基于无线传感器网络的火灾分级预警网络系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种无线通信天线，特别是涉及一种全向天线的放大结构。
【背景技术】
[0002]在现有技术中，存在一种基于无线传感器网络的火灾分级预警网络系统，申请号为201220503463.6，申请日为2012年9月27日申请的“基于无线传感器网络的火灾分级预警网络系统”，公开了采用分级传输机制的无线信号传递结构。
[0003]申请号为201220510570.1，申请日为2012年9月27日申请的“基于无线传感器网络的火灾分级预警网络系统协调器”，公开了用于数据链路汇聚的协调器，申请号为201220510569.9，申请日为2012年9月27日申请的“基于无线传感器网络的火灾分级预警网络系统路由器”，公开了用于信号采集的路由器。以上硬件为火灾分级预警网络系统的灵活规划设计提供了底层支撑平台。其优势在于可以灵活布设采集信号的路由器，通过ZigBee无线接口完成链路连接。但不可避免的，由于起到中继作用的路由器易受到建筑物屏蔽和干扰，在信号接收能力上受到限制，受采购成本和维护成本限制，而末端路由器又不能随意改变首发天线型号以获得高增益。如何在固定链路两端位置后改善信号收发效果，同时又不增加天线复杂程度是目前需要解决的主要问题。
[0004]目前为了提高信号增益通常使用的收发天线外观塑形为棒状天线，增益通常为3至7dBi，国家对ZigBee网络使用的2.4-2.4835GHz频段无线设备无线电发射设备的主要技术指标为等效全向辐射功率(EIRP)时:天线增益< 1dBi时10mW或< 20dBm ;天线增益彡1dBi时.,( 500mff或< 27dBm。因此利用半波长6cm的特性，完全有可能改变某一辐射方向上的功率密度。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种基于无线传感器网络的火灾分级预警网络系统，解决现有系统中受天线增益限制，路由器点对点传输时信号功率无法针对性调整，导致传输线路不可靠的技术问题。
[0006]本实用新型的基于无线传感器网络的火灾分级预警网络系统，包括固定在路由器或协调器上的棒状收发天线，还包括由天线固定部件和方向塑形部件组成的天线辐射方向塑形器，天线固定部件包括一个塑料圆管，沿塑料圆管的轴线，在内壁上自左向右设置平行的环形槽，环形槽中固定弹性环形垫圈；
[0007]方向塑形部件包括一个绝缘材料制成的类球体，类球体通过轴线的截面为椭圆形截面，与轴线垂直的截面为正圆形截面，正圆形截面的最大直径与椭圆形截面的短轴相等，类球体左端与天线固定部件的右端相固定，类球体左端开设有第一通孔，塑料圆管、第一通孔与类球体共轴线，第一通孔孔径与塑料圆管的内径相等；类球体右端开设有与第一通孔平行的第二通孔，第二通孔孔径为类球体的椭圆形截面短轴的8/9，第一通孔位于椭圆形截面左侧焦点的左侧，第二通孔位于椭圆形截面短轴与右侧焦点之间；
[0008]棒状收发天线贯穿所述塑料圆管，并被弹性环形垫圈所固定；在类球体的内壁和外壁上，涂覆一层导电膜。
[0009]在类球体的内壁上，设置与类球体轴线位于同一平面的凸棱，凸棱由第一通孔延伸至第二通孔，凸棱沿类球体内壁周向分布，凸棱之间平滑连接。
[0010]在正圆形截面中，在X轴上部的y轴左侧，凸棱的宽度自右向左逐渐减小，凸棱的高度自右向左逐渐减小；在X轴上部的Y轴右侧的凸棱与在X轴上部的Y轴左侧的凸棱轴对称；在X轴上部的凸棱与在X轴下部的凸棱轴对称。
[0011]本实用新型的基于无线传感器网络的火灾分级预警网络系统，实现了路由器首发天线增益的灵活变化，不需要对路由器本身的放大器、天线种类以及天线数量做出改变，利用天线辐射方向塑形器配合原有收发天线，直接改善特定方向上的辐射功率密度，等效提高了原有天线的特定方向增益性能。
[0012]下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步说明。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型基于无线传感器网络的火灾分级预警网络系统中天线辐射方向塑形器的主视图；
[0014]图2为本实用新型基于无线传感器网络的火灾分级预警网络系统中天线辐射方向塑形器的主视剖视图；
[0015]图3为本实用新型基于无线传感器网络的火灾分级预警网络系统中天线辐射方向塑形器的右视图。
【具体实施方式】
[0016]本实施例中，路由器和协调器的收发天线与天线辐射方向塑形器配合使用，通过在重新确定路由器和协调器安装位置时，调整收发天线与天线辐射方向塑形器的配合角度，改善天线有效覆盖方向的功率密度。
[0017]如图1所示，天线辐射方向塑形器由天线固定部件01和方向塑形部件02组成。
[0018]如图2所示，天线固定部件01包括一个塑料圆管，沿塑料圆管的轴线，在内壁上自左向右设置平行的环形槽，环形槽中固定弹性环形垫圈11;
[0019]方向塑形部件02包括一个绝缘材料制成的类球体02，类球体02通过轴线的截面为椭圆形截面，与轴线垂直的截面为正圆形截面，正圆形截面的最大直径与椭圆形截面的短轴相等，类球体02左端与天线固定部件01的右端相固定，类球体02左端开设有第一通孔，塑料圆管、第一通孔与类球体02共轴线，第一通孔孔径与塑料圆管的内径相等；类球体02右端开设有与第一通孔平行的第二通孔，第二通孔孔径为类球体02的椭圆形截面短轴的8/9，第一通孔位于椭圆形截面左侧焦点的左侧，第二通孔位于椭圆形截面短轴与右侧焦点之间；
[0020]在类球体02的内壁和外壁上，涂覆一层导电膜21。
[0021]如图3所示，在类球体02的内壁上，设置与类球体02轴线位于同一平面的凸棱22，凸棱22由第一通孔延伸至第二通孔，凸棱22沿类球体02内壁周向分布，凸棱22之间平滑连接；
[0022]在正圆形截面中，在X轴上部的y轴左侧，凸棱22的宽度自右向左逐渐减小，凸棱22的高度自右向左逐渐减小；在X轴上部的I轴右侧的凸棱22与在X轴上部的y轴左侧的凸棱22轴对称；在X轴上部的凸棱22与在X轴下部的凸棱22轴对称。
[0023]棒状收发天线穿过天线固定部件01中空的圆孔，并被弹性环形垫圈11所固定，调整棒状收发天线的指向，并同时以棒状收发天线旋转方向塑形部件02，就可以灵活调整全向天线增强功率密度的辐射方向，同时消减旁瓣辐射的干扰。
[0024]以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
【主权项】
1.一种基于无线传感器网络的火灾分级预警网络系统，包括固定在路由器或协调器上的棒状收发天线，其特征在于:还包括由天线固定部件(Ol)和方向塑形部件(02)组成的天线辐射方向塑形器，天线固定部件(01)包括一个塑料圆管，沿塑料圆管的轴线，在内壁上自左向右设置平行的环形槽，环形槽中固定弹性环形垫圈(11); 方向塑形部件(02)包括一个绝缘材料制成的类球体(02)，类球体(02)通过轴线的截面为椭圆形截面，与轴线垂直的截面为正圆形截面，正圆形截面的最大直径与椭圆形截面的短轴相等，类球体(02)左端与天线固定部件(01)的右端相固定，类球体(02)左端开设有第一通孔，塑料圆管、第一通孔与类球体(02)共轴线，第一通孔孔径与塑料圆管的内径相等；类球体(02)右端开设有与第一通孔平行的第二通孔，第二通孔孔径为类球体(02)的椭圆形截面短轴的8/9，第一通孔位于椭圆形截面左侧焦点的左侧，第二通孔位于椭圆形截面短轴与右侧焦点之间； 棒状收发天线贯穿所述塑料圆管，并被弹性环形垫圈(11)所固定；在类球体(02)的内壁和外壁上，涂覆一层导电膜(21)。
2.如权利要求1所述的基于无线传感器网络的火灾分级预警网络系统，其特征在于:在类球体(02)的内壁上，设置与类球体(02)轴线位于同一平面的凸棱(22)，凸棱(22)由第一通孔延伸至第二通孔，凸棱(22)沿类球体(02)内壁周向分布，凸棱(22)之间平滑连接。
3.如权利要求2所述的基于无线传感器网络的火灾分级预警网络系统，其特征在于:在正圆形截面中，在X轴上部的y轴左侧，凸棱(22)的宽度自右向左逐渐减小，凸棱(22)的高度自右向左逐渐减小；在工轴上部的y轴右侧的凸棱(22)与在X轴上部的y轴左侧的凸棱(22)轴对称；在X轴上部的凸棱(22)与在X轴下部的凸棱(22)轴对称。
【专利摘要】基于无线传感器网络的火灾分级预警网络系统，包括由天线固定部件和方向塑形部件组成的天线辐射方向塑形器，方向塑形部件包括一个绝缘材料制成的类球体，类球体通过轴线的截面为椭圆形截面，与轴线垂直的截面为正圆形截面，正圆形截面的最大直径与椭圆形截面的短轴相等，类球体左端与天线固定部件的右端相固定，类球体左端开设有第一通孔，塑料圆管、第一通孔与类球体共轴线，第一通孔孔径与塑料圆管的内径相等；类球体右端开设有与第一通孔平行的第二通孔，第一通孔位于椭圆形截面左侧焦点的左侧，第二通孔位于椭圆形截面短轴与右侧焦点之间；在类球体的内壁和外壁上，涂覆一层导电膜。直接改善特定方向上的辐射功率密度。
【IPC分类】H01Q19-02, H01Q1-52, H01Q15-00
【公开号】CN204361286
【申请号】CN201420829786
【发明人】沈晓波, 廖晓纬, 王留留
【申请人】淮南师范学院
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2014年12月23日