[发明专利]用于指向无线通信天线的装置、系统和方法

说明书

一种用于指向无线通信天线的装置可以包括：(1)底座，其固定(A)无线通信天线和(B)指向天线阵列，该无线通信天线将无线通信信号传输到固定在远程底座上的远程无线通信天线，该指向天线阵列从安装在远程底座上的远程指向天线阵列接收指示远程指向天线阵列的位置的信标信号；(3)机动化驱动器，其物理地定向底座；以及(4)处理设备，其(A)至少部分地基于信标信号确定无线通信天线的视轴线相对于远程无线通信天线的视轴线的定向，以及(B)引导机动化驱动器定向底座，使得无线通信天线视轴线与远程无线通信天线视轴线对准。

背景

移动网络运营商、互联网服务提供商、广播组织和各种其他通信企业通常利用无线通信天线为其客户端和消费者提供通信服务。这些天线可以促进网络连接、移动通信和世界各地大量个体的其他服务。在一些示例中，天线可以固定在通信塔上，这增加了天线的范围和/或性能。例如，无线电塔可以将天线固定在较高的高度(elevation)，从而优化无线电信号传输。此外，通信塔可用于使天线朝向远程天线成一角度或朝向远程天线引导天线，使得这对天线可有效地传输无线信号。

用于在通信塔上安装天线的传统系统可能需要技术人员在安装、定向和维修天线时攀爬塔。不幸的是，攀爬通信塔是一项有着潜在的危险(甚至是致命的)工作。除了从高处坠落造成伤害的风险之外，攀爬塔的技术人员还可能面临诸如不安全的辐射和/或电力等级的威胁。由于攀爬塔的极端风险，安装、卸载和调整天线通常可能是困难的和/或昂贵的。因此，利用安装在塔上的天线的无线服务提供商可能无法有效地调整他们提供的服务以满足消费者的不同需求。因此，本公开确定并解决了对安装和指向(point)无线通信天线的改进系统的需求。

概述

如将在下面更详细描述的，本公开描述了用于指向无线通信天线的各种装置、系统和方法。特别地，本公开描述了一种无线通信底座(mount)(例如，“智能底座”)，其固定(1)通信天线和(2)指向(pointing)天线阵列，该指向天线阵列促进天线的视轴线(boresight axis)与远程天线的视轴线的有效和自动对准。此外，本公开描述了一种配备有升降器机构的无线通信塔(例如，“智能塔”)，该升降器机构安装和/或重新定位被承载(host)在塔上的各个底座和天线。

在一个示例中，一种用于指向无线通信天线的装置可以包括：(1)底座，其固定(A)无线通信天线和(B)指向天线阵列，该无线通信天线经由通信信道向固定在远程底座上的远程无线通信天线传输无线通信信号，该指向天线阵列从安装在远程底座上的远程指向天线阵列接收指示该远程指向天线阵列的位置的信标信号，该信标信号是经由与无线通信天线所使用的通信信道不同的通信信道接收的；(2)至少一个机动化驱动器，其物理地定向底座；以及(3)物理处理设备，其通信地耦合到机动化驱动器并且(A)至少部分地基于接收到的信标信号来确定无线通信天线的视轴线相对于远程无线通信天线的视轴线的定向(orientation)，以及(B)引导机动化驱动器来定向底座，使得无线通信天线的视轴线与远程无线通信天线的视轴线对准。

在一个示例中，由远程指向天线阵列所使用的不同的通信信道可以传输无线通信信号，这些无线通信信号的频率在与经由无线通信天线使用的通信信道传输的无线通信信号的频率范围不同的频率范围内。

在一个实施例中，信标信号可以传输识别远程指向天线阵列的位置的地理位置数据。物理处理设备可以使用该地理位置数据来引导机动化驱动器将底座指向远程底座。在一个示例中，地理位置数据可以包括全球定位系统(GPS)和/或惯性导航系统(INS)数据。

在一个实施例中，指向天线阵列可以包括至少两个指向天线，每个指向天线接收信标信号。在该实施例中，信标信号可以表示单脉冲雷达信号。物理处理设备可以为指向天线阵列内的每个指向天线确定在该指向天线处接收的单脉冲雷达信号的相位。物理处理设备然后可以基于所确定的相位之间的比较，来确定无线通信天线的视轴线相对于远程无线通信天线的视轴线的定向。物理处理设备还可以引导机动化驱动器来定向底座，使得在每个指向天线处接收的单脉冲雷达信号的相位彼此相一致。