[實用新型]內(nèi)置ZigBee螺旋天線的智能燈具

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420379878.6
• 申請日: 2014-07-10
• 公開（公告）號: CN203983447U
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 沈文輝;吳健
• 申請（專利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類號: H01Q1/22
• 分類號: H01Q1/22
• 代理公司: 上海上大專利事務(wù)所(普通合伙) 31205
• 代理人: 陸聰明

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種內(nèi)置ZigBee螺旋天線的智能燈具。

背景技術(shù)

由于社會生活中信息化的發(fā)展，人們對日常生活的智能化、信息化和便捷化的要求日益增高。最近幾年，伴隨著通信技術(shù)及計算機技術(shù)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)日益完善。智能家居是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的一個全新領(lǐng)域，它將網(wǎng)絡(luò)通信、計算機、自動控制等技術(shù)融合在一起，對改善人們?nèi)粘Ｉ钪悄芑健M足大眾對得到舒適便捷、安全輕松居住環(huán)境的渴望有著非常重要的意義。

智能家居系統(tǒng)是利用計算機、嵌入式系統(tǒng)和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將各種家用設(shè)施通過網(wǎng)絡(luò)連接到一起，從而為人們提供更為便利舒適的生活。傳統(tǒng)的智能家居系統(tǒng)一般是通過有線線路布線和進(jìn)行各種控制和通信的，人們難以脫離各種線纜的羈絆，而且系統(tǒng)的可擴展性能也很差。而無線網(wǎng)絡(luò)可以提供更大的靈活性、流動性，省去花在綜合布線上的費用和精力，而且更符合家庭網(wǎng)絡(luò)的通信特點。

實用新型內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本實用新型的目的是提供一種內(nèi)置ZigBee螺旋天線的智能燈具。該天線工作頻率為2.35GHz-2.45GHz，工作于國際上通用的免許可證頻段。即使燈具位于防火金屬隔離罩內(nèi)也可以正常工作，因此可以廣泛應(yīng)用于酒店娛樂、智能家居、宣傳裝飾、商用廣告等智能燈光調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

為達(dá)到上述目的，本實用新型的構(gòu)思是：

市場上常用的2.4GHz天線在金屬燈罩中將不能工作。分析在金屬燈罩中的一款2.4GHz的微帶貼片天線的性能可以發(fā)現(xiàn)：天線遮擋燈光，發(fā)射效率低甚至被完全屏蔽。因此，需要考慮將金屬燈罩作為天線的一部分，并且要做到盡量避免遮擋燈光，影響美觀，不改變原有燈具結(jié)構(gòu)等要求。

根據(jù)上述構(gòu)思，本實用新型采用的技術(shù)方案如下：

一種內(nèi)置ZigBee螺旋天線的智能燈具，包括金屬燈罩，防塵板和阿基米德螺旋天線，所述金屬燈罩是一個下端開口空心金屬腔體；所述防塵板放置在燈罩內(nèi)部；所述阿基米德螺旋天線放在所述防塵板的上表面；所述阿基米德螺旋天線的饋源位于天線的正中間。所述阿基米德螺旋天線在外徑相同時的圈數(shù)可為多圈。

在燈罩中阿基米德螺旋天線位置從下往上移動時，天線的中心頻率右移，且天線的匹配變得很差，因此在實際加工時，天線的位置對天線性能的影響至關(guān)重要。阿基米德螺旋天線寬度越小，天線中心頻率越高，而匹配會變得很差，在設(shè)計過程中不能因為遮光問題而將天線設(shè)計的過細(xì)，這樣天線的帶寬會急劇下降。所以需要結(jié)合其它因素綜合考慮天線的寬度。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實用新型具有如下的優(yōu)點：

燈具天線工作于2.4GHz，阻抗帶寬為4.2%，帶寬內(nèi)的增益為9.39dB-9.67dB，方向性比較好。該天線組裝在燈具之中，并且工作于國際上通用的免許可證頻段，可作為ZigBee模塊的終端設(shè)備。天線內(nèi)置于燈具的金屬燈罩內(nèi)，不影響燈具的外觀和結(jié)構(gòu)。即使燈具外面加裝防火金屬隔離罩也可以正常工作，因此具有廣泛的應(yīng)用場合。?

附圖說明

圖1為內(nèi)置ZigBee螺旋天線的智能燈具俯視圖。

圖2為內(nèi)置ZigBee螺旋天線的智能燈具側(cè)視圖。

圖3為天線仿真S參數(shù)。

圖4為天線增益圖。

圖5為天線輻射方向圖(2.4GHz)。

具體實施方式

本實用新型的優(yōu)選實施例結(jié)合附圖詳述如下：

實施例1

參見圖1~圖2，一種內(nèi)置ZigBee螺旋天線的智能燈具，包括金屬燈罩1，防塵板2和阿基米德螺旋天線4，其特征在于：所述金屬燈罩1是一個下端開口空心金屬腔體；所述防塵板2放置在燈罩1內(nèi)部，并處于中間位置；所述阿基米德螺旋天線4放在所述防塵板2的上表面；所述阿基米德螺旋天線4的饋源3位于天線的正中間。如圖3所示，S₁₁≤-10dB阻抗帶寬達(dá)到4.2%。如圖4所示，在工作頻率2.35GHz-2.45GHz范圍內(nèi)，天線的最大增益為9.67dB，最小增益為9.39dB，可見帶寬內(nèi)天線的增益很大且比較穩(wěn)定。如圖5所示，天線方向圖很好，幾乎沒有旁瓣，半功率波束寬度為62°，具有很好的輻射特性。

實施例2

本實施例與實施例1基本相同，特別之處如下：

天線外徑相同時，螺旋臂總長度越大，帶寬越寬，但阿基米德螺旋天線4圈數(shù)太多會導(dǎo)致透光率下降，因此要適中考慮。從仿真結(jié)果可以看出，阿基米德螺旋天線4圈數(shù)可為多圈，而天線性能同樣能達(dá)到要求。?