一种便携复合材料短波鞭状天线装置制造方法及图纸

一种便携复合材料短波鞭状天线装置，由双稳态复合材料管、铜丝、根部端盖、顶部端盖、固定绳索、固定钉组成。本发明专利技术引入双稳态复合材料管作为鞭状天线的支撑结构，将铜丝预埋到复合材料管中，运输时，铜丝和双稳态复合材料管一起卷曲稳定收纳，无需额外结构约束，减轻了鞭状天线装置的重量，并减小了运输时的体积，使用时，将卷曲状态的双稳态复合材料管展开，将两个双稳态复合材料管开口相对插入，安装根部端盖和顶部端盖，铜丝一端与根部端盖上预制馈电接口接触，采用锁紧箍将端盖与双稳态复合材料管锁定，将固定绳索与顶部端盖系连，竖立双稳态复合材料管，采用固定钉分别固定根部端盖和固定绳索。本发明专利技术具有装置重量小、运输体积小、携带方便、架设简单等优点，适用于公共应急通信和军事通信保障等。

A Portable Composite Short Wave Whip Antenna Device

【技术实现步骤摘要】
一种便携复合材料短波鞭状天线装置
本专利技术涉及天线
，特别是短波鞭状天线，可用于公共应急通信和军事通信保障。
技术介绍
短波通信具有通信距离远、运行成本低、架设方便等特点，在公共应急通信以及军事通信保障中具有重要应用。鞭状天线是短波通信系统中的重要组成部分。鞭状天线的形状为竖直的细长杆，具有横向尺寸小、结构简单等优势。鞭状天线的性能与长度和无线电波长之间的比值密切相关，为满足一定的技术指标，其长度尺寸一般较大。现有鞭状天线通常采用伸缩机构实现折叠和展开，或采用多个带有锥度的圆管人工拼接而成，存在运输体积大、结构重量大、不便携带等问题，限制了其在实际中的应用。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：克服短波鞭状天线运输收纳效率较低的不足，提供一种结构简单、运输体积小、重量小的便携复合材料短波鞭状天线装置。本专利技术的技术方案为：一种便携复合材料短波鞭状天线装置，包括根部端盖、内侧双稳态复合材料管、外侧双稳态复合材料管、铜丝、锁紧箍、顶部端盖、固定绳索、固定钉；铜丝预埋在内侧双稳态复合材料管中间，变形与内侧复合材料管一致；工作时，内侧双稳态复合材料管、外侧双稳态复合材料管处于伸直稳定状态；内侧双稳态复合材料管与根部端盖连接，铜丝的一端与根部端盖的馈电接口连接，外侧双稳态复合材料管包裹在内侧双稳态复合材料管外侧，外侧双稳态复合材料管两端分别与根部端盖和顶部端盖连接，并分别采用锁紧箍锁紧固定，根部端盖采用固定钉直接固定到地面，顶部端盖采用固定绳索和固定钉系连；运输时，解开固定绳索，从地面取出固定钉，打开锁紧箍，将底部端盖、顶部端盖从内侧双稳态复合材料管中抽出，分开外侧双稳态复合材料管和内侧双稳态复合材料管、使得内侧双稳态复合材料管、外侧双稳态复合材料管处于卷曲稳定状态。所述的内侧双稳态复合材料管和外侧双稳态复合材料管均采用层平纹编织玻璃纤维增强复合材料制作，采用真空袋成型工艺，固化成型时，平纹编织玻璃纤维增强复合材料的经纬向与成型模具管的轴向夹角为°，固化成型后内侧双稳态复合材料管与外侧双稳态复合材料管伸展状态截面张角为300°，壁厚为0.6mm。所述的内侧双稳态复合材料管、外侧双稳态复合材料管的两端预制限位孔，在根部端盖、顶部端盖上预制限位块，在根部端盖的限位块上预制馈电接口。所述的内侧双稳态复合材料管的两层平纹编织玻璃纤维增强复合材料的中间，预埋铜丝，与内侧双稳态复合材料管一起固化成型，固化成型后铜丝与内侧双稳态复合材料管变形一致。本专利技术与现有技术相比的优点在于：本专利技术采用了双稳态复合材料管作为鞭状天线的支撑结构，简化了鞭状天线结构，减小了鞭状天线运输体积和结构重量，使得鞭状天线支撑结构可以快速高效率卷曲收纳，可以快速实现从卷曲状态向稳定状态的构型变换。相比套筒式展开天线和圆锥管拼接天线，本专利技术鞭状天线具有附属部件少，环境适应性强、运输状态体积小，展开方便等优势,提高了鞭状天线的便携能力和快速部署能力。附图说明图1为本专利技术的便携复合材料短波鞭状天线工作状态示意图；图2为本专利技术的双稳态复合材料管与根部端盖和锁紧箍连接过程示意图；图3为本专利技术的根部端盖示意图；图4为本专利技术的锁紧箍示意图；图5为本专利技术的双稳态复合材料管卷曲过程示意图；图6为本专利技术的双稳态复合材料管卷曲稳定状态示意图。具体实施方式如图1所示，为本专利技术的便携复合材料短波鞭状天线工作状态形式，即本专利技术的基本形式，它由根部端盖1、内侧双稳态复合材料管2、外侧双稳态复合材料管3、铜丝4、锁紧箍5、顶部端盖6、固定绳索7、固定钉8构成。内侧双稳态复合材料管2和外侧双稳态复合材料管3采用2层平纹编织玻璃纤维复合材料预浸布固化成型，采用真空袋成型工艺，铺设时预浸布经纬向与成型模具的轴向夹角为45°，固化成型后内侧双稳态复合材料管2、外侧双稳态复合材料管3伸展状态截面张角为300°，厚度为0.6mm。内侧双稳态复合材料管2和外侧双稳态复合材料管3的原理为：符合特定弯曲刚度分布和几何尺寸的复合材料开口柱壳管具有两个稳定状态，分别是伸展稳定状态和卷曲稳定状态，这两个稳定状态对应两个应变能局部最小状态。伸展状态为工作状态，具有承载能力，卷曲状态为运输状态，卷曲紧密，不需要外界载荷约束。铜丝4直径0.1mm左右，在内侧双稳态复合材料管2铺设复合材料铺设时预先埋入，变形与内侧双稳态复合材料管2一致。馈电接口1-1预制到根部端盖1的限位块上。工作状态时，内侧双稳态复合材料管2和外侧双稳态复合材料管3开口相对插入，使得内侧双稳态复合材料管2和外侧双稳态复合材料管3的两端对齐，铜丝4一端与根部端盖1上的馈电接口1-1连接，内侧双稳态复合材料管2和外侧双稳态复合材料管3的两端分别与根部端盖1和顶部端盖6连接，并分别采用锁紧箍5锁紧，三个固定钉8将根部端盖1固定到地面，三条固定绳索7的一端分别与顶部端盖6的连接孔系连，三条固定绳索7的另一端分别与另外三个固定钉8系连，系连固定绳索7的三个固定钉8以根部端盖1为中心，均匀分布固定在半径适当的圆上。运输收纳时，解开与固定钉8相连的三条固定绳索7，取出固定钉8，将内侧双稳态复合材料管2和外侧双稳态复合材料管3水平放置到地面，解开与顶部端盖6系连的三条固定绳索7，打开根部端盖1与顶部端盖6的锁紧箍5，从内侧双稳态复合材料管2的两端分别取出根部端盖1和顶部端盖6，将内侧双稳态复合材料管2从外侧双稳态复合材料管3中抽出，将内侧双稳态复合材料管2和外侧双稳态复合材料管3分别卷曲至卷曲稳定状态，完成便携复合材料短波鞭状天线装置的收纳。如图2、3、5所示，内侧双稳态复合材料管2和外侧双稳态复合材料管3开口相对插入，两端平齐，与根部端盖1连接，其中，内侧双稳态复合材料管2和外侧双稳态复合材料管3的根部预制限位孔2-5，与根部端盖1的限位块1-1匹配，内侧双稳态复合材料管2和外侧双稳态复合材料管3的内侧与根部端盖1的圆柱面1-4和圆柱面1-5匹配连接，提高内侧双稳态复合材料管2和外侧双稳态复合材料管3的轴向、弯曲与扭曲承载能力。根部端盖1的限位块1-1上预制馈电接口1-2。根部端盖1的端面1-7上均匀布置三个固定孔1-3，用于与固定钉8连接。如图2、4所示，锁紧箍由扣件5-1、扣件销钉5-2、扣件5-3、紧定螺钉5-4构成，内侧双稳态复合材料管2和外侧双稳态复合材料管4与根部端盖1连接后，将锁紧箍5的扣件5-1与扣件5-3采用紧定螺钉5-4人工锁紧固定。如图5所示，为本专利技术的双稳态管复合材料卷曲过程示意图，内侧双稳态复合材料管2和外侧双稳态复合材料管3卷曲时，先从顶部2-1将双稳态复合材料管拉平，在内力矩的作用下，双稳态复合材料管向卷曲稳定状态变化，缓慢卷曲，直至完全卷曲状态。卷曲过程中，已稳定卷曲区域2-2与处于展开状态的区域之间为过渡区域2-2，2-2的长度是双稳态复合材料管截面弧长的2.5倍左右。如图6所示，为本专利技术的双稳态复合材料管卷曲稳定状态构型示意图，双稳态复合材料管卷曲状态高度为双稳态复合材料管的截面弧长，卷曲圈数跟双稳态管的厚度和双稳态管的长度相关。弯曲卷曲时，顶部圆弧2-1、根部圆弧2-4从圆弧状态变化为近似直线状态。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种便携复合材料短波鞭状天线装置，其特征在于：包括根部端盖(1)、内侧双稳态复合材料管(2)、外侧双稳态复合材料管(3)、铜丝(4)、锁紧箍(5)、顶部端盖(6)、固定绳索(7)、固定钉(8)；铜丝(4)预埋在内侧双稳态复合材料管(2)中间，变形与内侧复合材料管(2)一致；工作时，内侧双稳态复合材料管(2)、外侧双稳态复合材料管(3)处于伸直稳定状态；内侧双稳态复合材料管(2)与根部端盖(1)连接，铜丝(4)的一端与根部端盖(1)的馈电接口(1‑1)连接，外侧双稳态复合材料管(3)包裹在内侧双稳态复合材料管(2)外侧，外侧双稳态复合材料管(3)两端分别与根部端盖(1)和顶部端盖(6)连接，并分别采用锁紧箍(5)锁紧固定，根部端盖(1)采用固定钉(8)直接固定到地面，顶部端盖(6)采用固定绳索(7)和固定钉(8)系连；运输时，解开固定绳索(7)，从地面取出固定钉(8)，打开锁紧箍(5)，将底部端盖(1)、顶部端盖(6)从内侧双稳态复合材料管(2)中抽出，分开外侧双稳态复合材料管(3)和内侧双稳态复合材料管(2)、使得内侧双稳态复合材料管(2)、外侧双稳态复合材料管(3)处于卷曲稳定状态。...

【技术特征摘要】
1.一种便携复合材料短波鞭状天线装置，其特征在于：包括根部端盖(1)、内侧双稳态复合材料管(2)、外侧双稳态复合材料管(3)、铜丝(4)、锁紧箍(5)、顶部端盖(6)、固定绳索(7)、固定钉(8)；铜丝(4)预埋在内侧双稳态复合材料管(2)中间，变形与内侧复合材料管(2)一致；工作时，内侧双稳态复合材料管(2)、外侧双稳态复合材料管(3)处于伸直稳定状态；内侧双稳态复合材料管(2)与根部端盖(1)连接，铜丝(4)的一端与根部端盖(1)的馈电接口(1-1)连接，外侧双稳态复合材料管(3)包裹在内侧双稳态复合材料管(2)外侧，外侧双稳态复合材料管(3)两端分别与根部端盖(1)和顶部端盖(6)连接，并分别采用锁紧箍(5)锁紧固定，根部端盖(1)采用固定钉(8)直接固定到地面，顶部端盖(6)采用固定绳索(7)和固定钉(8)系连；运输时，解开固定绳索(7)，从地面取出固定钉(8)，打开锁紧箍(5)，将底部端盖(1)、顶部端盖(6)从内侧双稳态复合材料管(2)中抽出，分开外侧双稳态复合材料管(3)和内侧双稳态复合材料管(2)、使得内侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨留义，杨雨田，李鹏飞，史永康，
申请(专利权)人：北京遥测技术研究所，航天长征火箭技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11