CN116759782B - 一种低频段可展开天线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低频段可展开天线，属于电子产品天线领域。本发明的天线本体完成对低频段无线电信号的高效侦收，并通过馈电将接收到的空间低频段无线电信号传至后端相应的电子产品中；同时也可通过馈电将后端电子产品的激励电信号转化为电磁波，向空间辐射。支架完成支撑天线本体作用，使天线本体可立于地面平坦处。天线本体由上椎体和下椎体两部分组成。本发明的收发天线采用了新型轻量化的结构设计方案，具备可快速展开、可快速收装的优点，收装后在体积、便携性等方面有较大优势。

Description

一种低频段可展开天线

技术领域

本发明属于电子产品天线领域，具体涉及一种低频段可展开天线。

背景技术

近年来，随着电子技术，尤其是电子元器件、芯片技术的发展，电子产品的体积、重量、功耗进一步降低，电子产品系统进一步小型化、轻量化。

但对于接受空间电磁波信号或向空间辐射电磁波信号的系统来说，天线小型化、便携化就成了瓶颈问题。尤其对于低波段无线电信号，信号的波长较长，导致天线的物理尺寸较大(一般天线的尺寸为波长的一半)。因此，受限于天线结构设计，限制了许多工作于低频段的电磁辐射系统体积。尤其是全向低频段天线，更是存在由于辐射范围广而带来的天线物理尺寸极大的问题。

现有对于低频段全向辐射系统或接受系统，由于单一低频段全向天线形式通常是大的盘锥天线，因此通常采用多个定向天线拼接的方式实现，除了天线增益问题外，主要考虑就是天线的便携性，在许多应用场合，难以实现。或是采用多子部件拼接的方式，在使用时临时安装，该方式开展、收装时间长，难以满足快速部署的需求。

有鉴于此，本发明提出了一种可快速展开、收装的低频段全向天线设计方案。可实现快速展开、收装低频段全向天线。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是如何提供一种低频段可展开天线，以解决天线小型化、便携化问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提出一种低频段可展开天线，该天线包括：天线本体和支架；

天线本体由上、下椎体两部分组成，上、下锥体两部分分离，并可实现快速展开与收装，上、下锥体之间采用绝缘体连接；

天线上椎体部分包括：间隔15°的24组均匀分布的相同第一单元振子、滑块和导轨，每组第一单元振子由振子1、振子2组成，振子1、2间采用销轴结构连接；振子1的底部固定连接到导轨底部，振子2的顶部连接到滑块，滑块套于导轨上，能在导轨上滑动，实现快速展开；

天线下锥体部分包括：间隔30°的均匀分布的相同第二单元振子、拉簧、铰链和下椎法兰，第二单元振子的一端通过铰链连接到下椎法兰，在铰链两侧安装有拉簧，每个第二单元振子的展开、收拢通过安装于铰链两侧的拉簧实现；

天线下锥体部分的下锥法兰处留有法兰接口，支架安装于天线下锥体部分的下方，与天线下锥体部分之间通过法兰连接。

进一步地，绝缘体采用聚四氟乙烯材料来保证绝缘。

进一步地，支架为三角支架。

进一步地，三角支架采用可伸缩的碳纤维管组装的三脚架，能单独收拢。

进一步地，在导轨顶部设置压块，压块下部有突出，在滑块上方设置凹槽块，凹槽块上部有凹槽，上锥体部分展开到最大舒展状态时，凹槽块和压块碰撞后锁定。

进一步地，在下推法兰内部设置天线馈电连接器。

进一步地，天线馈电连接器采用N-50K，通过射频线缆连接天线与电子系统。

进一步地，下锥法兰处设置有天线馈点，通过线缆将信号向后传递。

本发明还提供一种低频段可展开天线的使用方法，该方法包括如下步骤：

S101、根据使用需求，对天线进行展开与架设；通过推拉上锥体部分，将上锥体部分展开到最大舒展状态，并锁定；

S102、通过打开天线下锥体部分，利用铰链将下锥体部分展开，并利用铰链锁定限位；

S103、将支架展开，将支架固定；

S104、将天线本体和支架连接，并连接馈电线缆；

S105、天线对空间中电磁信号进行接收，并通过馈电线缆将信号向后传递；

S106、使用完成后，依次对天线上锥体部分、下锥体部分及支架进行收装。

进一步地，所述步骤S102中，利用压块和凹槽块进行锁定。

(三)有益效果

本发明提出一种低频段可展开天线，由于天线物理尺寸与无线电信号波长紧密相关，因此对于低频段(1GHz)无线电信号，天线的物理尺寸较大，常规低频段天线不具备快速携带、快速部署的能力，往往限制了电子产品的工作频段范围。本系统采用便捷、轻量化的方案设计，采用多振子组成锥形天线方式，实现全方向、低频段信号的收发。通过上述方式，在某些应用场景下(如在山林、雨林、高原等车辆无法到达处地方)，本发明能够减小低频段天线的携带尺寸，便于携带运输，也极大提高了产品的收装、展开速度。

本发明通过天线设计与开展开结构设计，完成低频段全向天线的方案设计。与以往的常规设计相比，收装后在体积、便携性等方面有较大优势。

本发明公开了一种针对低频段无线电信号的收发天线，该天线采用了新型轻量化的结构设计方案，具备可快速展开、可快速收装的优点。

附图说明

图1为本发明的天线本体收拢图；

图2为本发明的天线本体展开图；

图3为本发明的天线电连接器连接示意图；

图4为本发明的天线上椎展开示意图；

图5为本发明的天线上椎收拢示意图；

图6为本发明的天线上椎展开锁定及限位机构示意图；

图7为本发明的天线下锥收拢示意图；

图8为本发明的天线下锥展开示意图；

图9为本发明的天线支架及转接件示意图；

图10为本发明的架设状态天线收拢示意图；

图11为本发明的架设状态天线展开示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

本发明为了克服现有技术中至少一种缺陷或不足，提供一种可快速展开、收装的低频段全向天线设计方案，该方案采用轻量化、滑动式结构方案，通过简单的处理即可实现天线的快速部署与架设，满足快速安装部署、便捷携带的使用需求。

为达到上述有益的效果，本发明提供一种低频段可展开天线，该天线包括：天线本体和支架；

天线本体由上、下椎体两部分组成，上、下锥体两部分分离，并可实现快速展开与收装。上、下锥体之间采用绝缘体连接，绝缘体采用聚四氟乙烯材料来保证绝缘。

天线上椎体部分包括：间隔15°的24组均匀分布的相同第一单元振子、滑块和导轨，每组第一单元振子由振子1、振子2组成，振子1、2间采用销轴结构连接。振子1的底部固定连接到导轨底部，振子2的顶部连接到滑块，滑块套于导轨上，能在导轨上滑动，实现快速展开。

天线下锥体部分包括：间隔30°的均匀分布的相同第二单元振子、拉簧、铰链和下椎法兰，第二单元振子的一端通过铰链连接到下椎法兰，在铰链两侧安装有拉簧，每个第二单元振子的展开、收拢通过安装于铰链两侧的拉簧实现。同时下锥法兰处设置有天线馈点，通过线缆将信号向后传递。

为了方便天线在使用时的固定，设计了三角支架用于固定天线。天线下锥体部分的下锥法兰处留有法兰接口，支架安装于天线下锥体部分的下方，与天线下锥体部分之间通过法兰连接，装拆方便。采用可伸缩的碳纤维管组装的三脚架，可单独收拢。

本发明还提供一种可快速展开、收装的低频段全向天线使用方法，包括以下步骤：

S101、根据使用需求，对天线进行展开与架设；通过推拉上锥体部分，可将上锥体部分展开到最大舒展状态，并利用压块和凹槽块(见图6)锁定；

进一步地，在导轨顶部设置压块，压块下部有突出，在滑块上方设置凹槽块，凹槽块上部有凹槽，上锥体部分展开到最大舒展状态时，凹槽块和压块碰撞后锁定。

S102、通过打开天线下锥体部分，利用铰链将下锥体部分展开，并利用铰链锁定限位；

S103、将三角支架展开，将三角支架固定；

S104、将天线本体和支架连接，并连接馈电线缆；

S105、天线可对空间中电磁信号进行接收，并通过馈电线缆将信号向后传递；

S106、使用完成后，依次对天线上锥体部分、下锥体部分及支架进行收装。

本发明的有益效果：本发明采用一种可快速展开、收装的低频段全向天线设计方案，快速完成低频段全向天线的展开部署与收装。

实施例1：

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

图1为天线本体收拢后的示意图，图2为天线本体展开图。根据本发明的结构、天线设计，可实现低频段天线的快速开展与收装；整个天线由天线本体上锥、下锥和支架组成。

如图3所示，天线馈电连接器设置在下推法兰内部。

天线馈电连接器采用N-50K，通过射频线缆连接天线与电子系统。

天线上椎体部分由间隔的24组均匀分布的相同单元振子组成，每个单元振子由振子1、振子2组成，单元振子的展开原理采用滑块连杆机构，振子间采用销轴结构连接，其展开、收拢状态如图4、图5所示：其中，天线上锥的展开锁定及限位机构设计如图6所示。

天线下锥体部分由间隔均匀分布的相同振子组成，每个振子的展开、收拢通过安装于铰链两侧的拉簧实现。其收拢、展开状态如图7、图8所示

如图9所示，下支架与天线下锥法兰之间通过转接件连接，装拆方便。

最终，整个布设状态下，天线展开收拢示意图如图10、图11所示。

实施例2：

一种低频段可展开天线的设计方案，包括：

天线本体：其完成对低频段无线电信号的高效侦收，并通过馈电将接收到的空间低频段无线电信号传至后端相应的电子产品中；同时也可通过馈电将后端电子产品的激励电信号转化为电磁波，向空间辐射。

支架：其完成支撑天线本体作用，使天线本体可立于地面平坦处。

进一步地，天线本体由上椎体和下椎体两部分组成，上锥主要由多根振子组成，每根振子为两段，可通过推拉实现快速开展、收装。下锥由多根单振子组成。上、下椎体共同组成天线本体。实现对空间中电磁波信号的收发。

支架采用三角支架设计，可快速收装，单独收拢。距离地面一定距离，可支撑天线本体离开地面、立于平坦处。

由于天线物理尺寸与无线电信号波长紧密相关，因此对于低频段(1GHz)无线电信号，天线的物理尺寸较大，常规低频段天线不具备快速携带、快速部署的能力，往往限制了电子产品的工作频段范围。本系统采用便捷、轻量化的方案设计，采用多振子组成锥形天线方式，实现全方向、低频段信号的收发。通过上述方式，在某些应用场景下(如在山林、雨林、高原等车辆无法到达处地方)，本发明能够减小低频段天线的携带尺寸，便于携带运输，也极大提高了产品的收装、展开速度。

本发明通过天线设计与开展开结构设计，完成低频段全向天线的方案设计。与以往的常规设计相比，收装后在体积、便携性等方面有较大优势。

本发明公开了一种针对低频段无线电信号的收发天线，该天线采用了新型轻量化的结构设计方案，具备可快速展开、可快速收装的优点。

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来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种低频段可展开天线，其特征在于，该天线包括：天线本体和支架；

天线本体由上、下椎体两部分组成，上、下锥体两部分分离，并可实现快速展开与收装，上、下锥体之间采用绝缘体连接；

天线上椎体部分包括：间隔15°的24组均匀分布的相同第一单元振子、滑块和导轨，每组第一单元振子由第一振子、第二振子组成，第一振子、第二振子间采用销轴结构连接；第一振子的底部固定连接到导轨底部，第二振子的顶部连接到滑块，滑块套于导轨上，能在导轨上滑动，实现快速展开；

天线下锥体部分包括：间隔30°的均匀分布的相同第二单元振子、拉簧、铰链和下椎法兰，第二单元振子的一端通过铰链连接到下椎法兰，在铰链两侧安装有拉簧，每个第二单元振子的展开、收拢通过安装于铰链两侧的拉簧实现；

天线下锥体部分的下锥法兰处留有法兰接口，支架安装于天线下锥体部分的下方，与天线下锥体部分之间通过法兰连接。

2.如权利要求1所述的低频段可展开天线，其特征在于，绝缘体采用聚四氟乙烯材料来保证绝缘。

3.如权利要求1所述的低频段可展开天线，其特征在于，支架为三角支架。

4.如权利要求3所述的低频段可展开天线，其特征在于，三角支架采用可伸缩的碳纤维管组装的三脚架，能单独收拢。

5.如权利要求1所述的低频段可展开天线，其特征在于，在导轨顶部设置压块，压块下部有突出，在滑块上方设置凹槽块，凹槽块上部有凹槽，上锥体部分展开到最大舒展状态时，凹槽块和压块碰撞后锁定。

6.如权利要求1所述的低频段可展开天线，其特征在于，在下推法兰内部设置天线馈电连接器。

7.如权利要求6所述的低频段可展开天线，其特征在于，天线馈电连接器采用N-50K，通过射频线缆连接天线与电子系统。

8.如权利要求1所述的低频段可展开天线，其特征在于，下锥法兰处设置有天线馈点，通过线缆将信号向后传递。

9.一种权利要求1-8任一项所述的低频段可展开天线的使用方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

S101、根据使用需求，对天线进行展开与架设；通过推拉上锥体部分，将上锥体部分展开到最大舒展状态，并锁定；

S102、通过打开天线下锥体部分，利用铰链将下锥体部分展开，并利用铰链锁定限位；

S103、将支架展开，将支架固定；

S104、将天线本体和支架连接，并连接馈电线缆；

S105、天线对空间中电磁信号进行接收，并通过馈电线缆将信号向后传递；

S106、使用完成后，依次对天线上锥体部分、下锥体部分及支架进行收装。

10.如权利要求9所述的低频段可展开天线的使用方法，其特征在于，所述步骤S102中，利用压块和凹槽块进行锁定。