[發明專利]智能電表

有效

• 申請號: 201110297308.3
• 申請日: 2011-09-30
• 公開（公告）號: CN103036003A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 劉若鵬;徐冠雄
• 申請（專利權）人: 深圳光啟高等理工研究院;深圳光啟創新技術有限公司
• 主分類號: H01Q1/22
• 分類號: H01Q1/22;H01Q1/36;H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q5/01;G01R22/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及電表技術，具體涉及一種智能電表。

背景技術

在綠色節能意識的推動下，以智能電表為核心的智能電網成為世界各國競相發展的一個重點領域。發展智能電網也能讓公用事業機構及用戶受益。如智能電網可幫助電力機構降低運營支出、減少竊電、優化運營及即時響應用戶需求等。用戶也有機會享受到更靈活的定價，因網絡計量節省成本及幫助實現家庭自動化等。因此，智能電網的發展前景頗受看好。而智能電表預計全球出貨將從2008年的僅數百萬部增長至2014年的約5,000萬部，年復合增長率(CAGR)高達48％。

而從技術趨勢來看，未來將超向雙向實時通信、開放式平臺/模塊化服務。系統集成也將是重要的未來趨勢，預計可更新、插電式混合動力汽車(PHEV)以及家庭自動化等將集成到智能電網系統之中。智能電表也將超向采用先進計量體系(AMI)，并成為未來家庭區域網絡(HAN)的組成部分。

在智能電表與智能電網數據交換時，不僅要求電子電路快速處理能力，而且對無線傳輸器件-天線的要求是高速、超寬帶、大容量的傳輸這些信息。天線作為最終射頻信號的輻射單元和接收器件，其工作特性將直接影響整個系統的工作性能。然而天線的尺寸、帶寬、增益等重要指標卻受到了基本物理原理的限制(固定尺寸下的增益極限、帶寬極限等)。這些指標極限的基本原理使得天線的小型化技術難度遠遠超過了其它器件，而由于射頻器件的電磁場分析的復雜性，逼近這些極限值都成為了巨大的技術挑戰。

發明內容

為了解決現有智能電表中存在的問題，本發明提供了一種使用超材料天線的智能電表，通過高性能的超材料內置天線技術，在滿足智能電表性能要求的前提下實現天線的小型化、內置化，為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

一智能電表，包括通信端，還包括一超材料天線，所述超材料天線與所述通信端相連，所述超材料天線包括一介質基板和設置于所述介質基板一表面的一饋電點、與所述饋電點相連接的饋線及一金屬結構；所述饋線與所述金屬結構相互耦合。

進一步地，所述金屬結構是金屬片經鏤刻出槽拓撲結構而成。

進一步地，所述超材料天線還包括接地單元，所述接地單元對稱地分布所述饋電點兩側；所述接地單元上設置有若干個金屬化的通孔。

進一步地，所述超材料天線還包括一參考地，所述參考地包括位于所述介質基板相對兩表面上的第一參考地單元及第二參考地單元，所述第一參考地單元使所述饋線的一端形成微帶線。

進一步地，所述第一參考地單元及第二參考地單元相互電連接。

進一步地，所述介質基板設置有若干金屬化通孔，所述第一參考地單元與所述第二參考地單元通過所述金屬化通孔實現電連接。

進一步地，所述第一參考地單元設置有相互電連接的第一金屬面單元及第二金屬面單元，所述第一金屬面單元與所述饋線的一端位置相對，使所述饋線的一端形成所述微帶線；所述第二參考地單元設置有第三金屬面單元，所述第三金屬面單元與所述第二金屬面單元位置相對。

進一步地，所述介質基板位于所述第二金屬面單元及所述第三金屬面單元處開設有若干金屬化通孔，所述第二金屬面單元與所述第三金屬面單元通過所述金屬化通孔電連接。

進一步地，所述第二參考地單元還包括第四金屬面單元，所述第四金屬面單元位于所述饋線一端的一側，并位于所述饋線的延伸方向上，所述第一金屬面單元與所述第四金屬面單元通過所述金屬化通孔電連接。

進一步地，所述超材料天線的諧振頻段至少包括2.4GHz-2.49GHz和5.72GHz-5.85GHz。

本發明的智能電表采用超材料天線技術，能夠實現天線的小型化及內置，基于超材料天線技術設計出使一個波段、兩個或者更多不同波段的電磁波諧振的超材料天線，決定該天線體積的金屬結構尺寸的物理尺寸不受半波長的物理長度限制，可以根據智能電表本身尺寸設計出相應的天線，能夠滿足智能電表小型化、天線內置的需求。應用超材料天線的智能電表可以滿足智能電網與智能電表間雙向實時數據交換的要求，避免數據交換時的堵塞、丟失等現象。

附圖說明

圖1為本發明智能電表實施例1的模塊圖；

圖2為實施例1應用場景的模塊圖；

圖3是本發明智能電表中的天線第一實施方式的主視圖；

圖4為圖3所示天線后視圖；

圖5是本發明的天線第一實施方式S參數仿真圖；

圖6是本發明智能電表中的天線第二實施方式的主視圖；