天線方位調(diào)節(jié)裝置及天線方位調(diào)節(jié)方法
【專利摘要】一種天線方位調(diào)節(jié)裝置(200)，其包括相機(jī)(210)、螺母扳手(220和230)、以及運(yùn)動(dòng)控制器(400)。螺母扳手(220和230)可以分別安裝在方位角調(diào)節(jié)螺栓(160)和仰角調(diào)節(jié)螺栓(180)上。螺母扳手(220和230)通過(guò)向方位角調(diào)節(jié)螺栓(160)和仰角調(diào)節(jié)螺栓(180)施加馬達(dá)動(dòng)力來(lái)改變天線單元的方位。運(yùn)動(dòng)控制器(400)基于通過(guò)相機(jī)(210)拍攝的圖像以及通過(guò)天線單元(110)接收的無(wú)線電波的接收強(qiáng)度，計(jì)算接收強(qiáng)度為最大值時(shí)天線單元(110)的角度位置，然后通過(guò)將驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給方位角調(diào)節(jié)螺栓(160)和仰角調(diào)節(jié)螺栓(180)，將天線單元(110)調(diào)節(jié)到接收強(qiáng)度為最大值的角度位置。任何工作者都能夠因此快速準(zhǔn)確地安裝天線裝置。
【專利說(shuō)明】
天線方位調(diào)節(jié)裝置及天線方位調(diào)節(jié)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及調(diào)節(jié)天線方位的天線方位調(diào)節(jié)裝置及天線方位調(diào)節(jié)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]安裝定向天線時(shí)，為了將接收等級(jí)最大化，重要的是將天線放置為朝向適當(dāng)方向。目前在調(diào)節(jié)天線方位時(shí)，工作者通過(guò)試錯(cuò)處理來(lái)尋求確定有最大接收等級(jí)的方位，并在這個(gè)方位上安裝天線，在試錯(cuò)處理中，按照步進(jìn)方式來(lái)改變天線方位。
[0003]但是，因?yàn)樾枰O(shè)置兩個(gè)方位，方位角和仰角，來(lái)調(diào)節(jié)天線方位，所以在實(shí)踐中很難將天線的方位設(shè)置為(即，將天線定向?yàn)?朝向可以實(shí)現(xiàn)最大接收等級(jí)的方向。通過(guò)每次檢查接收等級(jí)來(lái)進(jìn)行仰角和方位角的精細(xì)調(diào)節(jié)，按照步進(jìn)方式將天線設(shè)置為朝向有最大接收等級(jí)的方向，是耗時(shí)的工作。
[0004]因?yàn)樽罱褂煤撩撞l率的無(wú)線電波，所以需要以相當(dāng)于將線穿過(guò)針眼所需的準(zhǔn)確度的準(zhǔn)確度等級(jí)，來(lái)相對(duì)于波源天線設(shè)置天線方位。例如，當(dāng)前需要1.0度或更低，例如
0.4度或0.2度的極度精細(xì)的角度調(diào)節(jié)。關(guān)于利用安裝支架將天線安裝在導(dǎo)桿等等上的情況，要使用不到一匝安裝螺絲來(lái)安裝天線。在沒(méi)有任何標(biāo)準(zhǔn)例如指標(biāo)的情況下，通過(guò)試錯(cuò)來(lái)準(zhǔn)確調(diào)節(jié)天線方位需要大量實(shí)驗(yàn)。
[0005]已經(jīng)提出過(guò)幫助將天線方位設(shè)置為朝向波源方向的方法(例如，專利文獻(xiàn)1、2和
3)。例如，專利文獻(xiàn)I公開了一種用于搜索無(wú)線電輻射源的尋向器。尋向器包括尋向陣列天線以及安裝在陣列天線上的相機(jī)。相機(jī)鏡頭被排列為其光軸基本上垂直于陣列天線的垂直面。在此結(jié)構(gòu)中，通過(guò)相機(jī)拍攝推定是無(wú)線電輻射源的對(duì)象的圖像。此外，通過(guò)諸如射電全息照相術(shù)這樣的技術(shù)，可將陣列天線接收的接收信號(hào)可視化，并輸出作為波源圖像。然后，將相機(jī)圖像和波源圖像被顯示在上面并相互重疊上的屏幕提供給工作者。通過(guò)觀看屏幕，工作者可將該對(duì)象指定為無(wú)線電輻射源。
[0006]在專利文獻(xiàn)2和3中，將針對(duì)天線排列的相機(jī)安裝在天線上，并將相機(jī)用作瞄準(zhǔn)器。通過(guò)相機(jī)指定無(wú)線電輻射源，并調(diào)節(jié)天線的方位，使得無(wú)線電輻射源來(lái)到屏幕的中心。按照這種方式，通過(guò)相機(jī)來(lái)指定無(wú)線電輻射源或者將相機(jī)用作瞄準(zhǔn)器有助于調(diào)節(jié)天線方位。
[0007]引用列表
[0008]專利文獻(xiàn)
[0009]PTLl:日本未審專利申請(qǐng)N0.2007-33380
[0010]PTL2:日本未審專利申請(qǐng)N0.2007-88576
[0011]PTL3:日本未審專利申請(qǐng)N0.2005-72780

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]技術(shù)問(wèn)題
[0013]但是，考慮到專利文獻(xiàn)1、2和3中公開的技術(shù)有以下問(wèn)題。首先，高準(zhǔn)確度地將相機(jī)的光軸排列為朝向天線接收方向并不容易。排列誤差需要在1.0度以下，并且在天線安裝點(diǎn)不可能手工將相機(jī)的光軸對(duì)準(zhǔn)天線接收方向。因此，天線制造商需要制造并銷售附接了已經(jīng)對(duì)準(zhǔn)的相機(jī)的天線裝置;但是，將相機(jī)附接到每個(gè)天線帶來(lái)成本的大幅增長(zhǎng)。
[0014]第二，這種相機(jī)需要具有實(shí)質(zhì)上的縮放功能。需要大型光學(xué)裝置在幾百米或幾公里的距離拍攝無(wú)線電輻射源的圖像。這也會(huì)帶來(lái)成本的大幅增長(zhǎng)。
[0015]第三，存在這樣的問(wèn)題，無(wú)線電輻射源的無(wú)線電輻射方向并非總是垂直于無(wú)線電輻射源的天線平面。當(dāng)無(wú)線電輻射方向稍微偏離天線平面時(shí)，即使在正確方向上將天線方位調(diào)節(jié)到無(wú)線電輻射源的天線平面，也不一定是實(shí)現(xiàn)最大接收等級(jí)的方位。
[0016]本發(fā)明的示例性目標(biāo)是提供能夠在簡(jiǎn)單、廉價(jià)的結(jié)構(gòu)中以高準(zhǔn)確度調(diào)節(jié)天線方位的天線方位調(diào)節(jié)裝置和天線方位調(diào)節(jié)方法。
[0017]問(wèn)題的解決方案
[0018]根據(jù)本發(fā)明示例性方案的天線方位調(diào)節(jié)裝置是用于調(diào)節(jié)天線裝置中的天線單元的方位的天線方位調(diào)節(jié)裝置，所述天線裝置包括天線單元和方位調(diào)節(jié)部，所述方位調(diào)節(jié)部改變天線單元的方位，所述天線方位調(diào)節(jié)裝置包括:相機(jī)，其相對(duì)于天線單元而被固定；馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元，其能夠被安裝在方位調(diào)節(jié)部上并通過(guò)向方位調(diào)節(jié)部施加馬達(dá)動(dòng)力的力來(lái)改變天線單元的方位；以及運(yùn)動(dòng)控制器，其用于通過(guò)將驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元來(lái)調(diào)節(jié)天線單元的方位，并且所述運(yùn)動(dòng)控制器基于相機(jī)拍攝的圖像以及通過(guò)天線單元接收的無(wú)線電波的接收強(qiáng)度來(lái)獲得天線單元的角度位置，并通過(guò)將驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元來(lái)調(diào)節(jié)天線單元的角度位置。
[0019]根據(jù)本發(fā)明示例性方案的天線方位調(diào)節(jié)方法是調(diào)節(jié)天線裝置中的天線單元的方位的天線方位調(diào)節(jié)方法，所述天線裝置包括天線單元和方位調(diào)節(jié)部，所述方位調(diào)節(jié)部改變天線單元的方位，所述天線方位調(diào)節(jié)方法包括以下各步驟:將相機(jī)安裝在天線裝置上，使得位置和方位相對(duì)于天線裝置的天線單元沒(méi)有位移;將馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元安裝在方位調(diào)節(jié)部上；基于通過(guò)相機(jī)拍攝的圖像以及通過(guò)天線單元接收的無(wú)線電波的接收強(qiáng)度，計(jì)算天線單元的角度位置;以及通過(guò)將驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元，調(diào)節(jié)天線單元的角度位置。
[0020]本發(fā)明的有益效果
[0021]根據(jù)本發(fā)明的示例性方案，可以快速準(zhǔn)確地安裝天線裝置。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是天線裝置的外部示意圖。
[0023]圖2是天線裝置的上視圖。
[0024]圖3是天線裝置的側(cè)視圖。
[0025]圖4是示出將天線方位調(diào)節(jié)裝置附接到天線裝置的狀態(tài)的示意圖。
[0026]圖5是示出將天線方位調(diào)節(jié)裝置附接到天線裝置的狀態(tài)的示意圖。
[0027]圖6是示出螺母扳手的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0028]圖7是運(yùn)動(dòng)控制器的功能性方框圖。
[0029]圖8是示出將天線方位調(diào)節(jié)裝置的方位調(diào)節(jié)到最合適方向的程序的流程圖。
[0030]圖9是示出搜索最佳接收方向的步驟的詳細(xì)程序的流程圖。
[0031 ]圖10是示出從上方觀察天線裝置的示意圖。
[0032]圖11是示出被捕捉圖像的示例的示意圖。
[0033]圖12是示出顯示屏的示例的示意圖。
[0034]圖13是示出輕微改變天線單元的方位角的狀態(tài)的示意圖。
[0035]圖14是示出被捕捉圖像的示例的示意圖。
[0036]圖15是示出將當(dāng)前圖像疊加在初始圖像上的狀態(tài)的示意圖。
[0037]圖16是示出當(dāng)前圖像與初始圖像之間的間隙的示意圖。
[0038]圖17是示出從相對(duì)天線的無(wú)線電輻射模式以及根據(jù)這些模式天線方位的步進(jìn)變化的示例的示意圖。
[0039]圖18是示出隨著天線單元的方位的變化，接收強(qiáng)度的變化的曲線圖。
[0040]圖19是示出隨著天線單元的方位的變化，接收強(qiáng)度的變化的曲線圖。
[0041]圖20是示出隨著天線單元的方位的變化，接收強(qiáng)度的變化的曲線圖。
[0042]圖21是調(diào)節(jié)天線單元的方位的步驟的詳細(xì)流程圖。
[0043]圖22是示出當(dāng)前位置與峰值位置之間的間隙的示意圖。
[0044]圖23是示出搜索峰值位置的另一種方法的示意圖。
[0045]圖24是示出將天線裝置與方位調(diào)節(jié)裝置組合在一起的示例的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0046]在附圖中示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例，然后參照附圖中元件的附圖標(biāo)記來(lái)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。
[0047](第一示例性實(shí)施例)
[0048]下面描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。
[0049]本示例性實(shí)施例的要點(diǎn)是調(diào)節(jié)天線方位的天線方位調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)和操作。但是，在描述調(diào)節(jié)天線方位之前，下面示意性地描述天線裝置100的結(jié)構(gòu)。
[0050]圖1是示出天線裝置100的示意圖。天線裝置100可以是已知的天線裝置。雖然將所謂的拋物面天線作為示例示出，但是在應(yīng)用本示例性實(shí)施例時(shí)對(duì)天線的類型沒(méi)有特別限制。例如，定向天線可以是平板天線。
[0051]圖1示出從后面觀察時(shí)安裝在導(dǎo)桿10上的天線裝置100。天線裝置100包括天線單元110、發(fā)射和接收單元120、以及安裝器件130。
[0052]在本示例中天線單元110是拋物面天線。發(fā)射和接收單元120是電子電路單元，其包括接收電路121和發(fā)射電路122(參見圖7)，并根據(jù)需要進(jìn)行信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)。發(fā)射和接收單元120包括充當(dāng)外殼的存儲(chǔ)箱123以及在存儲(chǔ)箱123中存儲(chǔ)的電子電路單元(121，122)，并且連接到天線單元110的后側(cè)。
[0053]安裝器件130安裝并固定天線單元110以及發(fā)射和接收單元120。作為示例，示出將天線單元110以及發(fā)射和接收單元120固定于導(dǎo)桿10的情況。
[0054]安裝器件130包括夾具單元140、方位角方向可移動(dòng)部件150、方位角調(diào)節(jié)螺栓(方位調(diào)節(jié)部)160、仰角方向可移動(dòng)部件170、以及仰角調(diào)節(jié)螺栓(方位調(diào)節(jié)部)180。
[0055]夾具單元140包括U形螺栓141和支架142。1]形螺栓141為U形，以包圍導(dǎo)桿10，從而在支架142的后側(cè)將導(dǎo)桿10保持在U形螺栓141與支架142之間。支架142為中空矩形，有一個(gè)開放側(cè)，以容納方位角方向可移動(dòng)部件150。支架142前側(cè)開放，以容納方位角方向可移動(dòng)部件 150。
[0056]方位角方向可移動(dòng)部件150關(guān)于一個(gè)軸來(lái)以可旋轉(zhuǎn)的方式被支撐，容納在支架142內(nèi)。旋轉(zhuǎn)軸的軸線垂直，并且方位角方向可移動(dòng)部件150可通過(guò)這個(gè)旋轉(zhuǎn)軸在方位角方向上位移。
[0057]關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸，對(duì)旋轉(zhuǎn)軸軸線方向的描述考慮了天線裝置100的一般安裝狀態(tài)。但是要注意，關(guān)于移動(dòng)天線單元110的自由度，有兩個(gè)可以相互獨(dú)立旋轉(zhuǎn)的軸就足矣，并且因此，旋轉(zhuǎn)軸的軸線方向不限于重力的方向，例如垂直方向或水平方向。
[0058]圖2是從圖1中的方向II觀察的示意圖。換言之，圖2是示出從上方觀察天線裝置100的示意圖。支架142的側(cè)表面有兩個(gè)深孔143和143，在深孔143與143之間放置了旋轉(zhuǎn)軸，并且螺絲144和144插入深孔143和143，并被擰入方位角方向可移動(dòng)部件150。通過(guò)調(diào)節(jié)擰緊螺絲144和144的程度，就可以在方位角方向可移動(dòng)部件150的移動(dòng)狀態(tài)與固定狀態(tài)之間切換。
[0059]方位角調(diào)節(jié)螺栓160從支架142后側(cè)插入，其頭部連接到方位角方向可移動(dòng)部件150后側(cè)。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)方位角調(diào)節(jié)螺栓160前后移動(dòng)時(shí)，推動(dòng)或拉動(dòng)方位角方向可移動(dòng)部件150，因此方位角方向可移動(dòng)部件150繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。換言之，方位角方向可移動(dòng)部件150的方位角由于方位角調(diào)節(jié)螺栓160的操作而變化。因此，方位角調(diào)節(jié)螺栓160充當(dāng)通過(guò)施加力來(lái)改變天線單元的方位(方位角)的方位調(diào)節(jié)部。
[0060]仰角方向可移動(dòng)部件170安裝在方位角方向可移動(dòng)部件150的前側(cè)。仰角方向可移動(dòng)部件170在仰角方向可移動(dòng)部件170的底座端171附接于方位角方向可移動(dòng)部件150，并且在前側(cè)連接到天線單元110的后側(cè)。通過(guò)方位角方向可移動(dòng)部件150，仰角方向可移動(dòng)部件170的底座端171關(guān)于一個(gè)軸而以可旋轉(zhuǎn)的方式被支撐。旋轉(zhuǎn)軸為水平，并且仰角方向可移動(dòng)部件170可通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸在仰角方向上位移。仰角方向可移動(dòng)部件170的底座端171有兩個(gè)深孔172和172，在深孔172與172之間放置了旋轉(zhuǎn)軸，并且螺絲173和173插入深孔172和172，并且被擰入方位角方向可移動(dòng)部件150。通過(guò)調(diào)節(jié)擰緊螺絲173和173的程度，就可以在仰角方向可移動(dòng)部件170的移動(dòng)狀態(tài)與固定狀態(tài)之間切換。
[0061]仰角方向可移動(dòng)部件170的底座端171設(shè)置了基本上垂直下垂的仰角調(diào)節(jié)螺栓180，并且仰角調(diào)節(jié)螺栓180與方位角方向可移動(dòng)部件150擰在一起。通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)仰角調(diào)節(jié)螺栓180使其前后移動(dòng)，可以向上推動(dòng)或向下拉動(dòng)仰角方向可移動(dòng)部件170的底座端171，從而改變仰角方向可移動(dòng)部件170的仰角。因此，仰角調(diào)節(jié)螺栓180充當(dāng)通過(guò)施加力來(lái)改變天線單元的方位(仰角)的方位調(diào)節(jié)部。
[0062]可以理解，具有如上結(jié)構(gòu)的天線裝置100可以相互獨(dú)立地調(diào)節(jié)天線單元110的方位角和仰角。
[0063]因?yàn)樘炀€單元110連接到仰角方向可移動(dòng)部件170的前端，所以它能夠連同仰角方向可移動(dòng)部件170—起改變天線單元110的仰角。此時(shí)仰角調(diào)節(jié)螺栓180轉(zhuǎn)動(dòng)。此外，因?yàn)檠鼋欠较蚩梢苿?dòng)部件170的底座端171連接到方位角方向可移動(dòng)部件150，所以仰角方向可移動(dòng)部件170和天線單元110可以連同方位角方向可移動(dòng)部件150—起改變方位角。此時(shí)方位角調(diào)節(jié)螺栓160轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0064]下面描述天線方位調(diào)節(jié)裝置200。
[0065]圖4是示出將天線方位調(diào)節(jié)裝置200附接到天線裝置100的狀態(tài)的示意圖。
[0066]天線方位調(diào)節(jié)裝置200包括相機(jī)210、兩個(gè)螺母扳手(馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元)220和230、運(yùn)動(dòng)控制器400、以及個(gè)人計(jì)算機(jī)240。其中將天線方位調(diào)節(jié)裝置200附接于天線裝置100的系統(tǒng)稱為天線系統(tǒng)。
[0067]安裝天線裝置100的工作者進(jìn)行工作，來(lái)將相機(jī)210以及螺母扳手220和230安裝在天線裝置100上。之后，半自動(dòng)地調(diào)節(jié)天線單元110的方位。下面描述這個(gè)過(guò)程。
[0068]注意，包括個(gè)人計(jì)算機(jī)240只是為了便于使用輸入輸出器件(鍵盤和顯示器)，并且如果將輸入器件和輸出器件合成在運(yùn)動(dòng)控制器400中，則不需要個(gè)人計(jì)算機(jī)240。在這種情況下輸入器件是鍵盤、觸摸板、各種開關(guān)、各種按鈕等等。輸出器件通常是液晶監(jiān)視器。
[0069]相機(jī)210可以是數(shù)碼相機(jī)，或者是具有相機(jī)功能的便攜終端(例如移動(dòng)電話)。在圖4中，將相機(jī)210安裝在天線單元110背面，并且相機(jī)210的鏡頭拍攝圖像的方向與天線裝置100接收無(wú)線電波的方向沒(méi)有關(guān)系。就像在本示例中，相機(jī)210拍攝圖像的方向是任意的。但是要注意，根據(jù)以下描述顯然，位置被設(shè)定(固定)的對(duì)象需要處于成像區(qū)域中。換言之，例如僅僅為了拍攝天空?qǐng)D像的成像方向是沒(méi)有用處的。例如優(yōu)選像建筑或房屋這樣的結(jié)構(gòu)物出現(xiàn)在圖像中。此外，有可能的話，更加優(yōu)選有清楚顏色、形狀等等的對(duì)象出現(xiàn)在圖像中。安裝天線裝置100的工作者環(huán)視周圍并大致確定相機(jī)210的方位，使得上述結(jié)構(gòu)物出現(xiàn)在圖像中。然后，工作者以固定方式將相機(jī)210安裝在天線裝置100的合適位置。
[0070]如圖1所示，在將相機(jī)210安裝在存儲(chǔ)箱123的頂表面的情況下，最容易的方式是利用雙面膠帶將相機(jī)210附接于存儲(chǔ)箱123。但是要注意，即使在采用最容易的方式時(shí)，天線單元110和相機(jī)210的位置和方位沒(méi)有相對(duì)于彼此位移也是必要的。換言之，如果天線單元110的位置或方位改變，那么相機(jī)210的位置或方位應(yīng)當(dāng)按照相同的方式改變。
[0071]圖5示出利用給定的安裝固具211將相機(jī)210固定于天線單元110的情況，用于參考。就像在本示例中，自然而然，相機(jī)210可以朝向與天線單元110的接收方向相同的方向。
[0072]螺母扳手220和230是轉(zhuǎn)動(dòng)方位角調(diào)節(jié)螺栓160和仰角調(diào)節(jié)螺栓180的動(dòng)力螺栓螺絲起子。螺母扳手220和230具有相同的結(jié)構(gòu)。為了區(qū)分它們，用附圖標(biāo)記“220”表示轉(zhuǎn)動(dòng)方位角調(diào)節(jié)螺栓160的螺母扳手，用附圖標(biāo)記“230”表示轉(zhuǎn)動(dòng)仰角調(diào)節(jié)螺栓180的螺母扳手。
[0073]圖6示出螺母扳手220和230的結(jié)構(gòu)。因?yàn)槁菽赴馐?20和230具有相同的結(jié)構(gòu)，所以只描述螺母扳手220作為示例。(對(duì)于螺母扳手230，用“3”代替附圖標(biāo)記的第二個(gè)數(shù)字)。在圖6中，螺母扳手220包括螺母221、隨螺母221旋轉(zhuǎn)的齒輪222、與齒輪222嚙合的小齒輪223、以及驅(qū)動(dòng)小齒輪223以旋轉(zhuǎn)它的馬達(dá)224。注意在圖6中，用虛線示出外殼225，以看清其內(nèi)部。如圖6所示，螺母221的孔很深，以允許螺栓160和180前后移動(dòng)。因此，可以防止螺栓160和180的螺絲頭與螺母221的底座相互接觸。
[0074]工作者將螺母扳手220的螺母221安裝在方位角調(diào)節(jié)螺栓160的螺絲頭上，并將螺母扳手230的螺母安裝在仰角調(diào)節(jié)螺栓180的螺絲頭上(參見圖4)。馬達(dá)224和225通過(guò)來(lái)自運(yùn)動(dòng)控制器400的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)。在驅(qū)動(dòng)馬達(dá)224和225時(shí)，小齒輪223和233、齒輪222和232以及螺母221和231因此旋轉(zhuǎn)。按照這種方式，方位角調(diào)節(jié)螺栓160和仰角調(diào)節(jié)螺栓180通過(guò)驅(qū)動(dòng)螺母扳手220和230而前后移動(dòng)，并因此調(diào)節(jié)天線單元110的方位(方位角和仰角)。
[0075]圖7是運(yùn)動(dòng)控制器400的功能方框圖。在圖7中，除了馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器之外，可將運(yùn)動(dòng)控制器400的功能實(shí)現(xiàn)為載入程序的CPU的結(jié)果。
[0076]運(yùn)動(dòng)控制器400包括中央控制單元405、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器406、圖像處理單元410、接收強(qiáng)度檢測(cè)單元420、接收強(qiáng)度記錄單元430，峰值搜索單元440、以及調(diào)節(jié)指令單元450。
[0077]此外，圖像處理單元410包括圖像捕捉單元411、初始圖像記錄單元412、圖像匹配處理單元413、以及位移計(jì)算單元(位置計(jì)算單元)414。
[0078]調(diào)節(jié)指令單元450包括峰值位置記錄單元451和間隙計(jì)算單元452。
[0079]下面參照流程圖和說(shuō)明描述每個(gè)功能單元的詳細(xì)操作。
[0080]圖8是示出將天線方位調(diào)節(jié)到最合適方向的程序的流程圖。天線方位調(diào)節(jié)方法大體上包括準(zhǔn)備步驟(ST100)、搜索最佳接收方向的步驟(ST200)、調(diào)節(jié)天線方位的步驟(ST300)、以及固定天線裝置的步驟(ST400)。下面描述每個(gè)步驟。
[0081]準(zhǔn)備步驟(ST100)包括暫時(shí)安裝天線裝置100的步驟(STllO)、將相機(jī)210安裝于天線裝置100的步驟(ST120)、將螺母扳手安裝于方位角調(diào)節(jié)螺栓160和仰角調(diào)節(jié)螺栓180的步驟(ST130 )、布線的步驟(ST140 )、以及啟動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制器的步驟(ST150)。
[0082]暫時(shí)安裝天線裝置100的步驟(STllO)是利用圖1已經(jīng)示出的安裝器件130將天線裝置100安裝在指定安裝位置的步驟。在該步驟中，可將天線單元110的方位大致調(diào)節(jié)到某個(gè)方位角和仰角。例如，可以利用羅盤將天線單元110的方位設(shè)置為朝向相對(duì)站點(diǎn)，或者在利用望遠(yuǎn)鏡識(shí)別相對(duì)站點(diǎn)之后，將天線單元110的方位設(shè)置為相對(duì)站點(diǎn)。注意，雖然后面將進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)(ST300)，但是如果間隙大到10度或20度，則精細(xì)調(diào)節(jié)變難。因此，必須將天線的方位設(shè)置為(即，將天線定向?yàn)?允許測(cè)量接收強(qiáng)度等級(jí)的程度。例如，針對(duì)假定為最佳的方向，間隙優(yōu)選為落入例如向前和向后大約5度的范圍，雖然這取決于天線的尺寸和性能。一般而言，在通信所需的接收強(qiáng)度與測(cè)量接收強(qiáng)度所需的最小必要接收強(qiáng)度之間存在大約20dB至30dB的差異。
[0083]前面參照?qǐng)D1描述了安裝相機(jī)210的步驟(ST120)。也就是說(shuō)，如果可能的話，工作者環(huán)視周圍并大致確定相機(jī)210的方位，使得結(jié)構(gòu)物出現(xiàn)在圖像中，然后，以固定方式將相機(jī)210安裝在天線裝置100的合適位置。
[0084]下一個(gè)步驟是將螺母扳手220和230安裝在方位角調(diào)節(jié)螺栓160和仰角調(diào)節(jié)螺栓180上(ST130)。具體而言，工作者將螺母扳手220的螺母221安裝在方位角調(diào)節(jié)螺栓160的螺絲頭上，并將螺母扳手230的螺母231安裝在仰角調(diào)節(jié)螺栓180的螺絲頭上。
[0085]之后，將電線連接到運(yùn)動(dòng)控制器400(ST140)。首先，將相機(jī)210與運(yùn)動(dòng)控制器400連接在一起。然后，進(jìn)行布線，使得能夠通過(guò)運(yùn)動(dòng)控制器400來(lái)檢測(cè)天線裝置100的接收等級(jí)。具體而言，將發(fā)射和接收單元120的接收電路121連接到運(yùn)動(dòng)控制器400。此外，將螺母扳手220和230連接到運(yùn)動(dòng)控制器400。
[0086]雖然在圖1中示出相機(jī)210和運(yùn)動(dòng)控制器400、以及天線裝置100和運(yùn)動(dòng)控制器400分別通過(guò)電線連接，但是它們可通過(guò)無(wú)線方式連接。
[0087]此外，螺母扳手220和230與運(yùn)動(dòng)控制器400可通過(guò)無(wú)線方式連接。
[0088]在這種情況下，將驅(qū)動(dòng)器合成到螺母扳手220和230中，并且只有控制信號(hào)通過(guò)無(wú)線方式從運(yùn)動(dòng)控制器400傳輸?shù)铰菽赴馐?20和230。
[0089]完成布線之后，啟動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制器400(ST140)，并載入指定程序(天線方位調(diào)節(jié)程序)。準(zhǔn)備步驟(ST100)因此結(jié)束。
[0090]接著描述搜索最佳接收方向的步驟(ST200)。(注意，搜索最佳接收方向的步驟ST200以及調(diào)節(jié)天線方位的步驟ST300是由運(yùn)動(dòng)控制器400自動(dòng)進(jìn)行的處理)。圖9是示出搜索最佳接收方向的步驟(ST200)的詳細(xì)程序的流程圖。首先要進(jìn)行的是捕捉初始圖像。相機(jī)210已經(jīng)安裝在天線裝置100上，并且圖像捕捉單元411捕捉相機(jī)210中的當(dāng)前圖像作為初始圖像(ST210)。
[0091]圖10是示出從上方觀察天線裝置100的示意圖。(換言之，圖10是示出從圖1中箭頭II的方向觀察天線裝置100的示意圖)。在圖10中，用虛線指示相機(jī)210的成像范圍。(注意，點(diǎn)劃線指示成像范圍的中心線)。在圖10的示例中，假定建筑20位于相機(jī)210成像范圍的中心附近。因此，建筑20出現(xiàn)在相機(jī)圖像的中心附近，如圖11所示。通過(guò)圖像捕捉單元411，相機(jī)圖像在個(gè)人計(jì)算機(jī)240的顯示單元241上顯示。
[0092]注意，在本說(shuō)明書的描述中，將顯示單元241上的顯示示例示出為可見地表示通過(guò)運(yùn)動(dòng)控制器400為工作者(以及本說(shuō)明書的讀者)進(jìn)行的處理。但是，因?yàn)樘炀€方位調(diào)節(jié)是通過(guò)運(yùn)動(dòng)控制器400自動(dòng)進(jìn)行，所以基本上不需要逐個(gè)顯示處理的細(xì)節(jié)。
[0093]圖12是示出顯示屏的示例的示意圖。顯示屏大致分為4個(gè)區(qū)域，左上區(qū)域是顯示初始圖像的初始圖像顯示區(qū)域R10。工作者觀察初始圖像顯示區(qū)域RlO中顯示的圖像，并認(rèn)出能夠充當(dāng)?shù)貥?biāo)的對(duì)象(20)出現(xiàn)在圖像中。初始圖像被記錄和存儲(chǔ)在初始圖像記錄單元412中。
[0094]在捕捉初始圖像(ST210)之后，中央控制單元405進(jìn)行工作，稍微改變天線單元110的方位(ST220)。在該處理中(ST220)，中央控制單元405向馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器406發(fā)送控制信號(hào)。響應(yīng)于控制信號(hào)，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器406向螺母扳手220和230發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0095]圖13是示出輕微改變天線單元110的方位角的狀態(tài)的示意圖。(雖然在圖13中將方位角改變大約10度，但是為了幫助理解，方便說(shuō)明，在實(shí)踐中優(yōu)選一點(diǎn)一點(diǎn)地改變角度(例如，每次0.1度))。因?yàn)橄鄼C(jī)210是與天線單元110整體地位移，所以相機(jī)210的方位角也按照與天線單元110相同的方式改變。因此，相機(jī)210的成像方向改變。結(jié)果，假定在圖14所示的成像區(qū)域中建筑20向左邊輕微地位移。在圖12的顯示屏中，假定初始圖像顯示區(qū)域RlO下面的區(qū)域是顯示當(dāng)前圖像的當(dāng)前圖像顯示區(qū)域R20。通過(guò)當(dāng)前圖像顯示區(qū)域R20，工作者可以實(shí)時(shí)觀察當(dāng)前被相機(jī)210捕捉的圖像。
[0096]在其方位改變之后通過(guò)相機(jī)210拍攝的圖像是當(dāng)前圖像。通過(guò)圖像捕捉單元411捕捉當(dāng)前圖像(ST230)。然后，圖像處理單元410將當(dāng)前圖像與初始圖像相比較，從而計(jì)算當(dāng)前圖像與初始圖像之間的間隙(ST240)。比較兩個(gè)圖像并認(rèn)出圖像從而發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)圖像偏離另一個(gè)圖像多少是模式匹配的應(yīng)用，并通過(guò)各種方法實(shí)現(xiàn)。例如，已知Phase-OnlyCorrelat1n(僅相位相關(guān)方法)。
[0097]圖像匹配處理單元413將初始圖像PlO與當(dāng)前圖像P20相比較，并偏移當(dāng)前圖像P20，使得當(dāng)前圖像P20與初始圖像PlO最緊密地匹配。圖15是示出將當(dāng)前圖像P20疊加在初始圖像PlO上使其匹配的狀態(tài)的示意圖。假定在初始圖像PlO中心附近出現(xiàn)的建筑20出現(xiàn)在當(dāng)前圖像P20左邊。在這種情況下，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前圖像P20的圖像中心Oc相對(duì)于初始圖像P10的圖像中心Oi位移到右邊。
[0098]位移計(jì)算單元414基于通過(guò)圖像匹配處理單元413的匹配結(jié)果，計(jì)算當(dāng)前圖像P20與初始圖像P1之間的間隙(ST240)。在本示例中，計(jì)算有多少像素留下作為間隙。如圖16所示，假定在顯示圖像中，橫向是X軸方向，縱向是y軸方向。位移計(jì)算單元414通過(guò)計(jì)算在X方向上有多少(△ X)像素以及在y方向上有多少(A Y)像素當(dāng)前圖像P20偏離初始圖像P10來(lái)計(jì)算間隙。計(jì)算的間隙(ΑΧ，Δ Y)在顯示屏上顯示。假定X方向上的間隙和y方向上的間隙在當(dāng)前圖像顯示區(qū)域R20下方顯示(參見圖12)。
[0099]從圖15和圖16可以理解，當(dāng)初始圖像PlO的中心Oi是坐標(biāo)系的原點(diǎn)時(shí)，將當(dāng)前圖像P20的中心Oc的坐標(biāo)表示為(ΔΧ，ΔΥ)。因此，在本說(shuō)明書中，有時(shí)候?qū)⒆鴺?biāo)(ΔΧ，ΔΥ)稱為當(dāng)前圖像P20的位置。此外如上所述，天線單元110和相機(jī)210的位置及方位相對(duì)于彼此固定。換言之，天線單元110的方位以及在與天線單元110相同的方位上通過(guò)相機(jī)210拍攝的圖像是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。因此，在本說(shuō)明書中，有時(shí)候?qū)⒆鴺?biāo)(ΑΧ，ΔΥ)稱為天線單元的位置，天線單元110的方位(角度)等同于圖像的位置(ΔΧ，Δ Y)。(因此，有時(shí)候?qū)⑽灰朴?jì)算單元414稱為位置計(jì)算單元)。
[0100]通過(guò)相同的方式計(jì)算當(dāng)前圖像Ρ20的位置之后，檢測(cè)接收強(qiáng)度(ST250)。具體而言，檢測(cè)在天線單元110的當(dāng)前方位可以接收的信號(hào)的強(qiáng)度。通過(guò)發(fā)射和接收單元120(接收電路121)，將天線單元110接收的電子波信號(hào)傳輸給接收強(qiáng)度檢測(cè)單元420。接收強(qiáng)度檢測(cè)單元420獲得輸入信號(hào)等級(jí)。為了計(jì)算信號(hào)等級(jí)，接收強(qiáng)度檢測(cè)單元420進(jìn)行時(shí)間平均方法。按照這種方法獲得的接收強(qiáng)度在顯示屏上顯示。在本示例中假定，接收強(qiáng)度的顯示區(qū)域連同間隙一起，放置在當(dāng)前圖像顯示區(qū)域R20下方。
[0101]將當(dāng)前圖像Ρ20的位置和此時(shí)的接收等級(jí)記錄為一對(duì)(ST260)。具體而言，將通過(guò)位移計(jì)算單元414計(jì)算的當(dāng)前圖像Ρ20的位置以及通過(guò)接收強(qiáng)度檢測(cè)單元420檢測(cè)的接收強(qiáng)度傳輸給接收強(qiáng)度記錄單元430。接收強(qiáng)度記錄單元430將當(dāng)前圖像Ρ20的位置和接收強(qiáng)度記錄為一對(duì)。
[0102]此外，記錄當(dāng)前圖像Ρ20的位置和接收強(qiáng)度之后，在顯示屏上將它們顯示為曲線圖。在本示例中假定，顯示屏的右上區(qū)域是曲線圖顯示區(qū)域R30。
[0?03]中央控制單元405通過(guò)一點(diǎn)一點(diǎn)地改變天線單元110的方位，重復(fù)從改變天線方位(ST220)到記錄數(shù)據(jù)(ST260)的步驟。圖17示出天線裝置100的接收天線模式30以及天線單元110的方位的步進(jìn)變化的示例。在天線單元110是拋物面天線的情況下，接收天線模式30是同心圓。中央控制單元405通過(guò)在預(yù)定范圍內(nèi)按照不同的方式改變天線單元110的方位，測(cè)量接收等級(jí)。例如，在方位角±5度和仰角±5度的范圍內(nèi)可以進(jìn)行光柵掃描。具體而言，例如如箭頭A所示，將仰角固定為一定值，并且只有方位角從左邊轉(zhuǎn)移到右邊。這意味著螺母扳手220被驅(qū)動(dòng)。接著如箭頭B所示，將仰角改變?yōu)樯孕〉闹?也就是說(shuō)，螺母扳手230被驅(qū)動(dòng))，并且只有方位角從右邊轉(zhuǎn)移到左邊(螺母扳手220被驅(qū)動(dòng))。重復(fù)這個(gè)處理，改變天線單元110的方位，如箭頭C和箭頭D所示。通過(guò)該操作，獲得指示天線單元110的位置與接收強(qiáng)度之間關(guān)系的曲線圖。
[0104]圖18是示出隨著天線單元110的方位沿著箭頭A的變化，接收強(qiáng)度的變化的曲線圖。在圖18中，垂直軸是接收等級(jí)，水平軸是方位角。注意，用△ X的值表示方位角。此外，因?yàn)檠鼋菍?duì)應(yīng)于Δ y，所以在右邊用Δ Ya標(biāo)記圖18。同樣，圖19是對(duì)應(yīng)于箭頭B的曲線圖，圖20是對(duì)應(yīng)于箭頭C的曲線圖。當(dāng)經(jīng)過(guò)箭頭C所示的輻射圖案的中心時(shí)，接收強(qiáng)度達(dá)到其峰值。圖18、圖19和圖20的曲線圖在顯示屏的曲線圖顯示區(qū)域R30中顯示，如圖12所示。
[0105]在指定范圍中進(jìn)行測(cè)量時(shí)(ST270中“是”)，搜索峰值位置(ST280)。峰值搜索單元440在接收強(qiáng)度記錄單元430記錄的數(shù)據(jù)中搜索接收強(qiáng)度的最大值。峰值搜索單元440通過(guò)搜索找到接收強(qiáng)度的最大值，并進(jìn)一步讀取實(shí)現(xiàn)接收強(qiáng)度的最大值時(shí)天線單元110的位置。(如上所述，在接收強(qiáng)度記錄單元430中將天線單元110的位置和接收強(qiáng)度記錄為一對(duì))。接收強(qiáng)度的最大值和此時(shí)天線單元110的位置(ΔΧ，△ Y)在最大接收方向顯示區(qū)域R40中顯示(ST290)。如圖12所示，將接收方向顯示區(qū)域R40放置在顯示屏的中下部。在下面的描述中，有時(shí)候?qū)?shí)現(xiàn)接收強(qiáng)度最大值時(shí)天線單元110的位置稱為“峰值位置”。通過(guò)峰值搜索單元440計(jì)算的峰值位置記錄在峰值位置記錄單元451中。
[0106]在獲得實(shí)現(xiàn)接收強(qiáng)度最大值時(shí)天線單元110的方位(位置)之后，搜索最佳接收方向的步驟(ST200)結(jié)束。然后，處理進(jìn)行到調(diào)節(jié)天線單元110的方位的步驟(ST300)。
[0107]下面描述調(diào)節(jié)天線單元110的方位的步驟(ST300)。在搜索最佳接收方向的步驟(ST200)中已經(jīng)獲得實(shí)現(xiàn)接收強(qiáng)度最大值時(shí)天線單元110的位置(峰值位置)，并且，在調(diào)節(jié)天線單元110的方位的步驟(ST300)中，運(yùn)動(dòng)控制器400進(jìn)行調(diào)節(jié)，在峰值位置設(shè)置天線單元110的方位。
[0108]圖21是調(diào)節(jié)天線單元110的方位的步驟(ST300)的詳細(xì)流程圖。圖像捕捉單元411捕捉當(dāng)前圖像(ST310)。具體而言，為了識(shí)別當(dāng)前天線位置，獲取當(dāng)前通過(guò)相機(jī)210拍攝的圖像。然后，通過(guò)圖像匹配處理單元413和位移計(jì)算單元414來(lái)計(jì)算初始圖像與當(dāng)前圖像之間的間隙(ST320)，并連同當(dāng)前圖像一起在當(dāng)前圖像顯示區(qū)域R20中顯示。
[0109]此外，將當(dāng)前圖像的位置(ΔΧ，ΔY)傳輸給間隙計(jì)算單元452。間隙計(jì)算單元452計(jì)算當(dāng)峰值位置是原點(diǎn)時(shí)當(dāng)前圖像偏離多少。圖22示出該計(jì)算。在圖22中，峰值位置是(ΔΧρ，ΔΥρ)，這個(gè)位置被設(shè)置為原點(diǎn)。然后，將當(dāng)前圖像的位置(ΔΧ，ΔΥ)與原點(diǎn)之間的間隙表示為(Gap(X)，Gap(y))。按照這種方式計(jì)算的間隙(Gap(x)，Gap(y))被顯示在顯示屏的間隙顯示區(qū)域R50中(ST330)。在本示例中假定，將間隙顯示區(qū)域R50放置在最大接收方向顯示區(qū)域R40右邊。
[Ο??Ο]中央控制單元405確定間隙是否在允許范圍內(nèi)(ST340)。(假定允許范圍是預(yù)定的)。在這個(gè)確定中，不僅考慮間隙(Gap(x)，Gap(y))的值，而且考慮當(dāng)前接收強(qiáng)度低于峰值多少。因?yàn)閺膱D像確定的間隙量根據(jù)從相機(jī)210到對(duì)象的距離而不同，例如，只將間隙用作指標(biāo)并非優(yōu)選。(對(duì)于相機(jī)角度I度的間隙根據(jù)從相機(jī)210到對(duì)象的距離而不同)。
[0111]當(dāng)間隙在允許范圍外時(shí)(ST340中“否”)，中央控制單元405調(diào)節(jié)天線單元110的方位，使其處于峰值位置(ST350)。(換言之，它驅(qū)動(dòng)螺母扳手220和230)。然后，中央控制單元405再次評(píng)估經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)之后天線單元110的位置從峰值位置偏離多少(ST340)，并調(diào)節(jié)天線單元110的方位，使其處于峰值位置(ST350)。(這樣等同于將相機(jī)210和接收強(qiáng)度檢測(cè)單元420用作傳感器的反饋控制)ο當(dāng)中央控制單元405確定間隙在允許范圍內(nèi)時(shí)(ST340中“是”)，它向工作者報(bào)告完成(ST360)。(可通過(guò)聲音或者顯示單元241上的消息報(bào)告完成)。
[0112]因此可將天線單元110調(diào)節(jié)到實(shí)現(xiàn)最大接收等級(jí)的方位。
[0113]最后，將天線裝置固定。具體而言，通過(guò)擰緊螺絲144、144、173和173來(lái)固定天線單元110的方位。
[0114]在擰緊螺絲144、144、173和173時(shí)，有可能天線單元110的方位移位。因此，優(yōu)選在擰緊螺絲144、144、173和173的工作期間保持圖像處理單元410被激活，并重復(fù)ST310至ST340。注意，當(dāng)間隙在允許范圍外時(shí)(ST340)，優(yōu)選通過(guò)聲音或顯示將位移通知工作者，而不驅(qū)動(dòng)螺母扳手220和230。如果在工作者將螺絲144、144、173和173擰緊到一定程度之后驅(qū)動(dòng)螺母扳手220和230，螺母扳手220和230或螺栓160和180的任何一個(gè)都可能損壞。
[0115]在適當(dāng)固定天線裝置之后，將天線方位調(diào)節(jié)裝置200從天線裝置100去除。
[0116]根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的第一示例性實(shí)施例，可獲得以下有益效果。
[0117](I)根據(jù)本示例性實(shí)施例，可以自動(dòng)調(diào)節(jié)天線單元110的方位，以實(shí)現(xiàn)最大接收等級(jí)。在現(xiàn)有系統(tǒng)中，通過(guò)依賴于猜測(cè)的試錯(cuò)方法來(lái)調(diào)節(jié)天線單元110的方位，例如通過(guò)試錯(cuò)或者按照步進(jìn)方式重復(fù)精細(xì)調(diào)節(jié)，尋求確定實(shí)現(xiàn)最大接收等級(jí)的方向。
[0118]另一方面，在第一示例性實(shí)施例中，在接收強(qiáng)度記錄單元430記錄的數(shù)據(jù)中獲得最大接收等級(jí)，然后還獲得實(shí)現(xiàn)最大接收等級(jí)時(shí)天線單元110的角度位置(峰值位置)(ST280)。此外，獲得方向以及當(dāng)前天線角度位置與峰值位置之間的間隙量(ST420)。然后，通過(guò)利用螺母扳手220和230轉(zhuǎn)動(dòng)螺栓160和180(ST350)，自動(dòng)調(diào)節(jié)天線單元110的方位。因此，根據(jù)第一示例性實(shí)施例，任何工作者都可以快速準(zhǔn)確地安裝天線裝置100，而不需要求助于試錯(cuò)和只是稍微通過(guò)手指感覺(jué)來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)螺栓的專家技巧。
[0119](2)在第一示例性實(shí)施例中，通過(guò)比較相機(jī)210拍攝的圖像來(lái)獲得天線單元110的角度位置。因?yàn)橹槐仨毇@得天線單元110的角度位置作為從初始角度位置或峰值位置的相對(duì)位移，所以相機(jī)210的成像方向不限于特定方向。換言之，天線單元110和相機(jī)210不需要對(duì)準(zhǔn)。因此，不需要將對(duì)準(zhǔn)每個(gè)天線裝置100的相機(jī)210附接的成本和勞動(dòng)力。
[0120](3)在本示例性實(shí)施例中，不將相機(jī)210用作瞄準(zhǔn)器。當(dāng)無(wú)線電輻射方向稍微偏離天線平面時(shí)，即使在正確方向上將天線方位調(diào)節(jié)到無(wú)線電輻射源的天線平面，也不一定是實(shí)現(xiàn)最大接收等級(jí)的方位。另一方面，在本示例性實(shí)施例中，將天線單元110定向于無(wú)線電波的接收等級(jí)最高的位置。
[0121](4)在本示例性實(shí)施例中，利用相機(jī)210的圖像只能檢測(cè)天線單元110的輕微位移。有一種技術(shù)，由此將旋轉(zhuǎn)編碼器添加到天線裝置的移動(dòng)部，且通過(guò)旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出值來(lái)檢測(cè)天線單元的方位。(例如，在日本未審專利申請(qǐng)N0.2010-278807中公開了這種結(jié)構(gòu))。但是，為了通過(guò)旋轉(zhuǎn)編碼器檢測(cè)小于I度的旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)編碼器的直徑需要為幾十個(gè)厘米，這導(dǎo)致天線裝置尺寸的增加。此外，有如此高準(zhǔn)確度的旋轉(zhuǎn)編碼器非常昂貴。此外，即使在通過(guò)旋轉(zhuǎn)編碼器來(lái)檢測(cè)天線單元的方位的情況下，在旋轉(zhuǎn)編碼器與天線單元之間也需要諸如齒輪這樣的位移傳輸機(jī)構(gòu)。然后，在齒輪之間出現(xiàn)由于后坐所致的誤差。
[0122]另一方面，像本示例性實(shí)施例一樣使用相機(jī)210的結(jié)構(gòu)便宜，并且不會(huì)導(dǎo)致天線裝置100尺寸的增加。此外，因?yàn)閺南鄼C(jī)210到對(duì)象的距離更長(zhǎng)，所以隨著相機(jī)210角度的變化，對(duì)象的偏離更大。因此，通過(guò)利用相機(jī)210的圖像，可以以很高的分辨率來(lái)檢測(cè)相機(jī)210(即，天線單元110)的位移。因?yàn)樘炀€單元110的位置(位移)本身是通過(guò)相機(jī)120來(lái)測(cè)量，所以不出現(xiàn)后坐。(簡(jiǎn)言之，這與在方向待調(diào)節(jié)的對(duì)象上安裝位移傳感器的情況相同)。因?yàn)榘凑者@種方式可以直接測(cè)量天線單元的方位，所以可以實(shí)現(xiàn)方位的高準(zhǔn)確性調(diào)節(jié)。
[0123](5)因?yàn)樵诒臼纠詫?shí)施例中是利用相機(jī)210的圖像來(lái)檢測(cè)天線單元的位移，所以當(dāng)相機(jī)210盡可能遠(yuǎn)地拍攝場(chǎng)景的圖像時(shí)，用于位移檢測(cè)的分辨率可以更高。天線裝置安裝在高處或者有精細(xì)視角的地方，用于發(fā)射和接收無(wú)線電波。因此，將相機(jī)210安裝在天線裝置100時(shí)，相機(jī)210處于能夠拍攝遠(yuǎn)處對(duì)象的圖像的狀態(tài)。因此，利用相機(jī)210來(lái)檢測(cè)天線單元110的方位具有顯著效果。在只能從離開對(duì)象的短距離拍攝圖像的環(huán)境中，為了在圖像處理中檢測(cè)小位移，必須使用高準(zhǔn)確性的光學(xué)系統(tǒng)，其中消除了任何偏差、失真等等。在這種情況下，使用普通數(shù)碼相機(jī)總體而言是不夠的。另一方面，如同在本示例性實(shí)施例中，在利用相機(jī)210調(diào)節(jié)天線單元110的方位的情況下，可以拍攝遙遠(yuǎn)視角的圖像，并且因此可通過(guò)低成本相機(jī)210充分滿足要求。
[0124]應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明不限于上述示例性實(shí)施例，并且在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以通過(guò)多種方式變化。
[0125]在搜索峰值位置時(shí)，雖然可以如圖17所示對(duì)整個(gè)區(qū)域進(jìn)行光柵掃描，但是搜索峰值位置有很多其他方法變型。一個(gè)示例是在EL方向和AZ方向上交替掃描的方法，從而縮小峰值位置的范圍，如圖23所示。在該方法中，(I)在EL方向上沿著某條線路進(jìn)行掃描，并在該線路上獲得峰值方向，以及然后(2)在峰值方向上設(shè)置EL，并在AZ方向上沿著該線路進(jìn)行掃描。通過(guò)重復(fù)該操作，可以縮小峰值位置的范圍，并獲得峰值位置。(換言之，該方法與交替進(jìn)行步驟ST200和ST300的方法相同)。
[0126]在運(yùn)動(dòng)控制器400中，中央控制單元405、圖像處理單元410、接收強(qiáng)度檢測(cè)單元420、接收強(qiáng)度記錄單元430、峰值搜索單元440以及調(diào)節(jié)指令單元450的每一個(gè)都可以是包括各種邏輯元件的專用硬件?；蛘?，可通過(guò)將給定程序集成到具有CPU(中央處理器)、存儲(chǔ)器(存儲(chǔ)裝置)等等的計(jì)算機(jī)中來(lái)實(shí)施中央控制單元405、圖像處理單元410、接收強(qiáng)度檢測(cè)單元420、接收強(qiáng)度記錄單元430、峰值搜索單元440以及調(diào)節(jié)指令單元450的功能。可通過(guò)例如互聯(lián)網(wǎng)的通信裝或者例如CD-ROM或存儲(chǔ)卡的非易失性記錄介質(zhì)來(lái)將天線方位調(diào)節(jié)程序安裝到具有CPU和存儲(chǔ)器的計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中，并使得CPU等等通過(guò)安裝的程序操作來(lái)實(shí)施上述功能單元。可通過(guò)將存儲(chǔ)卡、CD-ROM等等直接插入計(jì)算機(jī)，或者通過(guò)將讀取例如存儲(chǔ)介質(zhì)的設(shè)備外部連接到計(jì)算機(jī)，來(lái)安裝程序。此外，通過(guò)將LAN電纜、有線或無(wú)線通信線路連接到計(jì)算機(jī)，可經(jīng)由通信來(lái)提供和安裝程序。
[0127]在上述示例性實(shí)施例中，將方位角調(diào)節(jié)螺栓160和仰角調(diào)節(jié)螺栓180描述為方位調(diào)節(jié)部的示例。通常，方位調(diào)節(jié)部是螺絲，并且螺絲被轉(zhuǎn)動(dòng)，以前后移動(dòng)，從而移動(dòng)天線單元。但是要注意，方位調(diào)節(jié)部當(dāng)然不限于此，并且可以使用任何結(jié)構(gòu)，只要它能夠改變天線單元的方位。例如，通過(guò)以各種方式將凸輪和齒輪組合，可以實(shí)施這種結(jié)構(gòu)。
[0128]同樣，雖然因?yàn)閷⒙菟ㄓ米鞣轿徽{(diào)節(jié)部，所以將螺母扳手描述為馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元的示例，但是如果用其他東西代替方位調(diào)節(jié)部，那么當(dāng)然要改變馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元來(lái)適應(yīng)它們。
[0129]在天線裝置的一些結(jié)構(gòu)中，通過(guò)一個(gè)方位調(diào)節(jié)部可使得方位角和仰角可變。例如在日本未審專利申請(qǐng)N0.H5-67909中公開了這種天線裝置。在這種情況下，僅使用一個(gè)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元(螺母扳手)。
[0130]雖然在以上示例性實(shí)施例中描述將天線裝置與天線方位調(diào)節(jié)裝置分開的示例，但是天線裝置與天線方位調(diào)節(jié)裝置可以組合在一起。圖24例如示出將天線裝置與方位調(diào)節(jié)裝置組合在一起的系統(tǒng)。在圖24中，將天線系統(tǒng)放在安裝底座60的安裝表面上。天線系統(tǒng)具有通過(guò)云臺(tái)520來(lái)支撐天線單元110的結(jié)構(gòu)。云臺(tái)520包括底座平臺(tái)521、旋轉(zhuǎn)平臺(tái)522、旋轉(zhuǎn)馬達(dá)524、轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)523、以及轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)525，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)522可旋轉(zhuǎn)地支撐在底座平臺(tái)521上，旋轉(zhuǎn)馬達(dá)524驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)522以旋轉(zhuǎn)它，轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)523被支撐為能夠沿著旋轉(zhuǎn)平臺(tái)522上的仰角方向轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)525驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)523以旋轉(zhuǎn)它?？刂茊卧?40和天線單元110被支撐在轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)523上?？刂茊卧?40包括發(fā)射和接收單元120以及運(yùn)動(dòng)控制器400。(在這種情況下，云臺(tái)充當(dāng)方位調(diào)節(jié)部)。如果天線系統(tǒng)有馬達(dá)，就不需要附接和拆卸螺母扳手。
[0131]本申請(qǐng)基于并主張2014年2月4日提交的日本專利申請(qǐng)N0.2014-019265的優(yōu)先權(quán)，通過(guò)參考將其全部?jī)?nèi)容合并于此。
[0132]附圖標(biāo)記列表
[0133]10 導(dǎo)桿
[0134]20 建筑
[0135]30接收天線模式
[0136]100天線裝置
[0137]110天線單元
[0138]120發(fā)射和接收單元
[0139]121接收電路
[0140]122發(fā)射電路
[0141]123存儲(chǔ)箱
[0142]130安裝器件
[0143]140合模單元
[0144]141 U 形螺栓
[0145]142 支架
[0146]143 深孔
[0147]144 螺絲
[0148]150方位角方向可移動(dòng)部件
[0149]160方位角調(diào)節(jié)螺栓
[0150]170仰角方向可移動(dòng)部件
[0151]172 深孔
[0152]173 螺絲
[0153]180仰角調(diào)節(jié)螺栓
[0154]200天線方位調(diào)節(jié)裝置
[0155]210 相機(jī)
[0156]220,230 螺帽扳手
[0157]220 固具
[0158]221 螺母
[0159]222 齒輪
[0160]223小齒輪
[0161]224 馬達(dá)
[0162]225 外殼
[0163]240個(gè)人計(jì)算機(jī)
[0164]241顯示單元
[0165]400運(yùn)動(dòng)控制器
[0166]405中央控制單元
[0167]406馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器
[0168]410圖像處理單元
[0169]411圖像捕捉單元
[0170]412初始圖像記錄單元
[0171]413圖像匹配處理單元
[0172]414位移計(jì)算單元(位置計(jì)算單元)
[0173]420接收強(qiáng)度檢測(cè)單元
[0174]430接收強(qiáng)度記錄單元
[0175]440峰值搜索單元
[0176]450調(diào)節(jié)指令單元
[0177]451峰值位置記錄單元
[0178]452間隙計(jì)算單元
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種天線方位調(diào)節(jié)裝置，包括: 相機(jī)，其相對(duì)于天線單元來(lái)被固定； 馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元，其能夠被安裝在方位調(diào)節(jié)部上，并且通過(guò)向所述方位調(diào)節(jié)部施加馬達(dá)動(dòng)力的力來(lái)改變所述天線單元的方位;以及 運(yùn)動(dòng)控制器，其通過(guò)將驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元來(lái)調(diào)節(jié)所述天線單元的方位， 其中， 所述運(yùn)動(dòng)控制器基于所述相機(jī)拍攝的圖像以及通過(guò)所述天線單元接收的無(wú)線電波的接收強(qiáng)度來(lái)獲得所述天線單元的角度位置，并且通過(guò)將驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元來(lái)調(diào)節(jié)所述天線單元的角度位置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線方位調(diào)節(jié)裝置，其中， 所述運(yùn)動(dòng)控制器獲取所述天線單元的方位與所述接收強(qiáng)度之間的關(guān)系，通過(guò)將驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元，在指定范圍內(nèi)改變所述天線單元的方位。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的天線方位調(diào)節(jié)裝置，其中， 所述運(yùn)動(dòng)控制器基于所述相機(jī)拍攝的圖像以及通過(guò)所述天線單元接收的無(wú)線電波的接收強(qiáng)度，來(lái)獲得所述接收強(qiáng)度為最大值時(shí)所述天線單元的角度位置，并且通過(guò)將驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元，來(lái)將所述天線單元調(diào)節(jié)到所述接收強(qiáng)度為最大值時(shí)的角度位置。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的天線方位調(diào)節(jié)裝置，其中， 所述運(yùn)動(dòng)控制器包括: 位置計(jì)算單元，其通過(guò)利用相機(jī)拍攝的圖像來(lái)計(jì)算所述天線單元的相對(duì)角度位置； 接收強(qiáng)度檢測(cè)單元，其檢測(cè)通過(guò)所述天線單元接收的無(wú)線電波的接收強(qiáng)度； 接收強(qiáng)度記錄單元，其將所述天線單元的相對(duì)角度位置和在所述相對(duì)角度位置的接收強(qiáng)度以彼此相關(guān)聯(lián)的方式來(lái)記錄； 峰值搜索單元，其根據(jù)所述接收強(qiáng)度記錄單元中記錄的數(shù)據(jù)，來(lái)搜索所述接收強(qiáng)度的最大值； 峰值位置記錄單元，其記錄與通過(guò)所述峰值搜索單元獲得的最大接收強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的所述天線單元的角度位置，作為峰值位置;以及 間隙計(jì)算單元，其計(jì)算所述天線單元的當(dāng)前角度位置與所述峰值位置之間的間隙，并且 所述運(yùn)動(dòng)控制器將所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元，以使得所述間隙變?yōu)楦咏恪?.—種天線系統(tǒng)，包括: 天線裝置，其被配置為能夠通過(guò)向方位調(diào)節(jié)部施加力來(lái)改變天線單元的方位；以及 根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的天線方位調(diào)節(jié)裝置。6.一種天線方位調(diào)節(jié)方法，包括以下各步驟: 將相機(jī)安裝在天線裝置上，以使得位置和方位相對(duì)于所述天線裝置的天線單元沒(méi)有位移; 將馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元安裝在方位調(diào)節(jié)部上； 基于通過(guò)所述相機(jī)拍攝的圖像以及通過(guò)所述天線單元接收的無(wú)線電波的接收強(qiáng)度，來(lái)計(jì)算所述天線單元的角度位置;以及 通過(guò)將驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元，來(lái)調(diào)節(jié)所述天線單元的角度位置。
【文檔編號(hào)】H01Q3/08GK105981221SQ201580006943
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2015年1月8日
【發(fā)明人】平部正司
【申請(qǐng)人】日本電氣株式會(huì)社