DE10104564C1 - Steuerungsvorrichtung zum Einstellen eines unterschiedlichen Absenkwinkels insbesondere von zu einer Basisstation gehörenden Mobilfunkantennen sowie eine zugehörige Antenne und Verfahren zur Veränderung eines Absenkwinkels - Google Patents

Abstract

Eine verbesserte Antennen-Steuerungsvorrichtung sowie eine zugehörige Antenne und ein in diesem Zusammenhang verbessertes Verfahren zeichnet sich durch folgende Merkmale aus DOLLAR A - die Steuerungsvorrrichtung (13) umfasst eine Steuerungselektronik (41), DOLLAR A - die Steuerungsvorrichtung (13) umfasst ferner einen Elektromotor (51), DOLLAR A - eine Antennen-Steuerungsvorrichtung ist außerhalb der Schutzabdeckung für die Mobilfunkantennen oder aber auch als vorzugsweise Kompletteinheit unterhalb dieser Schutzabdeckung nachrüstbar.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung zum Einstellen eines unterschiedlichen Absenkwinkels insbeson­ dere von zu einer Basisstation gehörenden Mobilfunkantenne nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, sowie eine zugehö­ rige Antenne und ein Verfahren zur Veränderung des Absenk­ winkels.

Bekanntermaßen ist das Mobilfunknetz zellenförmig gestal­ tet, wobei jeder Zelle eine entsprechende Basisstation mit zumindest einer Mobilfunkantenne zum Senden und Empfangen zugeordnet ist. Die Antennen sind dabei so aufgebaut, dass sie in der Regel in einem bestimmten Winkel gegenüber der Horizontalen nach unten abgelenkt strahlen, wodurch eine bestimmte Zellengröße festgelegt wird.

Neben den hauptsächlichen Übertragungsfrequenzen des 900 MHz-Bandes und des 1800 MHz-Bandes (in den USA beispiels­ weise des 1900 MHz-Bandes) erlangt für die nächste Genera­ tion des Mobilfunknetzes, das sogenannte UMTS-Netz, das 2000 MHz-Band Bedeutung. In Abhängigkeit der Größe der einzelnen von einer Basisstation abgedeckten Zelle wie aber auch beispielsweise in Abhängigkeit des betreffenden Netzes (beispielsweise des kommenden UMTS-Netzes) müssen die Antennen mit unterschiedlichen Neigungswinkeln einge­ stellt werden.

Es ist schließlich auch bekannt, dass der Absenk- oder Neigungswinkel, der nachfolgend teilweise auch als Downtilt-Winkel bezeichnet wird, mit dem eine Mobilfunkan­ tenne einer Basisstation gegenüber der Horizontalen nach unten abstrahlt, beispielsweise durch Phasenschieber ein­ stellbar ist. Durch Veränderung der Phasendifferenz mehre­ rer übereinander angeordneter Einzelstrahler wird der Neigungswinkel des Strahlungsdiagramms verändert. Die Phasenschieber können dazu entsprechend eingestellt wer­ den, was üblicherweise erfordert, dass unmittelbar an der Mobilfunkantenne die Einstellung manuell erfolgen muss. Zudem müssen auch vorhandene Schutzeinrichtungen demon­ tiert bzw. neu montiert werden. Dies ist naturbedingt mit einem beachtlichen Montageaufwand verbunden.

Von daher ist gemäß der WO 96/14670 auch schon vorgeschla­ gen worden, den Downtilt-Winkel mittels einer elektrischen Steuerungseinrichtung unterschiedlich einstellen zu kön­ nen, wobei der Controller einer derartigen Steuerungsein­ richtung beispielsweise in der Basis einer derartigen Antenneneinrichtung montiert oder als mobile Steuerein­ richtung verwendet werden kann, der über eine Steckverbin­ dung bei Bedarf an aus der Antenne herausgeführten Steuerleitungen angeschlossen werden kann, um die unterhalb des Schutzgehäuses eingebaute Justiereinrichtung zur Verstel­ lung des Downtilt-Winkels zu betätigen.

Antennen mit unterschiedlich einstellbaren Absenkwinkeln sind grundsätzlich auch aus der US 5 512 914 bekannt ge­ worden. Aus der US 6 078 824 ist dabei ferner eine elek­ tromagnetische Schaltungseinrichtung zur Durchführung einer Absenkung des Abstrahlwinkels zu entnehmen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es von daher, ein verbessertes Verfahren sowie eine verbesserte Steuerungs­ vorrichtung zur Veränderung des Downtilt-Winkels und damit letztendlich eine insgesamt verbesserte Basisstation mit einer Mobilfunkantenne zu schaffen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bezüglich der Steuerungs­ vorrichtung entsprechend den im Anspruch 1, bezüglich einer Mobilfunkantenne entsprechend den im Anspruch 13 und bezüglich eines entsprechenden Verfahrens zur Veränderung des Downtilt-Winkels gemäß den im Anspruch 14 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfin­ dung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäße Antennensteuerungsvorrichtung zeich­ net sich dadurch aus, dass sie an einer entsprechenden Mobilfunkbasisstation außerhalb des Schutzgehäuses für die Strahlerelemente (Radom) nachrüstbar montiert werden kann. Bevorzugt ist also nicht vorgesehen, dass bereits umfang­ reiche mechanische und/oder elektronische Einrichtungen bei der Herstellung oder Auslieferung einer entsprechenden Mobilfunkantenne vorgesehen sein müssen, um die Nachrüst­ barkeit zu gewährleisten.

Die manuelle Einstellung von außen ist grundsätzlich Stand der Technik. Die erfindungsgemäße Steuerungsvorrichtung zeichnet sich dem gegenüber bevorzugt dadurch aus, dass diese bei Anbau außerhalb des Schutzgehäuses der Antenne genau mit jenem Steuerungselement zusammenwirkt, über welches ansonsten die Verstellung manuell vorgenommen werden kann.

Die anhand von Ausführungsbeispielen noch im einzelnen beschriebene Antenne verwendet dabei ein grundsätzlich bekanntes Übertragungselement, welches außerhalb der An­ tennenschutzabdeckung manuell betätigt werden kann, und welches durch eine entsprechende Öffnung bis in das Innere unterhalb des Schutzgehäuses der Antenne reicht, um dort beispielsweise über ein Übertragungsgestänge den einen oder die mehreren Phasenschieber zur Verstellung des Downtilt-Winkels zu betätigen. Dieses von außen nach innen durch das Schutzgehäuse oder einen Teil, der Rück- oder Seitenplatte der Trag- und/oder Schutzabdeckung der Anten­ ne hindurchgeführte Betätigungsglied besteht vorzugsweise aus einer Spindel, die in einer entsprechenden Gewindehül­ se verdrehbar geführt ist. Durch Verdrehen kann somit die Gewindespindel in Axialrichtung zwischen zwei End- oder Extremstellungen verstellt werden.

Die Antennen-Steuerungsvorrichtung ist bevorzugt ganz oder im wesentlichen als Kompletteinheit bzw. Komplettmodul ausgebildet. Sie kann von daher problemlos gehandhabt und montiert werden, und zwar nicht nur - wie vorstehend be­ schrieben - im Zusammenspiel mit einem außerhalb des Ab­ deckungsgehäuses der Antenneneinrichtung vorgesehenen Betätigungselement. Vielmehr ist erfindungsgemäß ebenso vorgesehen, dass die Kompletteinheit bzw. das Komplettmodul bei Bedarf auch unterhalb der Schutzabdeckung als einfach und problemlos handhabbares Komplettmodul montiert und bei Bedarf nachgerüstet werden kann. Auch in diesem Fall wird die nachrüstbare Antennen-Steuerungsvorrichtung mit einem entsprechenden Betätigungselement unterhalb der Schutzabdeckung gekoppelt, um darüber die Phasenlage der Antennen unterschiedlich einzustellen. Als wesentlicher Vorteil zeigt sich also, dass die erfindungsgemäße Antennen-Steuerungsvorrichtung als Komplettlösung einfach außerhalb oder innerhalb der Schutzabdeckung der Antenne montiert werden kann. Eine Montage einer Vielzahl von Einzelkomponenten ggf. sogar an unterschiedlichen Stellen unterhalb der Schutzabdeckung der Antenne, wie beim Stand der Technik, fällt also weg.

Als günstig erweist sich nunmehr, dass die Verstellung des Downtilt-Winkels letztlich sowohl manuell als auch mittels einer geeigneten Steuerungsvorrichtung erfolgen kann. Im manuellen Betrieb entfällt die komplette Steuereinheit, so dass die Verstellung des Downtilt-Winkels letztlich nur durch Verstellung des Betätigungselementes, vorzugsweise durch Drehung eines Einstell- oder Spindelzahnrades vor­ genommen werden kann, worüber über die drehbare Spindel dann beispielsweise die Phasenschieber zur Veränderung des Downtilt-Winkels entsprechend eingestellt werden können.

Wird eine entsprechende elektronische bzw. elektrische Steuerungseinrichtung nachgerüstet, so wird diese bevor­ zugt nur außerhalb des Schutzgehäuses der Antenne mon­ tiert. Diese wirkt dann unmittelbar mit dem Betätigungs- Übertragungsglied, d. h. insbesondere dem für die manuelle Einstellung vorgesehenen Spindelzahnrad zusammen, worüber über den zur Steuerungseinrichtung gehörenden Motorantrieb eine Drehung des Spindelzahnrads vorgenommen werden kann.

Als günstig hat sich ferner erwiesen, keine Endschalter oder Endtaster, sondern klemmfreie Endanschläge vorzuse­ hen. Diese sind also an der Spindel sowie gehäusefest so vorgesehen und ausgebildet, dass die Bewegung der Spindel in der jeweiligen Extrem- oder Endlage durch einen End­ anschlag gegen ein Weiterdrehen gesichert ist. Der End­ anschlag ermöglicht somit, dass bei einer nachfolgenden Bewegung in die entgegengesetzte Richtung im wesentlichen keine zusätzlichen Lösekräfte benötigt werden. Dies trägt dazu bei, dass vergleichsweise kleine Motoren mit niedri­ gen Antriebsleistungen verwendet werden können.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist ferner vorgese­ hen, dass die Steuerelektronik den beiden Endanschlägen zwei absolute Positionswerte zuordnet. Die absolute Posi­ tionierung kann dann zumindest auf einer dieser beiden Positionen durchgeführt werden. Dazu müßte das Betäti­ gungsglied vorzugsweise in Form der Spindel lediglich in die jeweilige Richtung bis zum Erreichen des Endanschlages bewegt werden. Das Erreichen des Endanschlages kann eben­ falls elektrisch/elektronisch durch die Steuerelektronik erkannt und ausgewertet werden.

Als besonders günstig erweist sich eine im Rahmen der Erfindung vorgesehene Einrichtung zur Selbstkalibrierung. Wird das Übertragungs- oder Stellglied vorzugsweise in Form der Spindel zunächst auf zumindest einen der beiden Endanschläge zubewegt und dann zum anderen Endanschlag zurückbewegt, so kann mittels einer Wegerkennung, vorzugs­ weise in Form der gezählten Drehimpulse, der maximale Verstellweg erfasst, über die beiden Endanschläge einem maximalen Absenkwinkel zugeordnet und darüber jeder Zwi­ schenwinkel, ggf. auch mittels in einer Tabelle abgespei­ cherten Stützwerte interpoliert werden. Dadurch können beliebige Positionen zwischen den Extremstellungen absolut angesteuert werden.

Alternativ oder ergänzend ist es ebenso möglich, bestimmte Einstellpositionen innerhalb des zulässigen Einstellberei­ ches relativ anzusteuern. Dazu kann der jeweils aktuelle Einstellwert in einem nicht flüchtigen Speicher abgelegt werden, um dann bei einer erneuten Vornahme einer Ver­ stellung von diesem Wert ausgehend die relative Verstel­ lung durchzuführen.

Bevorzugt umfasst die Steuervorrichtung eine nach außen führende Schnittstelle. Über diese Schnittstelle können sämtliche Einstellungs- und Überwachungsfunktionen auf Kommandoebene durchgeführt werden. Zur Ansteuerung kann ein spezielles Steuergerät oder ein Rechner mit passender Steuersoftware oder auch z. B. die Basisstation verwendet werden.

In einer Ausführungsform der Erfindung sind der mecha­ nische und der elektrisch/elektronische Teil der Steuer­ vorrichtung in fester Beziehung zueinanderstehend gekop­ pelt. Dazu bedarf es keiner speziellen Adressierung der Steuereinheit. Bevorzugt kann jedoch die Steuereinheit auch in einem Modus "mit Adressierung" arbeiten. Dies eröffnet die Möglichkeit über nur eine Kommandoschnitt­ stelle mehrere elektronische Steuereinheiten von einem zentralen Punkt aus anzusteuern, also mehrere Winkel an verschiedenen Antennen entsprechend einzustellen.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale ergeben sich nachfolgend aus dem anhand von Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel. Dabei zeigen im einzelnen

Fig. 1 eine Darstellung einer unterhalb eines Abdeck- oder Schutzgehäuses angeordneten Mobilfunkantenne mit extern angebauter Antennensteuerungsvorrichtung;

Fig. 2 eine auszugsweise Seitenansicht auf eine entsprechende Mobilfunkantenne mit abge­ nommenem Schutzgehäuse und nach außen ge­ führtem Betätigungselement;

Fig. 3 eine vergrößerte Detaildarstellung der mit einer manuellen Einstellmöglichkeit grund­ sätzlich ausgestatteten Mobilfunkantenne für eine Basis-Station;

Fig. 4 eine entsprechende Darstellung zu Fig. 3 bei angebauter Antennensteuerungsvorrich­ tung;

Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung eines Details aus Fig. 4;

Fig. 6 eine Seitenansicht der in Fig. 4 gezeig­ ten Nachrüsteinheit im demontierten Zu­ stand in schematischer Querschnittsdar­ stellung;

Fig. 7 eine um 90° gedrehte Seitenansicht bezüg­ lich der Darstellung gemäß Fig. 4, und

Fig. 8 eine schematische Darstellung einer Basis­ station mit Mast und elektronisch absenk­ barer Mobilfunkantenne.

In Fig. 1 ist in schematischer auszugsweise perspektivi­ scher Darstellung eine Mobilfunkantenne für eine Basis­ station gezeigt. Üblicherweise werden an einem in den Zeichnungen nicht dargestellten Antennenmast in entspre­ chender Vertikalausrichtung oder leicht nach unten geneigt in Umfangsrichtung versetzt liegend mehrere in verschiede­ ne Zellen strahlende Mobilfunkantennen angeordnet.

Eine derartige Mobilfunkantenne kann eine Vielzahl von Strahlern aufweisen, die in unterschiedlichen Frequenzbän­ dern abstrahlen können, wobei durch Veränderung der Pha­ senabstände zwischen den einzelnen vertikal übereinander angeordneten Strahlern 1 ein unterschiedlicher Neigungs­ winkel, ein sogenannter Downtilt-Winkel, eingestellt wer­ den kann, mit welchem die Mobilfunkantenne 3 gegenüber der Horizontalen nach unten abstrahlt. Dies erfolgt bekann­ termaßen über entsprechende Einstellungen von Phasenschie­ berelementen, wobei insoweit auf die vorbekannten Lösungen verwiesen wird. In Fig. 8 ist dabei eine Basisstation 71 mit einem Antennenmast 73 gezeigt, an welcher eine ent­ sprechende Mobilfunkantenne 3 befestigt ist, die über Leitungen 75 von der Basisstation bzw. dem Kommandogerät angesteuert wird, und worüber die Ausstrahlrichtung in einem Winkelbereich α elektronisch mehr oder weniger stark abgesenkt werden kann.

Eine entsprechende Mobilfunkantenne 3 umfasst beispiels­ weise eine Befestigungs- oder Montageplatte 5, die ggf. auch einen Reflektor mit umfassen oder zumindest einen Reflektor tragen kann, wobei die Befestigungs- oder Monta­ geplatte vorzugsweise in an ihrer nach unten zu liegen kommenden Seite mit einer quer dazu vorstehenden An­ schlussplatte 7 versehen ist, an der die entsprechenden Anschlüsse 9 zum Anschluss von Koaxialkabeln zum Betrieb der mehreren Einzelstrahler vorgesehen sind.

An der Befestigungs- oder Montageplatte 5 ist ferner eine in der Regel aus GFK-Kunststoff bestehende Schutzabdeckung 11 befestigt, unterhalb der die Einzelstrahlerelemente vor einem Reflektor sitzend angeordnet sind.

In der auszugsweisen perspektivischen Darstellung gemäß Fig. 1 ist ferner bereits die außerhalb der Schutzab­ deckung 11 nachrüstbare Steuerungsvorrichtung 13 gezeigt, mit der der Abstrahlwinkel der Antennen gesteuert oder automatisch eingestellt werden kann.

Bevor auf die aus Fig. 1 im montierten Zustand ersicht­ liche Steuerungsvorrichtung 13 näher eingegangen wird, wird zunächst auf die schematische Draufsicht gemäß Fig. 2 verwiesen, in der bei abgenommener Schutzabdeckung 11 vor einem Reflektor 15 an dessen unteren Ende des Reflek­ tors 15 sitzend ein erster Strahler 17 benachbart zur Anschlussplatte 7 ersichtlich ist, wobei seitlich zu den Anschlüssen 9 in der Anschlussplatte 7 eine Betätigungs­ öffnung 19 vorgesehen ist, und zwar gebildet durch einen die Anschlussplatte 7 durchsetzenden und fest und dicht mit dieser verbundenen Anschlussstutzen 23. Dieser Anschlussstutzen 23 wird von einer Gewindehülse 21 durch­ ragt, die also mit anderen Worten die entsprechende Öff­ nung 19 in der Anschlussplatte 7 durchsetzt. Innerhalb des feststehenden Anschlussstutzens 23 ist eine Gewindehülse 21 um ihre Axialachse drehbar gelagert, jedoch axial un­ verschieblich gehalten. An dem nach außen überstehenden Abschnitt der drehbar gelagerten Anschlusshülse 21 ist ein Einstellelement 25 vorgesehen, das im gezeigten Ausfüh­ rungsbeispiel in Form eines Spindelzahnrades 25' gebildet ist.

Die Gewindehülse 21 wird von einem Betätigungselement 29 durchsetzt, welches in der gezeigten Ausführungsform aus einer Spindel 29' besteht. Das Außengewinde 29" der Spin­ del 29' wirkt zusammen mit dem Innengewinde der Gewinde­ hülse 21, d. h. dem Innengewinde des Spindelzahnrades 25' zusammen, so dass durch Verdrehen des Spindelzahnrades 25' je nach Drehrichtung die nicht rotierbare Spindel 29' weiter ins Innere der Schutzabdeckung 11 axial hinein oder weiter heraus verstellt wird.

Wie insbesondere aus den Fig. 2 bis 5 ersichtlich ist, ist das innere Ende des in Form einer Spindel 29' gebilde­ ten Betätigungselementes 29 mit einer entsprechenden Übertragungseinrichtung 31 in Form eines Übertragungs­ gestänges verbunden, wobei an dem anderen nicht gezeigten Ende des Übertragungsgestänges dann der eine oder die mehreren Phasenschieber zur Veränderung des Neigungswin­ kels der Antennen eingestellt werden können. Durch die vorgesehene nicht drehbare Verbindung 33 ist zudem sicher­ gestellt, dass sich die Spindel 29' selbst nicht drehen kann.

Aus der vergrößerten Detaildarstellung gemäß Fig. 3 ist ferner ersichtlich, dass das Einstellelement 25 in Form des Spindelzahnrades 25' an der nach außen weisenden Seite zur Längsaxialachse radial nach außen versetzt liegend mit einem ersten Betätigungs-Endanschlag 35 und unterhalb der Schutzabdeckung 11, also innenliegend an der Anschluss­ platte 7 mit einem gegensinnig ausgerichteten ebenfalls zur Zentralachse der Spindel radial versetzt liegenden zweiten Betätigungs-Endanschlag 35' ausgestattet ist. Diese Endanschläge sind jeweils in Umfangs- und damit Drehrichtung verlaufend ausgerichtet, wobei der äußere Einstell-Endanschlag 35 mit dem äußeren an der Spindel 29' ausgebildeten Betätigungs-Endanschlag 37 und der innere Einstell-Endanschlag 35' mit dem innenliegenden Betätigungs-Endanschlag 37' zusammenwirkt, die ebenfalls in Radialrichtung ausgerichtet sind. In Fig. 3 befindet sich die Spindel in der einen Endanschlags-Position, näm­ lich in der am weitesten ausgefahrenen Position, bei wel­ cher die beiden Anschläge 35', 37' aneinanderliegen.

Allein durch manuelle Verdrehung des Spindelzahnrades 25' kann also die Spindel 29' zwischen zwei Endstellungen so weit axial durch die Anschlussplatte 7 hindurch verstellt werden, bis jeweils der äußere Betätigungs-Endanschlag 37 an dem äußeren Einstell-Endanschlag 35 anschlägt oder umgekehrt der innenliegende Einstell-Endanschlag 35' mit dem innenliegenden Betätigungs-Endanschlag 37' der Spindel 29 zusammenwirkt.

Der Downtilt-Winkel einer derartigen Antenne kann also problemlos manuell verändert und neu eingestellt werden, indem das Einstellelement 25, mit anderen Worten also das Spindelzahnrad 25' in Umfangsrichtung entsprechend ver­ dreht wird, um dadurch die Spindel in Axialrichtung zu verstellen. Unter Zusammenwirkung mit dem unterhalb der Schutzabdeckung vorgesehenen Übertragungsgestänge können die Phasenschieber und damit der Downtilt-Winkel entsprechend eingestellt werden.

Eine derartige Antenne ist aber zudem problemlos mit einer geschilderten Steuerungsvorrichtung zum motorischen Absen­ ken der Mobilfunkantenne 3 beispielsweise mittels Fernbe­ dienung nachrüstbar.

Dazu muss lediglich eine z. B. bereits in Fig. 1 von außen her ersichtliche und in den Fig. 4 bis 6 im weiteren Detail wiedergegebene Steuerungsvorrichtung 13 nachgerüs­ tet werden, die mit den entsprechend elektrischen bzw. elektronischen Komponenten ausgestattet sein kann und vor allem auch die notwendigen Antriebselemente zur mecha­ nischen Verstellung beinhaltet.

Die Steuerungsvorrichtung 13 umfasst (Fig. 6) dazu ein Steuerungsgehäuse 43 mit einem Anschlussstutzen 45, dessen über das Gehäuse 43 bzw. den Anschlussstutzen 45 gehalte­ ner und mit einem Innengewinde versehener Anschlusskappen­ ring 47 auf einen erhobenen Ringabschnitt 23' des An­ schlussstutzens 23 der Anschlussplatte 7 fest aufgedreht wird. Das erwähnte Spindelzahnrad 25' kommt dann im Inne­ ren des Steuerungsgehäuses 43 zu liegen, und zwar unmit­ telbar benachbart neben einem entsprechenden Antriebs­ zahnrad 49, welches von einem Elektromotor 51 antreibbar ist.

Wie aus den schematischen Darstellungen ferner hervorgeht, ist im Inneren des Steuerungsgehäuses 43 der Steuerungs­ vorrichtung 13 die Steuerungselektronik 41 mit diversen Steuerplatinen 53 vorgesehen, die die elektrischen/elek­ tronischen Komponenten zur Steuerung umfassen, auf deren Funktionsweise nachfolgend eingegangen wird.

Beispielsweise über einen nicht näher dargestellten Sender kann - da die Steuerungsvorrichtung 13 eine Empfangsein­ richtung umfasst - die Steuerungsvorrichtung 13 entspre­ chend bedient werden. Nach einer Erstmontage oder bei­ spielsweise nach einem Reset wird über den Elektromotor 51 das Spindelzahnrad 25', welches mit dem vom Elektromotor angetriebenen Antriebszahnrad 49 kämmt, in Rotation ver­ setzt, bis die Spindel 29' beispielsweise in ihre inner­ ste, d. h. in das Schutzgehäuse 11 am weitesten eingefahre­ ne Position verstellt ist, bis also der mit dem Spindel­ zahnrad 25' mitbewegte, äußere Einstell-Endanschlag 35 in Umfangsrichtung zum Drehen an dem äußeren an der Spindel angebrachten Betätigungs-Endanschlag 37 anschlägt. An­ schließend wird der Antriebsmotor 51 in umgekehrter Rich­ tung betätigt, bis der innere mit der Gewindehülse 21 und dem Spindelzahnrad 25' mitdrehende Einstell-Endanschlag 35' an dem inneren an der Spindel angebrachten und damit axial mitbewegten Betätigungs-Endanschlag 37' anschlägt. Diesen beiden Endpositionen werden von der Elektronik zwei Winkeleinstellungen zugeordnet. Ein Hin- und Herbewegen zwischen den Endanschlägen kann nicht zu einer Blockierung führen, da keine Verkeil- und Verspannkräfte zwischen den Endanschlägen auftreten, die quasi im 90°-Winkel aufein­ ander zulaufend aneinander anschlagen.

Durch die Zuordnung der Endpositionen auf zwei von der Elektronik vorgegebene oder auf zwei über (in den Zeich­ nungen nicht dargestellte) Kabelverbindungen oder bevor­ zugt über fernsteuerbare Vorrichtungen übermittelte End- Absenkwinkel kann die auf einer der Steuerplatinen 53 vorgesehene integrierte Elektronik oder Auswertelektronik eine Selbstkalibrierung durchführen. Zwischen der Ver­ stellbewegung zwischen den beiden Endanschlägen können ferner z. B. die Drehimpulse mittels einer Zähleinrichtung mitgezählt werden, so dass ein wegabhängiges Signal darü­ ber gegeben ist. Die beiden Endpositionen und das weg­ abhängige Signal dienen dann dazu, mittels der Elektronik eine Interpolation zu ermöglichen, wodurch jeder Zwischen­ wert zwischen den Endanschlägen ansteuerbar ist. Dazu kann die Steuerung aus der gewünschten Position die Anzahl der für die betreffende Position benötigten Drehimpulse er­ rechnen und den Elektromotor entsprechend lang ansteuern. Anstelle der erwähnten Interpolation können die gewünsch­ ten Zwischenwerte möglicherweise auch vorzugsweise mittels Stützwerten aus einer Tabelle ausgelesen werden.

Die Ansteuerung kann im Sinne einer absoluten Ansteuerung erfolgen, indem zunächst jeweils in Richtung eines End­ anschlags zurückgefahren und dann in umgekehrter Richtung eine entsprechende Verstellung bis zur gewünschten Abso­ lutlage der Spindel 29' vorgenommen wird. Es kann aber auch eine relative Verstellung dergestalt vorgenommen werden, dass der jeweils zuletzt eingestellte Relativwert, der einem bestimmten Absenkwinkel der Antenne entspricht, bevorzugt in einem nicht flüchtigen Zwischenspeicher abge­ speichert wird. Durch die Elektronik wird dann bezüglich eines nächsten Wertes errechnet, welche Wegstrecke ausge­ hend von der aktuellen Einstellung vorgenommen werden muss.

Die Steuerungsvorrichtung 13 umfasst also insbesondere mit dem Elektromotor 51 elektromechanische Steuerungselemente und daneben auch eine Steuerungselektronik 41 zur Aus­ wertung, Berechnung etc. Diese sogenannte "intelligente" Steuerungselektronik 41 weist bevorzugt eine Schnittstelle auf, über die sämtliche Einstell-/Überwachungsfunktionen auf einer Kommandoebene durchgeführt werden können. Zur Einstellung kann ein spezielles Steuergerät oder ein Rech­ ner mit passender Steuerungssoftware verwendet werden. Die Kommunikation kann drahtgebunden oder drahtlos zwischen einem Kommandogerät (beispielsweise einem Rechner) und der Steuerungsvorrichtung 13, oder durch die Basisstation selbst erfolgen.

Beispielsweise bei Verwendung eines Kommandogerätes kann dieses zudem, wenn die einzelnen Steuerungsvorrichtungen 13 bzw. die zugehörige Steuerungselektronik 41 adressier­ bar sind, mehrere unterschiedliche Steuerungsvorrichtungen 13 ansteuern.

Die Adressenmodi (mit und ohne Adresse) können dabei je­ derzeit auch im Betrieb geändert werden. Ggf. kann auch vorgesehen sein, dass Adressen sogar noch nachträglich konfiguriert werden können.

Die Kommandoschnittstelle an der Steuerungselektronik 41 ist von außen her zugänglich, beispielsweise über Stecker oder Kabel oder sie ist drahtlos erreichbar.

Die Erfindung ist für eine Antennen-Steuerungsvorrichtung beschrieben worden, die als Komplettgerät oder als Kom­ plettmodul außerhalb der Schutzabdeckung der Antenne nach­ rüstbar ist. Das gleiche Gerät bei im Prinzip gleichem Aufbau kann auch als Komplettgerät oder als Komplettein­ heit bzw. Komplettmodul innerhalb der Antennenvorrichtung, d. h. unterhalb der Schutzeinrichtung der Antennen montiert werden und dabei in gleicher oder vergleichbarer Weise mit einer Übertragungseinrichtung gekoppelt werden, um die Phasenlage der Antennenelemente unterschiedlich einzustellen. Durch die Modularbauweise bzw. Komplettbauweise ist in beiden Fällen eine leichte und problemlose Nachrüstbar­ keit möglich.

Claims (18)

1. Steuerungsvorrichtung zum Einstellen eines unterschied­ lichen Absenkwinkels insbesondere von zu einer Basisstati­ on gehörenden Mobilfunkantenne (3) mit den folgenden Merk­ malen

• - die Steuerungsvorrichtung (13) umfasst eine Steuerungs­ elektronik (41),
• - die Steuerungsvorrichtung (13) umfasst ferner einen Elektromotor (51),
• - die Steuerungsvorrichtung (13) ist vorzugsweise mittels eines Gerätes oder Kommandogerätes (59) betätigbar,

gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale

• - die Steuerungsvorrichtung (13) ist mit ihrer Steuerungs­ elektronik (41) in einem von der Schutzabdeckung (11) der Mobilfunkantenne (3) getrennten oder separaten Steuerungsgehäuse (43) untergebracht oder besteht aus einer Kompletteinheit bzw. Komplettmodul,
• - der Elektromotor (51) der Steuerungsvorrichtung (13) ist mit einem aus dem durch die Schutzabdeckung (11) über­ deckten Innenraum der Mobilfunkantenne (3) über eine Betätigungsöffnung (19) herausgeführten bzw. darüber in den Innenraum der Schutzabdeckung (11) hineingeführten oder mit einem unter bzw. unterhalb der Schutzabdeckung (11) liegenden Betätigungselement (29) so koppelbar, dass hierüber die im Innenraum der Schutzabdeckung (11) vorgesehenen Stellelemente zur Einstellung eines unter­ schiedlichen Absenk-Abstrahlwinkels betätigbar sind.

2. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass diese mit einer Adaptereinrichtung versehen ist, wodurch die Steuerungsvorrichtung nachrüstbar an der Mobilfunkantenne vorzugsweise ohne Öffnen der Schutzab­ deckung (11) der Mobilfunkantenne (3) anbringbar ist.

3. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (51) mit einem An­ triebsrad (49), insbesondere Antriebszahnrad versehen ist, welches mit einem außerhalb der Schutzabdeckung (11) an­ geordneten antennenseitigen Einstellelement (25) oder Zahnrad (25') zur Verstellung des Betätigungselementes (29) zusammenwirkt.

4. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (43) der Steue­ rungsvorrichtung (13) eine Öffnung aufweist, mit welcher es an einer Anschlussplatte (7) einer Basismontageplatte (5) und/oder einer Schutzabdeckung der Mobilfunkantenne (3) befestig- oder aufschraubbar ist, und zwar unter Auf­ nahme des antennenseitigen Einstellelements (25) oder Zahnrades (25') und/oder zumindest zur anteiligen Aufnahme des zugehörigen Betätigungselementes (29) zur Durchführung einer Verstellung des Absenkwinkels der Mobilfunkantenne (3).

5. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Steuerungselek­ tronik (41) eine Selbstkalibrierung derart durchführbar ist, dass mittels der Steuerungselektronik (41) die Betätigungseinrichtung (29) zwischen zwei Extrem- oder End­ stellungen mittels des Elektromotors (51) verstellbar ist, dass diesen Endpositionen Maximal- bzw. Minimalwerte des Absenkpegels der Mobilfunkantenne (3) zuordenbar sind, und dass wegabhängig zwischen den beiden Extrem- oder Endposi­ tionen dazwischenliegende Relativpositionen mittels der Steuerungselektronik (41) interpolierbar sind.

6. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Einstellwert des Betätigungselementes (29) und damit ein vorgegebener Absenkwinkel der Mobilfunkantenne (3) in einem vorzugs­ weise nicht flüchtigen Speicher ablegbar ist, und dass die entsprechenden Werte interpolierbar sind.

7. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wegabhängige Verstellung des Betätigungselementes (29) in Form einer Drehzahlim­ pulsmessung durchführbar ist.

8. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungselektronik (41) eine Schnittstelle umfasst, worüber sämtliche Einstellungs- und/oder Überwachungsfunktionen von einem Kommandogerät, einem Rechner oder der Basisstation selbst durchführbar sind.

9. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kommandogerät die Basis­ station ist bzw. in der Basisstation integriert ist.

10. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kommandogerät aus einem softwareverarbeitenden Rechner oder einem speziellen Steuergerät oder aus der Basisstation selbst besteht.

11. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils aktuell ein­ gestellte Absenkposition des Absenkwinkels in einem nicht flüchtigen Speicher abspeicherbar ist und dass bezogen auf den aktuellen Wert des Downtilt-Winkels ein nächster ge­ wünschter Winkel relativ anfahrbar ist.

12. Steuerungsvorrichtung nach einem dar Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsvorrichtung (13), d. h. insbesondere die Steuerungselektronik (41) adressierbar ist, worüber mittels eines Kommandogerätes mehrere Steuerungsvorrichtungen zur unterschiedlichen Einstellung des Absenkwinkels bei mehreren Antennen ans­ teuerbar sind.

13. Antenne, insbesondere eine Mobilfunkantenne einer Basisstation, mit den folgenden Merkmalen

• - die Antenne umfasst eine außerhalb der Schutzabdeckung (11) der Mobilfunkantenne (3) zugängliche oder unterhalb der Schutzabdeckung (11) der Mobilfunkantenne (3) mon­ tierbare Einstelleinrichtung zur Veränderung eines Ab­ senkwinkels,
• - die manuelle Verstelleinrichtung umfasst ein Betäti­ gungselement (29), welches durch eine Betätigungsöffnung (19) in der Schutzabdeckung (11) oder einer Anschluss­ platte (7), die einen Teil der Gehäuseabdeckung der Mobilfunkantenne (3) bildet, herausgeführt ist oder welches unterhalb der Schutzabdeckung (11) in dem durch die Schutzabdeckung (11) abgeschirmten Innenraum an­ geordnet ist, und
• - durch Axialverstellung des Betätigungselements (29) ist der Absenkwinkel unterschiedlich manuell einstellbar,

dadurch gekennzeichnet, dass an dem manuellen Einstell­ element (25) vorzugsweise in Form eines Spindelzahnrades (25') eine Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 anbaubar ist.

14. Verfahren zur Veränderung eines Absenkwinkels einer zu einer Basisstation gehörenden Mobilfunkantenne mit den folgenden Merkmalen

• - es wird bezüglich des Verstellbereiches des Downtilt- Winkels eine Selbstkalibrierung durchgeführt,
• - die Selbstkalibrierung wird so durchgeführt, dass mit­ tels einer ansteuerbaren Betätigungseinrichtung (29) diese zwischen zwei Extrem- oder Endstellungen mittels eines Elektromotors verstellt wird,
• - jeweils bei Erreichen der entsprechenden Endposition ' wird dieser Position ein bestimmter Wert eines maximalen oder minimalen Absenkwinkels zugeordnet, und
• - wegabhängig zwischen den beiden Extrem- oder Endpositio­ nen werden dazwischenliegende Relativpositionen mittels einer Steuerungselektronik (41) interpoliert.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Einstellwert des Betätigungselementes (29) und damit ein vorgegebener Absenkwinkel der Mobil­ funkantenne (3) in einem vorzugsweise nicht flüchtigen Speicher abgelegt wird, und dass bei Vorgabe eines ver­ änderten Absenkwinkels mittels der Steuerungselektronik (41) ein entsprechender, relativer Ansteuerwert ermittelt wird, um von der aktuellen Position eine Verstellung di­ rekt hin zur neuen Soll-Position durchzuführen.

16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die wegabhängige Verstellung des Betäti­ gungselementes (29) in Form einer Drehzahlmessung durch­ geführt wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Einstellungs- und/oder Überwachungsfunktionen von einem Kommandogerät aus durch­ geführt werden.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Kommandogerätes mehrere mit getrennten Steuerungsvorrichtungen (13) ausgestattete Mobilfunkantennen ansteuerbar sind, vorzugsweise über eine entsprechend vorgesehene Adressierung.