應(yīng)用于隧道檢查井內(nèi)子蓋屏蔽條件下的天線裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于隧道檢查井內(nèi)子蓋屏蔽條件下的天線裝置及方法，包括：天線、天線饋線和匯接板；在所述匯接板的兩端分別設(shè)置天線，所述匯接板兩端的天線共線設(shè)置；在所述匯接板上沿與所述天線垂直的方向設(shè)置天線饋線，所述天線、天線饋線和匯接板的組合件置于三通外殼內(nèi)；本發(fā)明有益效果：通過天線的設(shè)計(jì)和天線與內(nèi)子蓋一體化安裝，可以實(shí)現(xiàn)在隧道環(huán)境下通過信號的散射和反射，從而突破鑄鐵外蓋的屏蔽，實(shí)現(xiàn)在鑄鐵外井蓋屏蔽存在的情況下，隧道內(nèi)與隧道外進(jìn)行無線通信，實(shí)現(xiàn)信息的可靠穩(wěn)定傳輸。
【專利說明】應(yīng)用于隧道檢查井內(nèi)子蓋屏蔽條件下的天線裝置及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種天線裝置，尤其涉及一種應(yīng)用于隧道檢查井內(nèi)子蓋屏蔽條件下的天線裝置及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]電力隧道一般處于地下深達(dá)2、3米的環(huán)境，目前應(yīng)用于隧道環(huán)境下的GSM900MHZ頻段的天線多采用垂直極化方式波瓣指向?qū)挾日?，能量集中，無線信號難以穿透土層與外界進(jìn)行通訊。對于隧道檢查井，其井口安裝有外鑄鐵井蓋和內(nèi)子蓋。外鑄鐵蓋對天線信號的屏蔽效果明顯，單純的采用高增益天線無法達(dá)到穿透鑄鐵外蓋的屏蔽的目的。
[0003]由于受外鑄鐵井蓋的屏蔽影響，處于隧道環(huán)境下的無線信號被接收到的信號很弱，經(jīng)常導(dǎo)致隧道內(nèi)內(nèi)子蓋與外界通訊的中斷，外界工作人員無法自動獲取到監(jiān)控內(nèi)子蓋的狀態(tài)，在外井蓋丟失、損壞時(shí)外界人員不能通過內(nèi)子蓋獲取到預(yù)警信息，從而失去了內(nèi)子蓋對外井蓋的監(jiān)控作用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是為了解決上述問題，提出了一種應(yīng)用于隧道檢查井內(nèi)子蓋屏蔽條件下的天線裝置及方法，該裝置及方法可以實(shí)現(xiàn)在鑄鐵外井蓋屏蔽存在的情況下，隧道內(nèi)與隧道外流暢通信，保障了有效信息的及時(shí)可靠傳輸。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種應(yīng)用于隧道檢查井內(nèi)子蓋屏蔽條件下的天線裝置，包括:天線、天線饋線和匯接板；在所述匯接板的兩端分別設(shè)置天線，所述匯接板兩端的天線共線設(shè)置；在所述匯接板上沿與所述天線垂直的方向設(shè)置天線饋線，所述天線、天線饋線和匯接板的組合件置于三通外殼內(nèi)；
[0007]所述天線三通外殼固定在隧道檢查井內(nèi)子蓋上，所述天線饋線的一端與匯接板連接、另一端穿出三通外殼與內(nèi)子蓋控制板上的信號發(fā)射裝置連接；所述設(shè)置在匯接板兩端的天線的一端分別與匯接板連接、另一端分別穿出三通外殼，并沿內(nèi)子蓋圓周方向固定在內(nèi)子蓋上。
[0008]所述天線外設(shè)置天線套管，所述天線套管與天線三通外殼的兩端過盈配合，用于密封天線套管。
[0009]所述天線三通外殼上設(shè)有灌膠孔。
[0010]所述天線力天線，選用鈹青銅絲，所述天線包括兩個(gè)徑向部分和兩個(gè)螺旋電感，徑向部分的長度分別為，螺旋電感的展開長度為|λ，所述天線上每隔一個(gè)徑向部分設(shè)置一個(gè)螺旋電感；
[0011]一種應(yīng)用于隧道檢查井內(nèi)子蓋屏蔽條件下的天線裝置的安裝方法，包括以下步驟:
[0012](I)將兩根天線與天線饋線分別焊接在一個(gè)匯接板上，所述天線共線設(shè)置，天線饋線與天線方向垂直；
[0013](2)將天線、天線饋線和匯接板的組合件固定放入三通外殼內(nèi)，將天線三通外殼及天線放置于天線保護(hù)套管內(nèi)，并固定在內(nèi)子蓋上，所述天線沿子蓋圓周方向布置，并用管卡固定；
[0014](3)固定完天線后，通過天線三通外殼的灌膠孔進(jìn)行灌膠處理，灌膠前，將天線三通外殼的三端與子蓋和天線饋線入口涂抹液體生料帶，防止膠流出。
[0015]所述天線包括兩個(gè)徑向部分和兩個(gè)螺旋電感，所述天線上每隔一個(gè)徑向部分設(shè)置一個(gè)螺旋電感。
[0016]所述；λ天線的螺旋電感直徑在3.5mm到6mm之間時(shí),天線福射信號的方向在螺旋

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水平方向的輻射最強(qiáng)；通過增加螺旋電感的螺旋圈數(shù)，增加天線的增益。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:
[0018]通過天線的設(shè)計(jì)和天線與內(nèi)子蓋一體化安裝，可以實(shí)現(xiàn)在隧道環(huán)境下通過信

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號的散射和反射，從而突破鑄鐵外蓋的屏蔽，實(shí)現(xiàn)在鑄鐵外井蓋屏蔽存在的情況下，隧道內(nèi)與隧道外進(jìn)行無線通信，實(shí)現(xiàn)信息的可靠穩(wěn)定傳輸。
[0019]采用兩根天線作為天線振子，按照相應(yīng)的結(jié)構(gòu)安裝，最終形成接近圓形安裝方

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式。天線信號在垂直方向避開鑄鐵井蓋的屏蔽，實(shí)現(xiàn)天線信號在水平方向輻射，同時(shí)通過隧道井壁的反射散射效果，形成在鑄鐵井蓋四周各個(gè)方向輻射，從而實(shí)現(xiàn)天線信號向外界的通訊。
[0020]傳統(tǒng)的天線輻射方式采用垂直極化方式，天線在與大地垂直的方向上的輻射范圍及強(qiáng)度最大，不適用于地下監(jiān)控子蓋的應(yīng)用環(huán)境。本設(shè)計(jì)通過改變天線的徑向長度與螺旋電感的比例長度，均衡天線輻射范圍和強(qiáng)度的關(guān)系，利用水平安裝方式達(dá)到改變天線的垂直極化方式的目的。在井下環(huán)境中通過鑄鐵井蓋與大地直接存在的間隙、以及井壁的反射折射作用，達(dá)到天線信號突破鑄鐵井蓋的目的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明內(nèi)子蓋整體俯視圖；
[0022]圖2為本發(fā)明的天線三通剖視圖；
[0023]圖3為本發(fā)明的天線三通裝配圖；
[0024]圖4是本發(fā)明|入天線的加工示意圖；
[0025]圖中，1.內(nèi)子蓋，2.天線三通，3.天線套管，4.管卡，5.天線，6.三通外殼，
7.匯接板,8.天線饋線,9.徑向部分，10.螺旋電感?！揪唧w實(shí)施方式】:
[0026]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明:
[0027]圖1-3所示為天線5與內(nèi)子蓋I的組裝示意圖，天線與內(nèi)子蓋按照平行的方式

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固定在一起，其組合零件包括兩根|入天線5( λ為GSM天線頻段900Mhz的波長)，天線三通2，天線套管3，管卡4,內(nèi)子蓋1，三通外殼6，匯接板7，天線饋線8。
[0028]組裝時(shí)，將兩根天線5與天線饋線8分別焊接在一個(gè)匯接板上，然后將這些件的組合體放入三通外殼6內(nèi)。固定好以后，應(yīng)該是插入天線套管3將天線三通外殼6放入內(nèi)子蓋I內(nèi)的凹槽周圍，用管卡4固定好。兩根天線為共線設(shè)置，天線與內(nèi)井蓋平行設(shè)置。
[0029]其中，在天線三通外殼6上設(shè)有3個(gè)灌膠孔，便于灌膠。為了防水防腐，在安裝固定完天線以后，通過天線三通外殼6上的灌膠孔要進(jìn)行灌膠處理，灌膠前，將天線三通外殼6的三端與內(nèi)子蓋I和天線饋線8入口涂抹液體生料帶，防止膠流出。通過天線三通外殼6的兩端與天線套管3的過盈配合，起到了密封天線套管的作用。
[0030]所述天線三通外殼6固定在隧道檢查井內(nèi)子蓋I上，所述天線饋線8的一端與匯接板7連接、另一端穿出三通外殼6與內(nèi)子蓋上的信號發(fā)射裝置連接；設(shè)置在匯接板7兩端的天線5的一端分別與匯接板7連接、另一端分別穿出三通外殼6，并沿內(nèi)子蓋I圓周
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方向固定在內(nèi)子蓋I上。
[0031]圖4所示為本發(fā)明的天線5的加工示意圖，包括兩個(gè)徑向部分9，兩個(gè)螺旋電


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感10。
[0032]|λ天線5的設(shè)計(jì)以隧道現(xiàn)場的實(shí)際環(huán)境出發(fā)，增加天線信號輻射范圍，通過設(shè)定
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特定的天線徑向部分與螺旋電感的長度，結(jié)合本發(fā)明中天線的安裝方式，從而實(shí)現(xiàn)信號有效穿透外鑄鐵井蓋，達(dá)到外部可接收到的信號強(qiáng)度。
[0033]天線5，選擇鈹青銅絲材質(zhì)。鈹青銅具有很高的強(qiáng)度、硬度、彈性極限和疲勞極
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限，彈性滯后小，并具有耐腐蝕、無磁性、高導(dǎo)電性等諸多優(yōu)越性能。其展開總長度為2 λ，其中徑向部分9的長度為。每個(gè)螺旋電感部分10的展開長度為，螺旋電感按照固定
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的長度參數(shù)繞制螺旋電感，繞制線徑為4.2毫米，節(jié)距1.4mm,圈數(shù)為3。
[0034]天線的設(shè)計(jì)主要涉及調(diào)節(jié)水平波瓣的寬度，增加信號在水平方向投射出的信
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號強(qiáng)度，從而避開鑄鐵井蓋的屏蔽。同時(shí)天線方向與螺旋電感的直徑有很大關(guān)系，當(dāng)螺旋電感直徑在3.5mm到6mm之間時(shí)，天線方向在螺旋水平方向的輻射最強(qiáng)，符合實(shí)際的應(yīng)用要求。另外，螺旋電感部分的螺旋圈數(shù)增加，天線的增益增加。
[0035]螺旋電感的直徑受到繞制螺旋的鈹青銅線徑、及繞制工藝的限制，同時(shí)考慮到天線增益的要求，綜合以上因素，選擇適合的螺旋直徑。天線的增益越高，發(fā)送信號的能力越強(qiáng)，能量越集中，輻射范圍越窄，鑒于隧道檢查井下屏蔽條件的特殊環(huán)境，本應(yīng)用權(quán)衡增益和輻射范圍兩方面因素，通過增加天線輻射范圍，避開鑄鐵井蓋的屏蔽范圍，通過井壁的反射與折射作用，利用周圍環(huán)境輻射信號出去。
[0036]一種應(yīng)用于隧道檢查井內(nèi)子蓋屏蔽條件下的天線裝置的安裝方法，包括以下步驟:
[0037](I)將兩根天線與天線饋線分別焊接在一個(gè)匯接板上，所述天線共線設(shè)置，天線饋線與天線方向垂直；
[0038]將天線、天線饋線和匯接板的組合件固定放入三通外殼內(nèi)，將天線三通外殼及天線放置于天線保護(hù)套管內(nèi)，固定在內(nèi)子蓋上，所述天線沿子蓋圓周方向布置，并用管卡固定;
[0039](3)固定完天線后，通過天線三通上方的灌膠孔要進(jìn)行灌膠處理，灌膠前，將天線三通外殼的三端與子蓋和天線饋線入口涂抹液體生料帶，防止膠流出。
[0040]上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)用于隧道檢查井內(nèi)子蓋屏蔽條件下的天線裝置，其特征是，包括:天線、天線饋線和匯接板；在所述匯接板的兩端分別設(shè)置天線，所述匯接板兩端的天線共線設(shè)置；在所述匯接板上沿與所述天線垂直的方向設(shè)置天線饋線，所述天線、天線饋線和匯接板的組合件置于三通外殼內(nèi)； 所述天線三通外殼固定在隧道檢查井內(nèi)子蓋上，所述天線饋線的一端與匯接板連接、另一端穿出三通外殼與內(nèi)子蓋控制板上的信號發(fā)射裝置連接；所述設(shè)置在匯接板兩端的天線的一端分別與匯接板連接、另一端分別穿出三通外殼，并沿內(nèi)子蓋圓周方向固定在內(nèi)子蓋上。
2.如權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于隧道檢查井內(nèi)子蓋屏蔽條件下的天線裝置，其特征是，所述天線外設(shè)置天線套管，所述天線套管與天線三通外殼的兩端過盈配合，用于密封天線套管。
3.如權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于隧道檢查井內(nèi)子蓋屏蔽條件下的天線裝置，其特征是，所述天線三通外殼上設(shè)有灌膠孔。
4.如權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于隧道檢查井內(nèi)子蓋屏蔽條件下的天線裝置，其特征是，所述天線為* λ天線，選用鈹青銅絲，所述天線包括兩個(gè)徑向部分和兩個(gè)螺旋電感，徑向部分的長度分別為，螺旋電感的展開長度為+λ聽述天線上每隔一個(gè)徑向部分設(shè)置 OO一個(gè)螺旋電感。
5.一種如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于隧道檢查井內(nèi)子蓋屏蔽條件下的天線裝置的安裝方法，其特征是，包括以下步驟: (1)將兩根天線與天線饋線分別焊接在一個(gè)匯接板上，所述天線共線設(shè)置，天線饋線與天線方向垂直； (2)將天線、天線饋線和匯接板的組合件固定放入三通外殼內(nèi)，將天線三通外殼及天線放置于天線保護(hù)套管內(nèi)，并固定在內(nèi)子蓋上，所述天線沿子蓋圓周方向布置，并用管卡固定; (3)固定完天線后，通過天線三通外殼的灌膠孔進(jìn)行灌膠處理，灌膠前，將天線三通外殼的三端與子蓋和天線饋線入口涂抹液體生料帶，防止膠流出。
6.如權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于隧道檢查井內(nèi)子蓋屏蔽條件下的天線裝置的安裝方法，其特征是，所述天線包括兩個(gè)徑向部分和兩個(gè)螺旋電感，所述天線上每隔一個(gè)徑向部分設(shè)置一個(gè)螺旋電感。
7.如權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于隧道檢查井內(nèi)子蓋屏蔽條件下的天線裝置的安裝方法，其特征是，所述天線的螺旋電感直徑在3.5mm到6mm之間時(shí),天線福射信號的方

O向在螺旋水平方向的輻射最強(qiáng)；通過增加螺旋電感的螺旋圈數(shù)，增加天線的增益。
【文檔編號】H01Q1/36GK104201460SQ201410389968
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月8日
【發(fā)明者】李輝, 楊震威, 張淑禎, 張明廣, 姜志利 申請人:山東康威通信技術(shù)股份有限公司