专利名称：天线的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种杆状天线，尤其涉及一种连续实心杆鞭状天线和一种具有选定刚度和柔韧性的杆，该杆可以伸缩，从而可以保存在一个比较小的空间。进一步地，它还涉及一种管状部件，用于挠性地存储这种杆状天线。
背景技术：
拉杆天线和杆状天线是人所共知的。拉杆天线具有制造复杂和容易损坏的缺点。拉杆天线和杆状天线都可以通过人工或马达拉长。
一些已知的杆状天线采用顶部安装和圆柱式馈送信号，设计为手动缩回。也有些类型的鞭状天线从外侧固定在车辆的窗户支柱、车顶或其它部位上，不是手动升高或降低。
许多圆柱馈送信号类型的金属天线由两节以上拉杆式天线组成。人们一直试图降低现代车辆内部的噪声等级。已经发现当拉杆天线逐步降低时，在每节之间会产生不希望的风噪声。为消除这种风噪声，一种尝试是用一种实心金属杆来代替顶部安装、圆柱馈送信号类型的拉杆天线，提供光滑的天线表面。
实心杆金属天线的缺点是具有过大的重量，缺乏柔韧性，并且在受绞结或被弯曲时会永久地变形。这种变形会妨碍手动升高或降低。另外，如果实心金属天线钩住外部的物体，就可能对车辆造成永久的损坏。
由于拉杆的节段或实心杆容易发生永久变形同时形成一种使天线不能缩回的障碍物，这种缺点使拉杆天线和杆状天线二者均受到损害。
本发明的目标之一是提供一种坚韧并可以选择柔韧程度的杆状天线。
本发明的特别目标之一是提供一类鞭状或杆状天线，设计为可以安装于车辆的任何合适位置，并可由马达或手动缩回或降低。
本发明的进一步目标是提供一种管状部件用于杆状天线的挠性保存。
本发明的简要概述本发明一方面提供了一种杆状天线，它包括一个实心的芯；这种芯是从导体和非导体芯材组中选出的，它们被以一定角度绕芯缠绕的丝基元件包住，这个角度是指丝基元件与沿芯纵向画出的一根抽象直线所成的角度。
另一方面，本发明提供了一种包括实心的芯的杆状天线。实心的芯是从由沿纵向布置的镀有金属的非金属丝和沿纵向布置的金属丝组成的芯材组中选出的。
另外一方面，本发明还提供一种选定了刚度和柔韧度的杆，它可以伸缩，并可保存于一个比较小的空间，其中杆以及制作杆的一种或多种材料的尺寸可这样选择被弯曲至临近破坏时的测得的弯曲半径有一个弯曲直径(D)与天线直径(d)的比值从80至120，同时还具有内在的记忆，使杆在松开时能恢复到最初的直线状态。
进一步地，本发明还提供了一种管状部件，用于杆状天线的灵活保存，它由一个相对挠性的圆柱状外壳构成，至少提供两个固定机构，用来使壳体附着于车体上。
附图的简要描述本发明的一个实施例可由
，其中图1是一个顶部安装，圆柱馈送信号，可手动缩回的天线的局部剖面图。并且图1(a)、1(b)和1(c)是图1所示天线的细部。
附图还说明了本发明的一个实施例，其中图2和图3是一个已缩回壳体的天线的侧面图。
图4是图2和图3所示已缩回的天线的侧面图，说明了动力升降单元的位置。
图5重复图2的侧面图，但显示了已缩回壳体的天线，该壳体在汽车的与其行李箱相邻的结构内部。
图6(a)和图6(b)是两个互相垂直的侧面图，示出了图2和图3中天线用的另一种动力升降单元。
图7说明了对图2和图3中天线的一种改进，特别说明了一种改进的圆柱形壳体。
本发明的详细说明关于第一方面，丝基元件的一个例子是编织，它包括由成组的丝相互交织。把纤维同方向地布置，成组的纤维通常比较平坦。这样第一组纤维与第二组纤维交织在一起，一组纤维通常与另一组成直角。交织一般包括将一组放在与其成直角的对应组的上面和下面。
编织物可以沿一个适当的角度绕芯放置，这个角度是指编织物相对于沿芯纵向的一根抽象的直线所成的角度，它可从5度至75度中选择。这个角度最好是40至50度。
作为编织的一种替代形式，可采用丝缠绕。这样将丝围绕芯一条缠在另一条上，但不互锁。
另一替代形式是用带状或片状丝缠绕在芯上。
还有另一替代形式是用带状或片状可导电的丝编织。
另外又一个替代形式是采用预先编织好的丝套套在芯上。
另一替代形式是把由可导电的塑料材料构成的热缩套管放置在不导电的芯外面，当套管收缩后可以产生一种可导电的杆。
实心的芯最好是一种聚合材料，这种聚合材料加入或浸入了诸如玻璃纤维或碳纤维之类的加强材料。
一般地说，导电性是在棒状天线的表面。表面的导电率可由碳纤维，金属或镀有金属的纤维提供。
例如镀金属纤维可以是镀镍的，镀银的或铝；纤维本身可以是玻璃纤维。
例如金属纤维可以是不锈钢，铜或铝。
实心的芯最好是经拉挤成型法制成，这种工艺中，成股的连续的纤维加强材料被牵引经过树脂浴，加热的模具，拉伸装置，最后经过切断装置。
例如，碳纤维，镀金属纤维或金属纤维可以被拉挤成型到一个合适的芯材，或玻璃纤维，碳纤维，Kevlar纤维或硼纤维上。这些纤维可以沿纵向方向取向，也可缠绕以编织，从而提供预期的模数、强度和柔韧性。纤维的模数是根据它们的导电率和预期的柔韧性选择的。
树脂基体可由一种聚合酯或多种聚酯，乙烯基酯，多种酯或热固性树酯的混合物构成。
导电率可通过将导电颗粒例如诸如石墨片和/或石墨粉、镀镍或银的碳颗粒加入树酯基体中得到加强。
尽管最好采用拉挤成型法，也可能采用一种把拉挤成型与编织结合起来的方法。其它制作天线杆的适宜方法包括采用切断的纤维和/或上述种类的颗粒注塑成型或挤压成型。
″杆″这一词在这里特别指细长的物体，可以具有不同的横断面，包括圆形，正方形和矩形。
最好是，根据修改后的ASTM D-3916试验时，三个标准偏差均低于平均值的杆的抗拉强度超过1200MPa。
最好是，根据ASTM D-3916试验时，三个标准偏差均低于平均值的抗拉模数超过50GPa。
最好是，在破坏时的延伸率低于3％。
最好是，在标准固定剪切裂纹仪器中，测得固定剪切裂纹不会进一步发展超过30mm。
杆具有内在的记忆，当充分伸展时，它能返回到大致的直的状态。
必须平衡杆的弯度和刚度，从而确保其记忆，能够回到最初的形状并且能够插入已选择形状的空间或管子里。
特别地，用来制作天线杆的一种材料或多种材料可以是金属，非金属或者两者的结合。例如，金属材料可以是全部金属或者是金属表面涂以铬或者是镀金属的纤维。非金属材料可以是碳纤维，碳网或碳粉。非导体纤维，比如玻璃纤维，可用来构成天线棒的基体或芯。拉挤成型法可用来制作非金属杆，金属纤维或镀金属的纤维。导体颗粒，例如金属颗粒，可用来改善其导电率。
已经证实，根据本发明制作的杆状天线能够减少风噪声。天线外壳和天线杆能够安装在机动车辆的任何适宜的部位，包括挡风玻璃的支柱，车顶，前后挡泥板以及行李箱。
由于根据本发明制作的杆状天线能够缩回到一个较小的空间，所以天线可以延长，从而提供更好的接收范围。
由于根据本发明制作的杆状天线能够安放在一个车辆内部的管子中。这种选定刚度的管子可以按连续的直线长度放置，或者弯曲成一个已选的形状，或者卷起来。
本发明还提供一种刚性的、外表面带有电绝缘涂层的金属筒或金属管，类似的涂层有聚氯乙烯，尼龙，聚丙烯或其它合适的塑料材料。金属管可以是不锈钢，铜或许多具有合适导电率并能预成型为给定形状的金属。
管子还应能被预成型或弯曲成任何预期形状，以适应机动车底盘和不同的车辆面板。这将便于简化安装，并在机动车构造和天线的安装中，同样地确保所有的天线能够以精确地相同的方法装配。
天线信号可与同轴电缆在金属管的任何一点或任何一端相连，而不象目前种类的天线那样仅能在一端。
参看图1，天线杆11具有顶帽12，并在尾部有挡圈13。数字11A表示敷有丝基元件的实心的杆芯。一个固定装置14通过底座15固定圆柱形外壳11。数字16指示圆柱形外壳，例如，由一种合适的非导电的塑料材料制成，环绕在天线杆11周围，提供保护。数字17指示一根与无线电相连的同轴电缆。
图2涉及一种手工操作的天线，包括一个具有顶帽22和端头止挡23的天线杆21。锁紧螺帽24安装在基础固定架25上，并将挠性的圆柱形外壳26连接到车辆面板27上。
在图3中，数字28指示一根馈送电缆。
图4涉及一种动力驱动的天线，图中标号29指示一个马达用于伸缩天线棒21。值得注意的是该电机的安装离开天线的固定架，提供了空间上的优点。
图5中，标号30指示整个一个车辆，标号27指示作为车辆30的一部分的车表面。这样天线杆21可以保存在车辆30的行李箱中。天线可以被动力驱动。
在图6(a)和图6(b)中，标号31表示由摩擦装置马达29驱动的辊轮，用来伸缩天线杆21。
参看图7，标号40表示一个表面涂有适当的非导电的塑料材料的金属管子；涂层可以是尼龙或聚氯乙烯，标号41表示另一可选择的馈送电缆连接点。
权利要求
1.一种杆状天线，包括实心的芯；芯可从导体和非导体的芯材组中选择；芯材外面敷以丝基元件，这种材料以相对于芯纵向的抽象直线成一定角度地缠绕在芯上。
2.如权利要求1中所述的天线，其中，将编织物以相对于芯纵向的抽象直线成适当角度绕芯设置，这个角度可从5到75度中适当选择。
3.如权利要求2中所述的天线，其中，该角度是从40至50度。
4.如权利要求1中所述的天线，其中，使用了丝卷绕，这些丝一条在另一条之上地缠在芯上但不互锁。
5.如权利要求1中所述的天线，其中，丝带或丝片是缠于芯上的。
6.如权利要求5中所述的天线，其中，带状或片状导电丝是编织的。
7.如权利要求1中所述的天线，其中，采用预先织好的丝套套在芯上。
8.如权利要求1中所述的天线，其中，把由可导电的塑料材料构成的热缩套管围绕不导电的芯设置，然后收缩后可以产生一种可导电的杆。
9.如权利要求1至8中任一所述的天线，其中，实心的芯最好采用一种聚合材料制成，这种聚合材料加入或浸入了诸如玻璃纤维或碳纤维之类的加强材料。
10.如权利要求1至9中任一所述的天线，其中，实心的芯最好采用拉挤成型法制成，这种工艺中，成股的连续的纤维加强材料被牵引经过树脂浴，加热模具，拉伸装置，最后经过切断装置。
11.如权利要求1至10中任一所述的天线，其中，根据修改后的ASTM D-3916试验时，三个标准偏差均低于平均值的天线杆的抗拉强度超过1200MPa。
12.如权利要求1至11中任一所述的天线，其中，根据ASTM D-3916试验时，三个标准偏差均低于平均值的抗拉模数超过50GPa。
13.如权利要求1至12中任一所述的天线，其中，在破坏时的延伸率低于3％。
14.如权利要求1至13中任一所述的天线，其中，在标准固定剪切裂纹仪器中，测得固定剪切裂纹不会进一步发展超过30mm。
15.如权利要求1至14中任一所述的天线，其中，天线杆应具有内在的记忆，即使在卷起或弯曲在收缩位置很长时间以后，当充分伸展时，它均能返回到大致的直的状态。
16.一种包括实心的芯的杆状天线，它的芯是从由纵向布置镀有金属的非金属丝和纵向布置的金属丝组成的芯材组中选择的。
17.一种具有选定刚度和柔韧度的杆，它可以伸出或缩回，并可保存于相对较小的空间，同时，杆的尺寸和一种或多种制造材料可这样选择弯曲至临近破坏时的测得的弯曲半径有一个弯曲直径(D)与天线的直径(d)的比值从80至120，同时还具有内在的记忆，允许杆子在释放后恢复到最初的直的状态。
18.一种管状部件用于杆状天线的挠性保存，它由一个相对挠性的圆柱状外壳构成，至少提供两个固定端，用来使外壳附着于车体上。
全文摘要
一种杆状天线(11),由实心的芯(11A)构成,芯可从导体和非导体的芯材组中选择,芯在外面敷以一种丝基元件,这种材料以相对于芯纵向的抽象直线成一定角度地缠绕在芯上。
文档编号H01Q1/32GK1185863SQ96194179
公开日1998年6月24日 申请日期1996年4月1日 优先权日1995年4月6日
发明者罗伯特·林斯·马修斯 申请人:罗伯特·林斯·马修斯