CN109638409B - 天线自平衡装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种天线自平衡装置。该天线自平衡装置包括天线本体，以及营造自平衡环境的外壳、平衡杆、第一球体和第二球体，所述外壳的内部设有球状腔室，所述平衡杆、所述第一球体和所述第二球体均设置于所述腔室内，所述天线本体固定在所述平衡杆上，所述第二球体设置在所述平衡杆的一端，所述第一球体可滚动的设置在所述平衡杆的另一端，所述平衡杆位于所述腔室的球心上，所述第一球体和所述第二球体的外壁均与所述腔室的内壁相接触，所述第一球体的重量大于所述第二球体的重量。本申请解决了天线无法通过自身进行辐射方向调节的技术问题。

Description

天线自平衡装置

技术领域

本申请涉及通信技术领域，具体而言，涉及一种天线自平衡装置。

背景技术

随着通信技术的飞速发展，人们对通信距离的要求越来越高，对天线的增益要求也越来越高。天线的增益反应的是天线能量的集中程度，能量辐射越集中，增益越高，能量的利用率也就越高。然而在很多情况下，天线的最大增益方向并不能被很好的利用，比如地埋天线，地埋天线埋藏在地下，因为天线无法通过自身进行辐射方向的调节，所以除非人工去固定天线，将天线的最大辐射方向调整为垂直辐射，否则天线辐射方向无法保证始终处于竖直状态。即使预先进行人为调节，在施工过程中，也会因为填土不均匀，从而使天线的最大辐射方向发生偏移。

针对相关技术中天线无法通过自身进行辐射方向调节的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种天线自平衡装置，以解决天线无法通过自身进行辐射方向调节的问题。

为了实现上述目的，本申请提供了一种天线自平衡装置。

根据本申请的天线自平衡装置，包括：天线本体，以及营造自平衡环境的外壳、平衡杆、第一球体和第二球体，所述外壳的内部设有球状腔室，所述平衡杆、所述第一球体和所述第二球体均设置于所述腔室内，所述天线本体固定在所述平衡杆上，所述第二球体设置在所述平衡杆的一端，所述第一球体可滚动的设置在所述平衡杆的另一端，所述平衡杆位于所述腔室的球心上，所述第一球体和所述第二球体的外壁均与所述腔室的内壁相接触，所述第一球体的重量大于所述第二球体的重量。

进一步的，所述平衡杆为空心结构，所述天线本体嵌设在所述平衡杆内，所述天线本体沿所述平衡杆的延伸方向设置。

进一步的，所述平衡杆与所述第一球体之间设置有连接件，所述连接件为倒置的碗状结构，所述连接件的顶部与所述平衡杆的端部连接，所述第一球体的上部嵌入所述连接件的下部凹槽内，所述第一球体的下部与所述外壳的内壁相接触。

进一步的，所述平衡杆的端部开设有固定槽，所述连接件的顶部设置有与所述固定槽相配合的凸台，所述凸台嵌入所述固定槽内，以使所述连接件与所述平衡杆固定连接。

进一步的，所述连接件的顶部与所述平衡杆的端部之间通过自攻螺丝固定连接。

进一步的，所述凹槽的内壁和所述第一球体的外壁设置有不锈钢镀层。

进一步的，所述凹槽的内壁和所述第一球体的外壁之间设置有润滑剂。

进一步的，所述第一球体的重量大于所述第二球体的重量与所述平衡杆的重量之和。

进一步的，所述第二球体与所述平衡杆一体成型。

进一步的，所述外壳为球状结构。

在本申请实施例中，采用在球状腔室内设置有平衡杆、第一球体和第二球体的方式营造自平衡环境，将天线本体固定在平衡杆上，第二球体设置在平衡杆的一端，第一球体可滚动的设置在平衡杆的另一端，第一球体和第二球体的外壁均与腔室的内壁相接触，通过设置第一球体的重量大于第二球体的重量，使平衡杆、第一球体和第二球体整体上的重心位于第一球体一侧，从而使第一球体沿腔室的内壁移动到腔室的底端，由于第一球体和第二球体的外壁均与腔室的内壁相接触，并且平衡杆始终位于腔室的球心上，从而使第二球体和平衡杆均随第一球体移动，第二球体移动至腔室的顶端，平衡杆移动至竖直状态，使平衡杆上的天线本体在竖直方向上始终处于自平衡状态，从而实现了保证天线辐射方向始终不变的技术效果，保证天线的最大辐射方向不会发生偏移，使天线的增益不会受损，大大提高天线传输信号的强度，进而解决了天线无法通过自身进行辐射方向调节的技术问题。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本发明天线自平衡装置的结构示意图；

图2是本发明天线自平衡装置中平衡杆与第一球体连接位置的局部放大图；

图3是本发明天线自平衡装置中天线标签的辐射方向示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如图1所示，本申请涉及一种天线自平衡装置，该天线自平衡装置包括天线本体、外壳1、平衡杆2、第一球体3和第二球体4，通过外壳1、平衡杆2、第一球体3和第二球体4为天线本体营造自平衡环境，外壳1为球状空心结构，外壳1的内部开设有腔室101，腔室101为球状空腔，平衡杆2、第一球体3 和第二球体4均设置于腔室101内，天线本体固定在平衡杆2上，第二球体4 设置在平衡杆2的一端，第一球体3可滚动的设置在平衡杆2的另一端，第一球体3和第二球体4的外壁均与外壳1的内壁相接触，且平衡杆2始终位于腔室101的球心上，第一球体3的重量大于第二球体4的重量。本申请在球状腔室101内设置有平衡杆2、第一球体3和第二球体4，通过设置第一球体3 的重量大于第二球体4的重量，使平衡杆2、第一球体3和第二球体4整体上的重心位于第一球体3一侧，从而使第一球体3沿腔室101的内壁移动到腔室 101的底端，由于第一球体3和第二球体4的外壁均与腔室101的内壁相接触，并且平衡杆2始终位于腔室101的球心上，从而使第二球体4和平衡杆2均随第一球体3移动，第二球体4移动至腔室101的顶端，平衡杆2移动至竖直状态，使平衡杆2上的天线本体在竖直方向上始终处于自平衡状态，保证天线的最大辐射方向不会发生偏移，使天线的增益不会受损，大大提高天线传输信号的强度。

如图1所示，平衡杆2为圆柱形空心结构，平衡杆2内开设有天线放置腔，天线本体沿平衡杆2的延伸方向嵌设在天线放置腔内，且天线的外壁与天线放置腔的内壁相互贴紧，保证天线于平衡杆2之间不会发生相对运动。通过将天线固定嵌设在平衡杆2的内部，既保证了天线不会发生偏移，影响天线的增益，又对天线起到了防护的作用，避免施工过程对天线造成损坏，延长天线使用寿命。

如图2所示，平衡杆2与第一球体3之间设置有连接件5，连接件5为倒置的碗状结构，连接件5的底部为半球形凹槽，连接件5的顶部中间位置与平衡杆2的端部连接，第一球体3的上部嵌入连接件5的凹槽内，第一球体3 的下部与腔室101的内壁相接触。通过连接件5的设置，能够保证第一球体3 稳定的安装于平衡杆2的端部与腔室101的内壁之间，而且第一球体3还可在平衡杆2的端部与腔室101的内壁之间进行滚动，从而保证平衡杆2、第一球体3和第二球体4能够在腔室101内完成自平衡运动。

本申请的一些实施例中，在凹槽的内壁和第一球体3的外壁上设置有不锈钢镀层，或者在凹槽的内壁与第一球体3的外壁之间设置有润滑剂。有效减小第一球体3与连接件5之间的摩擦力，保证第一球体3

本申请的一些实施例中，为平衡杆2与连接件5提供了一种固定方式：如图2所示，平衡杆2的端部开设有固定槽201，连接件5的顶部设置有与固定槽201相配合的凸台501，凸台501嵌入固定槽201内，以使连接件5与平衡杆2固定连接。

本申请的一些实施例中，为平衡杆2与连接件5提供了另一种固定方式：连接件5的顶部与平衡杆2的端部之间通过自攻螺丝固定连接。

本申请的一些实施例中，第一球体3的重量远大于第二球体4的重量与平衡杆2的重量之和，确保平衡杆2、第一球体3和第二球体4作为一个整体的状态下，重心始终位于第一球体3一侧，从而使第一球体3由于重力作用滚动到腔室101的底部，从而保证平衡杆2自然移动到竖直状态。

本申请的一些实施例中，第二球体4与平衡杆2之间可为滚动连接，也可为固定连接。其中，第二球体4与平衡杆2可为但不限于一体成型。

本发明的一些实施例中，天线本体可为但不限于射频天线。

具体的，如图3所示，天线本体采用磁芯绕制的圆柱形射频天线，辐射方向呈纺锤椭圆形，其天线本体的两端辐射性能较强。

本申请不仅适用于地埋式标签结构中，所有端射形天线均可通过本申请中的自平衡结构实现天线增益利用的最大化，另外，也可以通过在平衡杆2的表面进行走线形成微带天线，使天线的辐射面朝向任何目标方向，从而扩大天线的辐射范围。

从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：

在球状腔室101内设置有平衡杆2、第一球体3和第二球体4的方式营造自平衡环境，将天线本体固定在平衡杆2上，第二球体4设置在平衡杆2 的一端，第一球体3可滚动的设置在平衡杆2的另一端，第一球体3和第二球体4的外壁均与腔室101的内壁相接触，通过设置第一球体3的重量大于第二球体4的重量，使平衡杆2、第一球体3和第二球体4整体上的重心位于第一球体3一侧，从而使第一球体3沿腔室101的内壁移动到腔室101的底端，由于第一球体3和第二球体4的外壁均与腔室101的内壁相接触，并且平衡杆2 始终位于腔室101的球心上，从而使第二球体4和平衡杆2均随第一球体3 移动，第二球体4移动至腔室101的顶端，平衡杆2移动至竖直状态，使平衡杆2上的天线本体在竖直方向上始终处于自平衡状态，天线辐射方向始终不变，保证天线的最大辐射方向不会发生偏移，使天线的增益不会受损，大大提高天线传输信号的强度。本申请的天线自平衡结构，结构简单、成本低廉、组装方便灵活，而且与现有的液体自平衡装置相比，本申请不受外部环境的冷热影响，不会由于温度过低造成内部的液体结冰和无法工作，也不会由于温度过高造成内部气压过大出现破裂的情况，适用范围更广，安全性更强。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种天线自平衡装置，其特征在于，包括：天线本体，以及营造自平衡环境的外壳(1)、平衡杆(2)、第一球体(3)和第二球体(4)，所述外壳(1)的内部设有球状腔室(101)，所述平衡杆(2)、所述第一球体(3)和所述第二球体(4)均设置于所述腔室(101)内，所述天线本体固定在所述平衡杆(2)上，所述第二球体(4)设置在所述平衡杆(2)的一端，所述第一球体(3)可滚动的设置在所述平衡杆(2)的另一端，所述平衡杆(2)位于所述腔室(101)的球心上，所述第一球体(3)和所述第二球体(4)的外壁均与所述腔室(101)的内壁相接触，所述第一球体(3)的重量大于所述第二球体(4)的重量，所述平衡杆(2)为空心结构，所述天线本体嵌设在所述平衡杆(2)内，所述天线本体沿所述平衡杆(2)的延伸方向设置。

2.根据权利要求1所述的天线自平衡装置，其特征在于，所述平衡杆(2)与所述第一球体(3)之间设置有连接件(5)，所述连接件(5)为倒置的碗状结构，所述连接件(5)的顶部与所述平衡杆(2)的端部连接，所述第一球体(3)的上部嵌入所述连接件(5)的下部凹槽内，所述第一球体(3)的下部与所述外壳(1)的内壁相接触。

3.根据权利要求2所述的天线自平衡装置，其特征在于，所述平衡杆(2)的端部开设有固定槽(201)，所述连接件(5)的顶部设置有与所述固定槽(201)相配合的凸台(501)，所述凸台(501)嵌入所述固定槽(201)内，以使所述连接件(5)与所述平衡杆(2)固定连接。

4.根据权利要求2所述的天线自平衡装置，其特征在于，所述连接件(5)的顶部与所述平衡杆(2)的端部之间通过自攻螺丝固定连接。

5.根据权利要求2所述的天线自平衡装置，其特征在于，所述凹槽的内壁和所述第一球体(3)的外壁设置有不锈钢镀层。

6.根据权利要求2所述的天线自平衡装置，其特征在于，所述凹槽的内壁和所述第一球体(3)的外壁之间设置有润滑剂。

7.根据权利要求1所述的天线自平衡装置，其特征在于，所述第一球体(3)的重量大于所述第二球体(4)的重量与所述平衡杆(2)的重量之和。

8.根据权利要求1所述的天线自平衡装置，其特征在于，所述第二球体(4)与所述平衡杆(2)一体成型。

9.根据权利要求1所述的天线自平衡装置，其特征在于，所述外壳(1)为球状结构。

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