专利名称：天线和无线电接口的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于连接无线电设备和天线的简化设备和方法。
美国专利US3,633,151介绍了一种机械紧固件和具有接头片的电连接器的组合，所述接头片转动以便和周围的紧固元件啮合。然而这些紧固件并不提供可以变化的偏转和摩擦力。因此它们不能提供将无线电设备安装到天线上所需要的高的偏转和摩擦力，同时当紧固设备时确保用户可以克服这些力。
为了将无线电设备安装在天线上，具有无线电设备接头片的无线电设备锁紧环被转动，从而在相应的紧固接头片的作用下，每个弹簧夹指偏转。这种偏转力产生摩擦力，将无线电设备固定在天线上。
使用弹簧夹指能够产生可以变化的弹力。当紧固接头片和每个弹簧夹指接触时，逐步增加拉簧和筋骨接头片之间的偏转力和摩擦力。这种力的逐步增加允许用户在转动无线电设备时分别克服每个弹簧夹指的力，而不是同时克服一个实心弹簧的所有弹力。因此与使用一件弹簧相比，使用单个的弹簧夹指更容易将无线电设备安装到天线上。
本发明的锁紧环可以被固定在无线电设备上或转动地连接到无线电设备上。使用转动的环允许在将无线电设备安装到天线上期间无线电设备保持静止。如果被转动地连接，通过使用极化销，可以保证无线电设备天线装置的适合的极化。
优选实施例介绍下文将结合附图详细地介绍本发明优选实施例，这些附图并不是对本发明的限制。本发明涉及一种转锁装置，用于将无线电设备10紧固在天线20上。安装装置参考
图1，符合优选实施例的安装装置包括具有无线电设备安装面11的无线电设备10以及具有天线安装面21的天线20。
参考图2，无线电设备的锁紧环14连接到无线电设备的安装面11。在离开无线电设备安装面11的一个位置上，将锁紧环14安置在无线电设备10上。无线电设备的鼻端32从安装面11的中心沿垂直于安装面11的方向延伸。在比锁紧环14更靠近无线电设备中心的位置，即更靠近无线电设备鼻端的位置，四个无线电设备锁紧接头片12被附着在锁紧环14上。象锁紧环14一样，这些无线电设备锁紧接头片12被设置成距无线电设备安装面11有一定距离的位置。这些锁紧接头片12最好围绕锁紧环14等间距分布，当然对于本发明来说，这并不是关键的。
在该实施例中，锁紧环14的直径是9英寸(22.84cm)，其相应的弧长是56.5英寸(143.4cm)，彼此相隔分布的无线电设备锁紧接头片12之间的距离是8英寸(20.30cm)。通常，每个无线电设备锁紧接头片12的运行长度对应于环圆周长度是15度～25度，在这个实施例中，大约是2.3～4英寸(5.83-10.15cm)。自然本发明并不局限于该具体尺寸。
如图2所示，每个无线电设备锁紧接头片12具有斜坡部分16、主体部分17和止动部分18。所述斜坡部分16从距无线电设备安装面11一定距离的位置开始延伸，并最好延伸到距无线电设备安装面11的距离和锁紧环14距无线电设备安装面11的距离相同的位置；主体部分17从斜坡部分16的结束延伸位置开始延伸，并最好沿基本上和无线电设备10的安装面11平行的方向延伸；止动部分18从所述主部分开始沿基本上垂直于无线电设备安装面11的方向向无线电设备延伸。
参考图3，天线输入入口34位于天线安装面11的中心部位。四个支撑垫26位于距天线输入入口34相同距离的位置并围绕天线输入入口34等间距分布。这些支撑垫26将四个等间距分布的拉簧22保持在距天线安装面21很小距离的位置。拉簧22包括多个单独的悬臂形的弹簧夹指24。这些弹簧夹指24平行于天线安装面21，并从支承垫26开始沿远离天线安装面21中心也就是沿远离天线输入入口34的方向延伸。在该实施例中，使用具有斜角的矩形指24；然而也可以使用诸如杆型、竹节杆型或V型等其它形状的指24。
在本发明第一实施例中，将无线电设备10安装在天线20上时，首先将无线电设备10安置在沿逆时针方向偏离所希望的锁定位置一预定转动值的位置。该预定转动值等于上述无线电设备锁紧接头片12的运行长度，在这个实施例中大约是15度～25度。然而本发明并不局限于此。
然后将无线电设备10推向天线20。重要的是此时无线电设备鼻端32牢固地结合进入天线输入入口34。
然后如图4所示，沿顺时针方向转动无线电设备10。当无线电设备10转动时，无线电设备锁紧接头片12的斜坡部分16使弹簧夹指24逐渐偏转并引导弹簧夹指24远离天线安装面21并接近无线电设备安装面11，直到它们到达无线电设备锁紧接头片12的止动部分18为止。
随着无线电设备的转动，每个弹簧22所提供的偏转和摩擦力逐步增加。这是由于每个锁紧接头片12首先和最靠近的弹簧夹指24a啮合，然后该弹簧夹指24a向安装面11方向偏转，提供偏转和摩擦力。然后第二弹簧夹指24b和锁紧接头片12接触，提供步进增加的偏转和摩擦力。随着其它夹指24a～24e一个个地与无线电设备锁紧接头片12接触，并如第一弹簧夹指24a那样向安装面11偏转，偏转和摩擦力逐步增加。这种步进增加的偏转和摩擦力使用户在转动无线电设备时可以一个一个单独地克服每个弹簧夹指24的偏转和摩擦力，而无须在一个时刻克服实心弹簧的偏转和摩擦力之和。因此使用单个的弹簧夹指24比使用一件拉簧更容易将无线电设备10安装到天线20上。
此外，由于利用斜坡部分16，使每个弹簧夹指24逐渐地偏转靠近无线电设备安装面，弹簧夹指24和无线电设备锁紧接头片12之间的偏转和摩擦力逐渐增加。当所有弹簧夹指24都处于这种位置即它们被锁紧环的主体部分17所偏转时，产生最大的偏转和摩擦力。
所有弹簧夹指24对这种偏转的阻力提供了将无线电设备10安装在天线20上的偏转和摩擦力。为了产生所希望的偏转和摩擦力，所有四个无线电设备锁紧接头片12最好和天线20上的四个拉簧22啮合。转动锁紧环在上述第一实施例中，其上设置了无线电设备锁紧接头片12的锁紧环14被固定在无线电设备10上。因此随着环14的转动，无线电设备10也转动。在另一个实施例中，环14被可转动地附着在无线电设备10上。允许无线电设备10和天线20在连接时保持静止。
如图5A和5B所示，在这个实施例中，无线电设备安装面具有四个凸起50，每个凸起50包括一被切除部分60。具有相应数量的环接头片54，这些接头片被分别连接到所述凸起50上，并和被切除部分60之间存在间隙。这个实施例的锁紧环14是具有开口52的C型通道(也就是横截面形状)，所述开口52面对着无线电设备鼻端32。C型通道的内凸缘被容纳在对应的间隙内，所述间隙的大小能够允许环14相对于无线电设备10转动。
如上述实施例所述，无线电设备锁紧接头片12位于锁紧环14上。但是在这个实施例中，仅仅锁紧环14需要被转动，以便使分布在环14上的无线电设备锁紧接头片12和弹簧夹指24啮合。
当无线电设备10已经被安装到天线上之后，可以使用多种装置阻止锁紧环14转动，例如通过位于和开口52相对面上的衬套与插入衬套的杆或销结合。此外，可以将手柄附着在锁紧环14上，允许用户更容易地施加转动锁紧环所需的力矩。
这个实施例的其它优点是，通过将极化销40设置在位于无线电设备安装面11上的两个销孔42、44中的一个孔内以及位于天线安装面21上的两个销孔43、45中的一个孔内，可以控制天线20的极化方向。
更具体地说，在无线电设备安装面11上具有距无线电设备安装面11的中心第一预定距离的第一无线电销孔42以及距无线电设备安装面11的中心第二预定距离的第二无线电销孔44。第一无线电销孔42所在位置与第二无线电销孔44所在位置相差90°。
再次参考图3，天线安装面21上具有距天线安装面21的中心第一预定距离的第一天线销孔43以及距天线安装面21的中心第二预定距离的第二天线销孔45。和无线电销孔42、44不同，相对于天线安装面21来说，天线销孔43与天线销孔45位于相同的圆周位置，即销孔43和45的连线通过天线安装面的中心。
通过将极化销40插入第一无线电销孔42以及相应的天线销孔43内，使无线电设备10和天线20对正，提供了垂直方向上的极化，将销40安置在第二销孔44和相应的天线销孔45内，使无线电设备10和天线20对正，提供了水平方向上的极化。
无线电设备安装面11不能转动的事实允许销40被插入处于固定位置的无线电设备安装面11和天线安装面21之间并对齐。由于在第一实施例中无线电设备10是转动的，在无线电设备锁紧接头片12和拉簧22的啮合过程中，无线电设备安装面11不能相对于天线安装面21处于固定位置，在第一实施例中不能采用这种方式控制天线的极化方向。元件的设计在这个实施例中，用不锈钢制造拉簧22，使用不锈钢的优点包括耐蚀性。此外，拉簧22也可以由铜和铍制成，但是本发明并不局限于这些材料。无线电设备的锁紧环14最好也由不锈钢制成，可以阻止由不同金属所引起的侵蚀。但是本发明也可以使用由其它材料例如铝制成的锁紧环14。
设计拉簧22控制拉簧22所提供的偏转和摩擦力的大小以及安装的冲击和振动。拉簧22可以由标准的冲压工序制造，成型和切边后再进行热处理。
通过适当地选择夹指尺寸特性，可以控制对公差的敏感度。在设计时，使所述夹指具有足够的强度，随着锁紧环被扭曲到位，能够承受所施加的压缩力。也就是说，随着拉簧22的夹指24在斜坡部分16下滑动，夹指24必须具有足够的强度，能够承受施加在其上的偏转和摩擦力。随着锁紧环14的转动，无线电设备锁紧接头片12在拉簧22上滑动，使拉簧向上偏转。偏转量通常小于0.1英寸(0.25cm)。在这个实施例中，偏转量是0.06英寸(0.15cm)。弹簧22的形状和数量影响施加到无线电设备10上的偏转和摩擦力的大小。一般规律是，弹簧22越厚，偏转和摩擦力就越大。然而如果弹簧22变厚，需要更大的力矩转锁环14。包含在单个拉簧22内每个弹簧夹指24可以具有不同的形状或厚度。然而，对于本发明来说，弹簧的尺寸并不是关键的，并不限制本发明。
在这个实施例中，弹簧22的厚度是0.09英寸(0.23cm)；然而厚度为0.05～0.15英寸(0.13-0.38cm)的弹簧都能获得适合的结果。在这个实施例中，弹簧的长度是1.5英寸(3.8cm)，虽然长度为0.5～1.5英寸(1.3-3.8cm)的弹簧都能获得适合的结果。
根据下述公式，用于使不锈钢偏转的偏转力大小(F)是它的厚度立方的函数F=Δ3EIL3----(1)]]>这里Δ代表额定的偏转，E代表材料特性，I是惯性力矩，L是弹簧长度。对于这个实施例的弹簧I＝1/12bh3(2)其中b是宽度，h代表厚度。弹簧22的长度(L)取决于无线电设备10的尺寸。
摩擦限制了可以被施加到无线电设备10上的偏转力的大小。这是由于无线电设备锁紧接头片12和拉簧22之间的摩擦增加了将环14扭曲到位所需的力矩。如果夹指24和/和无线电设备锁紧接头片12被涂层，可以降低摩擦系数，可以施加更大的偏转力。在这个实施例中，可以将聚四氟乙烯和钼涂在弹簧22上。
降低将无线电设备10安装在天线上时所需力矩的其它方式是使无线电设备锁紧接头片12在环14的圆周方向具有更大的运行长度。这样形成了小的引导弹簧角度，使弹簧夹指24的偏转速度降低，因此降低了安装力矩。
虽然图中显示拉簧22具有5个弹簧夹指24，可以使用更多或更少数量的弹簧夹指24控制摩擦和偏转力的大小。
在不脱离由下文的权利要求书所限定的本发明的范围内，本领域技术人员可以对上述优选实施例进行改进。例如可以使用安装系统，在两个具有与天线20和无线电设备10相似结构的壳体之间提供可靠的连接，或者通过逐渐地推或拖拉进入和无线电设备锁紧接头片12匹配地位置，无须扭曲或转动，弹簧22可提供压缩力。
权利要求
1.一种安装设备，包括具有第一安装面的第一壳体，包括至少一个离开第一安装面的锁紧接头片；具有第二安装面的第二壳体，包括至少一个离开第二安装面的拉簧，所述拉簧包括多个悬臂型弹簧夹指；其中，当至少一个锁紧接头片运动而与拉簧接触时，所述至少一个拉簧被设置在所述第一壳体和至少一个锁紧接头片之间，至少一个拉簧向第一安装面偏转，从而向至少一个锁紧接头片提供偏转和摩擦力。
2.根据权利要求1所述设备，其特征在于所述至少一个锁紧接头片与拉簧接触运动首先导致多个弹簧夹指中的第一个夹指与所述锁紧接头片接触并提供力，然后导致多个弹簧夹指中的第二个夹指与所述锁紧接头片接触并逐步增加偏转和摩擦力。
3.根据权利要求2所述设备，其特征在于所述至少一个无线电设备锁紧接头片包括一斜坡部分，它起始于距第一安装面某一距离的位置，然后延伸到一更靠近第一安装面的位置；一主体部分，其起始于所述斜坡部分最靠近第一安装面的位置，并沿基本上平行于第一安装面的方向延伸到尾端；所述弹簧夹指首先与斜坡部分接触，然后和主体部分接触。
4.根据权利要求3所述设备，其特征在于所述至少一个锁紧接头片还包括一止动部分，其从主体部分的尾端沿基本上垂直于第一安装面的方向向第一安装面延伸。
5.根据权利要求2所述设备，其特征在于所述至少一个锁紧接头片与拉簧接触运动是第一壳体的转动。
6.根据权利要求1所述设备，其特征在于所述第一壳体包括被连接到第一安装面上的锁紧环，所述至少一个锁紧接头片被附着在该锁紧环上。
7.根据权利要求6所述设备，其特征在于所述至少一个锁紧接头片的运动是锁紧环的转动，它首先导致多个弹簧夹指中的第一个夹指与所述锁紧接头片接触并提供力，然后导致多个弹簧夹指中的第二个夹指与所述锁紧接头片接触并逐步增加偏转和摩擦力。
8.根据权利要求7所述设备，其特征在于所述至少一个无线电设备锁紧接头片包括一斜坡部分，它起始于距第一安装面某一距离的位置，然后延伸到一更靠近第一安装面的位置；一主体部分，其起始于所述斜坡部分最靠近第一安装面的位置，并沿基本上平行于第一安装面的方向延伸到尾端；所述弹簧夹指首先与斜坡部分接触，然后和主体部分接触。
9.根据权利要求8所述设备，其特征在于所述至少一个锁紧接头片还包括一止动部分，其从主体部分的尾端沿基本上垂直于第一安装面的方向向第一安装面延伸。
10.根据权利要求7所述设备，其特征在于所述至少一个锁紧接头片是多个无线电设备锁紧接头片，所述至少一个拉簧是多个拉簧。
11.根据权利要求7所述设备，其特征在于所述锁紧环被固定在第一壳体上。
12.根据权利要求7所述设备，其特征在于所述锁紧环被转动地连接在第一壳体上。
13.一种根据权利要求12所述设备，其特征在于还包括多个被连接到第一安装面上的环接头片，所述环接头片离开第一安装面并从第一安装面的中心径向向外延伸。
14.一种安装设备，包括一具有无线电设备安装面的无线电设备壳体，包括一无线电设备鼻端；还包括至少一个离开无线电设备安装面的锁紧接头片；一具有天线安装面的天线壳体，包括一天线输送入口，至少一个离开天线壳体安装面的拉簧，所述拉簧包括多个悬臂型弹簧夹指；无线电设备鼻端与天线输送入口啮合，其特征在于当至少一个无线电设备锁紧接头片运动而与拉簧接触时，所述至少一个拉簧被设置在无线电设备壳体和至少一个锁紧接头片之间，并向无线电设备安装面偏转，从而向所述至少一个锁紧接头片提供偏转和摩擦力。
15.根据权利要求14所述设备，其特征在于所述至少一个无线电设备锁紧接头片与拉簧接触运动首先导致多个弹簧夹指中的第一个夹指与无线电设备锁紧接头片接触并提供偏转和摩擦力，然后导致多个弹簧夹指中的第二个夹指与无线电设备锁紧接头片接触并逐步增加偏转和摩擦力。
16.根据权利要求15所述设备，其特征在于所述至少一个无线电设备锁紧接头片包括一斜坡部分，它起始于距无线电设备安装面某一距离的位置，然后延伸到一更靠近无线电设备安装面的位置；一主体部分，其起始于所述斜坡部分最靠近第一安装面的位置，并沿基本上平行于无线电设备安装面的方向延伸到尾端；所述弹簧夹指首先与斜坡部分接触，然后和主要部分接触。
17.根据权利要求16所述设备，其特征在于所述至少无线电设备锁紧接头片还包括一止动部分，其从主体部分的尾端沿基本上垂直于无线电设备安装面的方向向无线电设备安装面延伸。
18.根据权利要求17所述设备，其特征在于所述至少一个无线电设备锁紧接头片与拉簧接触运动是无线电设备壳体的转动。
19.根据权利要求14所述设备，其特征在于所述无线电设备壳体包括被连接到无线电设备安装面上的锁紧环，至少一个锁紧接头片被附着在该锁紧环上。
20.根据权利要求19所述设备，其特征在于所述至少一个锁紧接头片的运动是锁紧环的转动，它首先导致多个弹簧夹指中的第一个夹指与所述锁紧接头片接触并提供偏转和摩擦力，然后导致多个弹簧夹指中的第二个夹指与所述锁紧接头片接触并逐步增加偏转和摩擦力。
21.根据权利要求20所述设备，其特征在于所述至少一个无线电设备锁紧接头片包括一斜坡部分，它起始于距无线电设备安装面某一距离的位置，然后延伸到一更靠近无线电设备安装面的位置；一主体部分，其起始于所述斜坡部分最靠近第一安装面的位置，并沿基本上平行于无线电设备安装面的方向延伸到尾端；所述弹簧夹指首先与斜坡部分接触，然后和主体部分接触。
22.根据权利要求21所述设备，其特征在于所述至少一个锁紧接头片还包括一止动部分，其从主体部分的尾端沿基本上垂直于无线电设备安装面的方向向无线电设备安装面延伸。
23.根据权利要求20所述设备，其特征在于所述至少一个无线电设备锁紧接头片是多个无线电设备锁紧接头片，所述至少一个拉簧是多个拉簧。
24.根据权利要求20所述设备，其特征在于所述锁紧环被固定在无线电设备壳体上。
25.根据权利要求20所述设备，其特征在于所述锁紧环被转动地连接在无线电设备壳体上。
26.根据权利要求25所述设备，其特征在于还包括多个被连接到无线电设备安装面上的环接头片，所述环接头片离开无线电设备安装面并从无线电设备安装面的中心径向向外延伸，所述锁紧环具有配备有开口的通道形状，所述开口径向朝向无线电设备安装面的中心，利用延伸进入所述通道的开口的多个环接头片，被转动地连接到无线电设备壳体上。
27.根据权利要求26所述设备，其特征在于所述无线电设备安装面具有一中心，所述锁紧环围绕该中心转动，在距所述无线电设备中心第一距离处，具有第一销孔，在距所述无线电设备中心第二距离处，具有第二销孔，其中所述天线安装面具有一中心，锁紧环围绕该中心转动，在距所述天线中心第一距离处，具有第一销孔，在距所述天线中心第二距离处，具有第二销孔，将一销置于天线的第一销孔内，使天线定位于第一极化方向，将一销置于天线的第二销孔内，使天线定位于第二极化方向。
28.根据权利要求27所述设备，其特征在于所述无线电设备安装面具有一圆周，天线安装面具有一圆周；第一无线电设备销孔与第二无线电设备销孔都位于无线电设备安装面的圆周上，两者之间相差90°，相对于天线安装面的圆周，第一天线销孔与第二天线销孔处于相同的圆周位置。
29.一种安装设备，包括一具有无线电设备安装面的无线电设备壳体，包括一无线电设备鼻端；被转动地连接到无线电设备安装面上的锁紧环；一具有天线安装面的天线壳体，包括一天线输送入口，所述无线电设备鼻端与天线输送入口对齐，所述锁紧环被固定在天线安装面上。
30.根据权利要求29所述安装设备，其特征在于还包括多个被连接到无线电设备安装面上的环接头片，所述环接头片不在无线电设备安装面上，所述无线电设备安装面具有一中心，所述锁紧环是通道形状的并邻近无线电设备安装面，所述通道形锁紧环具有面向第一安装面中心的开口，所述环接头片从所述无线电设备安装面的中心径向向外延伸并进入所述开口内，保持锁紧环靠近无线电设备安装面。所述环接头片从所述无线电设备安装面中心径向向外延伸并进入所述开口内，将锁紧环保持在无线电设备安装面的附近。
31.根据权利要求29所述设备，其特征在于所述无线电设备安装面具有一中心，所述锁紧环围绕该中心转动，在距所述无线电设备中心第一距离处，具有第一销孔，在距所述无线电设备中心第二距离处，具有第二销孔，所述天线安装面具有一中心，锁紧环围绕该中心转动，在距所述天线中心第一距离处，具有第一销孔，在距所述天线中心第二距离处，具有第二销孔，将一销置于天线的第一销孔内，用于第一极化方向，将一销置于天线的第二销孔内，用于第二极化方向。
32.根据权利要求31所述设备，其特征在于所述无线电设备安装面具有一圆周，天线安装面具有一圆周；第一无线电设备销孔与第二无线电设备销孔都位于无线电设备安装面的圆周上，两者之间相差90°，相对于天线安装面的圆周，第一天线销孔与第二天线销孔处于相同的圆周位置。
33.根据权利要求30所述设备，其特征在于所述无线电设备安装面具有一中心，所述锁紧环围绕该中心转动，在距所述无线电设备中心第一距离处，具有第一销孔，在距所述无线电设备中心第二距离处，具有第二销孔，所述天线安装面具有一中心，锁紧环围绕该中心转动，在距所述天线中心第一距离处，具有第一销孔，在距所述天线中心第二距离处，具有第二销孔，将一销置于天线的第一销孔内，用于第一极化方向，将一销置于天线的第二销孔内，用于第二极化方向。
34.根据权利要求33所述设备，其特征在于所述无线电设备安装面具有一圆周，天线安装面具有一圆周；第一无线电设备销孔与第二无线电设备销孔都位于无线电设备安装面的圆周上，两者之间相差90°，相对于天线安装面的圆周，第一天线销孔与第二天线销孔处于相同的圆周位置。
全文摘要
把无线电设备安装到天线上的锁紧机构。无线电设备的安装面被固定在天线的安装部分上。无线电设备的安装部分具有一锁紧环，多个接头片在锁紧环上等间距分布。环被固定在无线电设备上，或可以独立地转动。天线的安装部分具有相应数量的等间距分布的有多个弹簧夹指的拉簧。安装时，具有接头片的锁紧环转动，从而在接头片的作用下，偏转天线拉簧。当无线电设备锁紧环和各弹簧夹指接触时，逐步增加拉簧和锁紧环之间的偏转力和摩擦力，允许用户在转动无线电设备时分别克服各弹簧夹指的力，而不是同时克服一个实心弹簧的所有弹力。用户使用转动环时，可获得额外的极化特性能阻止无线电设备和天线装置的不正确的极化安装。
文档编号H01Q1/12GK1420580SQ02147998
公开日2003年5月28日 申请日期2002年11月1日 优先权日2001年11月2日
发明者丹尼斯·罗森菲尔德 申请人:无线电射频系统公司