一种短波浮标天线

1.本发明属于无线通信领域，更具体地，涉及一种短波浮标天线。


背景技术：

2.短波通信作为无中继远程通信的一种手段，在海上应急救生、信息传输中发挥着重要作用。
3.通信浮标一般为卫星通信浮标，其天线体积较小，一般使用天线罩防护并置于浮标顶端，而短波通信浮标，通常选择形式简单的鞭天线，其天线物理尺寸较长，这类短波通信浮标往往无法满足在不使用时处于收藏状态，而在投放后、使用前快速展开以满足通信的需求。


技术实现要素：

4.针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种短波浮标天线，其目的在于不仅可以在未使用时处于收藏状态，还能在使用前快速展开以满足通信的需求。
5.本发明提供了一种短波浮标天线，所述短波浮标天线包括浮标组件、天线组件和控制组件；
6.所述浮标组件包括浮标桶和用于密封所述浮标桶开口的密封板，所述密封板的一侧边铰接在所述浮标桶上，所述密封板的一侧设置有第一锁止件，所述浮标桶内具有驱动件和与所述第一锁止件配合的第二锁止件，所述驱动件的输出端与所述第二锁止件传动连接，以驱动第二锁止件与所述第一锁止件锁止或者分离；
7.所述天线组件包括天线杆和多个弹簧，所述天线杆包括多个同轴布置的天线管，多个所述天线管依次插装配合，以展开或者收缩所述天线杆，从而调节所述天线杆的长度，所述天线杆底部的所述天线管固定在所述浮标桶内，各所述弹簧布置在相对应的所述天线管上，以自动驱动所述天线杆展开后伸出所述浮标桶；
8.所述控制组件包括控制器和信号发生器，所述控制器分别与所述驱动件和所述信号发生器电连接，所述信号发生器与至少一个所述天线管电连接。
9.可选地，各所述弹簧的一端套设或者插装在相对应的所述天线管的顶端上，各所述弹簧的另一端套设或者插装在相邻的所述天线管的顶端上。
10.可选地，除底部的所述天线管之外的其它所述天线管的顶部同轴固定套设有套管，且所述套管的底端与相对应的所述天线管间隔布置，各所述弹簧的一端套设在相对应的所述天线管或者所述套管的底端上，各所述弹簧的另一端插装在相邻的所述套管的顶端内。
11.可选地，底部的所述天线管和各所述套管的底端外壁均具有同轴布置的挡环，各所述弹簧的两端分别与相对应的所述挡环和相对应的所述套管的顶端相抵。
12.可选地，顶部的所述弹簧的一端插装在顶部的所述天线管上，顶部的所述弹簧的另一端插装在相邻的所述天线管上；
13.对于中间的多个所述天线管，各所述天线管的顶部同轴固定套设有套管，且所述套管的底端与相对应的所述天线管间隔布置，其它各所述弹簧的一端套设在相对应的所述天线管或者所述套管的底端上，其它各所述弹簧的另一端插装在相邻的所述套管的顶端内。
14.可选地，各所述套管均为绝缘结构。
15.可选地，所述驱动件为旋转电机，所述第一锁止件和所述第二锁止件均为挂钩，所述旋转电机被配置为，当所述旋转电机驱动所述第二锁止件转动时，所述第一锁止件和所述第二锁止件分离。
16.可选地，所述驱动件直线电机，所述第一锁止件为锁止环，所述第二锁止件的插销，所述直线电机被配置为，当所述直线电机驱动所述第二锁止件作直线运动时，所述第一锁止件和所述第二锁止件分离。
17.可选地，一个所述天线管的内壁外凸缘，相邻的另一个所述天线管的外壁具有内凸缘，以对所述外凸缘限位。
18.可选地，所述浮标桶为铝制结构件。
19.本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
20.对于本发明实施例提供的一种短波浮标天线，该短波浮标天线未在使用时，密封板12通过第一锁止件13与第二锁止件15配合，从而实现密封板12对浮标桶11的密封，此时密封板12克服多个弹簧22的弹力而将天线杆21收缩在浮标桶11内(见图2)，处于收藏状态，短波浮标天线的整体长度较小。
21.而当需要通信要求时，短波浮标天线被投放至在水中。一段时间后，短波浮标天线在浮标桶11的浮力作用下浮出海面，控制器将控制信号传递给驱动件14，驱动件14驱动第二锁止件15活动，使得第一锁止件13和第二锁止件15分离，也就可以解除密封板12对浮标桶11开口的密封作用。此时，在弹簧22的作用下，多个天线管211在弹力的作用下被逐步展开，整体的天线杆21则被展开并伸出浮标桶11(密封板12被天线杆21推动打开)。并且，控制器将控制信号传递给信号发生器，信号发生器产生相应的信号，并传递给天线管211，从而发射通信信息。
22.也就是说，本发明实施例提供的一种短波浮标天线，不仅可以在未使用时处于收藏状态，还能在使用前快速展开以满足通信的需求。
附图说明
23.图1是本发明实施例提供的一种短波浮标天线的展开结构示意图；
24.图2是本发明实施例提供的第一种短波浮标天线的收缩状态剖视图；
25.图3是本发明实施例提供的浮标组件的局部剖视图；
26.图4是本发明实施例提供的第二种短波浮标天线的剖视图；
27.图5是本发明实施例提供的第三种短波浮标天线的剖视图；
28.图6是本发明实施例提供的第一种短波浮标天线展开的第一状态示意图；
29.图7是本发明实施例提供的第一种短波浮标天线展开的第二状态示意图；
30.图8是本发明实施例提供的第一种短波浮标天线展开的第三状态示意图。
31.图中各符号表示含义如下：
32.1、浮标组件；11、浮标桶；12、密封板；13、第一锁止件；14、驱动件；15、第二锁止件；2、天线组件；21、天线杆；211、天线管；2111、第一天线管；2112、第二天线管；2113、第三天线管；2114、第四天线管；212、外凸缘；213、内凸缘；214、堵帽；215、底座；22、弹簧；221、第一弹簧；222、第二弹簧；223、第三弹簧；23、套管；24、挡环。
具体实施方式
33.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
34.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
35.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
36.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
37.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
38.图1是本发明实施例提供的一种短波浮标天线的展开结构示意图，图2是本发明实施例提供的第一种短波浮标天线的收缩状态剖视图，结合图1和图2所示，短波浮标天线包括浮标组件1、天线组件2和控制组件。
39.图3是本发明实施例提供的浮标组件的局部剖视图，如图3所示，浮标组件1包括浮标桶11和用于密封浮标桶11开口的密封板12，密封板12的一侧边铰接在浮标桶11上，密封板12的一侧设置有第一锁止件13，浮标桶11内具有驱动件14和与第一锁止件13配合的第二锁止件15，驱动件14的输出端与第二锁止件15传动连接，以驱动第二锁止件15与第一锁止件13锁止或者分离。
40.天线组件2包括天线杆21和多个弹簧22，天线杆21包括多个同轴布置的天线管211，多个天线管211依次插装配合，以展开或者收缩天线杆21，从而调节天线杆21的长度，
天线杆21底部的天线管211固定在浮标桶11内，各弹簧22布置在相对应的天线管211上，以自动驱动天线杆21展开后伸出浮标桶11。
41.控制组件包括控制器和信号发生器(图未示)，控制器分别与驱动件14和信号发生器电连接，信号发生器与至少一个天线管211电连接。
42.对于本发明实施例提供的一种短波浮标天线，该短波浮标天线未在使用时，密封板12通过第一锁止件13与第二锁止件15配合，从而实现密封板12对浮标桶11的密封，此时密封板12克服多个弹簧22的弹力而将天线杆21收缩在浮标桶11内(见图2)，处于收藏状态，短波浮标天线的整体长度较小。
43.而当需要通信要求时，短波浮标天线被投放至在水中。一段时间后，短波浮标天线在浮标桶11的浮力作用下浮出海面，控制器将控制信号传递给驱动件14，驱动件14驱动第二锁止件15活动，使得第一锁止件13和第二锁止件15分离，也就可以解除密封板12对浮标桶11开口的密封作用。此时，在弹簧22的作用下，多个天线管211在弹力的作用下被逐步展开，整体的天线杆21则被展开并伸出浮标桶11(密封板12被天线杆21推动打开)。并且，控制器将控制信号传递给信号发生器，信号发生器产生相应的信号，并传递给天线管211，从而发射通信信息。
44.也就是说，本发明实施例提供的一种短波浮标天线，不仅可以在未使用时处于收藏状态，还能在使用前快速展开以满足通信的需求。
45.示例性地，控制器的型号可以为armcortex-m4。
46.在本发明的一种实现方式中，图4是本发明实施例提供的第二种短波浮标天线的剖视图，如图4所示，各弹簧22的一端套设或者插装在相对应的天线管211的顶端上，各弹簧22的另一端套设或者插装在相邻的天线管211的顶端上。
47.在上述实施方式中，在解除对密封板12的限位下，各压缩的弹簧22在弹性力的作用拉伸相邻的两个天线管211，从而实现整个天线杆21的展开。
48.示例性地，各天线管211的顶端外壁上具有挡环24，各弹簧22的两端夹装在相邻的两个挡环24之间，便于对弹簧22的两端进行定位。
49.在本发明的另一种实现方式中，图5是本发明实施例提供的第三种短波浮标天线的剖视图，如图5所示，除底部的天线管211之外的其它天线管211(中间和顶部的天线管211)的顶部同轴固定套设有套管23，且套管23的底端与相对应的天线管211间隔布置，各弹簧22的一端套设在相对应的天线管211或者套管23的底端上，各弹簧22的另一端插装在相邻的套管23的顶端内。
50.在上述实施方式中，在天线杆21未展开时，通过套管23实现对弹簧22的定位，可以降低各弹簧22的压缩量，避免各弹簧22的压缩比过大。另外，套管23可以在轴向上对相邻的两个弹簧22进行隔离，避免相邻的两个弹簧22在伸缩过程中相互干涉。
51.容易理解的是，弹簧22在正常使用时，其压缩比应当满足不超过50％。当压缩比过大时，弹簧22很难恢复到自由长度，因此需要设置更多的弹簧22和天线管211，导致成本增大。另外，对于图5所示的短波浮标天线，各弹簧22压缩后的长度接近单个天线管211的长度(见图2)，而其伸长至天线杆21展开时，各弹簧22伸长后长度接近为两个天线管211的长度，此时，其压缩比恰好为50％，可以保证弹簧22的伸缩性能最大，从而在达到相同的展开长度时，减小弹簧22和天线管211的数量，进而降低成本。
52.进一步地，底部的天线管211和各套管23的底端外壁均具有同轴布置的挡环24，各弹簧22的两端分别与相对应的挡环24和相对应的套管23的顶端相抵，从而通过挡环24便于对弹簧22的两端进行定位。
53.在本发明的又一种实现方式中，见图6-8，顶部的弹簧22(第三弹簧223)的一端插装在顶部的天线管211(第四天线管2114)上，顶部的弹簧22的另一端插装在相邻的天线管211(第三天线管2113)上。
54.对于中间的多个天线管211，各天线管211的顶部同轴固定套设有套管23，且套管23的底端与相对应的天线管211间隔布置，其它各弹簧22(第二弹簧222和第一弹簧221)的一端套设在相对应的天线管211或者套管23的底端上，其它各弹簧22的另一端插装在相邻的套管23的顶端内。
55.在上述实施方式中，通过将顶部的弹簧22(第三弹簧223)设置在天线管211(第三天线管2113和第四天线管2114)中，可以避免在顶部的天线管211上布置套管23，从而降低顶部的天线管211的外径及质量，便于展开。
56.示例性地，第四天线管2114的顶部插装有堵帽214，第三天线管2113的底部插装同样插装堵帽214，顶部的第三弹簧223夹装在两个堵帽214之间。
57.为了更好理解各弹簧22的作用，现对各弹簧22的工作过程进行分解说明：
58.图6是本发明实施例提供的第一种短波浮标天线展开的第一状态示意图，如图6所示，此时第二弹簧222推高第二天线管2112。
59.图7是本发明实施例提供的第一种短波浮标天线展开的第二状态示意图，如图7所示，此时第一弹簧221推高了第三天线管2113。
60.图8是本发明实施例提供的第一种短波浮标天线展开的第三状态示意图，如图8所示，此时第三弹簧223推高了第四天线管2114。第一天线管2111的底部具有底座215，底座215固定安装在浮标桶11内。
61.需要说明的是，在天线杆21实际展开过程中，第一弹簧221、第二弹簧222及第三弹簧223同时开始伸长，不分先后顺序。
62.容易理解的是，由于顶部的第三弹簧223设置在天线管211内，第三天线管2113的外壁上的套管23上无需设置挡环，此时可以将此套管23的长度降低。
63.示例性地，第一天线管2111、第二天线管2112、第三天线管2113和第四天线管2114的直径依次可以为30mm、26mm、22mm和18mm的不同规格铝合金al6063-t6管。另外，4节天线管211完全展开后长度大于5.7m。
64.示例性地，各套管23均为绝缘结构，从而对各天线管211绝缘。
65.需要说明的是，天线管211的数量可以为2个、3个或者4个，本发明对此不作限制。
66.为了避免相邻的两个天线管211之间在展开的过程中脱离，一个天线管211的内壁外凸缘212，相邻的另一个天线管211的外壁具有内凸缘213，以对外凸缘212限位(见图6)。
67.在本发明的一种实现方式中，驱动件14为旋转电机，第一锁止件13和第二锁止件15均为挂钩，旋转电机被配置为，当旋转电机驱动第二锁止件15转动时，第一锁止件13和第二锁止件15分离。
68.在上述实施方式中，通过控制器将控制信号传递给旋转电机，旋转电机驱动第二锁止件15转动，从而使得第一锁止件13和第二锁止件15分离。此后，在多个弹簧22的弹力作
用下，密封板12在天线杆21展开过程中被推动打开。
69.在本发明的另一种实现方式中，驱动件14直线电机，第一锁止件13为锁止环，第二锁止件15的插销，直线电机被配置为，当直线电机驱动第二锁止件15作直线运动时，第一锁止件13和第二锁止件15分离。
70.在上述实施方式中，通过控制器将控制信号传递给直线电机，直线电机驱动第二锁止件15直线移动，从而使得第一锁止件13和第二锁止件15分离。此后，在多个弹簧22的弹力作用下，密封板12在天线杆21展开过程中被推动打开。
71.示例性地，浮标桶11为铝制结构件。
72.具体地，浮标桶11采用al6061-t5材料，浮标桶11外径可以为180mm，浮标桶11厚度可以为15mm，浮标桶11高度可以为1700mm，该材料具有一定抗腐蚀能力，且强度高、重量轻、可焊接、加工性能良好等特点。
73.在未使用时，天线杆21收缩在浮标桶11内，天线杆21的收缩后尺寸小于1.7m。而在使用时，天线杆21从浮标桶11内伸展出，满足了浮标桶11外天线杆21有效长度大于4m的要求。
74.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种短波浮标天线，其特征在于，所述短波浮标天线包括浮标组件(1)、天线组件(2)和控制组件；所述浮标组件(1)包括浮标桶(11)和用于密封所述浮标桶(11)开口的密封板(12)，所述密封板(12)的一侧边铰接在所述浮标桶(11)上，所述密封板(12)的一侧设置有第一锁止件(13)，所述浮标桶(11)内具有驱动件(14)和与所述第一锁止件(13)配合的第二锁止件(15)，所述驱动件(14)的输出端与所述第二锁止件(15)传动连接，以驱动第二锁止件(15)与所述第一锁止件(13)锁止或者分离；所述天线组件(2)包括天线杆(21)和多个弹簧(22)，所述天线杆(21)包括多个同轴布置的天线管(211)，多个所述天线管(211)依次插装配合，以展开或者收缩所述天线杆(21)，从而调节所述天线杆(21)的长度，所述天线杆(21)底部的所述天线管(211)固定在所述浮标桶(11)内，各所述弹簧(22)布置在相对应的所述天线管(211)上，以自动驱动所述天线杆(21)展开后伸出所述浮标桶(11)；所述控制组件包括控制器和信号发生器，所述控制器分别与所述驱动件(14)和所述信号发生器电连接，所述信号发生器与至少一个所述天线管(211)电连接。2.根据权利要求1所述的一种短波浮标天线，其特征在于，各所述弹簧(22)的一端套设或者插装在相对应的所述天线管(211)的顶端上，各所述弹簧(22)的另一端套设或者插装在相邻的所述天线管(211)的顶端上。3.根据权利要求1所述的一种短波浮标天线，其特征在于，除底部的所述天线管(211)之外的其它所述天线管(211)的顶部同轴固定套设有套管(23)，且所述套管(23)的底端与相对应的所述天线管(211)间隔布置，各所述弹簧(22)的一端套设在相对应的所述天线管(211)或者所述套管(23)的底端上，各所述弹簧(22)的另一端插装在相邻的所述套管(23)的顶端内。4.根据权利要求3所述的一种短波浮标天线，其特征在于，底部的所述天线管(211)和各所述套管(23)的底端外壁均具有同轴布置的挡环(24)，各所述弹簧(22)的两端分别与相对应的所述挡环(24)和相对应的所述套管(23)的顶端相抵。5.根据权利要求1所述的一种短波浮标天线，其特征在于，顶部的所述弹簧(22)的一端插装在顶部的所述天线管(211)上，顶部的所述弹簧(22)的另一端插装在相邻的所述天线管(211)上；对于中间的多个所述天线管(211)，各所述天线管(211)的顶部同轴固定套设有套管(23)，且所述套管(23)的底端与相对应的所述天线管(211)间隔布置，其它各所述弹簧(22)的一端套设在相对应的所述天线管(211)或者所述套管(23)的底端上，其它各所述弹簧(22)的另一端插装在相邻的所述套管(23)的顶端内。6.根据权利要求3或5所述的一种短波浮标天线，其特征在于，各所述套管(23)均为绝缘结构。7.根据权利要求1-5任意一项所述的一种短波浮标天线，其特征在于，所述驱动件(14)为旋转电机，所述第一锁止件(13)和所述第二锁止件(15)均为挂钩，所述旋转电机被配置为，当所述旋转电机驱动所述第二锁止件(15)转动时，所述第一锁止件(13)和所述第二锁止件(15)分离。8.根据权利要求1-5任意一项所述的一种短波浮标天线，其特征在于，所述驱动件(14)
直线电机，所述第一锁止件(13)为锁止环，所述第二锁止件(15)的插销，所述直线电机被配置为，当所述直线电机驱动所述第二锁止件(15)作直线运动时，所述第一锁止件(13)和所述第二锁止件(15)分离。9.根据权利要求1-5任意一项所述的一种短波浮标天线，其特征在于，一个所述天线管(211)的内壁外凸缘(212)，相邻的另一个所述天线管(211)的外壁具有内凸缘(213)，以对所述外凸缘(212)限位。10.根据权利要求1-5任意一项所述的一种短波浮标天线，其特征在于，所述浮标桶(11)为铝制结构件。

技术总结
本发明公开了一种短波浮标天线，属于无线通信领域。所述短波浮标天线包括浮标组件、天线组件和控制组件。浮标组件包括浮标桶和用于密封浮标桶开口的密封板，密封板的一侧边铰接在浮标桶上，密封板的一侧设置有第一锁止件，浮标桶内具有驱动件和第二锁止件，驱动件的输出端与第二锁止件传动连接。天线组件包括天线杆和多个弹簧，天线杆包括多个同轴布置的天线管，多个天线管依次插装配合，天线杆底部的天线管固定在浮标桶内，各弹簧布置在相对应的天线管上。控制组件包括控制器和信号发生器。本发明实施例提供的一种短波浮标天线，不仅可以在未使用时处于收藏状态，还能在使用前快速展开以满足通信的需求。开以满足通信的需求。开以满足通信的需求。


技术研发人员：李丽华 王希晨 冯士民 陈斌 付天晖 修梦雷 张辉 白鹏
受保护的技术使用者：中国人民解放军海军工程大学
技术研发日：2023.03.09
技术公布日：2023/7/13