专利名称：高增益天线的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电磁波发射或接收天线，尤其指一种高增益天线。
背景技术：
天线是无线电发射和接收不可缺少的设备，在广播电视、无线电通信等领域有广泛的应用。天线增益的高低对信号的发射和接收质量具有极为重要的作用。发射和接收天线具有互易性，也就是说接收天线的理论和方法对于发射天线也是适用的。现有技术中的天线，天线的振子长度都是不能自动收缩或扩张的，但是一个特定频率无线电信号对应于天线振子一个最佳长度(接近半波长)，这就是说，固定长度的天线振子不能兼顾多个频道的最佳增益，而在现实中，天线尤其是接收天线往往要一付天线接收许多频率的信号，比如电视接收天线，这就使得天线只对一个频道增益高而对其他所有频道增益低，大大降低了电视接收的效果。目前市场上流行的电视接收天线，就是一个固定长度的天线振子同时接收多个频道电视信号，所以天线的增益低，就是增加了天线放大器，总增益虽然提高了，但是由于天线振子本身输出的信号太弱，放大器本身的噪声往往把欲接收的弱电视信号所淹没，对于远程电视台的弱信号接收效果还是不好。因此天线振子本身的增益至关重要并且是天线放大器所无法取代的；如果要用多个天线组合使用进行多频道的接收，天线的架设和安装又很复杂，并且频道混合器将带来较大的衰减，并且成本也很高。
发明内容
本实用新型的目的，是提供一种天线的振子可以自动伸缩和转向、对各种频道和不同方位增益都高、经济实用的高增益天线。
为了实现上述目的，本实用新型将振子支架固定在主梁上，天线转向电机安装在主梁下部，振子支架上安装有固定振子，固定振子套合有伸缩式活动振子和压力式弹簧，压力式弹簧的一端与活动式振子相连，另一端固定，活动式振子还与牵引绳的一端相连，牵引绳的另一端与电动式牵引器相连接。电动式牵引器由微型电机和蜗杆、蜗板组合而成，其中蜗杆和蜗板在蜗板的中间区域用丝扣宽松式套合。其中电动式牵引器固定在天线的主梁上。电动式牵引器的微型电机的一端与天线伸缩开关相串连，天线转向电机的一端与天线转向开关相串联，电动式牵引器的微型电机的另一端与天线转向电机的另一端都相互连接在第三根供电线上。为了保证蜗板更好地在蜗杆和主梁上移动，蜗板的两端头和天线的主梁可采取宽松式套合的结构。为了进一步提高天线的增益，在主梁上还可再增加伸缩式引向器或反射器，其左右固定振子之间的内侧要用导体连接起来。
由于本实用新型的天线振子是由电动式牵引器和弹簧共同驱动的伸缩振子组成，通过控制电动式牵引器，结合观察信号的接收质量，可以很方便的调节伸缩振子的长度，使其对各个频道的接收效果最佳，并且不同的频道对应不同的长度，使欲接收的各个频道都达到最高的增益。由于本实用新型还在天线的主梁上安装了天线转向器，这样对不同的频道和不同的方位都具有最高的增益；如果本实用新型应用于发射天线，可以用一付天线高增益的向任意方位发射多频道信号。本实用新型解决了多频道和多方位接收与高增益的矛盾，同时在保证天线增益的前提下，大幅度降低了多频道、多方位接收天线系统的成本，并且使用和调节很方便。由于天线振子的伸缩用的微型电机和天线的转向电动机的遥控开关安装在同一个遥控盒上，并且有一根电源线是共用的，节省了费用并使安装方便。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步的详细阐述附图1是本实用新型的伸缩振子结构示意图；附图2是本实用新型的一种电动式牵引器结构示意图；附图3是本实用新型的另一种电动式牵引器结构示意图；附图4是本实用新型的电机控制电路图；附图5是本实用新型的整体安装示意图。
具体实施方式
如附图1所示，天线的主梁5上面用螺丝固定了天线振子支架4，天线振子支架4上用螺丝紧固有固定振子2，固定振子2内部套合有稍细的活动振子1，活动振子1的内端与弹簧3(它是一个压力式弹簧)的左端相连接，弹簧3的右端固定。活动振子1的右端还连接有牵引绳6的一端，牵引绳6的另一端与电动式牵引器的蜗板7相连接。控制天线振子伸缩用的微型电机9的转轴与蜗杆8相互连结，微型电机9固定在主梁5上。这样当微型电机9转动时，蜗板7就沿着转轴方向做直线运动，改变微型电机的的转动方向，就可以改变蜗板7的运动方向。当蜗板7向下运动时，通过牵引绳6并经过滑轮10拉动活动振子1向内收缩(此时要克服弹簧3的压力)；当蜗板7向上运动时，在弹簧3的弹力作用下，使活动振子1向外侧(左侧)移动。可见只要控制微型电机9的转动，就可以方便地自动改变天线振子的总长度，从而高效接收特定频率的电磁波的信号。
本实用新型附图1的左侧和右侧是对称的，故振子的右侧的不再叙述。左侧和右侧的振子组合成一副半波振子。
附图2是一种电动式牵引器的结构示意图。在附图2中，蜗杆8既可以旋入咬合在蜗板7的带螺扣的槽孔内(蜗杆和蜗板用螺扣套合，类似于螺丝和螺母之间的套合)，也可以旋出带螺扣的区域14而进入蜗板两头的没有螺扣的区域13内。没有螺扣的区域13的空腔为圆柱形并且其直径比带螺扣的区域14(也是圆柱形空腔)略粗一些。这样做的目的，就是为了防止微型电机转到一定程度，使蜗杆8旋到蜗板7的最左端而相互卡死(主要指直流电机)。其防止相互卡死的动作过程如下当蜗杆8逆时针转动时(在纸面上从左向右看去)，蜗板从左向右移动，当蜗杆8的丝锥部分(比没有丝锥的那一段粗一些)完全进入没有螺扣的区域13内时，螺杆8只能空转，此时蜗板7不再移动；如果让微型电机反转，在牵引绳6的拉力作用下，蜗杆8的丝锥部分再次旋进入蜗板7的的带螺扣的区域14，此时蜗板7由右向左移动(天线振子伸长)。当蜗杆8的丝锥部分开始进入(或者还没有进入)没有螺扣的区域15内时，弹簧12就接触到了的蜗板7右端头16，从而对蜗板7有个向右的推力，以提供使蜗杆8再次顺利地从蜗板7的右端旋进入的压弹力，同时也避免了蜗杆8和蜗板7相互分离的现象发生。当蜗杆8的丝锥部分完全进入没有螺扣的区域15内时，螺杆8又只能空转，此时蜗板7又不再移动；如果此时让微型电机正转，在弹簧12的作用下，蜗杆8再次从蜗板7的右端旋进入。因此只要控制微型电机的运转情况(正转或反转以及运转时间的长短)，就可以控制蜗板7的运动方向和距离，进而自动调节天线振子的伸缩量，并且微型电机不管运转时间有多么长，都不会发生蜗杆和蜗板相互卡死的现象发生。应该注意的是，弹簧12是安装在紧固件11上的，而紧固件11又固定在主梁5上。为了保证蜗板7更好地在蜗杆8上移动，可以将蜗板7的右端头16、左端头17做成空心的矩形或者圆形(比主梁5直径稍粗)宽松式套合在主梁5上(此时的主梁也应该相应的变为形状与之相吻合的矩型或圆形)。另外，蜗杆和蜗板在蜗板的中间区域用丝扣套合时一定要宽松式套合，以便于两者的相互运动。
附图3是本实用新型的另一种电动式牵引器结构示意图。在附图3中，取消了没有螺扣的区域并将该区域制造的和带螺扣的区域14完全一样，右侧没有螺扣的区域也照此办理，并且右端头16的右侧用螺丝固定了一个中间开有圆孔的档板18(目的是为了避免蜗杆8旋到蜗板7的最右端时蜗杆8和蜗板7相互分离)，该孔的大小以直径比蜗杆8的无螺扣区域略粗并且比蜗杆8的丝锥部分直径细一些。安装时，当蜗杆8旋入蜗板7后再把档板18用螺丝固定上就可。这种方案应去掉图2中的紧固件11和弹簧12。使用这种方案时，当蜗杆8旋到蜗板7的两端头时都会转动受阻，但对于交流微型同步电机来说，电机受阻后会自动反转的(目前国内市场上常见的天线转向器的微型电机大多数都是交流微型同步电机，这种微型电机的转子是一个永久磁铁，并且直接用220伏市电供电。实验证明它有两个特点第一个特点就是接通电源后正转和反转各占一半的可能性，利用这个特点就可以通过控制电源的几次通断来控制其正转或反转；第二个特点是转动受阻而不能转动时，它还会自动地向相反的方向转动)。因此问题就解决了。但此情况下只适用于交流微型同步电机而不适用直流微型电机。
附图4是本实用新型的一种电机控制电路图。在附图4中，220伏交流市电通过电源插头21、天线伸缩开关K1，给天线伸缩用的微型电机9供电，同时还通过天线转向开关K2给天线转向电机19供电，这两个开关分别控制天线的伸缩和转向。微型电机9及天线转向电机19的另一端都连接在第三根供电线上，这样就节省了一根电源线并方便了安装。天线伸缩开关K1和天线转向开关K2都安装在同一个用塑料制成的小遥控器盒20内，并且两个开关都用小按钮式常断开关(按下就接下就接通，抬起就断开)，这样用户使用起来就非常方便。导线中点画线的左侧在室内，点画线的右侧在室外。
本实用新型也可制成多单元定向高增益伸缩式天线，此时可将引向器、反射器也制成自动伸缩式，各个伸缩式振子的基本结构与上述实施例相似，不同之处是需要将引向器、反射器的左右固定振子之间的内侧最近处用导体连接起来(或者直接用金属制造引向器和反射器的振子支架)，这样左右伸缩式振子就连成了一根可自动伸缩的引向器或反射器。此时可以用一个微型电机9带动多个振子伸缩，只要在蜗板上多连接几条牵引绳就是了。另外就是牵引绳的长短要与各付振子相对应，使得各个振子在同时伸缩时，不管各个振子伸缩在什么状态，都应该满足定向天线对各付振子的总长度要求。
附图5是本实用新型的整体安装示意图。在附图5中，为了进一步地提高天线的增益，增加了一个比有源振子(由活动振子1和固定振子2构成)短一些的引向器22。引向器22也是伸缩式结构。微型电机9固定在主梁5上。天线转向电机19的上端应该安装在整个天线的重心处，天线转向电机19的下端安装在天线立杆23上。电源插头21、遥控器盒20安装在室内，其余的在室外。
本实用新型的微型电机9可以用普通的天线转向电机进行改装，主要是取消电机的转角不能超过360度的限制(去掉电机壳上的限制转角挡头就可以)。电机另行制造时，转轴的转速最好提高一些。天线转向电机19可用普通的交流天线转向电机。蜗杆8、蜗板7、主梁5可以用ABS工程塑料制成。固定振子2和活动振子1可以用圆铝管，但是固定振子2要稍厚一些。
另外要注意通过滑轮改变牵引绳的牵引方向，以减小振子伸缩牵引用的微型电机受到的阻力。
本实用新型在使用时，用户可以在室内很方便地按动电动式牵引器的微型电机的天线伸缩开关(小遥控器盒上的按钮式开关)，微型电机转动后将带动室外的伸缩式天线的振子缓慢的伸缩，当用户观察到接收的信号(比如电视图像效果)最佳时，松开此开关，然后再按动小遥控器盒上的天线转向电机的天线转向开关，使接收效果更好。这样就可以用一付天线进行多个频道、任意方位高增益的接收，并且安装和架设天线简单，使用方便。
根据天线的互易性理论，本实用新型适用于任何一种发射或接收天线，当用于发射天线时，可以有效地增加发射的电磁波的传播距离；当用于接收天线时，可以有效地增加接收的电磁波的距离，提高接收效果，并且对于各个电磁波频段普遍适用。
权利要求1.一种高增益天线，振子支架安装在主梁上，天线转向电机安装在主梁下部，振子支架上安装有固定振子，其特征在于固定振子套合有活动振子和压力式弹簧，压力式弹簧的一端与活动式振子相连，另一端固定，活动式振子还与牵引绳的一端相连，牵引绳的另一端与电动式牵引器相连接，电动式牵引器固定在主梁上，电动式牵引器的微型电机的一端与天线伸缩开关相串连，天线转向电机的一端与天线转向开关相串联，电动式牵引器的微型电机的另一端与天线转向电机的另一端相互连接在第三根供电线上。
2.按权利要求1所述的高增益天线，其特征在于电动式牵引器由微型电机和蜗杆、蜗板组合而成，蜗杆和蜗板用螺扣宽松式套合。
3.按权利要求2所述的高增益天线，其特征在于蜗板的两端内部各有一个没有螺扣的圆柱形区域，没有螺扣的圆柱形区域的直径比有螺扣区域的直径粗。
4.按权利要求1所述的高增益天线，其特征在于蜗板的两端头和主梁是宽松式套合的。
5.按权利要求1所述的高增益天线，其特征在于主梁上还安装有可自动伸缩的引向器，引向器的左右固定振子之间的内侧是通过导体而相互连接的。
6.按权利要求1所述的高增益天线，其特征在于主梁上还安装有可自动伸缩的反射器，反射器的左右固定振子之间的内侧是通过导体而相互连接的。
专利摘要本实用新型公开了一种高增益天线，它主要由天线的主梁、振子支架、伸缩式振子、电动式牵引器、天线转向器以及遥控开关组成。它可以很方便地通过遥控器控制两个电动机的转动，自动调节天线振子的长度和天线的方位，使欲接收或发射的电磁波信号最强，解决了现有技术中天线的增益不能自动调节到最佳状态而导致的发射或接收信号质量不佳的缺陷。本实用新型既可以应用于广播和通信的发射天线，又可以应用于接收天线，尤其适用于民用电视接收天线，可以明显改善远程电视台的接收质量和收台数量。
文档编号H01Q3/02GK2867625SQ200620080770
公开日2007年2月7日 申请日期2006年2月13日 优先权日2006年2月13日
发明者赵杰 申请人:德州学院