[发明专利]一种双向无线数据定向传输天线系统

说明书

技术领域

本发明属于多维旋转装置数据采集及传输技术领域，具体涉及一种用于机床设备多维旋转装置数据采集及传输的双向无线数据定向传输天线系统。

背景技术

如图1所示，机床设备的多维旋转装置中的旋转部件B1相对于固定部件A进行高速旋转，旋转部件B2相对旋转部件B1也是处于高速运转的状态；以此类推：旋转部件Bn+1(n＝0，1，2，…，)相对旋转部件Bn也是处于高速运转的状态。如果将固定部件A上的操作命令的电信号传输到旋转部件Bx(x＝1，2，…n+1)上的执行机构和/或将旋转部件Bx(x＝1，2，…n+1)上的任何传感器电信号信息反馈给固定部件A时，目前有以下两种做法：

(1)在每一个部件同其相邻部件之间安装一个机械装置，这种装置是通过分别带有弹簧触点和金属滑道的两个转盘组成，并通过机械接触来连接途经部件的数据总线的电信号。该方法由于采用机械弹簧触点和转盘上的滑道进行电接触来实现有线数据信号传输，其缺点有二：其一机械接触限制了部件之间的相对运转速度；其二机械接触容易产生接触不良导致传输的数据信号失联。

(2)在固定部件和需要传送数据的旋转部件上面分别设置发散型辐射天线进行数据的传输。该方法由于采用发散型辐射天线进行无线电信号传输，容易产生无线信号的反射及其干扰，同时在高速状态下还会产生数码频率红移使数据信号无法准确解码。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双向无线数据定向传输天线系统，该系统能够消除无线信号传输过程之中的反射和干扰，降低无线数据传输过程之中的数码频率红移，能够机床设备高速旋转过程中完成旋转装置之间的定向数据传输。

实现本发明目的的技术方案：一种双向无线数据定向传输天线系统，该系统包括设置在固定部件上的固定定向传输天线和固定无线接收发送装置、设置在多个中间转动部件上的定向传输天线组、设置终端转动部件B_n+1上的第n+1转动定向传输天线和转动无线接收发送装置，每个转动部件各自设置一个定向传输天线组。

所述的固定定向传输天线、第x转动定向传输天线a、第x转动定向传输天线b、第n+1转动定向传输天线均为PCB定向传输天线，PCB定向传输天线包括天线反射壳体和设置在天线反射壳体内的PCB环形天线。

所述的天线反射壳体为设有环形U槽的环形金属壳体，PCB环形天线嵌在环形U槽内，PCB环形天线的两端分别连接第一天线金属引线、第二天线金属引线；环形U槽的敞口面为天线发射面，环形U槽的另一面为天线反射面。

所述的PCB环形天线由PCB环形线路、匹配电阻和谐振电容组成，谐振电容的两端分别连接PCB环形线路的一端、第一天线金属引线；匹配电阻两端分别连接谐振电容与PCB环形线路连接的一端、第二天线金属引线；匹配电阻与PCB环形线路的另一端连接后与天线反射壳体连接。

所述的中间转动部件为第x转动部件，其中，x＝1，2，…n，第x转动部件上的定向传输天线组由第x转动定向传输天线a、第x转动定向传输天线b组成，第x转动定向传输天线a与第x转动定向传输天线b的反射面相对。

所述的第x转动部件上的第x转动定向传输天线a的第一天线金属引线与第x转动定向传输天线b的第一天线金属引线连接，第x转动定向传输天线a的第二天线金属引线与第x转动定向传输天线b的第二天线金属引线连接。

所述的固定定向传输天线的第一天线金属引线与固定无线接收发送装置的第一信号处理端连接，固定定向传输天线的第二天线金属引线与固定无线接收发送装置的第二信号处理端连接。

所述的第n+1转动定向传输天线的第一天线金属引线与转动无线接收发送装置的第一信号处理端连接，第n+1转动定向传输天线的第二天线金属引线与转动无线接收发送装置的第二信号处理端连接。

所述的PCB环形天线背面涂敷铜。

本发明的有益技术效果在于：(1)设置多个转动和固定双向定向传输天线组有利于复杂设备之中终端同独立高速旋转部件之间的定向数据通讯；(2)使用的双向定向传输天线组消除了无线信号传输过程之中的反射和干扰；(3)使用的双向定向传输天线组降低了无线数据传输过程之中的数码频率红移；(4)本发明使用的天线内芯采用PCB环形线路设计，内置阻容匹配电路，可以精确匹配设定参数上的无线能量传输的传递函数，适于批量生产；(5)PCB环形天线采用背面敷铜技术，增加了天线的指向性；(6)天线外壳采用环形金属U槽结构，可以在高速旋转过程中完成天线组之间的定向数据传输。

附图说明