专利名称：便携式抛物面天线的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线电设备技术领域，具体的说是一种辐射和接收电磁波的便携式抛物面天线，其广泛应用于广播、通信、天文、气象、航海、航空、航天、国防等领域。
背景技术：
天线的型式与种类繁多。根据用途不同及机动性要求，天线结构分为固定式和移动式两类，与固定式天线比较而言，移动式天线设备在使用时不是一直固定在某一地点上使用的天线，而是需要经常移动、经常拆卸、便于搬运和架设的天线。
随着科学技术的发展，出现了需要适合野外工作小分队和作战小分队使用的便携式天线。这类天线属于移动式天线，但对较传统的移动式天线而言，在机动性方面有特殊的要求，除应具有结构简单、重量与口径比小以外，架设、调整、拆卸及搬运时只依靠人力便可完成，不使用有动力的机械设备。
抛物面天线由于制造工艺以及便于搬运等因素，天线面板往往做成分片拼合结构。天线有电性能要求，一般根据鲁兹公式对天线反射面的表面精度提出较高的形状精度要求。为保持在受载情况下，保证天线面变形精度好，天线面应具有相应的刚度。也是保证天线馈源(或天线副反射面)与天线面相对位置稳定的需要。这类天线传统的拼合组装结构有两类一类是壳体结构由分块扇形面板用螺栓联接组成薄壳，有时还加几根简易支撑，组成杆壳组合结构。由于结构联接采用螺栓联接，数量多，装拆比较费时。另一类是采用背架式结构，分块面板安装在背架结构上，面板与背架结构用螺栓联接，扇形面板之间可以不联接。此类结构比较复杂，背架应较强，而结构的重量会稍大，不利于携带和组装、拆卸。馈源(或天线副反射面)的支撑架可固接在反射面或背架上。前者一般用于小口径天线，后者一般适用于中口径以上天线。
抛物面天线常用的座架是俯仰/方位座架。根据用途，有的天线座俯仰角度的收藏位置至工作位置之间，变动区域较大，如有天线俯仰工作范围-20°～30°，但仍需要在仰角90°收藏，收藏位置与工作上限位置相距60°。在常规手动调节结构中，一般采用螺旋驱动，这样螺杆会很长，调节所花时间较长，因而不能满足快捷安装、快捷指向工作和容易收藏等要求。
抛物面天线座的支撑结构是整个天线结构的支撑面，对于便携式天线，应该满足四方面的功能一是可靠地支承天线并使其具有足够的抗倾覆能力；二是要适应野外高低不平的地形；三是结构简单、便于装拆、重量轻；四是结构布置要巧妙，避免工作时天线面与支座体产生干涉，而使天线俯仰范围在低仰角时达不到指标要求。现有的抛物面天线座的支撑结构，都达不到上述要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种便携式抛物面天线，由于力学设计合理，结构形式独特，能较好地满足便携式的要求。
为达到上述目的，本发明的技术解决方案是提供一种便携式抛物面天线，包括软钢索快速拼装的抛物面反射体，带胳膊轴能快速打开收拢的由螺旋有限调整的方位/俯仰调节结构，以及十字可调座架支撑结构；其抛物面反射体的凸面一侧顶部固接有固定座，其上适当部位有三个支脚，该三个支脚以可旋转的方式动连接于方位/俯仰调节结构的一侧；方位/俯仰调节结构固接于座架支撑结构的顶端；座架支撑结构立于地面或相应的平台上。
所述的便携式抛物面天线，其所述抛物面反射体，由分块抛物面板、耳钩销、软钢索、正反扣花兰螺母、中心托盘和龙骨组成；每块天线面板的两侧直边设有龙骨，龙骨位于凸面一侧，面板的尖端固定于中心托盘上，中心托盘位于抛物面反射体的中心，与固定座固接；相邻两块天线面板的侧直边之间，用Z形耳钩销将相邻的龙骨串合，软钢索从耳钩销上的小圆环穿过，用双向花兰螺母调整张紧度，将每块面板联合拼装成抛物面反射体，成为软钢索箍张紧的抛物面反射体结构。
所述的便携式抛物面天线，其所述软钢索箍，布置在抛物面反射体的背部，即凸面一侧的纬线方向上，每一圈软钢索箍由一双向花兰螺母调整张紧度。
所述的便携式抛物面天线，其所述方位/俯仰调节结构，由长臂、上短臂、下短臂、底盘、螺旋丝杆、手轮、螺母组成；底盘上表面有均布的四个凸出的支块，两支块分别与长臂的下端动连接，另两支块分别与两下短臂的下端动连接；长臂的上端与两上短臂的上端相交，并分别动连接于旋转杆的两端；两上短臂的下端与两下短臂的上端，通过螺母以可固定的方式动连接；两上短臂和两下短臂可以该螺母为旋转轴，折叠后收拢；旋转杆的中部有孔，孔与螺旋丝杆的外径相适配；螺旋丝杆的端头设有定位销，螺旋丝杆的另一端头，穿过旋转杆的孔后，套设有手轮；手轮中心孔内设有螺纹，与螺旋丝杆的外螺纹相适配，手轮的旋转，可使螺旋丝杆在旋转杆的孔中作伸、缩直线移动。
所述的便携式抛物面天线，其所述底盘上表面还设有两个收拢架，收拢架位于长臂下端和短臂下端的平行连接线上，其宽度，正好可收入折叠后的长臂和短臂，并以螺栓将其定位。
所述的便携式抛物面天线，其所述座架支撑结构由立柱、柱环、调整撑杆和支撑腿及地锚组成；长筒形立柱内套有伸缩杆，伸缩杆可由立柱的上端口伸出缩进，立柱上端口侧面设有定位螺栓，定位螺栓可对伸缩杆固紧定位；立柱的下端外侧设有四个铰链，铰链上由轴销连接支撑腿，四个支撑腿水平放开后成十字形，每个支撑腿的外端设有地锚；立柱的外周圆上套有柱环，立柱与柱环动接触，柱环与每个支撑腿之间设有调整撑杆；调整撑杆的撑竿套内设有两个可伸缩的撑竿，撑竿套上端的是反扣撑竿，下端的是正扣撑竿，反扣撑竿上端与柱环动连接，正扣撑竿下端与支撑腿的中部动连接；所述方位/俯仰调节结构的底盘中心部位固连于伸缩杆的上端。
所述的便携式抛物面天线，其所述方位/俯仰调节结构，是能一次到位的快速打开与收拢的胳膊轴结构，与螺旋有限转动结构混合组成复合转动结构，胳膊轴结构能一次粗调天线俯仰指向角度，螺旋调整机构能实现有限精调天线俯仰指向角度。
所述的便携式抛物面天线，其所述座架支撑结构是可调结构，通过滑动调节立柱内伸缩杆的长度，通过双向螺旋调节撑杆长短，可以改变支撑腿与立柱之间的夹角，使支撑腿保持与地面的贴合，保持立柱的直立状态。
所述的便携式抛物面天线，其重量轻、可快速安装、拆卸、调整，能由人工用背包携带搬运，可安装在各种复杂地形地貌的环境。
总之，本发明结构在天线面板拼合上采用了柔钢索箍绷紧连接技术，装拆时间明显缩短，同时，使天线结构的强度、刚度增大，使面板拼合面的表面形状精度提高；天线俯仰旋转采用了胳膊轴结构，快捷、方便、也便于收藏；支撑底座采用了调节撑杆，不但提高了支撑底座的刚度，而且提供较好的俯仰工作空间；同时，又因支撑底座的支撑腿旋转可调，使底盘能适应多种地面地形地貌，扩大了天线适应环境的能力。
图1为本发明的便携式抛物面天线整体结构示意图，其中，图1A是天线俯仰角＞0°，图1B是天线俯仰角为90°；图2为本发明的便携式抛物面天线的抛物面结构示意图；图3为本发明的便携式抛物面天线的方位/俯仰调节结构示意图，其中，图3A是天线的方位/俯仰调节结构打开状态，图3B是天线的方位/俯仰调节结构收起状态；图4为本发明的便携式抛物面天线的座架支撑结构示意图，其中，图4A是天线的座架支撑结构打开状态，图4B是天线的座架支撑结构收起状态。
具体实施例方式
本发明的天线结构适用于天线口径小于3米的天线，各部件分拆后，可分类用背包包装，可以由人工背驮至工作现场，在现场仅用简单的手工工具便可以快速安装、调整，进入工作状态，是一种便携式天线。
见图1(A)、图1(B)。抛物面天线结构一般由抛物面反射体1和天线座架两大部分组成，天线座架大多是方位/俯仰座架，它由方位/俯仰调节结构2和座架支撑结构3组成。抛物面反射体1的背部一侧顶部固接有固定座11，其上适当部位有三个支脚111。抛物面反射体1的三个支脚111以可旋转的方式动连接于方位/俯仰调节结构2的一侧。方位/俯仰调节结构2固接于座架支撑结构3的顶端。座架支撑结构3立于地面或相应的平台上。图1(A)是天线俯仰角为＞0°，图1(B)是天线俯仰角为90°。
见图2。本发明的便携式抛物面反射体1，由分块抛物面板12、耳钩销13、软钢索14、正反扣花兰螺母15、中心托盘16和龙骨17等组成。针对较小口径天线，采用分块面板拼成薄壳，每块天线面板12的两侧直边设有龙骨17，龙骨17位于凸面一侧，面板12的尖端固定于中心托盘16上，中心托盘16位于抛物面天线1的中心，与固定座11固接。相邻两块天线面板12的侧直边之间，用Z形耳钩销13将相邻的龙骨17串合，软钢索14从耳钩销13上的小圆环131穿过，用双向花兰螺母15调整张紧度，将每块面板12联合拼装成抛物面反射体1，成为软钢索箍张紧的抛物面反射体1结构。软钢索箍均匀分布在抛物面反射体1背部，即凸面一侧的纬线方向上，每一圈软钢索箍由一双向花兰螺母15调整张紧度。Z形耳钩销13兼有销钉的定位作用和螺钉的联接作用，利用耳钩销13可方便地进行面板的定位、拼装、可靠性好，不易松动；同时，钢索箍能起到周向绷紧的作用，从而使面板12拼装的薄壳结构具有较好的强度与刚度。因此，采用软钢索箍张紧结构使抛物面反射体1的拼合得以简单，并有效地控制了结构的重量，同时，既满足了天线面的刚度和精度要求，也有利于组装、拆卸及携带。
见图3(A)。本发明的方位/俯仰调节结构2，采用了一次到位的快速打开与收拢的胳膊轴结构，它与有限角度转动的螺旋驱动结构组合，能有效地解决快捷安装、快捷指向工作和容易收藏等问题。方位/俯仰调节结构2由长臂21a、21b、上短臂22a、下短臂22b、底盘24、螺旋丝杆25、手轮26、螺母等组成。底盘24上表面有均布的四个凸出的支块211、212、221、222，支块211、212分别与长臂21a、21b的下端动连接，支块221、222分别与两下短臂22b的下端动连接。长臂21a、21b的上端与两上短臂22a的上端相交，并分别动连接于旋转杆23的两端。两上短臂22a的下端与两下短臂22b的上端，通过螺母以可固定的方式动连接。两上短臂22a和两下短臂22b可以该螺母为旋转轴，折叠后收拢。旋转杆23的中部有孔，孔与螺旋丝杆25的外径相适配。螺旋丝杆25的端头251设有定位销252，螺旋丝杆25的另一端头，穿过旋转杆23的孔后，套设有手轮26。手轮26中心孔内设有螺纹，与螺旋丝杆25的外螺纹相适配，手轮26的旋转，可使螺旋丝杆25在旋转杆23的孔中作伸、缩直线移动。
底盘24上表面还设有两个收拢架27，收拢架27位于长臂下端和短臂下端的平行连接线上，其宽度，正好可收入折叠后的长臂和短臂，并以螺栓271将其定位，如图3(B)所示。
抛物面反射体1的三个支脚111分别与长臂21a、21b下端的支块211、212和螺旋丝杆25的端头251动连接，其中，两支脚111与支块211、212之间是以螺母用可固定的方式动连接，另一支脚111与端头251是通过定位销252动连接。
见图4(A)。本发明的天线座架支撑结构3由立柱31、柱环32、调整撑杆33和支撑腿34及地锚341等组成。长筒形立柱31内套有伸缩杆311，伸缩杆311可由立柱31的上端口伸出缩进，立柱31上端口侧面设有定位螺栓312，定位螺栓312可对伸缩杆311固紧定位。立柱31的下端外侧设有四个铰链35，铰链35上由轴销连接支撑腿34，四个支撑腿34水平放开后成十字形，每个支撑腿34的外端设有地锚341。立柱31的外周圆上套有柱环32，立柱31与柱环32动接触，柱环32与每个支撑腿34之间设有调整撑杆33。调整撑杆33的撑竿套331内设有两个可伸缩的撑竿，撑竿套331上端的是反扣撑竿333，下端的是正扣撑竿332，反扣撑竿333上端与柱环32动连接，正扣撑竿332下端与支撑腿34的中部动连接。
方位/俯仰调节结构2的底盘24中心部位固连于伸缩杆311的上端。
见图4(B)，是天线的座架支撑结构3收起状态。天线座架支撑结构3的结构可折叠，实现整体收藏，方便包装与运输。支撑腿34通过铰链35的轴销与立柱31联接，并可绕轴销转动，以适应高低不平的山地；在每块支撑腿34与立柱31之间用调节撑杆33支撑，从而使支座结构成为一个刚性较好的结构体；支撑腿34较长，有利于增长抗倾覆力臂的长度，从而能提高抗倾覆能力；此结构还能较好地提供较大的负仰角工作空间；结构简单、便于装拆、重量轻。
准备工作时，先选定架设位置，组装便携式抛物面反射体1将四个支撑腿34放开，以地锚341固牢于地面。将方位/俯仰调节结构2的底盘24中心部位固连于伸缩杆311的上端。再将长臂21a、21b和两短臂22展开，后将抛物面反射体1的三个支脚111分别与长臂21a、21b下端的支块211、212和螺旋丝杆25的端头251动连接。基本组装完成。
当天线处在工作状态时，胳膊轴结构的四连杆长臂21a、21b和两短臂22采用双销轴定位，稳定性能好。此结构也就是在工作区间仰角(如-20°～30°)范围内采用螺旋驱动，实现有限角度的连续可调，而对工作区间调至收藏位置(如30°调至90°)时，采用胳膊轴结构调节。此结构工作过程为(以天线俯仰工作范围-20°～30°，仰角90°收藏为例)当天线需要从收藏状态转到工作状态时，只要将胳膊轴提起，天线立即处于仰角为30°的指向位置，随后，调节手轮26螺旋转动至工作角度。从工作状态到收藏状态的过程刚好相反。从上可见此结构能实现快速调节；同时，结构简单便于组装和携带。
权利要求
1.一种便携式抛物面天线，包括抛物面反射体(1)，带胳膊轴能快速打开收拢的由螺旋有限调整的方位/俯仰调节结构(2)，以及十字可调座架支撑结构(3)；其特征是抛物面反射体(1)的背面一侧顶部固接有固定座(11)，其上适当部位有支脚(111)，该支脚(111)以可旋转的方式动连接于方位/俯仰调节结构(2)的一侧；方位/俯仰调节结构(2)固接于座架支撑结构(3)的顶端；座架支撑结构(3)立于地面或相应的平台上。
2.根据权利要求1所述的便携式抛物面天线，其特征是所述抛物面反射体(1)，由分块抛物面板(12)、耳钩销(13)、软钢索(14)、正反扣花兰螺母(15)、中心托盘(16)和龙骨(17)组成；每块天线面板(12)的两侧直边设有龙骨(17)，龙骨(17)位于凸面一侧，面板(12)的尖端固定于中心托盘(16)上，中心托盘(16)位于抛物面反射体(1)的中心，与固定座(11)固接；相邻两块天线面板(12)的侧直边之间，用Z形耳钩销(13)将相邻的龙骨(17)串合，软钢索(14)从耳钩销(13)上的小圆环(131)穿过，用双向花兰螺母(15)调整张紧度，将每块扇形曲面板(12)联合拼装成圆抛物面反射体(1)，成为软钢索箍张紧的抛物面反射体(1)结构。
3.根据权利要求2所述的便携式抛物面天线，其特征是所述软钢索箍，布置在抛物面反射体(1)背面，即凸面一侧的纬线方向上，每一圈软钢索箍由一双向花兰螺母(15)调整张紧度。
4.根据权利要求1所述的便携式抛物面天线，其特征是所述方位/俯仰调节结构(2)，由长臂(21a、21b)、上短臂(22a)、下短臂(22b)、底盘(24)、螺旋丝杆(25)、手轮(26)、螺母组成；底盘(24)上表面有均布的四个凸出的支块(211、212、221、222)，支块(211、212)分别与长臂(21a、21b)的下端动连接，支块(221、222)分别与两下短臂(22b)的下端动连接；长臂(21a、21b)的上端与两上短臂(22a)的上端相交，并分别动连接于旋转杆(23)的两端；两上短臂(22a)的下端与两下短臂(22b)的上端，通过螺母以可固定的方式动连接；两上短臂(22a)和两下短臂(22b)可以该螺母为旋转轴，折叠后收拢；旋转杆(23)的中部有孔，孔与螺旋丝杆(25)的外径相适配；螺旋丝杆(25)的端头(251)设有定位销(252)，螺旋丝杆(25)的另一端头，穿过旋转杆(23)的孔后，套设有手轮(26)；手轮(26)中心孔内设有螺纹，与螺旋丝杆(25)的外螺纹相适配，手轮(26)的旋转，可使螺旋丝杆(25)在旋转杆(23)的孔中作伸、缩直线移动。
5.根据权利要求4所述的便携式抛物面天线，其特征是所述底盘(24)上表面还设有两个收拢架(27)，收拢架(27)位于长臂下端和短臂下端的平行连接线上，其宽度，正好可收入折叠后的长臂和短臂，并以螺栓(271)将其定位。
6.根据权利要求1所述的便携式抛物面天线，其特征是所述座架支撑结构(3)由立柱(31)、柱环(32)、调整撑杆(33)和支撑腿(34)及地锚(341)组成；长筒形立柱(31)内套有伸缩杆(311)，伸缩杆(311)可由立柱(31)的上端口伸出缩进，立柱(31)上端口侧面设有定位螺栓(312)，定位螺栓(312)可对伸缩杆(311)固紧定位；立柱(31)的下端外侧设有四个铰链(35)，铰链(35)上由轴销连接支撑腿(34)，四个支撑腿(34)水平放开后成十字形，每个支撑腿(34)的外端设有地锚(341)；立柱(31)的外周圆上套有柱环(32)，立柱(31)与柱环(32)动接触，柱环(32)与每个支撑腿(34)之间设有调整撑杆(33)；调整撑杆(33)的撑竿套(331)内设有两个可伸缩的撑竿，撑竿套(331)上端的是反扣撑竿(333)，下端的是正扣撑竿(332)，反扣撑竿(333)上端与柱环(32)动连接，正扣撑竿(332)下端与支撑腿(34)的中部动连接；所述方位/俯仰调节结构(2)的底盘(24)中心部位固连于伸缩杆(311)的上端。
7.根据权利要求1或4所述的便携式抛物面天线，其特征是所述方位/俯仰调节结构(2)，是能一次到位的快速打开与收拢的胳膊轴结构，与螺旋有限转动结构混合组成复合转动结构，胳膊轴结构能一次粗调天线俯仰指向角度，螺旋调整机构能实现有限精调天线俯仰指向角度。
8.根据权利要求1或6所述的便携式抛物面天线，其特征是所述座架支撑结构(3)是可调结构，通过滑动调节立柱(31)内伸缩杆(311)的长度，通过双向螺旋调节撑杆(33)长短，可以改变支撑腿(34)与立柱(31)之间的夹角，使支撑腿(34)保持与地面的贴合，保持立柱(31)的直立状态。
9.根据权利要求1所述的便携式抛物面天线，其特征是所述支脚(111)至少有三个。
10.根据权利要求1所述的便携式抛物面天线，其特征是其重量轻、可快速安装、拆卸、调整，能由人工用背包携带搬运，可安装在各种复杂地形地貌的环境。
全文摘要
本发明涉及一种便携式抛物面天线，它包括用软钢索快速拼装的抛物面反射体(1)，带胳膊轴能快速打开收拢的由螺旋有限调整的方位/俯仰调节结构(2)，以及十字可调座架支撑结构(3)；其抛物面反射体(1)的背部一侧顶部固接有固定座(11)，其上适当部位有三个支脚(111)，该三个支脚(111)以可旋转的方式动连接于方位/俯仰调节结构(2)的一侧；方位/俯仰调节结构(2)固接于座架支撑结构(3)的顶端；座架支撑结构(3)立于地面或相应的平台上。本发明具有结构简单、重量轻、机动性好、便于架设、拆卸及搬运等特点，适合在野外工作的小分队或需要经常搬移的场合使用。
文档编号H01Q1/12GK1753247SQ20041007825
公开日2006年3月29日 申请日期2004年9月22日 优先权日2004年9月22日
发明者施浒立, 吕兴荣, 张巨勇, 陈志平, 朱剑鹤 申请人:中国科学院国家天文台