本發(fā)明屬于射頻天線領(lǐng)域，特別涉及該領(lǐng)域中的一種適用于強(qiáng)振動、撞擊、水浸等復(fù)雜工業(yè)現(xiàn)場的射頻天線裝置及其組裝方法。

背景技術(shù)：

1、隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，無線傳感器及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的傳感器主要用于工業(yè)現(xiàn)場的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、現(xiàn)場環(huán)境監(jiān)測等。在某些復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境條件下，無線傳感器安裝后其應(yīng)用環(huán)境會存在強(qiáng)烈的振動、工業(yè)設(shè)備操作過程中或工業(yè)生產(chǎn)過程中外來物體對傳感器的非正常撞擊、環(huán)境水淋或帶有壓力的水浸等惡劣工況。以上復(fù)雜的應(yīng)用工況要求無線傳感器必須進(jìn)行有效的防護(hù)設(shè)計，以適應(yīng)長期穩(wěn)定可靠的工作要求。

2、傳感器殼體本身的防護(hù)可采用金屬材質(zhì)，相對較為容易進(jìn)行設(shè)計實現(xiàn)。但是無線傳感器信號的傳輸需要依靠射頻天線向外部空間環(huán)境輻射電磁波信號實現(xiàn)，因此射頻天線的防護(hù)設(shè)計無法采用完全密封的金屬結(jié)構(gòu)，射頻天線的防護(hù)方案是無線傳感器防護(hù)設(shè)計的重點。

3、目前應(yīng)用于以上復(fù)雜環(huán)境領(lǐng)域的無線傳感器天線防護(hù)方案多采用適應(yīng)能力較強(qiáng)的小尺寸柔性膠棒天線、小尺寸陶瓷天線等，或采用防護(hù)液壓膠管對普通天線進(jìn)行灌封防護(hù)。小型柔性膠棒天線具有一定的抗振和防水能力，但是其防碰撞能力不足，對于輕微碰撞，膠棒具有一定的彈性，可實現(xiàn)天線受外力變形后的回彈，但是對于中等強(qiáng)度的碰撞，將會導(dǎo)致天線的損壞。小型陶瓷天線，由于其尺寸更小，雖然受到外部碰撞的幾率會大大減小，但是對于中等強(qiáng)度的碰撞，同樣會導(dǎo)致天線的損壞。采用防護(hù)液壓管進(jìn)行膠管灌封的天線，存在體積大的缺陷，雖然能在一定程度上承受中等強(qiáng)度的碰撞，但其體積較大，受到異常碰撞的概率大，且膠管中的天線延長線會隨膠管在振動狀態(tài)下擺動，易造成天線延長線失效。

4、綜上所述，目前的天線防護(hù)方案均存在防碰能力不足、長期強(qiáng)振環(huán)境下的適應(yīng)能力較差等缺陷。天線故障失效將會對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的可靠運行產(chǎn)生不良影響，目前針對復(fù)雜工業(yè)環(huán)境領(lǐng)域，尚無實現(xiàn)小型高防護(hù)能力射頻天線的技術(shù)和方法。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是提供一種能長期很好的適用于復(fù)雜工業(yè)環(huán)境的射頻天線裝置及其組裝方法，具有體積小、對射頻信號向外輻射傳輸影響小、防碰抗振能力強(qiáng)、防水性能好的特點。

2、本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種適用于復(fù)雜工業(yè)現(xiàn)場的射頻天線裝置，其改進(jìn)之處在于：包括四周開窗的外層防護(hù)殼體，在外層防護(hù)殼體內(nèi)設(shè)置中心開孔的內(nèi)層防護(hù)殼體，在內(nèi)層防護(hù)殼體的外壁前端與外層防護(hù)殼體的內(nèi)壁之間設(shè)置密封o型圈，通過壓環(huán)將內(nèi)層防護(hù)殼體與外層防護(hù)殼體壓緊后，再通過固定螺栓將壓環(huán)固定在外層防護(hù)殼體上，彈簧天線通過灌封膠灌封在內(nèi)層防護(hù)殼體的中心開孔內(nèi)，彈簧天線的前端與天線延長線固定連接。

4、進(jìn)一步的，外層防護(hù)殼體采用籠狀結(jié)構(gòu)，由不銹鋼制作而成。

5、進(jìn)一步的，內(nèi)層防護(hù)殼體為筒狀，采用非金屬絕緣材料制作而成。

6、進(jìn)一步的，在外層防護(hù)殼體的外壁前端上安裝密封墊片。

7、進(jìn)一步的，在外層防護(hù)殼體的外壁前端設(shè)置管螺紋接口。

8、進(jìn)一步的，在內(nèi)層防護(hù)殼體的外壁前端設(shè)置容納密封o型圈的徑向凹槽。

9、進(jìn)一步的，天線延長線與彈簧天線通過焊接方式連接。

10、進(jìn)一步的，彈簧天線與居中安裝放置在內(nèi)層防護(hù)殼體內(nèi)的射頻天線焊接連接，天線延長線伸出外層防護(hù)殼體并與射頻電路板組裝連接。

11、一種組裝方法，適用于上述的射頻天線裝置，其改進(jìn)之處在于，包括如下步驟：

12、步驟1，將密封o型圈套在內(nèi)層防護(hù)殼體外壁前端的徑向凹槽內(nèi)；

13、步驟2，在密封o型圈表面涂抹硅脂，并將內(nèi)層防護(hù)殼體裝入外層防護(hù)殼體中；

14、步驟3，用壓環(huán)將內(nèi)層防護(hù)殼體與外層防護(hù)殼體壓緊后，再通過固定螺栓將壓環(huán)與外層防護(hù)殼體固定連接；

15、步驟4，將密封墊片套在外層防護(hù)殼體外壁前端的密封端面上；

16、步驟5，將彈簧天線和天線延長線進(jìn)行焊接連接；

17、步驟6，將彈簧天線裝入內(nèi)層防護(hù)殼體的中心開孔內(nèi)；

18、步驟7，用灌封膠將彈簧天線灌封在內(nèi)層防護(hù)殼體的中心開孔內(nèi)；

19、步驟8，灌封膠固化完全后完成組裝。

20、本發(fā)明的有益效果是：

21、本發(fā)明所公開的射頻天線裝置，對射頻天線采用外層防護(hù)殼體和內(nèi)層防護(hù)殼體組合的雙層防護(hù)方案，可良好適用于復(fù)雜工業(yè)現(xiàn)場的防護(hù)要求，具有防護(hù)效果好，體積小的優(yōu)點。采用籠狀開窗的外層防護(hù)殼體，對射頻信號的傳輸影響小，能在保證無線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍的前提下，最大限度地提升射頻天線的防護(hù)性能。

22、內(nèi)層防護(hù)殼體和外層防護(hù)殼體間采用密封o型圈密封，彈簧天線通過灌封膠灌封在內(nèi)層防護(hù)殼體的中心開孔內(nèi)，這些設(shè)計使本發(fā)明所公開的射頻天線裝置具有防水性能好、抗振能力強(qiáng)、適應(yīng)性好的特點。

技術(shù)特征：

1.一種適用于復(fù)雜工業(yè)現(xiàn)場的射頻天線裝置，其特征在于：包括四周開窗的外層防護(hù)殼體，在外層防護(hù)殼體內(nèi)設(shè)置中心開孔的內(nèi)層防護(hù)殼體，在內(nèi)層防護(hù)殼體的外壁前端與外層防護(hù)殼體的內(nèi)壁之間設(shè)置密封o型圈，通過壓環(huán)將內(nèi)層防護(hù)殼體與外層防護(hù)殼體壓緊后，再通過固定螺栓將壓環(huán)固定在外層防護(hù)殼體上，彈簧天線通過灌封膠灌封在內(nèi)層防護(hù)殼體的中心開孔內(nèi)，彈簧天線的前端與天線延長線固定連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述適用于復(fù)雜工業(yè)現(xiàn)場的射頻天線裝置，其特征在于：外層防護(hù)殼體采用籠狀結(jié)構(gòu)，由不銹鋼制作而成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述適用于復(fù)雜工業(yè)現(xiàn)場的射頻天線裝置，其特征在于：內(nèi)層防護(hù)殼體為筒狀，采用非金屬絕緣材料制作而成。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述適用于復(fù)雜工業(yè)現(xiàn)場的射頻天線裝置，其特征在于：在外層防護(hù)殼體的外壁前端上安裝密封墊片。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述適用于復(fù)雜工業(yè)現(xiàn)場的射頻天線裝置，其特征在于：在外層防護(hù)殼體的外壁前端設(shè)置管螺紋接口。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述適用于復(fù)雜工業(yè)現(xiàn)場的射頻天線裝置，其特征在于：在內(nèi)層防護(hù)殼體的外壁前端設(shè)置容納密封o型圈的徑向凹槽。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述適用于復(fù)雜工業(yè)現(xiàn)場的射頻天線裝置，其特征在于：天線延長線與彈簧天線通過焊接方式連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述適用于復(fù)雜工業(yè)現(xiàn)場的射頻天線裝置，其特征在于：彈簧天線與居中安裝放置在內(nèi)層防護(hù)殼體內(nèi)的射頻天線焊接連接，天線延長線伸出外層防護(hù)殼體并與射頻電路板組裝連接。

9.一種組裝方法，適用于權(quán)利要求7所述的射頻天線裝置，其特征在于，包括如下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種適用于復(fù)雜工業(yè)現(xiàn)場的射頻天線裝置，包括四周開窗的外層防護(hù)殼體，在外層防護(hù)殼體內(nèi)設(shè)置中心開孔的內(nèi)層防護(hù)殼體，在內(nèi)層防護(hù)殼體的外壁前端與外層防護(hù)殼體的內(nèi)壁之間設(shè)置密封O型圈，通過壓環(huán)將內(nèi)層防護(hù)殼體與外層防護(hù)殼體壓緊后，再通過固定螺栓將壓環(huán)固定在外層防護(hù)殼體上，彈簧天線通過灌封膠灌封在內(nèi)層防護(hù)殼體的中心開孔內(nèi)，彈簧天線的前端與天線延長線固定連接。本發(fā)明所公開的射頻天線裝置，對射頻天線采用外層防護(hù)殼體和內(nèi)層防護(hù)殼體組合的雙層防護(hù)方案，可良好適用于復(fù)雜工業(yè)現(xiàn)場的防護(hù)要求，具有防護(hù)效果好，體積小的優(yōu)點。

技術(shù)研發(fā)人員：謝紅武,王振,肖敬濤
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國電波傳播研究所（中國電子科技集團(tuán)公司第二十二研究所）
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/17