[发明专利]一种可与AIS系统兼容的柔性可重构EPIRB多频天线

说明书

技术领域

本发明应用于海事无线通讯应用技术领域，涉及一种EPIRB天线，尤其是一种可与AIS系统兼容的柔性可重构EPIRB多频天线。

背景技术

随科技进步，我国海上交通安全监控水平和海事应急搜救能力大幅度提高，这与海上定位精度的提高关系密切。但与一些海洋强国相比，仍有较大差距。因此，如何更准确的定位已经成为海事通信领域亟待解决的问题之一。目前船用定位系统主要有雷达 (Radar)、北斗卫星导航系统 (BeiDou Navigation Satellite System)、美国全球定位系统 (GPS)、搜救雷达应答器 (SART)、紧急无线电示位标 (EPIRB)等等。其中紧急无线电示位标EPIRB是一种能够发射无线电的装置，利用自身发射的无线电信号，表明其所处位置。当遇险船船或海洋平台下沉后，EPIRB会自动弹出水面，发出求救信号，信号通过COSPAS-SARSAT系统转发到地面站。EPIRB是全球海上遇险与安全系统中可以实现遇险报警的装置，其重要性不言而喻。

现代科技的不断进步必然带动船用通信系统的不断改进和升级，EPIRB也不例外。传统的EPIRB主要工作频率是406 MHz，同时还需要实现与飞行器之间的遇险与紧急通信，所以EPIRB的另一个工作频率在121.5 MHz。然而，国际海事组织 (IMO)对EPIRB提出更高的要求，在原有工作性能的基础上，还可以发射AIS信息，与AIS系统兼容。而传统EPIRB天线一般具有双频特性，通信频点在406和121.5 MHz。在此基础上，至少需要施加AIS1 (161.975 MHz)和AIS2 (162.025 MHz)两个工作频率。由于船体本身材质主要为金属，存在强烈的反射特性，通常所设计的天线一旦尺寸固定，其性能变化很小。而天线受到船体的干扰，原本在陆地性能达标的天线，在船体上的性能却大打折扣。所以研发频率特性动态可调的天线是解决这一问题的关键。

本发明依据天线基本原理、天线可重构原理、阻抗匹配原理，并且结合可调式螺旋天线技术、拉杆天线技术和柔性天线技术来构建可重构EPIRB多频天线。该天线不仅可以灵活调节天线高频、低频频段，增强天线船体适应能力并与AIS系统兼容，而且具有柔性，便于天线搭载和安装。

发明内容

本发明的目的是提供一种频带特性可灵活调节的、形状可变的且与AIS系统兼容的柔性EPIRB可重构天线。该天线通过调频转轴调节高频频带，通过改变柔性拉杆长度调节低频频带，实现灵活可调式多频通信。具有高度的金属船体适应能力，且可以收发AIS信息，具有较高的强度。

本发明的设计方案为：

一种可与AIS系统兼容的柔性可重构EPIRB多频天线，该天线系统通过高频段可调式螺旋天线系统、感性滤波及低频段柔性拉杆天线来实现。其中，高频段可调式螺旋天线系统包括射频端口、螺旋天线、旋转可调式巴伦和螺旋天线顶负载组成。射频端口的内、外导体用介质隔离，与天线底座相连接；螺旋天线是具有一定匝数的金属线圈，螺旋直径与射频端口外导体直径相当，金属线圈具有较高的柔韧性，可以在一定程度上进行弯折而不损坏；天线顶负载为圆形金属平面，下方有一焊接口，金属平面镶嵌在螺旋天线的顶端，通过螺旋天线连接射频端口外导体，焊接口朝向螺旋天线内部；射频端口的内导体通过金属柱与天线顶负载焊接口相连接，在金属柱靠近射频端口导体的一端接有旋转式金属条，可沿金属导体柱旋转，金属条另一端与高频螺旋天线在内部相连接，在射频端口外导体与内导体之间的绝缘层，嵌入旋转金属杆，与金属条相连接，可以通过旋转来调节金属条在金属导体柱上的位置，构成旋转可调式巴伦，通过调节巴伦金属条与螺旋天线接触位置来动态调节螺旋天线高频段通信频带。感性滤波装置由滤波电感和电感支架组成，其中滤波电感是由漆包线绕制而成的绕组，滤波电感一端与高频螺旋天线顶负载焊接在一起，按一定匝数绕在电感支架上，目的是将电磁波高频部分滤除，让低频部分通过。低频段柔性拉杆天线一端与滤波电感上端相连接并固定在电感支架上，拉杆天线为线状柔性金属天线，可自动伸缩和弯曲，高频螺旋天线和低频拉杆天线的总长度决定EPIRB天线的低频通信频带，因此通过调节柔性拉杆的长度可动态控制螺旋天线的通信频带。