申请/专利权人：中煤科工集团武汉设计研究院有限公司

申请日：2023-05-30

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN116864958B

主分类号：H01Q1/12

分类号：H01Q1/12;H01Q1/20;H01Q1/38;H01Q1/42;H01Q1/50;H01Q1/02;H01Q1/00;H01Q1/48;H01Q1/52;H01Q1/24;H05K7/20;G06F30/20;G06F119/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.02#授权;2023.10.27#实质审查的生效;2023.10.10#公开

摘要：本发明涉及矿井无线通信天线技术领域，具体指的是一种煤矿井下无线电波全向接收天线，工作频段为930MHz~950MHz，采用高介电常数柔性介质基板，同时利用曲流技术，实现了天线的小型化，缩小了设备整体尺寸，通过渐变微带线的应用拓宽了天线的工作带宽，通过天线阵列的方式，利用辐射场的叠加原理，在天线小型化的同时保证天线的增益；利用柔性介质基板较柔软的特性，通过HFSS软件仿真分析，利用天线阵列的柔性弯曲，改变了辐射场的叠加效果从而实现了对接收信号的面积进行调节的技术效果；采用SMA馈电接头与易拆卸调节杆，实现了天线单元便于安装维护的技术效果，本发明整体结构简单、成本低廉易于制造，便于调节，质量轻较易安装维护，设备故障率较低。

主权项：1.一种煤矿井下无线电波全向接收天线，其特征在于：包括小型化轻重量柔性易拆卸全向天线单元（1）、旋转调节型功分器馈电组（2）、嵌入鼓风型防尘保护罩壳组合（3）和抗震抗压安装底座（4），所述抗震抗压安装底座（4）活动设于嵌入鼓风型防尘保护罩壳组合（3）的下部，所述小型化轻重量柔性易拆卸全向天线单元（1）和旋转调节型功分器馈电组（2）设于嵌入鼓风型防尘保护罩壳组合（3）的内部，所述小型化轻重量柔性易拆卸全向天线单元（1）设于旋转调节型功分器馈电组（2）的上部，其中，所述小型化轻重量柔性易拆卸全向天线单元（1）包括小型化柔性微带馈电单极子天线一（5）、小型化柔性微带馈电单极子天线二（6）、调节支撑架（7）和易拆卸调节杆（8），所述调节支撑架（7）对称设于旋转调节型功分器馈电组（2）的上部两侧，所述小型化柔性微带馈电单极子天线一（5）和小型化柔性微带馈电单极子天线二（6）分别竖直设于旋转调节型功分器馈电组（2）的上部另两侧，所述小型化柔性微带馈电单极子天线一（5）和小型化柔性微带馈电单极子天线二（6）分别同向设于调节支撑架（7）的两端，所述易拆卸调节杆（8）分别设于小型化柔性微带馈电单极子天线一（5）和小型化柔性微带馈电单极子天线二（6）的上部，所述易拆卸调节杆（8）的两端分别滑动设于调节支撑架（7）的上部；所述小型化柔性微带馈电单极子天线一（5）与小型化柔性微带馈电单极子天线二（6）的结构相同，所述小型化柔性微带馈电单极子天线一（5）包括柔性基板（9）、小型化贴片（10）、渐变微带线（11）和接地面（12），所述柔性基板（9）竖直设于旋转调节型功分器馈电组（2）上，所述小型化贴片（10）和渐变微带线（11）印刷设于柔性基板（9）的一面上，所述小型化贴片（10）设于渐变微带线（11）的上部，所述接地面（12）印刷设于柔性基板（9）的另一面上，所述接地面（12）设于渐变微带线（11）的后方，所述小型化贴片（10）整体呈长方形结构，所述小型化贴片（10）的四角设有导流圆弧（10-1），所述小型化贴片（10）上贯穿设有截断横槽一（10-2）、截断横槽二（10-3）、导流横槽一（10-4）、导流横槽二（10-5）、导流竖槽（10-6）和截断半圆（10-7），所述截断横槽一（10-2）贯穿小型化贴片（10）的一侧面设于渐变微带线（11）的上方，所述导流竖槽（10-6）垂直设于截断横槽一（10-2）的端部，所述导流横槽一（10-4）设于导流竖槽（10-6）远离截断横槽一（10-2）的端部，所述导流横槽二（10-5）设于导流竖槽（10-6）的中部，所述导流横槽一（10-4）和导流横槽二（10-5）分别与导流竖槽（10-6）相垂直，所述截断横槽一（10-2）、导流竖槽（10-6）、导流横槽一（10-4）和导流横槽二（10-5）连通设置，所述截断横槽二（10-3）贯穿小型化贴片（10）的侧面设于导流横槽一（10-4）与导流横槽二（10-5）之间，所述截断横槽二（10-3）与截断横槽一（10-2）同侧设置，所述截断半圆（10-7）贯穿小型化贴片（10）的侧面设于截断横槽一（10-2）与截断横槽二（10-3）之间，所述导流横槽二（10-5）的长度小于导流横槽一（10-4）的长度，所述导流横槽一（10-4）的长度小于截断横槽一（10-2）的长度，所述截断横槽二（10-3）的长度等于导流横槽二（10-5）的长度，所述渐变微带线（11）的两侧对称倾斜设有微带渐变线（11-1），所述微带渐变线（11-1）与竖直线所呈的角度小于30度，所述渐变微带线（11）与接地面（12）的下端设有馈电接头（11-2），所述馈电接头（11-2）采用SMA接头；所述小型化柔性微带馈电单极子天线一（5）与小型化柔性微带馈电单极子天线二（6）的工作频段为930MHz~950MHz，所述小型化贴片（10）的宽度小于0.15λ0，所述小型化贴片（10）的长度小于0.1λ0，所述渐变微带线（11）的长度为0.07λ0，所述接地面（12）的长度小于0.04λ0，λ0为工作频率下对应的自由空间波长，所述截断横槽一（10-2）、截断横槽二（10-3）、导流竖槽（10-6）和导流横槽二（10-5）的宽度为3mm~5mm，所述导流横槽二（10-5）的宽度为6mm~10mm，所述截断半圆（10-7）的半径小于15mm；所述调节支撑架（7）包括支撑板（7-1）、弧形支撑侧板（7-2）、滑动支撑槽（7-3）和紧固支撑槽（7-4），所述支撑板（7-1）对称设于旋转调节型功分器馈电组（2）的两侧，所述弧形支撑侧板（7-2）分别对称设于支撑板（7-1）的上端，所述滑动支撑槽（7-3）分别贯穿设于弧形支撑侧板（7-2）上，所述紧固支撑槽（7-4）分别不贯穿设于弧形支撑侧板（7-2）上，所述紧固支撑槽（7-4）分别设于滑动支撑槽（7-3）的外侧，所述易拆卸调节杆（8）的两端分别滑动设于滑动支撑槽（7-3），所述易拆卸调节杆（8）的两端分别啮合设有紧固螺钉（13），所述紧固螺钉（13）在紧固支撑槽（7-4）内活动；所述旋转调节型功分器馈电组（2）包括馈电隔离防护盒（14）、旋转电机（15）、旋转轴（16）、威尔金森功分器（17）、转接连接器（18）和馈电接口（19），所述馈电隔离防护盒（14）设于柔性基板（9）的下部，所述馈电隔离防护盒（14）的底部贯穿对称设有弧形通风槽（14-1），所述馈电隔离防护盒（14）的顶部贯穿对称设有条状通风槽（14-2），所述条状通风槽（14-2）分别设于小型化柔性微带馈电单极子天线一（5）和小型化柔性微带馈电单极子天线二（6）的内侧，所述旋转轴（16）设于馈电隔离防护盒（14）的下部，所述旋转电机（15）设于旋转轴（16）的下部，所述旋转电机（15）的输出端与旋转轴（16）电连接，所述旋转电机（15）设于嵌入鼓风型防尘保护罩壳组合（3）内，所述威尔金森功分器（17）设于馈电隔离防护盒（14）的内部，所述转接连接器（18）分别设于威尔金森功分器（17）的两侧，所述转接连接器（18）的上部分别与馈电接头（11-2）啮合连接，所述馈电接口（19）贯穿馈电隔离防护盒（14）的侧壁设于威尔金森功分器（17）上，所述威尔金森功分器（17）包括介质基板（17-1）、端口一（17-2）、端口二（17-3）、端口三（17-4）和隔离电阻（17-5），所述介质基板（17-1）水平设于馈电隔离防护盒（14）的中部，所述端口一（17-2）、端口二（17-3）和端口三（17-4）印刷设于介质基板（17-1）的上部，所述端口二（17-3）与端口三（17-4）对称设于端口一（17-2）的两侧，所述端口一（17-2）与馈电接口（19）焊接连接，所述端口二（17-3）与端口三（17-4）分别与转接连接器（18）相连，所述隔离电阻（17-5）设于端口二（17-3）与端口三（17-4）之间。

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