CN106410368B - 一种多功能天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能天线，多功能天线，包括射频接头、电容器、第一带通滤波器、第二带通滤波器、电源滤波器、天线和多功能模块，射频接头外接采集器，射频接头连接电容器和电源滤波器，电容器分别连接第一带通滤波器和第二带通滤波器，经过第一带通滤波器的频段为F0，经过第二带通滤波器的频段为F1，第一带通滤波器连接天线，天线无线连接SAW测温传感器，电源滤波器和第二带通滤波器分别连接多功能模块，射频接头、电容器、第一带通滤波器、第二带通滤波器、天线、电源滤波器和多功能模块之间连接线均采用射频线。此多功能天线具有多种环境参量测量功能，不产生多余线缆，硬件成本低，实现了射频线同时供电和数据通信。

Description

一种多功能天线

技术领域

本发明涉及天线设备技术领域，更具体地说，涉及一种多功能天线。

背景技术

传感器是一种感应装置，能感受到被测物理量的信息，并能通过辅助设备将感受到的信息通过某种形式的信号输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

声表面波(SAW)传感技术以其沿基片表面传播对外围环境扰动极为灵敏的特点而在各种物理、化学参量的检测中获得了广泛应用，形成了种类繁多的SAW传感器。特别是SAW器件的低成本、小体积、高灵敏度、良好的稳定性与可靠性以及便于与IC集成的特点使其具有广泛的应用前景。目前基于SAW技术的各种传感器的研究应用，经过数十年的发展，形成SAW技术的另外一个新兴市场，开始广泛应用于自动化控制(力矩与轮胎压力控制系统等)、医疗应用(生物传感器)，工业商业以及军事应用(气体、湿度、温度检测等)。SAW传感器相对于其他类型的传感器而言具有其独特优点即低成本、高灵敏度、良好的稳定性与可靠性，而且借助于无线读取系统可以实现无线无源检测。

现有技术中的无线无源测温传感器与待测物体接触后，实时监测待测物体表面的温度信息，通过无线电磁波或同轴电缆形式与数据采集天线进行无线通讯，最终将温度信息传送给采集器。为了使采集器数据采集天线在使用过程中对其所在环境中参数进行测量，需要在天线内设置多种传感器，而上述采集器天线内传感器是通过通信导线与采集器连接的，因此在采集器天线内增加传感器的同时增加通信导线，使采集器天线与采集器之间的连接变得复杂，硬件成本也相应提高，且现有技术中没有使用单一射频电缆实现天线功能的同时实现对天线内传感器供电且与天线内传感器进行通信的设备。

因此，由于现有技术中存在上述的技术缺陷，是本领域内技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的为提供一种多功能天线，尤其是提供了一种将单一功能天线变成多功能复合天线，同时不产生多余连接线，降低了硬件制造成本。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种多功能天线，包括射频接头、电容器、第一带通滤波器、第二带通滤波器、电源滤波器、天线和多功能模块，所述射频接头外接采集器，所述射频接头连接电容器和电源滤波器，所述电容器分别连接第一带通滤波器和第二带通滤波器，经过所述第一带通滤波器的频段为F0，经过所述第二带通滤波器的频段为F1，所述第一带通滤波器连接天线，所述天线无线连接SAW测温传感器，所述电源滤波器和第二带通滤波器分别连接多功能模块，所述射频接头、电容器、第一带通滤波器、第二带通滤波器、天线、电源滤波器和多功能模块之间连接线均采用射频线。

优选的，所述多功能模块包括射频收发模块、环境参量传感器模块、射频调制解调器和微处理器，所述微处理器连接环境参量传感器模块，所述微处理器连接射频调制解调器，所述射频调制解调器连接射频收发模块，所述射频收发模块连接所述第二带通滤波器。

优选的，所述电源滤波器为低通滤波器。

本发明的有益之处在于：本发明通过在天线设备中增设电容器将第一带通滤波器与第二带通滤波器和电源隔开，并通过低通滤波器为多功能模块供电，从而实现供电和数据通信同时进行；不仅减少了通信线的布置数量，使线路变得整洁，且降低了硬件设备投入成本，实现了射频线同时供电和数据通信；其制造外形结构不发生变化，增加了环境测量功能，尤其是在电力开关柜不同腔室中环境参量的测定中得到广泛应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的原理示意图；

图2为本发明的多功能模块内部模块的连接结构框图；

图3为发明的一种实施例的使用安装示意图；

图中：1射频接头；2电容器；3第一带通滤波器；4第二带通滤波器；5电源滤波器；6天线；7多功能模块；71射频收发模块；72环境参量传感器模块；73射频调制解调器；74微处理器。

具体实施方式

本发明提供了一种多功能天线，不仅减少了通信线的布置数量，使线路变得整洁，且降低了硬件设备投入成本，实现了射频线同时供电和数据通信。

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚和详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和2，一种多功能天线，包括射频接头1、电容器2、第一带通滤波器3、第二带通滤波器4、电源滤波器5、天线6和多功能模块7，所述射频接头1外接采集器，所述射频接头1连接电容器2和电源滤波器5，所述电容器2分别连接第一带通滤波器3和第二带通滤波器4，此实施例中的电容器采用隔直电容，经过所述第一带通滤波器3的频段为F0，经过所述第二带通滤波器4的频段为F1，在此实施例中第一带通滤波器采用型号为：TA0691，第二带通滤波器的型号为：TA0693，所述第一带通滤波器3连接天线6，所述天线6无线连接SAW测温传感器，所述电源滤波器5和第二带通滤波器4分别连接多功能模块7，所述射频接头1、电容器2、第一带通滤波器3、第二带通滤波器4、天线6、电源滤波器5和多功能模块7之间连接线均采用射频线。经过第一带通滤波器3的频段F0与经过第二带通滤波器4的频段F1不同，从而可以使天线6接收的SAW测温传感器的测温信号与多功能模块7内的信号进行分时的传输到采集器中，实现了多个信号的在同一线路的传输，节约了通信线的布置，也提高了信号传输的及时性，且射频线不仅能够进行信号传输，而且还能够进行供电，同时完成供电、参量采集和信号传输功能。更进一步的，在通信线缆的选择上使用了射频电缆，用于传输模拟信号，因其带有屏蔽层，从而能够在模拟信号传输中降低外界干扰；而传输数字信号的数据电缆在应用中具有信号不稳定、成本较高、安装复杂等问题不被采用。

更进一步的，所述多功能模块7包括射频收发模块71、环境参量传感器模块72、射频调制解调器73和微处理器74，所述微处理器74连接环境参量传感器模块72，所述微处理器74连接射频调制解调器73，所述射频调制解调器73连接射频收发模块71，所述射频收发模块71连接所述第二带通滤波器4。环境参量传感器模块72可以测定使用环境中的相关参量数据，环境参量传感器模块72可以包括温度模块、湿度模块等，也可以增加其他需要测量参数的模块，使功能更加多样。环境参量传感器模块72测定到环境中的参量后将数据传输给微控制器74，微控制器74将数字信号传输给射频调制解调器73，射频调制解调器73将数字信号转换为射频信号，并将射频信号传输给射频收发模块71，通过射频收发模块71与第二带通滤波器4的连接，从而将多功能模块7所测量的参数以一定频率的信号传输给采集器。在本实施例中微处理器采用信号为：DS18B20。

更进一步的，所述电源滤波器5为LC低通滤波器，为多功能模块7供电。

其中一种具体实施例如下：

如图3，将此套设备安装在高压开关柜中，能够用于测量开关柜中的相关参数。具体的，高压开关柜包括仪表室、断路器室和出线室，三个室为相互独立的封闭结构，仪表室为低压供电室，断路器室和出线室均为高压电器室。在具体使用时，将采集器安装在仪表室内，可通过仪表室内连接电源线为采集器进行供电，而将此多功能天线设置在断路器室和出线室内，具体安装方式和安装位置可进行适应性调节，SAW测温传感器分别设置在断路器室和出线室内需测温的部位，如高压电缆接头等位置，如需测定多个部位的温度情况，可设置多个；多功能天线通过射频线与采集器进行连接，同时实现了供电和通信功能，而SAW测温传感器与多功能天线通过天线部件实现无线连接，可将待测部件上的温度信息传输给多功能天线，并通过射频线传输给采集器，而设置在多功能天线内的多功能模块能够测定使用环境中的单向或多项环境参数，也是通过射频线将环境参数信息传输给采集器。

本发明的有益之处在于：本发明通过在天线设备中增设电容器将第一带通滤波器与第二带通滤波器和电源隔开，并通过低通滤波器为多功能模块供电，从而实现供电和数据通信同时进行；不仅减少了通信线的布置数量，使线路变得整洁，且降低了硬件设备投入成本，实现了射频线同时供电和数据通信；其制造外形结构不发生变化，增加了环境测量功能，尤其是在电力开关柜不同腔室中环境参量的测定中得到广泛应用。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (2)

1.一种多功能天线，其特征在于：包括射频接头、电容器、第一带通滤波器、第二带通滤波器、电源滤波器、天线和多功能模块，所述射频接头外接采集器，所述射频接头连接电容器和电源滤波器，所述电容器分别连接第一带通滤波器和第二带通滤波器，经过所述第一带通滤波器的频段为F0，经过所述第二带通滤波器的频段为F1，所述第一带通滤波器连接天线，所述天线无线连接SAW测温传感器，所述电源滤波器和第二带通滤波器分别连接多功能模块，所述射频接头、电容器、第一带通滤波器、第二带通滤波器、天线、电源滤波器和多功能模块之间连接线均采用射频线；所述经过第一带通滤波器的频段与所述经过第二带通滤波器的频段不同，从而使所述天线接收的所述SAW测温传感器的测温信号与所述多功能模块内的信号进行分时的传输到所述采集器中；

所述多功能模块包括射频收发模块、环境参量传感器模块、射频调制解调器和微处理器，所述微处理器连接环境参量传感器模块，所述微处理器连接射频调制解调器，所述射频调制解调器连接射频收发模块，所述射频收发模块连接所述第二带通滤波器；所述环境参量传感器模块被配置为测定使用环境中的相关参量数据，然后将数据传输给所述微处理器，所述微处理器被配置为将数字信号传输给所述射频调制解调器，所述射频调制解调器被配置为将数字信号转换为射频信号，并将所述射频信号传输给所述射频收发模块，通过所述射频收发模块与所述第二带通滤波器的连接，从而将所述多功能模块所测量的参数以一定频率的信号传输给所述采集器。

2.如权利要求1所述的多功能天线，其特征在于：所述电源滤波器为低通滤波器。