趙嘉輝

（廣東僑華科技有限公司，廣東 廣州 510006）

1 板狀天線概述

板狀天線的使用狀態(tài)體積會比較大，市場上現(xiàn)有的板狀天線不具備折疊收納功能，因此無論在生產(chǎn)、包裝、運輸還是銷售方面，板狀天線都會比較占用空間。不僅浪費生產(chǎn)、運輸、銷售的倉庫存儲，而且增加了包裝成本和運輸成本。由于此產(chǎn)品體積較大，消費者不方便攜帶。針對現(xiàn)有板狀天線存在的收納體積大的問題，本文設(shè)計了一種可以折疊的結(jié)構(gòu)。

2 板狀天線簡介

天線對空間不同方向具有不同的輻射或接收能力，這就是天線的方向性。根據(jù)方向性的不同，天線有全向和定向兩種。

板狀天線屬于定向天線，板狀天線是移動通信系統(tǒng)天線的一種，主要用于室外信號覆蓋。無論是GSM還是TV，板狀天線是用得最為普遍的一類極為重要的通信天線。這種天線的優(yōu)點是：增益高、扇形區(qū)方向圖好、后瓣小、垂直面方向圖俯角控制方便、密封性能可靠且使用壽命長。本文所介紹的是其中一款比較常見的民用板狀天線，如圖1所示。

圖1 民用板狀天線示意

3 板狀天線結(jié)構(gòu)分析

板狀天線主要分為兩大部分，第一部分為上端振子部分，第二部分為下端反射網(wǎng)部分。兩部分通過五金或者塑料結(jié)構(gòu)以額定的距離進行固定連接。振子部分的結(jié)構(gòu)是：用4對鋁叉進行信號接收，通過鋁叉下面接觸固定的兩根鋁棒進行信號傳輸，將接收到的信號傳輸?shù)秸褡雍兄羞M行信號處理及輸出。

市場上現(xiàn)有的板狀天線結(jié)構(gòu)比較簡單，天線從正常使用狀態(tài)切換到折疊收納狀態(tài)主要是靠平移縮減振子部分和反射網(wǎng)之間的高度來實現(xiàn)天線的折疊。雖然這種方法也可以達到縮小天線包裝體積的目的，但是效果不是十分理想，折疊起來的包裝體積依然很大。因為包裝長寬尺寸基本沒有變，只是產(chǎn)品的包裝高度減少了，所以算下來包裝體積也沒有省下很多。

3.1 設(shè)計構(gòu)想

通過對市場上現(xiàn)有的板狀天線結(jié)構(gòu)進行分析研究，要做出一個比較創(chuàng)新的天線結(jié)構(gòu)，就必須放棄延用傳統(tǒng)靠上下兩部分的平移縮小天線包裝高度的做法，取而代之的是將整個天線的兩大部分（振子和反射網(wǎng)）獨立出來進行思考，不僅要從天線的高度上進行改進，也要從最耗體積的天線長度上進行改進。

經(jīng)過認真思考，設(shè)計者決定將整個天線上下兩部分分離開，做成一個可以簡單安裝的上下分離結(jié)構(gòu)，天線上下兩個部分分離以后，可以將其看成兩個獨立的產(chǎn)品，即使上下分離出來，上下兩個部分長度依然很長，所以考慮到將它們截成兩段，這樣可以縮小體積。

3.2 新折疊結(jié)構(gòu)介紹

3.2.1 振子部分

如圖2所示，主體材料由ABS工程塑料注塑成型，主體做成可旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，中間使用一根螺桿作為旋轉(zhuǎn)中心，實現(xiàn)主體的旋轉(zhuǎn)折疊功能。調(diào)節(jié)螺桿另外一端碟母的松緊度來調(diào)整天線主體的展開角度以及鎖緊功能。4組鋁叉使用螺釘固定在天線塑料主體上。鋁叉下面通過接觸的兩跟鋁條進行饋電并與塑料主體中間的電路板聯(lián)通起來。

3.2.2 反射網(wǎng)部分

反射網(wǎng)本身是對稱結(jié)構(gòu)，不會涉及很復(fù)雜的導(dǎo)電原理，所以在設(shè)計上比較簡單。如圖3所示，將反射網(wǎng)從中間截斷，平均分成兩段，中間斷開位置使用一對五金配件將分離的兩端接駁起來，用螺釘和碟母進行緊固[1]。在中間截斷是因為在折疊收納狀態(tài)下體積是最省的。將接駁的一對五金件卸下，就可以將反射網(wǎng)分離出來[2]。

圖2 振子部分結(jié)構(gòu)設(shè)計

圖3 反射網(wǎng)設(shè)計

3.2.3 天線的支撐連接

如圖4所示，設(shè)計一對卡扣結(jié)構(gòu)，將中間的支撐桿兩端做成卡扣配件，振子部分和反射網(wǎng)部分相應(yīng)的位置做成反扣，在正常安裝使用的狀態(tài)時，連接桿通過兩端的卡扣對上下兩個部分進行連接固定。折疊狀態(tài)下卡扣配件可拆卸下來?？鄣倪B接是可逆的，可以滿足多次拆裝需求。

圖4 天線的支撐連接

3.2.4 天線折疊結(jié)構(gòu)的使用狀態(tài)和折疊效果

天線折疊結(jié)構(gòu)的使用狀態(tài)和折疊效果如圖5—6所示。

圖5 使用狀態(tài)

圖6 折疊效果

3.3 包裝體積對比

經(jīng)過實物測量，改進前的板狀天線包裝長、寬、高為800 mm×470 mm×70 mm，體積約為0.027 m3，改進后的板狀天線折疊狀態(tài)下包裝長、寬、高為411 mm×532 mm×80 mm，體積約為0.017 m3，改進后的板狀天線包裝體積比改進前包裝體積省了37%。由以上數(shù)據(jù)可以看出，新的折疊結(jié)構(gòu)在實際應(yīng)用中確實起到了縮小體積的作用，改良后的結(jié)構(gòu)包裝尺寸也更加適合商城貨架擺放以及消費者購物攜帶。

4 結(jié)語

科技的進步離不開創(chuàng)新，天線的發(fā)展和改進離不開創(chuàng)新，要用創(chuàng)新的思維設(shè)計新的天線結(jié)構(gòu)，用創(chuàng)新的思維提升人們的生活質(zhì)量。所以在平時的設(shè)計中，我們必須做到以新穎的方法解決問題，突破常規(guī)思維的界限，以超常規(guī)甚至反常規(guī)的方法和視角去思考問題，提出與眾不同的解決方案，從而產(chǎn)生新穎的、獨到的、有社會效益的思維成果。