[發明專利]一種可與AIS系統兼容的柔性可重構EPIRB多頻天線

在審

• 申請號: 201610889627.6
• 申請日: 2016-10-13
• 公開（公告）號: CN107946770A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 趙建森
• 申請（專利權）人: 蘇州新陽升科技股份有限公司
• 主分類號: H01Q7/00
• 分類號: H01Q7/00;H01Q5/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明應用于海事無線通訊應用技術領域，涉及一種EPIRB天線，尤其是一種可與AIS系統兼容的柔性可重構EPIRB多頻天線。

背景技術

隨科技進步，我國海上交通安全監控水平和海事應急搜救能力大幅度提高，這與海上定位精度的提高關系密切。但與一些海洋強國相比，仍有較大差距。因此，如何更準確的定位已經成為海事通信領域亟待解決的問題之一。目前船用定位系統主要有雷達 (Radar)、北斗衛星導航系統 (BeiDou Navigation Satellite System)、美國全球定位系統 (GPS)、搜救雷達應答器 (SART)、緊急無線電示位標 (EPIRB)等等。其中緊急無線電示位標EPIRB是一種能夠發射無線電的裝置，利用自身發射的無線電信號，表明其所處位置。當遇險船船或海洋平臺下沉后，EPIRB會自動彈出水面，發出求救信號，信號通過COSPAS-SARSAT系統轉發到地面站。EPIRB是全球海上遇險與安全系統中可以實現遇險報警的裝置，其重要性不言而喻。

現代科技的不斷進步必然帶動船用通信系統的不斷改進和升級，EPIRB也不例外。傳統的EPIRB主要工作頻率是406 MHz，同時還需要實現與飛行器之間的遇險與緊急通信，所以EPIRB的另一個工作頻率在121.5 MHz。然而，國際海事組織 (IMO)對EPIRB提出更高的要求，在原有工作性能的基礎上，還可以發射AIS信息，與AIS系統兼容。而傳統EPIRB天線一般具有雙頻特性，通信頻點在406和121.5 MHz。在此基礎上，至少需要施加AIS1 (161.975 MHz)和AIS2 (162.025 MHz)兩個工作頻率。由于船體本身材質主要為金屬，存在強烈的反射特性，通常所設計的天線一旦尺寸固定，其性能變化很小。而天線受到船體的干擾，原本在陸地性能達標的天線，在船體上的性能卻大打折扣。所以研發頻率特性動態可調的天線是解決這一問題的關鍵。

本發明依據天線基本原理、天線可重構原理、阻抗匹配原理，并且結合可調式螺旋天線技術、拉桿天線技術和柔性天線技術來構建可重構EPIRB多頻天線。該天線不僅可以靈活調節天線高頻、低頻頻段，增強天線船體適應能力并與AIS系統兼容，而且具有柔性，便于天線搭載和安裝。

發明內容

本發明的目的是提供一種頻帶特性可靈活調節的、形狀可變的且與AIS系統兼容的柔性EPIRB可重構天線。該天線通過調頻轉軸調節高頻頻帶，通過改變柔性拉桿長度調節低頻頻帶，實現靈活可調式多頻通信。具有高度的金屬船體適應能力，且可以收發AIS信息，具有較高的強度。

本發明的設計方案為：

一種可與AIS系統兼容的柔性可重構EPIRB多頻天線，該天線系統通過高頻段可調式螺旋天線系統、感性濾波及低頻段柔性拉桿天線來實現。其中，高頻段可調式螺旋天線系統包括射頻端口、螺旋天線、旋轉可調式巴倫和螺旋天線頂負載組成。射頻端口的內、外導體用介質隔離，與天線底座相連接；螺旋天線是具有一定匝數的金屬線圈，螺旋直徑與射頻端口外導體直徑相當，金屬線圈具有較高的柔韌性，可以在一定程度上進行彎折而不損壞；天線頂負載為圓形金屬平面，下方有一焊接口，金屬平面鑲嵌在螺旋天線的頂端，通過螺旋天線連接射頻端口外導體，焊接口朝向螺旋天線內部；射頻端口的內導體通過金屬柱與天線頂負載焊接口相連接，在金屬柱靠近射頻端口導體的一端接有旋轉式金屬條，可沿金屬導體柱旋轉，金屬條另一端與高頻螺旋天線在內部相連接，在射頻端口外導體與內導體之間的絕緣層，嵌入旋轉金屬桿，與金屬條相連接，可以通過旋轉來調節金屬條在金屬導體柱上的位置，構成旋轉可調式巴倫，通過調節巴倫金屬條與螺旋天線接觸位置來動態調節螺旋天線高頻段通信頻帶。感性濾波裝置由濾波電感和電感支架組成，其中濾波電感是由漆包線繞制而成的繞組，濾波電感一端與高頻螺旋天線頂負載焊接在一起，按一定匝數繞在電感支架上，目的是將電磁波高頻部分濾除，讓低頻部分通過。低頻段柔性拉桿天線一端與濾波電感上端相連接并固定在電感支架上，拉桿天線為線狀柔性金屬天線，可自動伸縮和彎曲，高頻螺旋天線和低頻拉桿天線的總長度決定EPIRB天線的低頻通信頻帶，因此通過調節柔性拉桿的長度可動態控制螺旋天線的通信頻帶。