CN103346378A - 一种便携式一体化充气天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携式一体化充气天线，包括充气气囊、抛物面天线；在充气气囊底部设置有一个托盘，在充气气囊内表面顶部，通过支架设置有馈源，其中，托盘内底部安装有一个充气测压设备和一组电池，并且，托盘底部设置一个通过球头连接杆与固定杆的圆柱头及旋盖构成的万向节；馈源固定在支架顶部，其信号接收面朝向抛物面天线并处于抛物面天线焦点上，其信号线与设置在充气气囊顶部的穿墙式电连接器连接，并通过穿墙式电连接器与外接的信号收发设备连接。本发明采用模块化和一体化设计，实现了充气天线的一体化安装、使用，克服了恶劣天气及地理环境条件对天线工作的影响，具有结构紧凑，质量轻，使用寿命长，操作简单快捷，便携性好等优点。

Description

一种便携式一体化充气天线

技术领域

本发明属于无线电通信领域，具体涉及一种便携式一体化充气天线。

背景技术

由于传统天线采用刚性材料制造，质量重，体积大，操作较复杂，不便携带和使用，因此，近年来，随着新材料、新工艺的发展和进步，充气天线因其质量较轻、折叠后体积小等特点逐渐成为地面移动通信领域内的研究热点，目前已经有一些不同类型的充气天线得以公开和推广性应用。然而，这些充气天线在其工作的稳定性、便携性、地面固定和对星操作的便捷性及使用寿命等方面存在的很大不足，导致充气天线还难以适应实际应用要求。

如专利文献CN201110008169.8公布的一种球形陆基充气天线，采用镀铝薄膜制成的抛物面天线将PVC薄膜制成的可充气球体分割为上下两个半球，依靠上下半球压差保持抛物面天线形状，依靠设置在球体上的拉索将天线固定在地面上，另外，充气天线的馈源设置在独立的支撑结构上。这种充气天线，一方面其材料及成型工艺特点决定了其使用寿命短，更不适于在恶劣地理及天气环境下的使用；另一方面，充气天线的固定方式导致充气球体的工作稳定性在变化的风场条件下难以得到保持；同时，该充气天线的馈源安装及对星操作过程中，需要单独调节、相互匹配，操作费时费力，安装有馈源的支撑结构也不便于携带。

专利文献CN200810213064.4公布的一种柔性薄膜充气无线电圆形天线，采用托盘固定气囊、中轴管充放气方式及悬臂式的空间方向调节机构，存在结构复杂，天线的展开和拆收时间长，稳定性及便携性较差等不足。

美国专利US6936315B2及美国的一个公司公开的一种球形充气天线，将馈源设置在球体外表面，依靠设置在球体上的拉索将充气天线固定在刚性支架或充气圆环托垫上。这种充气天线减缓了球体的变形对天线工作稳定性的影响，但是外置的馈源在风霜雨雪等恶劣气象件下时，其工作的稳定性和使用寿命难以保证；另一方面，由于充气天线的固定和对星操作不能同步，这种球型充气天线仍然存在固定时间长，对星操作不便的问题。并且，刚性支架及给充气圆环托垫充气的附加充气设备及电池不利于充气天线的携带。

发明内容

本发明的主要目的就是针对现有充气天线存的不足，提供一种工作稳定可靠、操作简单快捷、使用寿命长的便携式一体化充气天线，满足实用要求。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：

所述便携式一体化充气天线包括充气气囊；所述充气气囊由设于其内部的柔性抛物面天线分隔成上半部分和下半部分，柔性抛物面天线采用对无线电波具有反射作用的、高气体阻隔性的柔性复合材料制成，通过热合焊接、粘接等密封连接工艺固定在充气气囊内部，将充气气囊隔成上下两个独立密封空间；所述充气气囊上半部分内壁顶部设有馈源安装支架，馈源安装支架是采用刚性复合材料制成的伞形支架，馈源安装支架上设有馈源，馈源的信号线与充气气囊上半部分内壁顶端的穿墙式电连接器连接，并通过穿墙式电连接器与外接的信号收发设备连接；所述馈源的信号接受面朝向抛物面天线并处于抛物线天线）的焦点上；所述充气气囊底部外表面设有环形帘布；所述抛物面天线底部中心设有充气管和测压管；所述充气气囊底部外侧设有托盘，托盘为脸盆形状的敞口盘，采用密度较小的金属如铝镁合金或刚性塑料如热固性树脂制成，托盘的盘沿与环形布帘对应连接；所述托盘内侧底部设有充气测压设备和电池；所述托盘外侧底部中心装有球头连接杆，所述球头连接杆与固定杆连接，所述的球头连接杆采用密度较小的金属或刚性塑料制成，其一端为外表光滑的球头，另一端采用螺纹连接或焊接的方式固定在托盘底部中心；所述充气气囊上被环形帘布围绕的区域表面设有两个充气口和两个测压口，两个充气口分别与充气管和充气测压设备的充气端口连通，两个测压口分别与测压管和充气测压设备的测压端口连通。所述的充气测压设备为市售充气、压控一体化设备，提供两个充气端口及测压端口，分别与充气气囊底部的两组充气口及测压口连接，便于对充气气囊上下部分空间进行充气和测压，并使充气气囊及抛物面天线维持设计的形面精度。所述电池为锂电池或其他高能量密度聚合物电池。

其中，所述充气气囊为为高强轻质柔性复合材料制成的中空球形或其他旋转体形。所述充气气囊的上半部分和下半部分外表面均设有气密封拉链。所述环形帘布上设有多个扣眼；所述托盘的盘沿上设有多个与扣眼对应的通孔；所述托盘通过穿过通孔和扣眼的绳索与充气气囊连成一体；所述托盘底部边缘设有多个小孔，每组小孔包含2~3个相邻的小孔，用于系留充气气囊表面拉索补片的拉索，兼作托盘内积水排泄口。所述充气气囊的下半部分表面设有若干个拉索补片；所述拉索补片上连有拉索。

所述固定杆为一带有尖锐下端的金属杆，其上端为设有球形凹腔的圆柱头；所述球头连接杆的球头部分卡入球形凹腔中，球头部分与球形凹腔内壁之间设有缓冲垫块，所述缓冲垫块采用橡胶、泡沫或其他弹性材料制成，其内表面形状与球头连接杆的球头部分匹配，外表面与固定杆圆柱头的球型凹腔贴合。

所述圆柱头外侧套装有旋盖，旋盖采用金属或刚性复合材料制成，旋盖内侧与圆柱头外侧螺纹连接，旋盖外表面设置滚花。所述固定杆上圆柱头下方的位置设有销孔，以便于借助插销将固定杆锚入地面或从地面拔出；所述固定杆下部外侧环设有一段螺旋刃，以提高其对地进入能力。。所述固定杆可设制成中空的金属管，以减轻其结构重量。

所述圆柱头上部分设置为弧面，且弧面上设有数个开口槽；旋盖顶部的内表面设有一段从螺纹过渡到通孔的弧面，且弧面的形状与固定杆圆柱头的弧面匹配。

本发明通过在中空的充气气囊内设置抛物面反射天线及馈源，并采用绳系方式将充气气囊底部的环形帘布扣眼与托盘盘沿的通孔串联起来，使托盘与充气气囊连成一体，同时，在托盘内安装给充气气囊充气、测压的充气测压设备及电池，实现了充气天线的一体化安装、使用，克服了恶劣天气条件对天线工作的影响；在充气天线的托盘底部设置一个通过球头连接杆与固定杆的圆柱头及旋盖构成的万向节，达到了同时对充气天线固定和对星操作的目的；并且充气天线通过固定杆固定在地面，固定牢靠，对地面的占用面积小，因而克服了恶劣地理环境条件对充气天线的使用限制。

与现有技术相比较，本发明具有以下积极效果：

1、本发明提出的一种便携式一体化充气天线，采用了模块化设计，结构紧凑，质量轻，使用寿命长，便携性好；

2、本发明提出的一种便携式一体化充气天线，在天线系统组成及其固定、对星结构进行了一体化设计，工作稳定性好，环境适应性强，操作简单快捷，尤其适于单兵或个人在野外的通信使用。

附图说明

图1：充气天线主体结构部件示意图；

图2：托盘结构示意图；

图3：充气天线的另一种主体结构部件示意图；

图4：球头连接杆与固定杆的连接示意图；

图5：固定杆结构示意图（局部）；

图6：套上旋盖的固定杆结构示意图；

图7：本发明的结构示意图；

图8：本发明另一种实施方式的结构示意图；

图9：充气天线主体结构折叠后装入托盘内示意图；

图10：本发明单兵或个人携带方式示意图。

图中：1、充气气囊；2、气密封拉链；3、拉索补片；4、环形帘布；5、扣眼；6、充气口；7、测压口；8、测压管；9、充气管；10、柔性抛物面天线；11、馈源；12、馈源安装支架；13、信号线；14、穿墙式电连接器；20、托盘；21、盘沿；22、通孔；23、小孔；24、充气测压设备；25、电池；26、球头连接杆；27、锁紧螺母；30、固定杆；31、销孔；32、圆柱头；33、缓冲垫块；34、旋盖；35、开口槽；36、球形凹腔；37、螺旋刃；40、拉索；50、附件箱； 61、背带。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

参见图1至图7，所述便携式一体化充气天线包括充气气囊1；所述充气气囊1由设于其内部的柔性抛物面天线10分隔成上半部分和下半部分；所述充气气囊1上半部分内壁顶部设有馈源安装支架12，馈源安装支架12上设有馈源11，馈源11的信号线13与充气气囊1上半部分内壁顶端的穿墙式电连接器14连接；所述馈源11的信号接受面朝向抛物面天线10并处于抛物线天线10的焦点上；所述充气气囊1底部外表面设有一个环形帘布4；所述抛物面天线10底部中心设有充气管9和测压管8；所述充气气囊1底部外侧设有一个托盘20，托盘20的盘沿21与环形布帘4对应连接；所述托盘20内侧底部设有充气测压设备24和电池25；所述托盘20外侧底部中心装有球头连接杆26，所述球头连接杆26与固定杆30连接，所述的球头连接杆26一端为外表光滑的球头部分，另一端通过锁紧螺钉27固定在托盘底部中心；所述充气气囊1上被环形帘布4围绕的区域表面设有两个充气口6和两个测压口7，两个充气口6分别与充气管9和充气测压设备24的充气端口连通，两个测压口7分别与测压管8和充气测压设备24的测压端口连通。

其中，所述充气气囊1为球形或其他旋转体形。所述充气气囊1的上半部分和下半部分外表面均设有气密封拉链2。所述环形帘布4上设有多个扣眼5；所述托盘20的盘沿21上设有多个与扣眼5对应的通孔22；所述托盘20通过穿过通孔22和扣眼5的绳索与充气气囊1连成一体；所述托盘20底部边缘设有多个小孔23。

所述充气气囊1的下半部分表面设有若干个拉索补片3；所述拉索补片3上连有拉索40。

所述固定杆30上端为设有球形凹腔36的圆柱头32；所述球头连接杆26的球头部分卡入球形凹腔36中，球头部分与球形凹腔36内壁之间设有缓冲垫块33；所述圆柱头32外侧套装有旋盖34，旋盖34内侧与圆柱头32外侧螺纹连接。

所述圆柱头32上部分设置为弧面，且弧面上对称设有数个开口槽35；旋盖34顶部的内表面设有一段从螺纹过渡到通孔的弧面，且弧面的形状与固定杆圆柱头32的弧面匹配。球头连接杆26与固定杆30的圆柱头32及旋盖34构成的万向节。

所述固定杆30上圆柱头32下方的位置设有销孔31；所述固定杆30下部外侧环设有一段螺旋刃37。

所述固定杆30为中空的金属管。

参见图8，充气天线主体结构部件通过托盘20及固定杆30固定在地面上，通过手动旋进或旋出旋盖34的方式，调节球头连接杆26与固定杆30的圆柱头32连接松紧程度，完成充气天线的固定和对星操作，再将拉索40固定于地面，进一步提高充气天线工作的稳定性。

参见图9，充气天线完成工作后，拉开充气气囊1的气密封拉链排除充气气囊1内的空气，拆除馈源11及馈源安装支架支架12，折叠后装入托盘20，并通过拉索40将充气气囊1束缚成一体。

参见图10，将束缚好的充气天线主体结构采用背带61连接，将馈源11、支架12及其他附件装入附件箱50，便于携带。

将便携式一体化充气天线展开时，将固定杆30锚入地面，利用旋盖34将球头连接杆26与固定杆30的圆柱头32连接起来，从而快速对接托盘20与固定杆30，解开拉索40，在充气气囊1上部空间顶部安装馈源11、支架12及信号线13，闭合上下气密封拉链2，开启充气测压设备24对充气气囊1上下进行充气，使充气气囊1及抛物面天线10保持设计的形面精度，完成对充气天线主体结构部件的方向和角度调节后，最后将拉索40系留于地面或托盘20上的小孔23。

基本按照上述操作过程的逆向过程，即可快速完成本发明的一种便携式一体化充气天线的拆收、折叠。

需要指出的是，以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下所作出的修改或变化也应该属于本发明的范畴。

Claims (8)

1.一种便携式一体化充气天线，其特征在于，它包括充气气囊（1）；所述充气气囊（1）由设于其内部的柔性抛物面天线（10）分隔成上半部分和下半部分；所述充气气囊（1）上半部分内壁顶部设有馈源安装支架（12），馈源安装支架（12）上设有馈源（11），馈源（11）的信号线（13）与充气气囊（1）上半部分内壁顶端的穿墙式电连接器（14）连接；所述馈源（11）的信号接受面朝向抛物面天线（10）并处于抛物线天线（10）的焦点上；所述充气气囊（1）底部外表面设有环形帘布（4）；所述抛物面天线（10）底部中心设有充气管（9）和测压管（8）；所述充气气囊（1）底部外侧设有托盘（20），托盘（20）的盘沿（21）与环形布帘（4）对应连接；所述托盘（20）内侧底部设有充气测压设备（24）和电池（25）；所述托盘（20）外侧底部中心装有球头连接杆（26），所述球头连接杆（26）与固定杆（30）连接；所述充气气囊（1）上被环形帘布（4）围绕的区域表面设有两个充气口（6）和两个测压口（7），两个充气口（6）分别与充气管（9）和充气测压设备（24）的充气端口连通，两个测压口（7）分别与测压管（8）和充气测压设备（24）的测压端口连通。

2.如权利要求1所述的充气天线，其特征在于，所述充气气囊（1）为球形或其他旋转体形。

3.如权利要求1所述的充气天线，其特征在于，所述充气气囊（1）的上半部分和下半部分外表面均设有气密封拉链（2）。

4.如权利要求1所述的充气天线，其特征在于，所述环形帘布（4）上设有多个扣眼（5）；所述托盘（20）的盘沿（21）上设有多个与扣眼（5）对应的通孔（22）；所述托盘（20）通过穿过通孔（22）和扣眼（5）的绳索与充气气囊（1）连成一体；所述托盘（20）底部边缘设有多个小孔（23）。

5.如权利要求1所述的充气天线，其特征在于，所述充气气囊（1）的下半部分表面设有若干个拉索补片（3）；所述拉索补片（3）上连有拉索（40）。

6.如权利要求1所述的充气天线，其特征在于，所述固定杆（30）上端为设有球形凹腔（36）的圆柱头（32）；所述球头连接杆（26）的球头部分卡入球形凹腔（36）中，球头部分与球形凹腔（36）内壁之间设有缓冲垫块（33）；所述圆柱头（32）外侧套装有旋盖（34），旋盖（34）内侧与圆柱头（32）外侧螺纹连接。

7.如权利要求6所述的充气天线，其特征在于，所述固定杆（30）上圆柱头（32）下方的位置设有销孔（31）；所述固定杆（30）下部外侧环设有一段螺旋刃（37）。

8.如权利要求1所述的充气天线，其特征在于，所述固定杆（30）为中空的金属管。

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