CN112186328B - 一种双球结构的海洋信标天线 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双球结构的海洋信标天线，包括2个球状浮标，以及设于2个所述球状浮标中间的连接杆，所述连接杆上设有1圈盘状天线，所述盘状天线包括壳体、与所述连接杆活动连接的扇形天线以及平衡配重，所述壳体的外侧设有沿周向环绕的若干个由支架连接的平衡导流板，所述球状浮标内设有控制电路、电源以及浮体空腔，本发明整体平衡结构良好，相比较于传统的单体海洋信标天线结构来说，可以更好地在大海中保持平衡，并且抗干扰能力较强，因此能够长时间、稳定地供过往船只长时间获得区域的洋流信息，保障了往来船只交通工具的安全航行。
Description
技术领域
本发明属于一种通讯设备，具体来说涉及一种双球结构的海洋信标天线。
背景技术
信标天线一种具有不间断或定期收发固定资讯的通讯设备，因此所处的环境往往是人迹罕至或者是条件恶劣，为了能够长期进行工作，需要进行特殊的结构设计，以满足使用需求，为往来的运输工具以及长期的科考活动提供有力的信息支持。
目前常用的海洋信标天线采用的是单体式结构，因此在平衡性比较一般，应对海洋恶劣环境尤其是洋流活跃的时候，容易发生翻覆的问题，虽然自带的平衡结构能够让信标天线在翻覆后具备自主恢复姿态的能力，但是对整体平衡影响较大，并且恢复原状的速度较慢，因此在抗干扰性上还有所欠缺，不能够较好地长时间、稳定地传输或者接收洋流数据信号，从而供过往船只长时间获得区域的洋流信息，对往来船只交通工具的安全航行有一定影响。
发明内容
针对背景技术中存在的技术缺陷，本发明提出一种双球结构的海洋信标天线，解决了上述技术问题以及满足了实际需求，具体的技术方案如下所示：
一种双球结构的海洋信标天线，包括2个球状浮标，以及设于2个所述球状浮标中间的连接杆，所述连接杆上设有1圈盘状天线，所述盘状天线包括与所述连接杆固定连接的壳体、设于所述壳体内侧与所述连接杆活动连接的扇形天线以及平衡配重，所述壳体的外侧设有沿周向环绕的若干个由支架连接的平衡导流板，所述支架与所述壳体或者连接杆活动相连，所述壳体内表面活动连接有翻转平衡天线，该翻转平衡天线呈向心的方式旋转对称地设于所述壳体的两侧表面，所述球状浮标内设有控制电路、电源以及浮体空腔，所述浮体空腔的外表面嵌设有充气气囊，所述球状浮标的外表设有与所述充气气囊对应的活动盖板。
作为本发明进一步的技术方案，所述壳体表面设有自边缘朝向所述壳体中心的导流槽，所述导流槽于所述壳体的中心交汇，且所述导流槽两侧壁的呈平行的波浪状，且所述导流槽的外端深度大于内端的深度。
作为本发明进一步的技术方案，所述连接杆包括中空的外杆体以及设于所述外杆体中央的旋转杆体，所述旋转杆体的中央与所述扇形天线以及平衡配重固定连接，且于所述旋转杆体的中央两侧贴近设有与所述外杆体配合的密封轴承，所述外杆体的外表面设有与所述支架配合的滑动槽。
作为本发明进一步的技术方案，所述扇形天线的表面均匀设有辐射体层，且所述扇形天线的圆心角的大小不小于120°，所述辐射体层的外表面均匀设有镀银青铜丝网，内层设有柔性基带，所述辐射体层的最外侧套设有保护壳体，所述保护壳体的外表面还一体设有向心排列的加强筋结构。
作为本发明进一步的技术方案，所述支架包括向心设置的U型主架体以及连接于所述U型主架体之间的环状圈体，所述环状圈体中间还开设有供所述翻转平衡天线活动的活动窗架，所述U型主架体的底端设有与所述连接杆的外表滑动配合的耐蚀滑块。
作为本发明进一步的技术方案，所述支架包括向心设置的U型主架体以及连接于所述U型主架体之间的环状圈体，所述壳体的边缘部分设有边缘滑动槽，所述U型主架体的底端设有与所述边缘滑动槽配合的耐蚀滑块。
作为本发明进一步的技术方案，所述翻转平衡天线由固定在所述壳体内表面且密封包裹的伺服电机、与所述伺服电机的输出端固定连接的基板、设于所述基板内表面的若干振子以及设于所述振子内侧并与所述壳体内表面密封连接的密封底板组成。
作为本发明进一步的技术方案，所述浮体空腔为刚性结构，外表面设有向内凹陷的气囊容置腔，所述气囊容置腔内设有气囊触发机构，所述充气气囊与所述气囊触发机构连接，所述浮体空腔的内壁均匀设有湿度传感器。
作为本发明进一步的技术方案，所述充气气囊环绕于所述连接杆轴端的周向均匀设于所述球状浮标的内部，且靠近所述球状浮标垂直于所述连接杆轴端的半球面边缘的两侧设置。
本发明具有的有益效果在于：整体平衡结构良好，相比较于传统的单体海洋信标天线结构来说，可以更好地在大海中保持平衡，并且抗干扰能力较强，因此能够长时间、稳定地传输或者接收洋流数据信号，从而供过往船只长时间获得区域的洋流信息，保障了往来船只交通工具的安全航行。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为盘状天线3的内部结构图。
图3为盘状天线3的外部结构图。
图4为本发明侧向示意图。
图5为翻转平衡天线33的结构示意图。
图6为支架4的另一实施例示意图。
其中：球状浮标1、电源11、浮体空腔12、气囊容置腔120、气囊触发机构121、充气气囊13、活动盖板14、连接杆2、外杆体20、旋转杆体21、密封轴承22、滑动槽23、盘状天线3、壳体30、扇形天线31、平衡配重32、翻转平衡天线33、伺服电机330、基板331、振子332、密封底板333、导流槽34、保护壳体35、加强筋结构36、支架4、U型主架体40、环状圈体41、活动窗架42、耐蚀滑块43、平衡导流板5。
具体实施方式
下面结合附图与相关实施例对本发明的实施方式进行说明，需要指出的是，以下相关实施例仅是为了更好说明本发明本身而举的优选实施例，而本发明的实施方式不局限于如下的实施例中，并且本发明涉及本技术领域的相关必要部件，应当视为本技术领域内的公知技术，是本技术领域所属的技术人员所能知道并掌握的。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语 “横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”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，仅是为了使之描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
结合图1、图2、图4和图6所示，一种双球结构的海洋信标天线，包括2个球状浮标1，以及设于2个所述球状浮标1中间的连接杆2，所述连接杆2上设有1圈盘状天线3，所述盘状天线3包括与所述连接杆2固定连接的壳体30、设于所述壳体30内侧与所述连接杆2活动连接的扇形天线31以及平衡配重32，所述壳体30的外侧设有沿周向环绕的若干个由支架4连接的平衡导流板5，所述支架4与所述壳体30或者连接杆2活动相连，所述壳体30内表面活动连接有翻转平衡天线33，该翻转平衡天线33呈向心的方式旋转对称地设于所述壳体30的两侧表面，所述球状浮标1内设有控制电路、电源11以及浮体空腔12，所述浮体空腔12的外表面嵌设有充气气囊13，所述球状浮标1的外表设有与所述充气气囊13对应的活动盖板14。
本发明的结构原理如下：整体结构采用对称的双球形式，两侧为球状浮标1，内部设有用于提供主要浮力来源的浮体空腔12以及辅助浮力来源的充气气囊13；主体部分为设在连接杆2中央的盘状天线3，整体外部结构对称且平衡；放置在海中的时候，两侧的球状浮标1为中央的盘状天线3提供十分稳定的平衡结构，使其只会绕着连接杆2进行转动而不会发生侧翻——即使发生侧翻，两侧的浮体空腔12可以利用自身浮力使得整体姿态恢复正常，必要的时候还可以通过触发充气气囊13来提供额外的浮力；而设在盘状天线3外部的支架4则可以有效降低旋转发生的频率，通过与所述壳体30或者所述连接杆2活动连接，利用固定在支架4最外端平衡导流板5，可以将洋流产生的推力通过自身的旋转而释放，令中央的盘状天线3受到的洋流冲力降低，进而也降低了转速，提高了整体结构的稳定和平衡性；而作为天线本身的平衡结构的另一关键，与所述连接杆2活动连接的扇形天线31以及平衡配重32则使得在转动发生时，扇形天线31与平衡配重32能够在重力的作用下最大限度保证了旋转面上的相对静止，参考不倒翁或者其他平衡结构，加上左右侧翻覆难度较高，因而这种结构有效保障了天线元件在海洋中的稳定性；为了提高在海洋中收发信号的能力，本发明还采用了翻转打开式的翻转平衡天线33，如图1所示对称设于所述盘状天线3的两侧，可以通过展开提供额外的信号收发面，从而提高了信号收发的能力，此外，翻转使平衡天线33还能为整体提供额外的平衡支持，改善了整体的重心分布，并且由于可采用防水结构，因此也不会被浸泡海水或者淋雨所影响。
参照图3所示，本发明较优的实施例之一，所述壳体30表面设有自边缘朝向所述壳体30中心的导流槽34，所述导流槽34于所述壳体30的中心交汇，且所述导流槽34两侧壁的呈平行的波浪状，且所述导流槽34的外端深度大于内端的深度。
利用如图所示的导流槽34，可以有效提高在海水冲击之下本发明整体的平衡性，正向冲击时，海水会顺着两侧导流槽34流走，而在侧向进行冲击时，从边缘进来的海流则会在导流槽34的引导下，由深入浅，进而从盘状天线3的两侧面流走而不会影响盘状天线3的姿态。
参照图1、图2所示，本发明较优的实施例之一，所述连接杆2包括中空的外杆体20以及设于所述外杆体20中央的旋转杆体21，所述旋转杆体21的中央与所述扇形天线31以及平衡配重32固定连接，且于所述旋转杆体21的中央两侧贴近设有与所述外杆体20配合的密封轴承22，所述外杆体20的外表面设有与所述支架4配合的滑动槽23。
利用内外分离的杆体结构，外杆体20可以与球状浮标1的外壳固定连接，而内侧的旋转杆体21则可以自由活动，用于维持内部的天线组件的平衡，两者之间采用密封轴承连接，保证海水不会进入连接杆2的内部，而外杆体20又可以为支架4提供了用于旋转活动的滑动槽23，从而可以对洋流进行缓冲。
参照图1、图5所示，本发明较优的实施例之一，所述扇形天线31的表面均匀设有辐射体层，且所述扇形天线31的圆心角的大小不小于120°，所述辐射体层的外表面均匀设有镀银青铜丝网，内层设有柔性基带，所述辐射体层的最外侧套设有保护壳体35，所述保护壳体35的外表面还一体设有向心排列的加强筋结构36。
该扇形天线31以及翻转平衡天线33外侧均可以采用保护壳体35的结构，如图5所示中则是用的翻转平衡天线33的剖视图，利用保护壳体35可以保护用于辐射的天线结构不会被海水破坏，从而保障了长期稳定的使用。
参照图1、图4所示，本发明较优的实施例之一，所述支架4包括向心设置的U型主架体40以及连接于所述U型主架体40之间的环状圈体41，所述环状圈体41中间还开设有供所述翻转平衡天线33活动的活动窗架42，所述U型主架体40的底端设有与所述连接杆2的外表滑动配合的耐蚀滑块43。
如图所示的支架4的机构既能提供平衡导流板5所需要的支撑结构，又不会影响翻转平衡天线33的活动，在密封轴承22的作用下，旋转与密封均不冲突，而所述支架4则可以在滑动槽23的引导下进行转动，释放来自洋流的冲击。
参照图6所示，本发明较优的实施例之一，作为本发明进一步的技术方案，所述支架4包括向心设置的U型主架体40以及连接于所述U型主架体40之间的环状圈体41，所述壳体30的边缘部分设有边缘滑动槽37，所述U型主架体40的底端设有与所述边缘滑动槽37配合的耐蚀滑块43。
为了避免展开状态下的翻转平衡天线33与所述支架4产生干涉，导致需要收纳翻转平衡天线33来避免转动，影响信号收发的效率，所述支架4还可以通过改变整体结构的方式使之在不和所述翻转平衡天线33产生干涉的前提下进行转动，这样就可以令翻转平衡天线33在在展开状态下也可以与洋流进行适应，尽可能保持平衡。
参照图1、图5所示，本发明较优的实施例之一，所述翻转平衡天线33由固定在所述壳体30内表面且密封包裹的伺服电机330、与所述伺服电机330的输出端固定连接的基板331、设于所述基板331内表面的若干振子332以及设于所述振子332内侧并与所述壳体30内表面密封连接的密封底板333组成。
这样翻转平衡天线33就可以在伺服电机330的作用下按照需要展开或者收纳，并且在密封底板333的作用下，无论是收纳还是展开，海水都不会进入到壳体30的内部影响内部结构的完整性，从而发挥翻转平衡天线33应有的通讯支持功能。
当翻转平衡天线33展开状态下，必然要通过所述支架4在与所述连接杆2配合时自身的间隙，而这种状态如果发生翻转会带动整体一起转动，这时候需要将翻转平衡天线33收起来避免转动的发生，使之归位。
参照图1所示，本发明较优的实施例之一，所述浮体空腔12为刚性结构，外表面设有向内凹陷的气囊容置腔120，所述气囊容置腔120内设有气囊触发机构121，所述充气气囊13与所述气囊触发机构121连接，所述浮体空腔12的内壁均匀设有湿度传感器。
其中，气囊触发机构121可以参考现有的触发气囊的机构进行设置，当球状浮标1中的湿度传感器感受到进入内部的海水后，就会激活气囊触发机构121，从而令充气气囊13从活动盖板14中破板而出，从而维持需要的平衡，并且还会通知相关维护人员尽早维修，避免损失的进一步扩大。
本发明较优的实施例之一，所述充气气囊13环绕于所述连接杆2轴端的周向均匀设于所述球状浮标1的内部，且靠近所述球状浮标1垂直于所述连接杆2轴端的半球面边缘的两侧设置。
如图所示的结构布置形式有效保证了充气气囊13能够在本发明整体翻覆的时候提供最大的平衡支持力，并且可以避免再次翻覆。
本发明具有的有益效果在于：整体平衡结构良好，相比较于传统的单体海洋信标天线结构来说，可以更好地在大海中保持平衡，并且抗干扰能力较强，因此能够长时间、稳定地传输或者接收洋流数据信号，从而供过往船只长时间获得区域的洋流信息，保障了往来船只交通工具的安全航行。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种双球结构的海洋信标天线，包括2个球状浮标，以及设于2个所述球状浮标中间的连接杆，其特征在于，所述连接杆上设有1圈盘状天线，所述盘状天线包括与所述连接杆固定连接的壳体、设于所述壳体内侧与所述连接杆活动连接的扇形天线以及平衡配重，所述壳体的外侧设有沿周向环绕的若干个由支架连接的平衡导流板，所述支架与所述壳体或者连接杆活动相连，所述壳体内表面活动连接有翻转平衡天线，该翻转平衡天线呈向心的方式旋转对称地设于所述壳体的两侧表面，所述球状浮标内设有控制电路、电源以及浮体空腔，所述浮体空腔的外表面嵌设有充气气囊，所述球状浮标的外表设有与所述充气气囊对应的活动盖板。
2.根据权利要求1所述的双球结构的海洋信标天线，其特征在于，所述壳体表面设有自边缘朝向所述壳体中心的导流槽，所述导流槽于所述壳体的中心交汇，且所述导流槽两侧壁的呈平行的波浪状，且所述导流槽的外端深度大于内端的深度。
3.根据权利要求1所述的双球结构的海洋信标天线，其特征在于，所述连接杆包括中空的外杆体以及设于所述外杆体中央的旋转杆体，所述旋转杆体的中央与所述扇形天线以及平衡配重固定连接，且于所述旋转杆体的中央两侧贴近设有与所述外杆体配合的密封轴承，所述外杆体的外表面设有与所述支架配合的滑动槽。
4.根据权利要求1所述的双球结构的海洋信标天线，其特征在于，所述扇形天线的表面均匀设有辐射体层，且所述扇形天线的圆心角的大小不小于120°，所述辐射体层的外表面均匀设有镀银青铜丝网，内层设有柔性基带，所述辐射体层的最外侧套设有保护壳体，所述保护壳体的外表面还一体设有向心排列的加强筋结构。
5.根据权利要求1所述的双球结构的海洋信标天线，其特征在于，所述支架包括向心设置的U型主架体以及连接于所述U型主架体之间的环状圈体，所述环状圈体中间还开设有供所述翻转平衡天线活动的活动窗架，所述U型主架体的底端设有与所述连接杆的外表滑动配合的耐蚀滑块。
6.根据权利要求1所述的双球结构的海洋信标天线，其特征在于，所述支架包括向心设置的U型主架体以及连接于所述U型主架体之间的环状圈体，所述壳体的边缘部分设有边缘滑动槽，所述U型主架体的底端设有与所述边缘滑动槽配合的耐蚀滑块。
7.根据权利要求1所述的双球结构的海洋信标天线，其特征在于，所述翻转平衡天线由固定在所述壳体内表面且密封包裹的伺服电机、与所述伺服电机的输出端固定连接的基板、设于所述基板内表面的若干振子以及设于所述振子内侧并与所述壳体内表面密封连接的密封底板组成。
8.根据权利要求1所述的双球结构的海洋信标天线，其特征在于，所述浮体空腔为刚性结构，外表面设有向内凹陷的气囊容置腔，所述气囊容置腔内设有气囊触发机构，所述充气气囊与所述气囊触发机构连接，所述浮体空腔的内壁均匀设有湿度传感器。
9.根据权利要求1所述的双球结构的海洋信标天线，其特征在于，所述充气气囊环绕于所述连接杆轴端的周向均匀设于所述球状浮标的内部，且靠近所述球状浮标垂直于所述连接杆轴端的半球面边缘的两侧设置。
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