CN220795477U - 一种基于mems测量的智能天线电路结构 - Google Patents
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Abstract
一种基于MEMS测量的智能天线电路结构，涉及卫星导航技术领域，特别是涉及在智能监测、车载导航应用的技术领域，本实用新型设计的电路结构包括天线、低噪信号放大器、电源调理器、射频接口、Lora模块和MEMS微机电系统，解决了现有技术中的“加速度传感器”解决方案，以及存在的当设备倾斜时，或者当系统中电流变化或周围有导磁材料时，测量出的方位角不准确，还需要用加速度传感器(倾角传感器)和陀螺仪进行补偿的技术问题，具有实现卫星信号的放大、经过电源调理后，可通过Lora模块无线传输到接收终端机上、大幅度提高系统的自动化、智能化和可靠性水平，并且可广泛应用于物联网行业，工业自动控制、环境监测、环保监测等。
Description
技术领域
一种基于MEMS测量的智能天线电路结构，用于各种智能检测和车载导航，涉及卫星导航技术领域，特别是涉及在智能监测、车载导航应用的技术领域。
背景技术
现有技术中，为了实施各种参数的智能检测，包括通过卫星实现交通运输领域的导航，图像自动翻转，电子指南针倾斜校正，GPS导航系统死角的补偿，汽车安全，以及运动方面的计步器，设备或终端姿态检测等技术领域，基本上还是使用传统的“加速度传感器”，“加速度传感器”是一种能够测量加速度的传感器，通常由质量块、阻尼器、弹性元件、敏感元件和适调电路等部分组成，传感器在加速过程中，通过对质量块所受惯性力的测量，利用牛顿第二定律获得加速度值；根据传感器敏感元件的不同，常见的加速度传感器主要有：
电容式加速度传感器是基于电容原理的极距变化型的电容传感器，电容式加速度传感器是比较通用的加速度传感器，主要用于安全气囊，手机移动设备等；
压电式加速度传感器又称压电加速度计，它也属于惯性式传感器，压电式加速度传感器的原理是利用压电陶瓷或石英晶体的压电效应，在加速度计受振时，质量块加在压电元件上的力也随之变化，当被测振动频率远低于加速度计的固有频率时，则力的变化与被测加速度成正比；
压阻式加速度传感器具有体积小、低功耗等特点，易于集成在各种模拟和数字电路中，广泛应用于汽车碰撞实验、测试仪器、设备振动监测等领域；
伺服式加速度传感器是一种闭环测试系统，具有动态性能好、动态范围大和线性度好等特点，由于伺服式加速度传感器有反馈作用，增强抗干扰的能力，能提高测量精度，扩大测量范围，因此广泛地应用于惯性导航和惯性制导系统中，在高精度的振动测量和标定中也有应用。
现有技术的缺点是：加速度传感器和陀螺仪通常称为惯性传感器，常用于各种设备或终端中实现姿态检测，运动检测等，也就很适合玩体感游戏的人群，加速度传感器利用重力加速度，可以用于检测设备的倾斜角度，但是它会受到运动加速度的影响，使倾角测量不够准确，所以通常需利用陀螺仪和磁传感器补偿；同时磁传感器测量方位角时，也是利用地磁场，当系统中电流变化或周围有导磁材料时，以及当设备倾斜时，测量出的方位角也不准确，这时需要用加速度传感器(倾角传感器)和陀螺仪进行补偿。
发明申请号为US20210349122A1公开了一种用于检测腕部装置佩戴位置的系统和方法，具体为一种装置对从加速度计获得或导出的信号进行采样，对采样进行滤波，对滤波后的采样进行累加，并基于滤波后的累加采样与阈值集的比较来确定该装置与哪个肢体相关联。该申请也是采用了加速度传感器进行加速度和为佩戴手腕设备的个体进行数据检测和跟综。
发明内容
本实用新型的目的是设计一种基于MEMS微机电系统测量的智能天线电路结构，所述电路结构包括天线、低噪信号放大器、电源调理器、射频接口、Lora模块和MEMS微机电系统；
在所述天线与电源调理器之间连接低噪信号放大器LNA，所述电源调理器一路通过连接电路连接到射频接口，电源调理器的另一路分为两路，一路连接低噪信号放大器LNA，进行信号放大，另一路连接MEMS微机电系统和Lora模块，为MEMS微机电系统和Lora模块供电；
所述MEMS微机电系统和Lora模块得到供电以后，由MEMS微机电系统采集数据，然后经过线路发送给Lora模块，再通过Lora模块无线传输到接收中端；
所述电源调理器与射频接口之间为互通电路，由连接电路连接，进入射频接口的一路，在信号通过馈电以后，通过连接电路再与电源调理器连接。
本实用新型的有益技术效果：
1、采用LNA低噪声放大器设置在天线与电源调理之间可以获得噪声系数很低的信号放大，因此可以实现实现卫星信号的放大；
2、采用的MEMS微机电系统测量的智能天线电路结构，在经过上述MEMS微机电系统电路结构以后，可实现采集天线状态数据，经过电源调理后，可通过Lora模块无线传输到接收终端机上；
由于MEMS微机电系统是由微传感器、微执行器、信号处理和控制电路、通讯接口和电源等部件组成的一体化的微型器件系统，其目标是把信息的获取、处理和执行集成在一起，组成具有多功能的微型系统，集成于大尺寸系统中，因此具有大幅度提高系统的自动化、智能化和可靠性水平；
3、采用的Lora模块经过供电以后可以将信号无线传输到接收中端机上，具有快捷可方便的效果，同时，由于lora通信技术最大特点是灵敏度高、传输距离远、工作功耗低、组网节点多等特点，是一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案，主要应用于物联网行业，工业自动控制、环境监测、环保监测等。
附图说明
图1为本实用新型的信号传递流向图
图例说明：
1-天线、2-低噪声放大器LNA、3-电源调理器、4-射频接口、5-Lora模块、6-MEMS微机电系统。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将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、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
因此，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1，本实用新型的结构及连接
本实用新型的目的是设计一种基于MEMS微机电系统测量的智能天线电路结构，本实用新型的电路结构包括天线1、低噪信号放大器2、电源调理器3、射频接口4、Lora模块5和MEMS微机电系统6；
在所述天线1与电源调理器3之间连接低噪信号放大器LNA2，
电源调理器3一路通过连接电路连接到射频接口4，电源调理器3的另一路分为两路，一路连接低噪信号放大器2，为信号放大提供电源，另一路分为两路，分别连接MEMS微机电系统6和Lora模块5，为MEMS微机电系统6和Lora模块5供电。
所述MEMS微机电系统6和Lora模块5得到供电以后，由MEMS微机电系统6采集数据，然后经过线路发送给Lora模块5，再通过Lora模块5无线传输到接收中端。
所述电源调理器3与射频接口4之间为互通电路，由连接电路连接，进入射频接口4的一路，在信号通过馈电以后，通过连接电路再与电源调理器3连接。
实施例2，本实用新型的电路结构信号流向及效果
S1：当天线1接收到卫星信号以后，通过低噪信号放大器2送入电源调理器(3进行调理；
由于LNA低噪声放大器2是噪声系数很低的放大器，在这里作为天线接收信号高频或中频前置放大器，可以实现高灵敏度电子探测设备提供电路放大，并且，本电路后面的处理都是基于该低噪声放大器LNA2放大后的信号进行的，所以本处设置的低噪声放大器LNA2是至关重要的；
S2：信号经过电源调理后，通过连接电路送入射频接口4；
电源的功能是提供给用电器所需的稳定电压，所以，在这里，经过调理的电源可以起到对输入后端射频的信号起到隔离、保护、电压变换、稳压以及降噪等作用，可以使信号在电路运行有一个平稳的过程；
S3：进入射频接口4的信号通过馈电以后，再回到电源调理器3中，在这里，电源将一分为二，一路在信号通过馈电以后，通过连接电路再通过电源调理器3连接低噪声放大器LNA2，进行信号放大，另一路从射频返回的信号再次经过电源调理器3的调理以后，分两路分别进入MEMS微机电系统6和Lora模块5，为MEMS微机电系统6和Lora模块5供电，由于MEMS微机电系统6不仅能够采集、处理与发送信息或指令，还能够按照所获取的信息自主地或根据外部的指令采取行动，进入Lora模块的一路是基于LPWAN的远距离无线通信模块，能够支持LORAWAN标准协议，串口数据透传双向通讯，主要应用在智能抄表、智慧路灯、智慧农业、智能停车、智能安防等领域，所以，当两个部分获得供电以后就可以投入工作，为下一步这两个模块采集数据和将采集得数据发送出去提供了技术支持；
S4：经过第3步，信号在MEMS微机电系统6和Lora模块5得到供电以后，MEMS微机电系统6和Lora模块5开始工作，由MEMS微机电系统6采集数据，然后经过线路发送给Lora模块5，再通过Lora模块5无线传输到接收中端。
由于MEMS微机电系统是由微传感器、微执行器、信号处理和控制电路、通讯接口和电源等部件组成的一体化的微型器件系统，其目标是把信息的获取、处理和执行集成在一起，组成具有多功能的微型系统，集成于大尺寸系统中，因此具有大幅度提高系统的自动化、智能化和可靠性水平；
采用的Lora模块经过供电以后可以将信号无线传输到接收中端机上，具有快捷可方便的效果，同时，由于lora通信技术最大特点是灵敏度高、传输距离远、工作功耗低、组网节点多等特点，是一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案，主要应用于物联网行业，工业自动控制、环境监测、环保监测等。
Claims (3)
1.一种基于MEMS测量的智能天线电路结构，包括电路结构，其特征在于：所述电路结构包括：天线（1）、低噪信号放大器（2）、电源调理器（3）、射频接口（4）、Lora模块（5）和MEMS微机电系统（6）；
在所述天线（1）与电源调理器（3）之间连接低噪信号放大器（2），电源调理器（3）一路通过连接电路连接到射频接口（4），电源调理器（3）的另一路分为两路，一路连接低噪信号放大器（2），进行信号放大，另一路连接MEMS微机电系统（6）和Lora模块（5），为MEMS微机电系统（6）和Lora模块（5）供电。
2.根据权利要求1所述的一种基于MEMS测量的智能天线电路结构，其特征在于：所述MEMS微机电系统（6）和Lora模块（5）得到供电以后，由MEMS微机电系统（6）采集数据，然后经过线路发送给Lora模块（5），再通过Lora模块（5）无线传输到接收中端。
3.根据权利要求1所述的一种基于MEMS测量的智能天线电路结构，其特征在于：所述电源调理器（3）与射频接口（4）之间为互通电路，由连接电路连接，进入射频接口（4）的一路，在信号通过馈电以后，通过连接电路再与电源调理器（3）连接。
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