安装架单体及底座单体，其中天线杆单体的两端焊接有法兰，连接单体在其中部焊接有法兰，全向拉线环单体的上端焊接有法兰，中部沿其外圆周面均匀地设有三个拉环，并在拉环下方焊接有另一法兰，底座单体在其底板中间焊接有天线杆定位座，该定位座上焊接有法兰，并在法兰与底板之间焊接有支撑翼板，定位座在其支撑翼板之间的侧面上开设有天馈线引出孔，所述天线杆单体通过其下端法兰安装在底座单体上，各天线杆单体之间通过连接单体相互连接，全向拉线环单体安装在最上端的天线杆单体上，电调式天线安装架单体安装在全向拉线环单体上。
2.根据权利要求1所述的便携式天线杆，其特征在于，所述电调式天线安装架单体呈中字形结构，两侧立柱为固定式结构，安装平板天线或鞭状天线，中间立柱为活动式结构，其侧面固定有一个Y型支架，Y型支架的外端通过销轴铰接有摇臂，微波天线通过套管型立柱安装在摇臂的支撑圆台上，套筒型立柱的下端连接有一个大链轮，摇臂上固定一个微型电机，该电机通过一个小链轮、链条与大链轮相连接，Y型支架的横臂上加工有一个长孔和一个销孔，其内固定一个丝母，一丝杠通过丝母将上部的摇臂和Y型支架连接在一起，摇臂上固定有与丝杠上部相连接的微型减速电机。
3.根据权利要求1所述的便携式天线杆，其特征在于，所述套管型立柱带有止推轴承及端盖，其下部的支撑圆台中间加工出一个螺纹孔，通过一根长螺纹将上止推轴承、端盖、套管型立柱、下止推轴承、支撑圆台以及摇臂紧密连接在一起。
4.根据权利要求1所述的便携式天线杆，其特征在于，所述底座单体在其底板上开设有对地安装孔，还开设有用于固定架设装置的螺纹孔。
5.一种用于架设如权利要求1所述便携式天线杆的便携式天线杆架设装置，其特征在于，包括下平台、光杠、丝杠、升降器、升降器辅助套筒、上平台、天线杆导向筒、电机、减速器及电路控制箱，其中下平台与上平台之间在其四角处安装有四根纵向的支柱，中部安装纵向光杠和丝杠，电机及减速器安装在下平台上，对丝杠进行正反转驱动，升降器与丝杠丝母连接，并通过直线轴承与光杠相配合，天线杆导向筒为开合式结构，固定在上平台的顶部，其上设有固定卡钳和天线杆单向锁止器。
6.根据权利要求5所述的便携式天线杆架设装置，其特征在于，所述下平台呈方形，一边具有套入天线杆底座单体定位座的弧形缺口，另外三边开设有与天线杆底座单体底板相固定的连接孔，四角处设有凸起的平面，支柱下端通过法兰固定在各平面上，上平台的形状与下平台相对应。
7.根据权利要求5所述的便携式天线杆架设装置，其特征在于，所述升降器上设有与光杠相配合的导向孔以及与丝杠丝母相配合的安装孔，其前端带有开合式圆环形托臂，该托臂由插形托臂和半圆形托臂用销轴拼合而成。
8.根据权利要求5所述的便携式天线杆架设装置，其特征在于，所述升降器辅助套筒由两个相互套装并径向转动连接的圆套筒组成，两者在中下部焊接有法兰，并开设有径向通槽。
9.根据权利要求5所述的便携式天线杆架设装置，其特征在于，所述天线杆单向锁止器由自锁支架、自锁卡钩和弹簧组成，其中自锁支架固定在天线杆导向筒的外壁上，自锁卡钩呈L形，其角点处与自锁支架相铰接，一支臂通过斜向布置的弹簧与天线杆导向筒的外壁相连接，另一支臂上设有卡钩，天线杆导向筒上开设有卡钩穿孔。
10.根据权利要求5所述的便携式天线杆架设装置，其特征在于，所述天线杆导向筒与上平台之间设有斜向加强板。
全文摘要
本发明公开了一种便携式天线杆及其便携式架设装置，其中便携式天线杆由天线杆单体、连接单体、全向拉线环单体、电调式天线安装架单体及底座单体组成，便携式天线杆架设装置由下平台、光杠、丝杠、升降器、升降器辅助套筒、上平台、天线杆导向筒、电机、减速器及电路控制箱组成。本发明的天线杆和架设装置均可拆卸，不需要特殊工具即可组装，天线杆架设完毕后，可以将架设装置拆卸后收起，现场只保留天线杆，需要拆除天线杆时，只需要将架设装置现场组装，即可将天线杆一节节拆下，而调整天线方位角时，也只需在地面上操作电控系统。具有单体重量轻、运输方便、安装调试拆卸容易等优点，适用于应急通信基站的快速建立。
文档编号H01Q3/02GK101075697SQ20071012297
公开日2007年11月21日 申请日期2007年7月4日 优先权日2007年7月4日
发明者李爱民 申请人:李爱民