天线及天线阵列系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型的目的在于提供一种天线及其天线阵列系统，其可以采用非人工的方式进行除冰作业。本实用新型的天线，包括天线振子和发热体，所述天线振子的本体由金属构成，所述天线振子的金属表面设置有发热体，以便于通过所述发热体发热使得集结于所述天线振子的表面的冰雪融化。
【专利说明】天线及天线阵列系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及天线及其天线阵列系统。
【背景技术】
[0002]置于恶劣的室外环境的天线在冰雪气候下易于因天线结冰而导致性能下降甚至因重量增加过大而损毁。若采用人工除冰，在大型阵列天线中振子数目大，工作效率低，同时高空作业危险。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于提供一种天线及天线阵列系统，其可以采用非人工的方式进行除冰作业。
[0004]本实用新型的天线，包括天线振子和发热体，所述天线振子的本体由金属构成，所述天线振子的金属表面设置有发热体，以便于通过所述发热体发热使得集结于所述天线振子的表面的冰雪融化。
[0005]在本实用新型的一实施例中，所述天线振子为微波天线。
[0006]在本实用新型的一实施例中，所述微波天线为单极天线、偶极天线、八木天线、螺旋天线、对数周期天线、蝶形天线、抛物面天线中的任一种。
[0007]在本实用新型的一实施例中，所述天线振子包括第一天线单元和第二天线单元，所述第一天线单元和所述第二天线单元间隔设置，且所述第一天线单元通过耦合方式使所述第二天线单元产生电磁谐振。
[0008]在本实用新型的一实施例中，所述第一天线单元包括两第一偶极子单元，两第一偶极子单元之间电抗性连接；所述第二天线单元包括两第二偶极子单元，两第二偶极子单元之间电抗性连接。
[0009]在本实用新型的一实施例中，所述两第一偶极子单元和所述两第二偶极子单元均为导电片。
[0010]在本实用新型的一实施例中，所述两第一偶极子单元和所述两第二偶极子单元上分别设置有镂孔，以使所述两第一偶极子单元和所述两第二偶极子单元分别成环状。
[0011 ] 在本实用新型的一实施例中，所述发热体为把电能转化为热能的电加热体。
[0012]在本实用新型的一实施例中，所述发热体由发热丝和绝缘材料组成，发热丝和天线振子由绝缘材料隔尚。
[0013]在本实用新型的一实施例中，所述发热丝沿着所述天线振子直线型走线或螺旋线型走线。
[0014]在本实用新型的一实施例中，所述发热体配置有控制电流的开关装置。
[0015]在本实用新型的一实施例中，所述开关装置为人工控制装置或自动控制装置。
[0016]在本实用新型的一实施例中，所述自动控制装置为利用信号特征或者利用热膨胀原理进行开关控制的自动控制装置。[0017]在本实用新型的一实施例中，所述自动控制装置为利用温度传感元件、声控传感元件或光电传感元件进行开关控制的自动控制装置。
[0018]在本实用新型的一实施例中，所述温度传感元件包括热敏电阻。
[0019]在本实用新型的一实施例中，利用热膨胀原理的所述自动控制装置包括紧贴在一起的不同材料的双金属片或多金属片。
[0020]本实用新型还提出一种天线阵列系统，包括多个如上所述的天线。
[0021]在本实用新型的实施例中，由于在天线振子的金属表面设置发热体，通过发热体发热使得当冰雪集结在所述天线振子的表面时，能够被及时地加热而融化，无需人工除冰，而且不影响天线的正常使用。对于大型的阵列天线而言，提高了人员的工作效率，免去了大量人员人工除冰的繁琐，以及消除了可能因天线结冰对整个天线阵列系统正常工作所带来的影响。因此使用本实用新型的除冰装置的天线无需人工除冰。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是本实用新型实施例中具有除冰装置的天线的示意性分解视图。
[0023]图2是本实用新型实施例中具有除冰装置的天线的示意性轴测视图。
【具体实施方式】
[0024]现在详细参考附图中描述的实施例。为了全面理解本实用新型，在以下详细描述中提到了众多具体细节。但是本领域技术人员应该理解，本实用新型可以无需这些具体细节而实现。在其他实施方式中，不详细描述公知的方法、过程、组件和电路，以免不必要地使实施例模糊。
[0025]如图1和图2所示为本实用新型天线的一种实施方式的结构示意图，该天线包括第一天线单元I和第二天线单元2、巴伦结构3和固定座4。第一天线单元I和第二天线单元2相间隔的设置。第一天线单元I和第二天线单元2可以分别为单极天线单元、偶极子天线单元、或者变形偶极子天线单元。
[0026]第一天线单元I包括两第一偶极子单元11以及非金属块13。两第一偶极子单元11可均为环形的导电片，该导电片可以看作是矩形与梯形的组合后的形状。非金属块13分别铆接于第一天线单元I和第二天线单元2上预设的通孔上，使得第一天线单元I与第二天线单元2相间隔一段距离。两第一偶极子单元11分别设有第一镂孔。第一镂孔的形状与第一偶极子单元11的形状相似，各第一偶极子单元11即呈导电片在除去第一镂孔后剩余的闭合的框状。
[0027]在本实用新型的实施例中，非金属块13通常情况下为不导电材料做的绝缘块，如尼龙块、铁氟龙块、FR4块、无卤素块、聚四氟乙烯块、陶瓷块、ABS绝缘块或者BT树脂块等。
[0028]第二天线单元2包括两第二偶极子单元21，其中，两第二偶极子单元21、的设置与第一天线单元I的两第一偶极子单元11设置相同。两第二偶极子单元21可均为环形的导电片，该导电片可以看作是矩形与梯形的组合后的形状。两第二偶极子单元21分别设有第二镂孔。第二镂孔的形状与第二偶极子单元21的形状相似，各第二偶极子单元21即呈导电片在除去第二镂孔后剩余的闭合的框状。
[0029]两第一偶极子单元11之间可以用感性元件或者容性元件连接。类似地，两第二偶极子单元21之间可以用感性元件或者容性元件连接。感性元件可以是电感，也可以是表现出感性的元器件组合。容性元件可以是电容，也可以是表现出容性的元器件组合。
[0030]第一天线单元1、第二天线单元2可以只使用电感性连接或电容性连接，也可以混合使用。例如在第一天线单元I上使用电容性连接，在第二天线单元2上使用电感性连接。电容性连接和电感性连接统称为电抗性连接。通常情况下，电抗性单元除了容性元件和感性元件、还包括容性器件和感性器件、或者由具有特定电磁响应的超材料所制备的容性单元和感性单元。
[0031]巴伦结构3呈“U”型，两端分别与天线单元1、2的馈电部和接地部电连接，该巴伦结构3的底部与固定座4固定连接。
[0032]第一天线单元I与第二天线单元2间隔且相对设置。第一天线单元I通过耦合方式使第二天线单元2产生电磁谐振，扩展响应频段，增加天线电磁信号响应带宽。
[0033]第一偶极子单元11和第二偶极子单元21组成天线振子，用于辐射及接收电磁波。第一偶极子单元11和第二偶极子单元21可以是本实施方式中的形状，也可以是三角形、矩形、梯形、圆形、椭圆形或者多边形以及上述图形两个或者更多个的组合。第一偶极子单元
11、第二偶极子单元21可均为导电片，其中导电片的材质可以是铜、银、金或其合金，可以是铝、镁铝合金，也可以是带镀层的金属材料。镀层可以是银等金属或者非金属，金属材料可以是铜、银、金或其合金；也可以是铝、镁铝合金。
[0034]在其他实施方式中，还可以进一步包括第三天线单元，第三天线单元与第一天线单元I或者第二天线单元2相同。第三天线单元可以是一个，也可以是多个，可以与第一天线单元I相邻，也可以与第二天线单元2相邻。当第三天线单元为多个时可以分设在第一天线单元I和第二天线单元2的两侧，形成天线阵列系统。
[0035]当然，本实用新型实施例的天线阵列系统可以不仅包括三个天线单元，还可以包括更多个天线单元。
[0036]对应每一天线单元1、2分布配置有发热体5、6，不同天线单元的发热体5、6其发热原理可以相同或者不同。对于相同的情况，在后面的描述中就以发热体6为例进行说明。
[0037]发热体6的热量可以是自身产生，也可以是通入媒介产生。在本实用新型的较佳实施例中，发热体6为将电能转换为热能的装置，其包括发热丝和绝缘材料，绝缘材料将发热丝和第二偶极子单元21绝缘隔离。发热体6与偶极子单元21的形状相似，但可以是沿着天线阵子(更具体地说是偶极子单元21)直线型走线，或者沿着天线阵子螺旋线型走线。
[0038]在本实用新型的较佳实施例中，起绝缘作用的绝缘材料同时也是导热材料，其材料耐热温度可以选择在300摄氏度以上，其可以是非金属，例如陶瓷或石棉。
[0039]在本实用新型的较佳实施例中，发热体的发热丝可以配置控制电流的开关装置，而开关装置可以是人工控制装置或者自动控制装置。若为自动控制装置，开关装置可以是利用信号特征的控制装置，例如利用温度传感信号、声控传感信号或者光电传感信号的控制装置。在此，温度传感信号、声控传感信号或光电传感信号可以分别由温度传感元件、声控传感元件或光电传感元件来生成。在温度传感元件传感到偶极子单元21的表面温度低于设定值后可以提供一温度传感信号作为开关信号而使电流通入发热丝开始发热，或者温度高于设定值后提供一温度传感信号作为开关信号而使发热丝断电停止发热。较佳地，温度传感元件包括热敏电阻，由热敏电阻根据偶极子单元21的表面温度变化而产生开关信号。声控传感兀件传感到偶极子单兀21外界输入的声音或振动而提供一温度传感信号开关信号而使电流通入发热丝开始一段时间发热，在设定时间结束后，断开电流。光电传感元件传感到偶极子单元21外界输入的光电信号而使电流通入发热丝开始一段时间发热，在设定时间结束后，断开电流。
[0040]自动控制装置还可以是利用热膨胀原理来实现开关功能的装置。例如自动控制装置包括紧贴在一起的不同材料的双金属片或多金属片，不同材料的在相同的温度变化范围内热变形量不同，据此而产生一电信号作用作为开关信号而使电流通入发热丝开始发热，或者温度恢复到设定值后提供一温度传感信号作为开关信号而使发热丝断电停止发热。上述的开关信号可以提供给控制发热丝的开关，也可以提供给发热丝的电源的开关。
[0041]使用自动控制装置的优势在于除冰装置可以自行依据环境状况决定开始及停止加热时机，从而完全无需人工干预。
[0042]在本实用新型的实施例中，由于在天线振子的金属表面设置发热体，当冰雪集结在天线振子的表面时，通过发热体发热而使得冰雪及时融化，无需人工除冰，而且不影响天线的正常使用。
[0043]另外，对于大型的阵列天线而言，提高了人员的工作效率，免去了大量人员人工除冰的繁琐，以及消除了可能因天线结冰对整个天线阵列系统正常工作所带来的影响。
[0044]上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的【具体实施方式】，上述的【具体实施方式】仅仅是示意性的，而不是限制性的，例如天线振子不限于前述的第一、第二偶极子单元11、21，可以是任意辐射或/和接收电磁波的天线振子，或者任意的微波天线振子，例如为单极天线、偶极天线、八木天线、螺旋天线、对数周期天线、蝶形天线、抛物面天线中的任一种，而微波天线的加载形式可以为电容加载、电感加载或电阻加载。本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。
【权利要求】
1.一种天线，其特征在于，包括天线振子和发热体，所述天线振子的本体由金属构成，所述天线振子的金属表面设置有发热体，以便于通过所述发热体发热使得集结于所述天线振子的表面的冰雪融化。
2.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述天线振子为微波天线。
3.如权利要求2所述的天线，其特征在于，所述微波天线为单极天线、偶极天线、八木天线、螺旋天线、对数周期天线、蝶形天线、抛物面天线中的任一种。
4.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述天线振子包括第一天线单元和第二天线单元，所述第一天线单元和所述第二天线单元间隔设置，且所述第一天线单元通过耦合方式使所述第二天线单元产生电磁谐振。
5.如权利要求4所述的天线，其特征在于，所述第一天线单元包括两第一偶极子单元，两第一偶极子单元之间电抗性连接；所述第二天线单元包括两第二偶极子单元，两第二偶极子单元之间电抗性连接。
6.如权利要求5所述的天线，其特征在于，所述两第一偶极子单元和所述两第二偶极子单元均为导电片。
7.如权利要求5所述的天线，其特征在于，所述两第一偶极子单元和所述两第二偶极子单元上分别设置有镂孔，以使所述两第一偶极子单元和所述两第二偶极子单元分别成环状。
8.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述发热体为把电能转化为热能的电加热体。
9.如权利要求8所述的天线，其特征在于，所述发热体由发热丝和绝缘材料组成，发热丝和天线振子由绝缘材料隔离。
10.如权利要求9所述的天线，其特征在于，所述发热丝沿着所述天线振子直线型走线或螺旋线型走线。
11.如权利要求8所述的天线，其特征在于，所述发热体配置有控制电流的开关装置。
12.如权利要求11所述的天线，其特征在于，所述开关装置为人工控制装置或自动控制装置。
13.如权利要求12所述的天线，其特征在于，所述自动控制装置为利用信号特征或者利用热膨胀原理进行开关控制的自动控制装置。
14.如权利要求12所述的天线，其特征在于，所述自动控制装置为利用温度传感元件、声控传感元件或光电传感元件进行开关控制的自动控制装置。
15.如权利要求14所述的天线，其特征在于，所述温度传感元件包括热敏电阻。
16.如权利要求13所述的天线，其特征在于，利用热膨胀原理的所述自动控制装置包括紧贴在一起的不同材料的双金属片或多金属片。
17.一种天线阵列系统，其特征在于，包括多个如权利要求1至16中任一项所述的天线。
【文档编号】H01Q21/00GK203415673SQ201320491205
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年8月12日 优先权日:2013年8月12日
【发明者】不公告发明人 申请人:深圳光启创新技术有限公司