一种变频天线及信号收发装置的制作方法

本实用新型属于无线信号通信技术领域，尤其涉及一种变频天线及信号收发装置。

背景技术：

天线是一种变换器，它把传输线上传播的导行波，变换成在无界媒介(通常是自由空间)中传播的电磁波，或者进行相反的变换。在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件。无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等工程系统，凡是利用电磁波来传递信息的，都依靠天线来进行工作。此外，在用电磁波传送能量方面，非信号的能量辐射也需要天线。一般天线都具有可逆性，即同一副天线既可用作发射天线，也可用作接收天线。

目前现有技术中的无线信号收发天线的调频范围仍然较低。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的一个目的是提出一种变频天线及信号收发装置,以解决现有技术中无线信号收发天线调频范围较低的问题。

在一些说明性实施例中，所述变频天线，包括：弹性体；密封在所述弹性体内部、呈平面螺旋结构的金属天线；所述金属天线采用低熔点金属；在外力作用下，所述金属天线的中心与外缘在垂直方向上逐渐远离，形成空间立体螺旋结构。

在一些可选地实施例中，所述变频天线，还包括：固定在所述弹性体上，靠近所述金属天线外缘的刚性固定件。

在一些可选地实施例中，所述刚性固定件为圈状结构；所述刚性固定件的内侧设置有至少两个呈交叉连接的固定加强件。

在一些可选地实施例中，所述固定加强件的交叉点与所述金属天线的中心相对；所述固定加强件的交叉点处装设有垂直所述固定加强件的伸缩轴，由所述伸缩轴提供所述外力，使所述平面螺旋结构的金属天线形成空间立体螺旋结构。

在一些可选地实施例中，所述伸缩轴为套筒伸缩结构。

在一些可选地实施例中，所述伸缩轴的表面具有外螺纹；所述固定加强件的交叉点处具有与所述外螺纹配合的内螺纹孔，所述伸缩轴通过螺纹配合固定在所述固定加强件上，并通过旋入圈数控制所述金属天线的变形程度。

在一些可选地实施例中，所述弹性体的材质为透明硅胶、聚二甲基硅氧烷或聚氨酯。

在一些可选地实施例中，所述弹性体为与所述金属天线的平面螺旋结构相应的平面螺旋结构；所述弹性体的平面螺旋结构的线宽大于所述金属天线的线宽，所述弹性体均匀承载所述金属天线。

在一些可选地实施例中，所述变频天线，还包括：穿透所述弹性体与所述金属天线中心连接的导电连接线，用于连接信号源与所述金属天线。

在一些可选地实施例中，所述金属天线为在常温下呈液态的低熔点金属。

本实用新型的另一个目的在于提出一种信号收发装置。

在一些说明性实施例中，所述信号收发装置上具有上述的变频天线。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优势：

本实用新型通过柔性基材制作柔性天线，可实现柔性天线在竖直方向上的拉伸变形，可实现一维天线与三维天线之间的相互转换，相比较传统的一维天线长度方向上的拉伸，其收发信号频段更广，方向性更强。

附图说明

图1是本实用新型实施例中平面状态下的变频天线的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中平面状态下的变频天线的结构示意图；

图3是本实用新型实施例中平面状态下的变频天线的结构示意图；

图4是本实用新型实施例中立体状态下的变频天线的结构示意图。

具体实施方式

以下描述和附图充分地示出本实用新型的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本实用新型的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本实用新型的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“实用新型”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的实用新型，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个实用新型或实用新型构思。

一维天线(又称为微带天线或者窄带天线)，只能收发单一频段的正弦波信号，其结构主要是线形结构，三维天线(又称为超带宽天线)(例如锅型天线)，由于其具有多个谐振点，可实现收发多个频段的方波信号，其结构主要是呈空间立体结构。

现在参照图1-3，图1-3示出了本实用新型实施例中的变频天线的结构示意图，如该结构示意图所示，本实用新型公开了一种变频天线，包括：弹性体100；密封在所述弹性体100内部、呈平面螺旋结构的金属天线200；所述金属天线200可采用低熔点金属；在外力作用下，所述金属天线200的螺旋中心与外缘在垂直方向上逐渐远离，形成空间立体螺旋结构。

本实用新型通过柔性基材制作柔性天线，可实现柔性天线在竖直方向上的拉伸变形，可实现一维天线与三维天线之间的相互转换，相比较传统的一维天线长度方向上的拉伸，其收发信号频段更广，方向性更强。

本实用新型实施例中的金属天线200在未施加外力的情况下，其呈平面螺旋结构，该平面螺旋结构可以是均匀规则螺旋结构，也可以是非规则螺旋结构。其中，均匀规则螺旋结构可例如圆螺旋、方螺旋、以及规则多角螺旋，非规则螺旋结构则例如其螺旋弯曲/弯折的段呈非均匀变化。通过选用螺旋结构的金属天线200，可使拉伸呈三维立体结构的金属天线具备锅型天线的定向功能，提升天线收发信号的可靠性和稳定性。

本实用新型实施例中的金属天线采用低熔点金属，其包括熔点在300摄氏度以下的低熔点金属单质或合金，合金成分包括镓、铟、锡、锌、铋、铅、镉、汞、银、铜、钠、钾、镁、铝、铁、镍、钴、锰、钛、钒、硼、碳、硅等中的一种或多种，其形式可以是金属单质、合金，也可以是金属纳米颗粒与流体分散剂混合形成的导电纳米流体。具体地，流体分散剂优选为乙醇、丙二醇、丙三醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚二甲基硅氧烷、聚乙二醇、聚甲基丙烯酸甲酯中的一种。

优选地，低熔点金属包括汞、镓、铟、锡单质、镓铟合金、镓铟锡合金、镓锡合金、镓锌合金、镓铟锌合金、镓锡锌合金、镓铟锡锌合金、镓锡镉合金、镓锌镉合金、铋铟合金、铋锡合金、铋铟锡合金、铋铟锌合金、铋锡锌合金、铋铟锡锌合金、锡铅合金、锡铜合金、锡锌铜合金、锡银铜合金、铋铅锡合金中的一种或几种。这类低熔点金属具有优秀的导电性和液相流动性，因此在新型电子结构制造领域有着独特的应用价值。

优选地，金属天线200可采用在常温下即呈液态的低熔点金属，例如镓铟合金，其具体镓铟配比为75.5％的镓和24.5％的铟，该合金熔点为15.5度，其在常温下基本呈液体形态。

本实用新型实施例中的弹性体100可以为包覆整个金属天线200的平面结构，又或是与金属天线的平面螺旋结构相对应的平面螺旋结构，弹性体100的螺旋线宽应大于金属天线200的螺旋线宽，弹性体100实现均匀包覆金属天线200的每段螺旋结构。相比较平面结构的弹性体100，螺旋结构的弹性体100可最大范围内提供金属天线200的拉伸变形，使金属天线200的拉伸变形最小的受到弹性体100的拉伸恢复力的影响。

制作螺旋结构的弹性体100时，可利用相应规格的螺旋切刀在平面结构的弹性体 100上施加压力，使平面结构的弹性体100从一个整体转变为连续的螺旋结构。

在一些实施例中，弹性体100的材质可选用硅胶、聚二甲基硅氧烷、聚氨酯、聚乳酸等，硅胶、聚二甲基硅氧烷具有良好的弹性形变恢复能力，可在拉伸后释放恢复原本大小。优选地，在一些实施例中，弹性体100的材质可选用聚氨酯、聚乳酸等热固化材料，在将天线拉伸后，通过给与固化条件，使天线维持拉伸形态，保证天线变形后的稳定性。并且这种材料，在一定条件下还可恢复为原本形态，即可实现可逆的天线变形。

本实用新型实施例中的变频天线还可通过固定结构、变形维持结构以满足可以更方便、快捷的实现变频天线从一维向三维的转换，以及转换后维持三维立体形态。

如图4.在一些实施例中，本实用新型实施例中的变频天线，还可包括：刚性固定件 300；刚性固定件300设置在弹性体100上，位于靠近金属天线200的螺旋结构的外缘位置。通过刚性固定件可便于将弹性体100的外圈(金属天线200外缘)固定，通过拉伸弹性体100(金属天线200)的中心即可实现变频天线的整体变形。其中，刚性固定件300可为便于固定的任何形状或结构。

在一些实施例中，刚性固定件300为圈状结构，可实现弹性体100的外圈(金属天线200外缘)的统一固定。优选地，在圈状结构的刚性固定件300的内侧还可设置一条或多条的固定加强件400(例如加强筋)，固定加强件400的两端固定在刚性固定件300 的圈状结构上，以提升刚性固定件300的稳固结构。在固定加强件400为2条及2条以上的数量时，固定加强件400相互交叉连接。在一些实施例中，刚性固定件300与固定加强件400可为一体化结构，以便于安装。

在一些实施例中，本实用新型实施例中的变频天线，还可包括：伸缩轴500(伸缩棒)，其中，多条固定加强件400的交叉点与所述金属天线200的中心相对；所述固定加强件400的交叉点处装设有垂直所述固定加强件400的伸缩轴500，由所述伸缩轴500 提供变频天线在竖直方向拉伸的外力，使所述平面螺旋结构的金属天线200形成空间立体螺旋结构。其中，伸缩轴500可为套筒伸缩结构，即伸缩轴500若干个不同口径的管筒构成，相互连接的管筒之间具有卡持结构，实现伸缩轴500的伸缩功能。在一些实施例中，刚性固定件300、固定加强件400、与伸缩轴500可为一体化结构，以便于安装。

在一些实施例中，伸缩轴500的每个管筒为长度相通，伸缩轴500的每个管筒的表面刻有相应的频段，以表明该管筒组合的竖直方向长度所对应的变频天线的具体频段。例如当伸缩轴500伸缩长度为3个管筒单元长度时，第3个管筒上所刻制的频段就为变频天线此刻的实际的信号收发频段。

在一些实施例中，所述伸缩轴500的表面具有外螺纹；所述固定加强件400的交叉点处具有与所述外螺纹配合的内螺纹孔，所述伸缩轴500通过螺纹配合固定在所述固定加强件上，并通过旋入圈数控制所述金属天线的变形程度。

在一些实施例中，沿伸缩轴500的方向，其表面还间断式刻有相应频段，以表明在该旋入程度的情况下，变频天线的具体频段。

在一些实施例中，所述变频天线，还包括：穿透所述弹性体100与所述金属天线200 中心连接的导电连接线600，用于连接信号源与金属天线。其中，导电连接线600可在变频天线进行工作之前，通过穿透弹性体100与金属天线连接，也可以在变频天线制备完成时，与变频天线成一体化结构。

本实用新型基于上述变频天线的实施例，还提出了一种具有该变频天线的信号收发装置，以满足信号收发装置具备本实用新型所阐述的变频天线的优势。

本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。