專利名稱：天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種桿狀天線，尤其涉及一種連續(xù)實(shí)心桿鞭狀天線和一種具有選定剛度和柔韌性的桿，該桿可以伸縮，從而可以保存在一個(gè)比較小的空間。進(jìn)一步地，它還涉及一種管狀部件，用于撓性地存儲這種桿狀天線。
背景技術(shù)：
拉桿天線和桿狀天線是人所共知的。拉桿天線具有制造復(fù)雜和容易損壞的缺點(diǎn)。拉桿天線和桿狀天線都可以通過人工或馬達(dá)拉長。
一些已知的桿狀天線采用頂部安裝和圓柱式饋送信號，設(shè)計(jì)為手動(dòng)縮回。也有些類型的鞭狀天線從外側(cè)固定在車輛的窗戶支柱、車頂或其它部位上，不是手動(dòng)升高或降低。
許多圓柱饋送信號類型的金屬天線由兩節(jié)以上拉桿式天線組成。人們一直試圖降低現(xiàn)代車輛內(nèi)部的噪聲等級。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)拉桿天線逐步降低時(shí)，在每節(jié)之間會產(chǎn)生不希望的風(fēng)噪聲。為消除這種風(fēng)噪聲，一種嘗試是用一種實(shí)心金屬桿來代替頂部安裝、圓柱饋送信號類型的拉桿天線，提供光滑的天線表面。
實(shí)心桿金屬天線的缺點(diǎn)是具有過大的重量，缺乏柔韌性，并且在受絞結(jié)或被彎曲時(shí)會永久地變形。這種變形會妨礙手動(dòng)升高或降低。另外，如果實(shí)心金屬天線鉤住外部的物體，就可能對車輛造成永久的損壞。
由于拉桿的節(jié)段或?qū)嵭臈U容易發(fā)生永久變形同時(shí)形成一種使天線不能縮回的障礙物，這種缺點(diǎn)使拉桿天線和桿狀天線二者均受到損害。
本發(fā)明的目標(biāo)之一是提供一種堅(jiān)韌并可以選擇柔韌程度的桿狀天線。
本發(fā)明的特別目標(biāo)之一是提供一類鞭狀或桿狀天線，設(shè)計(jì)為可以安裝于車輛的任何合適位置，并可由馬達(dá)或手動(dòng)縮回或降低。
本發(fā)明的進(jìn)一步目標(biāo)是提供一種管狀部件用于桿狀天線的撓性保存。
本發(fā)明的簡要概述本發(fā)明一方面提供了一種桿狀天線，它包括一個(gè)實(shí)心的芯；這種芯是從導(dǎo)體和非導(dǎo)體芯材組中選出的，它們被以一定角度繞芯纏繞的絲基元件包住，這個(gè)角度是指絲基元件與沿芯縱向畫出的一根抽象直線所成的角度。
另一方面，本發(fā)明提供了一種包括實(shí)心的芯的桿狀天線。實(shí)心的芯是從由沿縱向布置的鍍有金屬的非金屬絲和沿縱向布置的金屬絲組成的芯材組中選出的。
另外一方面，本發(fā)明還提供一種選定了剛度和柔韌度的桿，它可以伸縮，并可保存于一個(gè)比較小的空間，其中桿以及制作桿的一種或多種材料的尺寸可這樣選擇被彎曲至臨近破壞時(shí)的測得的彎曲半徑有一個(gè)彎曲直徑(D)與天線直徑(d)的比值從80至120，同時(shí)還具有內(nèi)在的記憶，使桿在松開時(shí)能恢復(fù)到最初的直線狀態(tài)。
進(jìn)一步地，本發(fā)明還提供了一種管狀部件，用于桿狀天線的靈活保存，它由一個(gè)相對撓性的圓柱狀外殼構(gòu)成，至少提供兩個(gè)固定機(jī)構(gòu)，用來使殼體附著于車體上。
附圖的簡要描述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例可由


，其中圖1是一個(gè)頂部安裝，圓柱饋送信號，可手動(dòng)縮回的天線的局部剖面圖。并且圖1(a)、1(b)和1(c)是圖1所示天線的細(xì)部。
附圖還說明了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中圖2和圖3是一個(gè)已縮回殼體的天線的側(cè)面圖。
圖4是圖2和圖3所示已縮回的天線的側(cè)面圖，說明了動(dòng)力升降單元的位置。
圖5重復(fù)圖2的側(cè)面圖，但顯示了已縮回殼體的天線，該殼體在汽車的與其行李箱相鄰的結(jié)構(gòu)內(nèi)部。
圖6(a)和圖6(b)是兩個(gè)互相垂直的側(cè)面圖，示出了圖2和圖3中天線用的另一種動(dòng)力升降單元。
圖7說明了對圖2和圖3中天線的一種改進(jìn)，特別說明了一種改進(jìn)的圓柱形殼體。
本發(fā)明的詳細(xì)說明關(guān)于第一方面，絲基元件的一個(gè)例子是編織，它包括由成組的絲相互交織。把纖維同方向地布置，成組的纖維通常比較平坦。這樣第一組纖維與第二組纖維交織在一起，一組纖維通常與另一組成直角。交織一般包括將一組放在與其成直角的對應(yīng)組的上面和下面。
編織物可以沿一個(gè)適當(dāng)?shù)慕嵌壤@芯放置，這個(gè)角度是指編織物相對于沿芯縱向的一根抽象的直線所成的角度，它可從5度至75度中選擇。這個(gè)角度最好是40至50度。
作為編織的一種替代形式，可采用絲纏繞。這樣將絲圍繞芯一條纏在另一條上，但不互鎖。
另一替代形式是用帶狀或片狀絲纏繞在芯上。
還有另一替代形式是用帶狀或片狀可導(dǎo)電的絲編織。
另外又一個(gè)替代形式是采用預(yù)先編織好的絲套套在芯上。
另一替代形式是把由可導(dǎo)電的塑料材料構(gòu)成的熱縮套管放置在不導(dǎo)電的芯外面，當(dāng)套管收縮后可以產(chǎn)生一種可導(dǎo)電的桿。
實(shí)心的芯最好是一種聚合材料，這種聚合材料加入或浸入了諸如玻璃纖維或碳纖維之類的加強(qiáng)材料。
一般地說，導(dǎo)電性是在棒狀天線的表面。表面的導(dǎo)電率可由碳纖維，金屬或鍍有金屬的纖維提供。
例如鍍金屬纖維可以是鍍鎳的，鍍銀的或鋁；纖維本身可以是玻璃纖維。
例如金屬纖維可以是不銹鋼，銅或鋁。
實(shí)心的芯最好是經(jīng)拉擠成型法制成，這種工藝中，成股的連續(xù)的纖維加強(qiáng)材料被牽引經(jīng)過樹脂浴，加熱的模具，拉伸裝置，最后經(jīng)過切斷裝置。
例如，碳纖維，鍍金屬纖維或金屬纖維可以被拉擠成型到一個(gè)合適的芯材，或玻璃纖維，碳纖維，Kevlar纖維或硼纖維上。這些纖維可以沿縱向方向取向，也可纏繞以編織，從而提供預(yù)期的模數(shù)、強(qiáng)度和柔韌性。纖維的模數(shù)是根據(jù)它們的導(dǎo)電率和預(yù)期的柔韌性選擇的。
樹脂基體可由一種聚合酯或多種聚酯，乙烯基酯，多種酯或熱固性樹酯的混合物構(gòu)成。
導(dǎo)電率可通過將導(dǎo)電顆粒例如諸如石墨片和/或石墨粉、鍍鎳或銀的碳顆粒加入樹酯基體中得到加強(qiáng)。
盡管最好采用拉擠成型法，也可能采用一種把拉擠成型與編織結(jié)合起來的方法。其它制作天線桿的適宜方法包括采用切斷的纖維和/或上述種類的顆粒注塑成型或擠壓成型。
″桿″這一詞在這里特別指細(xì)長的物體，可以具有不同的橫斷面，包括圓形，正方形和矩形。
最好是，根據(jù)修改后的ASTM D-3916試驗(yàn)時(shí)，三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差均低于平均值的桿的抗拉強(qiáng)度超過1200MPa。
最好是，根據(jù)ASTM D-3916試驗(yàn)時(shí)，三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差均低于平均值的抗拉模數(shù)超過50GPa。
最好是，在破壞時(shí)的延伸率低于3％。
最好是，在標(biāo)準(zhǔn)固定剪切裂紋儀器中，測得固定剪切裂紋不會進(jìn)一步發(fā)展超過30mm。
桿具有內(nèi)在的記憶，當(dāng)充分伸展時(shí)，它能返回到大致的直的狀態(tài)。
必須平衡桿的彎度和剛度，從而確保其記憶，能夠回到最初的形狀并且能夠插入已選擇形狀的空間或管子里。
特別地，用來制作天線桿的一種材料或多種材料可以是金屬，非金屬或者兩者的結(jié)合。例如，金屬材料可以是全部金屬或者是金屬表面涂以鉻或者是鍍金屬的纖維。非金屬材料可以是碳纖維，碳網(wǎng)或碳粉。非導(dǎo)體纖維，比如玻璃纖維，可用來構(gòu)成天線棒的基體或芯。拉擠成型法可用來制作非金屬桿，金屬纖維或鍍金屬的纖維。導(dǎo)體顆粒，例如金屬顆粒，可用來改善其導(dǎo)電率。
已經(jīng)證實(shí)，根據(jù)本發(fā)明制作的桿狀天線能夠減少風(fēng)噪聲。天線外殼和天線桿能夠安裝在機(jī)動(dòng)車輛的任何適宜的部位，包括擋風(fēng)玻璃的支柱，車頂，前后擋泥板以及行李箱。
由于根據(jù)本發(fā)明制作的桿狀天線能夠縮回到一個(gè)較小的空間，所以天線可以延長，從而提供更好的接收范圍。
由于根據(jù)本發(fā)明制作的桿狀天線能夠安放在一個(gè)車輛內(nèi)部的管子中。這種選定剛度的管子可以按連續(xù)的直線長度放置，或者彎曲成一個(gè)已選的形狀，或者卷起來。
本發(fā)明還提供一種剛性的、外表面帶有電絕緣涂層的金屬筒或金屬管，類似的涂層有聚氯乙烯，尼龍，聚丙烯或其它合適的塑料材料。金屬管可以是不銹鋼，銅或許多具有合適導(dǎo)電率并能預(yù)成型為給定形狀的金屬。
管子還應(yīng)能被預(yù)成型或彎曲成任何預(yù)期形狀，以適應(yīng)機(jī)動(dòng)車底盤和不同的車輛面板。這將便于簡化安裝，并在機(jī)動(dòng)車構(gòu)造和天線的安裝中，同樣地確保所有的天線能夠以精確地相同的方法裝配。
天線信號可與同軸電纜在金屬管的任何一點(diǎn)或任何一端相連，而不象目前種類的天線那樣僅能在一端。
參看圖1，天線桿11具有頂帽12，并在尾部有擋圈13。數(shù)字11A表示敷有絲基元件的實(shí)心的桿芯。一個(gè)固定裝置14通過底座15固定圓柱形外殼11。數(shù)字16指示圓柱形外殼，例如，由一種合適的非導(dǎo)電的塑料材料制成，環(huán)繞在天線桿11周圍，提供保護(hù)。數(shù)字17指示一根與無線電相連的同軸電纜。
圖2涉及一種手工操作的天線，包括一個(gè)具有頂帽22和端頭止擋23的天線桿21。鎖緊螺帽24安裝在基礎(chǔ)固定架25上，并將撓性的圓柱形外殼26連接到車輛面板27上。
在圖3中，數(shù)字28指示一根饋送電纜。
圖4涉及一種動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的天線，圖中標(biāo)號29指示一個(gè)馬達(dá)用于伸縮天線棒21。值得注意的是該電機(jī)的安裝離開天線的固定架，提供了空間上的優(yōu)點(diǎn)。
圖5中，標(biāo)號30指示整個(gè)一個(gè)車輛，標(biāo)號27指示作為車輛30的一部分的車表面。這樣天線桿21可以保存在車輛30的行李箱中。天線可以被動(dòng)力驅(qū)動(dòng)。
在圖6(a)和圖6(b)中，標(biāo)號31表示由摩擦裝置馬達(dá)29驅(qū)動(dòng)的輥輪，用來伸縮天線桿21。
參看圖7，標(biāo)號40表示一個(gè)表面涂有適當(dāng)?shù)姆菍?dǎo)電的塑料材料的金屬管子；涂層可以是尼龍或聚氯乙烯，標(biāo)號41表示另一可選擇的饋送電纜連接點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種桿狀天線，包括實(shí)心的芯；芯可從導(dǎo)體和非導(dǎo)體的芯材組中選擇；芯材外面敷以絲基元件，這種材料以相對于芯縱向的抽象直線成一定角度地纏繞在芯上。
2.如權(quán)利要求1中所述的天線，其中，將編織物以相對于芯縱向的抽象直線成適當(dāng)角度繞芯設(shè)置，這個(gè)角度可從5到75度中適當(dāng)選擇。
3.如權(quán)利要求2中所述的天線，其中，該角度是從40至50度。
4.如權(quán)利要求1中所述的天線，其中，使用了絲卷繞，這些絲一條在另一條之上地纏在芯上但不互鎖。
5.如權(quán)利要求1中所述的天線，其中，絲帶或絲片是纏于芯上的。
6.如權(quán)利要求5中所述的天線，其中，帶狀或片狀導(dǎo)電絲是編織的。
7.如權(quán)利要求1中所述的天線，其中，采用預(yù)先織好的絲套套在芯上。
8.如權(quán)利要求1中所述的天線，其中，把由可導(dǎo)電的塑料材料構(gòu)成的熱縮套管圍繞不導(dǎo)電的芯設(shè)置，然后收縮后可以產(chǎn)生一種可導(dǎo)電的桿。
9.如權(quán)利要求1至8中任一所述的天線，其中，實(shí)心的芯最好采用一種聚合材料制成，這種聚合材料加入或浸入了諸如玻璃纖維或碳纖維之類的加強(qiáng)材料。
10.如權(quán)利要求1至9中任一所述的天線，其中，實(shí)心的芯最好采用拉擠成型法制成，這種工藝中，成股的連續(xù)的纖維加強(qiáng)材料被牽引經(jīng)過樹脂浴，加熱模具，拉伸裝置，最后經(jīng)過切斷裝置。
11.如權(quán)利要求1至10中任一所述的天線，其中，根據(jù)修改后的ASTM D-3916試驗(yàn)時(shí)，三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差均低于平均值的天線桿的抗拉強(qiáng)度超過1200MPa。
12.如權(quán)利要求1至11中任一所述的天線，其中，根據(jù)ASTM D-3916試驗(yàn)時(shí)，三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差均低于平均值的抗拉模數(shù)超過50GPa。
13.如權(quán)利要求1至12中任一所述的天線，其中，在破壞時(shí)的延伸率低于3％。
14.如權(quán)利要求1至13中任一所述的天線，其中，在標(biāo)準(zhǔn)固定剪切裂紋儀器中，測得固定剪切裂紋不會進(jìn)一步發(fā)展超過30mm。
15.如權(quán)利要求1至14中任一所述的天線，其中，天線桿應(yīng)具有內(nèi)在的記憶，即使在卷起或彎曲在收縮位置很長時(shí)間以后，當(dāng)充分伸展時(shí)，它均能返回到大致的直的狀態(tài)。
16.一種包括實(shí)心的芯的桿狀天線，它的芯是從由縱向布置鍍有金屬的非金屬絲和縱向布置的金屬絲組成的芯材組中選擇的。
17.一種具有選定剛度和柔韌度的桿，它可以伸出或縮回，并可保存于相對較小的空間，同時(shí)，桿的尺寸和一種或多種制造材料可這樣選擇彎曲至臨近破壞時(shí)的測得的彎曲半徑有一個(gè)彎曲直徑(D)與天線的直徑(d)的比值從80至120，同時(shí)還具有內(nèi)在的記憶，允許桿子在釋放后恢復(fù)到最初的直的狀態(tài)。
18.一種管狀部件用于桿狀天線的撓性保存，它由一個(gè)相對撓性的圓柱狀外殼構(gòu)成，至少提供兩個(gè)固定端，用來使外殼附著于車體上。
全文摘要
一種桿狀天線(11),由實(shí)心的芯(11A)構(gòu)成,芯可從導(dǎo)體和非導(dǎo)體的芯材組中選擇,芯在外面敷以一種絲基元件,這種材料以相對于芯縱向的抽象直線成一定角度地纏繞在芯上。
文檔編號H01Q1/32GK1185863SQ96194179
公開日1998年6月24日 申請日期1996年4月1日 優(yōu)先權(quán)日1995年4月6日
發(fā)明者羅伯特·林斯·馬修斯 申請人:羅伯特·林斯·馬修斯