SK155396A3 - Arial unit - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka anténnej jednotky , hlavne na použitie pri bezdrôtovom diaľkovom odčítaní meradiel spotreby

Doterajší stav techniky

Taká anténna jednotka je opísaná v spise EP 0 619 620 A2. V tomto riešení obashuje anténna jednotka jediné zahnuté anténne rameno, ktoré je na svojom jednom konci spojené s výkonovým stupňom vysokofrekvenčného vysielacieho obvodu .

Teraz sa zistilo , že pri takýchto anténnych jednotkách závisí spôsob ich činnosti velmi od ich okolia, napríklad od osôb chodiacich okolo takejto anténnej jednotky alebo od predmetov postavených pred takúto anténnu jednotku , ako sú napríklad v prípade meradiel tepla , umiestnených na telesách vykurovania , stoličky, záclony, závesy a podobne .

Úlohou vynálezu je preto vyššie opísanú anténnu jednotku vylepšiť do tej miery, že že jej činnosť bude menej citlivo reagovať na prekážky nachádzajúce sa v jej susedstve .

Podstata vynálezu

Túto úlohu spĺňa enténna jednotka , hlavne na použitie pri bezdrôtovom dia1kovom odčítaní meradiel spotreby ,podlá vynálezu , podstatou ktorého je , že obashuje dve anténne ramená z neželezného kovu , tvoriace spolu v podstate kruh, že pätové časti anténnych ramien sú spojené s jednou z pripájacích svoriek anténnej jednotky , pričom druhá pripájačia svorka anténnej jednotky je spojená s časťami anténneho ramena vzdialenými od pätových častí anténnych častí , a že volné konce anténnych ramien sú aj napriek zakončovacej kapacite s nízkymi dielektrickými stratami spojené tak , že vernosť rezonančného okruhu , tvoreného anténnymi ramenami sa zakončovacou kapacitou , je vyššia ako 100.

Riešenie podlá vynálezu využíva tú skutočnosť , že väčšina prípadov pri rôzne rozmiestnených prekážkach , nachádzajúcich sa v susedstve meradiel spotreby v domácnostiach , a tiež ostatných prekážok , vyskytujúcich sa v susedstve vysielacích alebo prijímacích antén , predstavuje nevodiče alebo dielektriká. Tieto prekážky majú silnejší vplyv na činnosť tej z týchto antén ,ktorá má v bezprostrednej blízkosti striedavé pole s prevažne elektrickými podielmi . Anténna jednotka podlá vynálezu oproti tomu tvorí vo svojej bezprostrednej blízkosti elektromagnetické striedavé pole s prevažne magnetickým podielom , takže z tohoto dôvodu je činnosť anténnej jednotky podlá vynálezu prekážkami , nachádzajúcimi sa obyčajne v blízkosti meradiel spotreby alebo iných prístrojov obsahujúcich anténnu jednotku , ovplyvňovaná len málo .

Anténna jednotka podlá vynálezu pracuje rovnako dobre v blízkosti velkých kovových plôch , aké sa často vyskytujú pri meradlách spotreby , akými sú skriňa elektromeru pri meradlách plynu alebo prúdu , vykurovacie telesá a vodovodné potrubia v blízkosti meradiel tepla .

Anténna jednotka pódia vználezu môže byť zhotovená výrazne menšia ako jedna štvrtina vlnovej dĺžky frekvenčných pásiem ( 200 až 1000 MHz , v Európe prevažne

433,92 MHz) používaných na prenos dát , pričom aj napriek tomu má anténna jednotka dobrú účinnosť vyžarovania, čo umožňuje to , že spotreba prúdu bezdrôtovo diaikovo odčítaných meradiel spotreby je veimi malá . Táto veimi malá spotreba je výhodná preto , že na prevádzku meradiel spotreby sa používajú batérie so životnosťou niekoiko rokkov , napríklad päť až dvanásť rokov .

Anténna jednotka pódia vynálezu môže byť výhodne použitá v prijímači , napríklad v jednotke centrálnej evidencie , ktorá spolupracuje s bezdrôtovo odčítaťeinými meradlami spotreby . Táto anténna jednotka zaručuje pri tomto použití svojou vysokou vernosťou silné potlačenie cudzích vysielačov be premodulovania zosilenia a dobré potlačenie vyšších harmonických spôsobených nelinearitami vysielača tak , že nie je potrebné zvláštne filtračné opatrenie .

Anténna jednotka pódia vynálezu je vhodná na základe vyššie opísaných vlastností rovnako dobre ako vysielacia/prijímacia anténa pri obojsmernom prenose dát .

Výhodné zhotovenia pódia vediajších patentových nárokoch

Zhotovením vynálezu pódia pripojenie na vysokofrekvenčný vynálezu sú uvedené vo nároku 2 vznikne indukčné vysielací obvod (alebo prijímač). Týmto spôsobom je anténna jednotka s rovnakými napätiami indukčnosti oddelená od od vysielača/ prijímača (zabránenie vzniku problémov s potenciálom a bezpečnosťou), a vhodným dimenzovaním napájačej indukčnosti je možno súčasne uskutočniť impedančné prispôsobenie na pripojený vysielač/prijímač , pretože typické vyžarovacie odpory antén , ktorých sa to týka , sú v rozsahu od 30 do 200 miliohmov a typické impedancie vysielačov a prijímačov majú obyčajne hodnotu 50 ohmov.

Ďalšie výhodné realizovanie vynálezu podlá nároku 3 umožňuje nastavenie fázového uhla medzi prúdom v napájačej indukčnosti a prúdom v anténnych ramenách na požadovaný fázový uhol, práve na fázový uhol 0.

Ďalšie výhodné zhotovenie vynálezu podlá nároku 4 slúži na optimalizáciu prispôsobenia anténnej jednotky a vysielača , respektíve prijímača a na vyrovnanie výrobných tolerancií.

Anténna jednotka opísaná v nároku 5, môže byt velmi lahko vyrobená z elektricky dobre vodivej suroviny odrezávaním jednotlivých kruhov a robením zárezov v týchto kruhoch.

Ďalšie realizovanie vynálezu podlá nároku 6 je výhodné z hladiska čo najlepšieho vedenia siločiar v medzere medzi koncami anténnych eamien a z hladiska malého ohmického odporu anténnej jednotky . Súdržnosť siločiar je výhodná z hladiska malého vplyvu spätných pôsobení prekážok na činnosť anténnej jednotky. Pre dlhšiu životnosť prevádzkovej batérie meradla spotreby je potrebné , aby ohmické straty boli malé: tieto ohmické straty môžu pri anténnych jednotkách podlá vynálezu tvoriť niekolko miliohmov alebo ich zlomkov , takže sú omnoho menšie ako vyžarovací odpor, ktorý je obyčajne v rozsahu od 30 do 200 miliohmov. Pri anténnych jednotkách podlá vynálezu je teda vysoká akosť obvodu v rozsahu od 100 do 1000. Táto akosť obvodu je výhodná aj z hladiska potláčania vediajších a vyšších harmonických , tvorených nelineárnym vysielacím obvodom , anténnou jednotkou podlá vynálezu.

Ďalšie výhodné zhotovenie vynálezu podlá nároku 7 umožňuje velmi jednoduchú výrobu anténnych ramien za použitia známej a lacnej technológie tlačených plošných vodičov . Hrúbka tlačených plošných vodičov , vyrobených bežnými technikami , je z hladiska činnosti antény dostačujúca , pretože pole pri frekvenciách , ktoré tu pripadajú do úvahy a majú rozsah od 200 do 1000 MHz, preniká do plošného vodiča len niekolko /um . Vhodným dimenzovaním šírky plošného vodiča vznikne dostatočne malý odpor anténnych ramien v rozsahu niekolko miliohmov . Geometriou plošných vodičov je možno velmi jednoducho dopredu stanoviť vyžarovanie anténnej jednotky . Obyčajne sú na bezdrôtové odpočítanie meradiel spotreby postačujúce rozmery svetlosti plošného vodiča anténneho ramena v rozsahu 50 x 50 mm.

Ďalšou výhodou zhotovenia anténnej jednotkz podlá nároku 7 je, že na doske s plošnými spojmi , nesúcimi plošné vodiče , sú usporiadané a vzájomne prepojené naviac aj ďalšie elektronické komponenty ,ktoré patria vysokofrekvenčnému vysielaču alebo slúžia na pripojenie anténnej jednotky na vysokofrekvenčný vysielač , poprípade na prijímač .

Podlá nároku 8 je možno jednoduchým spôsobom vytvoriť aj bezpotenciálové pripojenie a impedančné prispôsobenie anténnych ramien k vysielaču , respektíve k prijímaču , pričom príslušná geometria medzi napájačou indukčnosťou a anténnymi ramenami je pevne daná dopredu , takže tu nemôže dôjsť k žiadnej montážnej chybe .

Ďalšie zhotovenie vynálezu podlá nároku 9 je výhodné z hladiska dobrej magnetickej väzby medzi napájačou indukčnosťou a anténnymi ramenami .

Realizovanie vynálezu podlá nárokov 10 a 11 umožňujú jednoduché prispôsobenie velkosti napájačej indukčnosti ešte užívatelom .

Výhodné realizovanie vználezu podlá nároku 12 jednoduchým spôsobom umožňuje aj zhotovenie kondenzátora spájajúceho konce anténnych ramien na doske s plošnými spojmi nesúcimi anténne ramená . Zhotovením vynálezu podlá nároku 6 sa dosiahnu výhody anténnej jednotky spojené s nízkym dielektrickým stratovým činitelom zakončovacieho kondenzátora a s vysokou dielektrickou konštantou .

Pritom podľa nároku 13 sa umiestni tento zakončovací kondenzátor zvlášť jednoduchým spôsobom a bez prídavných montážnych prác a bez vŕtania dosky s plošnými spojmi , pričom variant podlá nároku 14 je výhodný hlavne z hladiska zvlášť úsporného použitia pomerne drahého kondenzátorového dielektrika . Umiestnenie zakončovacieho kondenzátora , bližšie uvedeného v nároku 12 je možno jednoduchým spôsobom urobiť podobne ako pri komponentoch pripevnených na povrchu.

Ί

Ďalšie realizovanie vynálezu podľa nároku 15 umožňuje prostredníctvom polohy miest rozpojenia v plošnom vodiči tvoriacom kondenzátorovú dosku , nastaviť kapacitu zakončovacieho kondenzátora jednoducho aj na už hotovej anténnej jednotke , napríklad prostredníctvom mechanických rýh alebo prerušením plošného vodiča s použitím lassera .

Anténna jednotka opísaná v nároku 16 je v spojení s prístrojmi , ako sú napríklad meradlá spotreby , ktoré vždy majú valcovú skriňu , vhodnú napríklad pre vodovodné potrubie a podobne , a môže dokonca tvoriť obvodovú stenu skrine tohoto prístroja .

Pri anténnej jednotke podľa nároku 17 existuje zvlášť dobrá nezávislosť vysielania , poprípade prijímania , na prítomnosti alebo neprítomnosti pretiahnutých kovových predmetov v susedstve anténnej jednotky .

Kovovú tieniacu dosku upravenú podľa nároku 18 sa v polopriestore za anténnymi ramenami vytvoria definované pomery poľa , ktoré sa potom prítomnosťou ďalších prekážok už významne nemodifikujú . Vlastnosti tieniacej dosky môžu byť zohľadnené už pri dimenzovaní anténnej jednotky .

Ďalšie realizovanie vynálezu podľa nároku 19 je výhodné z hľadiska ešte vylepšenej necitlivosti anténnej jednotky na prítomnosť alebo neprítomnosť dielektrických prekážok .

Usporiadanie takého ďalšieho tienenia môže byť zvlášť jednoducho a lacno realizované podľa nároku 20 .

Prehíad obrázkov na výkresoch

Vynález bude ďalej bližšie vysvetlený na príkladoch zhotovenia vynálezu podía priložených výkresov , na ktorých obr. 1 znázorňuje blokovú schému prístroja na meranie spotreby tepla s bezdrôtovým diaíkovým odčítaním stavu počítadla, obr. 2 prvý príklad zhotovenie anténnej jednotky meradla spotreby podía obr. 1, obr. 3 pohíad na jednu stranu pozmenenej anténnej jednotky na prístroj na meranie spotreby tepla podía obr. 1 obr. 4 pohíad na zadnú stranu anténnej jednotky z obr.

3, obr. 5 detail anténnej jednotky, vznikajúci obmenou zhotovenia anténnej jednotky podía obr. 3, obr. 6 vo zväčšenom merítku v čiastočnom výreze nárys plochého zakončovacieho kondenzátora anténnej jednotky z obr. 5, tvoreného plošnými vodičami, obr. 7 podobný pohíad ako na obr. 5, na ďalšie zmené zhotovenie anténnej jednotky, obr. 8 prvý príklad zhotovenia anténnej jednotky v tvare púzdra, obr. 9 podobný pohíad ako na obr. 8 na obrnené zhotovenie anténnej jednotky a obr. 10 blokovú schému meradla spotreby s bezdrôtovou prepinateínou pracovnou charakteristikou.

Príklady zhotovenia vynálezu

Pri meracom prístroji spotreby tepla,znázorneného na obr. 1 s bezdrôtovým ďialkovým odčítaním stavu počítadla je teplotný senzor 10 tepelne pripojený na spotrebič tepla, napríklad na vykurovacie teleso. Výstupný signál z teplotného senzora 10 sa vedie cez analógovo číslicový prevod 12 na jeden vstup digitálneho násobiaceho obvodu

14. Druhý vstup násobiaceho obvodu 14 prijíma výstupný signál z permanentnej pamäti 16, ktorá môže byt spojená so zdierkou 18 s číslom charakteristickým na výkon odovzdávania tepla vykurovacieho telesa. Pri meradle teplej vody môže byt druhý vstup násobiaceho obvodu 14 spojený s výstupkom prietokomeru 20, ako je naznačené čiarkované.

Výstupný signál z násobiaceho obvodu 14 je vedený do integračného obvodu 22.

Výstup integračného obvodu 22 je spojený s ukazovateľom 24, umiestneným na skrini meradla spotreby, na ktorom môže užívateľ odčítať spotrebu, ako i s jedným vstupom uzlového obvodu 26.. Uzlový obvod 26 zostavuje momentálne existujúci stav počítadla so znakmi uloženými v premanentnej pamäti 28, ktorá zahŕňa identifikáciu miesta merania a charakteristické veličiny meradla spotreby tepla. Zostavený reťazec znakov, ktorý, ako už bolo uvedené, zahŕňa aktuálny stav počítadla, sa pridáva do paralelne sériového prevodníka 30.

Radom znakov, ktoré vystupujú z výstupu paralelne sériového prevodu 30, je riadený modulátor 32, ktorého pracovná frekvencia zodpovedá taktu modulačnej rýchlosti pri prenose dát (čo v praxi predstavuje 300-19200 baudov). Výstupný signál z modulátora 32 riadi moduláciu (AM alebo FM) vysokofrekvenčného vysialacieho bovodu 34, ktorého základná pracovná frekvencia leží v rozsahu os 200 do 1000 MHz,pričom v Európe má spravidla hodnotu 43 3, 92 MHz. Výstup vysokofrekvenčného vysielacieho obvodu 34 je spojený s prvou pripájačou svorkou anténnej jednotky 36,. Druhá pripájačia svorka anténnej jednotky 36 je spojená s uzemňovacím vedením 38 vysokofrekvenčného vysielacieho obvodu 34 .

Anténna jednotka 36 obsahuje napájačiu indukčnost 40 a kapacitu 42., zapojenú s ňou v sérii , ktorá je výhodne nastaviteľná . Obvod LC , ktorý je tvorený napájačou indukčnosťou 40 a kapacitou 42, spája obe pripájačie svorky anténnej jednotky 36. Na pripá jačiu svorku anténnej jednotky 36 , spojenú s uzemňovacím potenciálom , môže byt ďalej pripojený stred dvoch indukčností 44, 45 anténnych ramien , zapojených v sérii , ako je označené čiarkované . Výhodne sa však indukčností 44., 45 udržujú s rovnakým napätím bez potenciálu. Indukčností 44 , 45 tvoria priestorovo dve anténne ramená , ktoré spolu tvoria v podstate uzavretý kruh .

Pod výrazom kruh sa v tejto súvislosti myslí každá uzavretá geometrická konštrukcia , teda nielen kruhový tvar. Výraz kruh teda záhŕňa aj uzavreté mnohouholníky ako štvoruholníky . Dôležité pre riešenie podľa vynálezu je , že kruh skladajúci sa z anténnych ramien nie je úplne uzavretý , ale je v jednom mieste , ktoré je protiľahlé k stredu spájacích vedení medzi indukčnostou 44. 45 , vybavený rozpojením , ktoré je premostené zakončovacou kapacitou 46.

Týmto spôsobom pracuje anténna jednotka 36 ako kompaktná indukčná anténa, pričom jej rozmery sú podstatne menšie ako vlnová dĺžka vyžiarených elektromagnetických vín , ktorá robí pri 433 MHz asi 70 cm . V praxi môžu byť s dobrou účinnosťou (20 až 70 %) urobené anténne jednotky podía vynálezu ,rozmery ktorých sa pohybujú v rozsahu jednej dvadsatiny vlnovej dĺžky alebo aj menej. Podrobnosti praktických zhotovení anténnej jednotky 36 budú opísané dalej podía obr. 2 až 9 .

Meradlo spotrebiča podía obr. 1 vysiela počas dňa len počas zvolených veími krátkych časových intervalov , aby zaťaženie batérií 48, 50, potrebných na prevádzku logických komponentov vydržalo počas celej doby označovania meradla spotreby , čo v praxi znamená funkčnú schopnosť päť až dvanásť rokov .

Staticky pracujúci generátor 52 časových impulzov určuje stochasticky alebo náhodne počas dňa niekolko málo vysielacích okienok , napríklad štyri , ktorých trvanie robí v praxi asi 10 ms. Podrobnosti takého generátora časových impulzov sú uvedené v spise DE 42 25 042 Al , na ktorý sa odkazuje v celom rozsahu .

Na začiatku stochasticky určených vysielacích okienok aktivizuje generátor 52 časových impulzov najskôr uzlový bod 26 a po uplynutí krátkeho časového úseku , ktorý postačuje na zostavenie stavu počítadla a obsahu permanentnej pamäti 28, sa tento prvý signál vyslaný do prvého riadiaceho vedenia 54, ukončí . Potom sa aktivizujú paralelne sériový prevodník 30 ,modulátor 32 a vysokofrekvenčný vysielací obvod 34 aktivizačným signálom , vyslaným do druhého riadiaceho vedenia 56 ,a to na dobu, potrebnú na vysielanie celého reťazca znakov , obyčajne na dobu 10 ms.

Na obr. 2 je znázornený prvý praktický príklad zhotovenia anténnej jednotky 36.

Na doske s plošnými spojmi je usporiadané jediné puzdro 60, ktoré je v bode ležiacom na obr. 2 hore vybavené úzkym priechodným zárezom 62 . Tento zárez 62 má v praxi šírku zlomku milimetra , napríklad 0, 2 mm . V záreze 62 je vložený izolačný diel 64 z materiálu , ktorý má vysokú dielektrickú konštantu pri nízkom stratovom činiteli a malú teplotnú charakteristiku svojich dielektrických vlastností.

Medené puzdro 60 môže mať v praxi priemer 30 mm , hrúbku 3 mm a dĺžku v axiálnom smere 7 mm. Také medené puzdro 60 môže byť jednoducho vyrobené odrezaním z vhodnej medenej trubky. Zárez 62 môže byť urobený pred odrezaním z medenej trubky , alebo až po odrezaní . Izolačný diel 64 , ktorý je zhotovený zo skla , je zalisovaný medzi steny zárezu 62 .

Týmto spôsobom tvoria steny zárezu 62 dosky a izolačný diel 64 tvorí dielektrikum zakončovacej kapacity 46 , ktorá premosťuje voíné konce dvoch anténnych ramien 66 . 68. pričom anténne ramená 66 , 68 sú tvorené oboma polovicami medeného puzdra 60 , ktoré sa nachádzajú na oboch stranách priemeru kruhu , prechádzajúceho zárezom 62.

Spodný bod medeného puzdra 60 na obr. 2 je vodičom spojený s plošným vodičom 72 , ktorý je usporiadaný na zadnej strane dosky 58 s plošnými spojmi a môže alebo nemusí byt uzemnený.

Z plošného vodiča 72 vychádzajú symetricky na obe strany od osi kruhu jednak dva zalomené tieniace plošné vodiče 74, 76 a tiež ďalší tieniaci plošný vodič 78 prechádzajúci osou anténnej jednotky 36.

V oblasti dosky 58 s plošnými spojmi na obr. 2 vlavo dolu je na strane ležiacej voči obr. 2 vzadu natlačená kondenzátorová doska 80. Nad touto kondenzátorovou doskou 80 leží, oddelená doskou 58 s plošnými spojmi , ďalšia natlačená kondenzátorová doska 82.. Obe natlačené kondenzátorové dosky 80, 82 tvoria spoločne s časťami dosky 58 s plošnými spojmi , nachádzajúcej sa medzi nimi , kapacitu 42 ako dielektrikum.

Natlačená kondenzátorová doska 80 je spojená s jedným koncom plošného vodiča 84 tvaru pásu , ktorého druhý koniec je spojený s plošným vodičom 72, spojeným so zemou. Týmto spôsobom tvorí plošný vodič 84 napájačiu indukčnosť 40.

Pripojenie anténnej jednotky 36 podía obr. 2 k vysokofrekvenčnému vysielaciemu obvodu 34 je preto urobené na kondenzátorovej doske 82 a plošnom vodiči 72.

Aby zakončovacia kapacita 46 bola ešte prídavné elektrostaticky tienená , je na konci tieniaceho plošného vodiča 78 upravená zväčšená hlavová časť 86 , ktorá ešte prekrýva anténne ramená 66, 68 .

Na prídavné kapacitné tienenie je nad medeným puzdrom 60 usporiadaná ďalšia doska 88 s plošnými spojmi , ktorá má rovnakú geometriu ako doska 58 s plošnými spojmi , pričom však kondenzátorová doska 82 tejto dosky 88 s plošnými spojmi zostáva nespojená .

Takto zhotovená sandvičová štruktúra , skladajúca sa z dosky 58 s plošnými spojmi , z medeného puzdra 60 a z ďalšej dosky 88 s plošnými spojmi , je prostredníctvom dištančných puzdier 90 spojená s kovovou tieniacou doskou 92 , presahujúcou na všetky strany. Táto kovová tieniaca doska 92 dodáva zadnému polopriestoru anténnej jednotky 36 definované vodivé pomery , takže vysialacia charakteristika anténnej jednotky 36 je prakticky nezávislá od toho , ak v priestore za anténnou jednotkou 36 sa nachádzajú kovové predmety , respektíve aké zvláštne tvary majú takéto kovové prekážky.

Pri anténnej jednotke 36 , ktorá bola práve opísaná , je zmena anténnej charakteristiky predmetom postaveným vo vzdialenosti 10 cm od nej , menšej ako 15 %.

Na anténnej jednotke 36 , znázornenej na obr. 3 a 4 , pozostáva doska 94 s plošnými spojmi z materiálu , ktorý má vysokú dielektrickú konštantu a malé dielektrické straty . Takým materiálom môže byt napríklad tkanina zo sklených vlákien , ktorá je zaliata do plastovej matrice , ktorá má zodpovedajúce dielektrické vlastnosti . Také špeciálne materiály na dosky s plošnými spojmi sú na trhu bežne dostat .

Indukčnosti 44., 45 anténnych ramien sú tvorené natlačeným plošným vodičom 96 , ktorý má obdĺžnikový tvar , ktorý sleduje v malom odstupe okraj dosky 94 s plošnými spojmi a vo svojej hornej vodorovnej časti je vybavený miestom 98 rozpojenia. Stred dolnej vodorovnej časti plošného vodiča 96 je spojený s uzemňovacou svorkou 100. Týmto spôsobom tvorí plošný vodič 96 dve anténne ramená 102. 104 v tvare písmena C.

plošnými spojmi je tvare pásu , ktorá je anténnych ramien 102,

Na zadnej strane dosky 94 s natlačená kondenzátorová doska 106 v v zákryte s hornými voínými koncami

104 . Kondenzátorová doska 106 tvorí tak spoločne s koncami anténnych ramien 102. 104 a s častou dosky 94 s plošnými spojmi , nachádzajúcimi sa medzi nimi, kapacitu 46 ako dielektrikum .

zakončovaciu

Veíkost zakončovacej kapacity 46 môže byt nastavená tým , že v kondenzátorovej doske 106 sa zhotovia miesta 108 rozpojenia , napríklad mechanickými rýhami alebo odparením materiálu v určitých miestach s použitím lassera. Výhodne sa zladenie zakončovacej kapacity 46 urobí tak, že voči osi anténnej jednotky 36 zostane symetria zakončovacej kapacity 46 zachovaná .

Na zadnej strane dosky 94 s plošnými spojmi je ďalej usporiadaný plošný vodič 110 v tvare slučky , ktorý tvorí napájačiu indukčnost 40 .

Oba pripájačie konce plošného vodiča 110 v tvare slučky sú rozpojené a premostené kondenzátorom 112 , upevneným na povrchu dosky 94 s plošnými spojmi a vyrovnávacím odporom 114, taktiež upevneným na povrchu dosky 94 s plošnými spojmi . Kondenzátor 112 zodpovedá kapacite 42 na obr. 1.

Je zrejmé , že anténna jednotka 36, ktorá je znázornená na obr. 3a 4 , môže byt vyrábaná lacno vo velkých sériách .

Vhodným pomerom velkosti plošného vodiča 96 a plošného vodiča 110 v tvare slučky je možno jednoduchým spôsobom dopredu stanoviť prenosový pomer transformátora vytvoreného týmito oboma plošnými vodičmi 96, 110. aby sa umožnilo tiež impedačné prispôsobenie indukčností 44 , 45, tvorených plošnými vodičmi 96 k výstupnému odporu vysokofrekvenčného vysielacieho obvodu 34.

Pri zmenenom príklade zhotovenia podlá obr. 5 je doska 94 s plošnými spojmi vyrobená z bežného materiálu, z ktorého sa takéto dosky vyrábajú. Na hornej strane volných koncov anténnych ramien 102, 104 je pripájaný špeciálny plochý zakončovací kondenzátor 116, ktorý je taktiež vyrobený technológiou výroby dosák s plošnými spojmi.

Ako vyplýva z obr. 6, obsahuje zakončovací kondenzátor 116 základnú dosku 118. ktorá je vyrobená z materiálu s vysokámi dielektrickými konštantami, s malým dielektrickým skratovým činitelom s vysokou teplotnou stálosťou uvedených dielektrických vlastností. Takýto materiál možno dostať pod typovým označením R03000 od firmy Rogers Coírp.

Základná doska 118 nesie na svojej hornej strane kondenzátorovú dosku 120, ktorej okraj má na všetkých stranách odstup od okraja základnej dosky 118, aby sa zabránilo tomu, že pri pripájaní zakončovacieho kondenzátora 116 na anténne ramená 102, 104 nespôsobí prebytočná cínová spájka nežiadúci kontakt s kondenzátorovou doskou 120.

Na spodnej strane je základná doska 118 vybavená dvoma natlačenými kondenzátorovými doskovými segmentami 122. 124, pričom medzi týmito kondenzátorovými doskovými segmentami 122. 124 sa nachádza volná medzera 126. ktorá je aspoň taká velká , ako miesto 98 rozpojenia , takže magnetické vlastnosti indukčnosti anténnych ramien 102 , 104 sú rovnako ako predtým dané geometriou týchto anténnych ramien.

V zhotovení ktoré je voči tomuto vzorovému zhotoveniu pozmenené , je však možno kondenzátorové doskové segmenty 122, 124 k sebe priblížiť, takže potom volná medzera 126 súčasne tvorí aj účinný odstup medzi koncami anténnych ramien 102, 104 .

Zakončovací kondenzátor 116 môže byť nakoniec tiež pripájaný na konce anténnych ramien 102 , 104 akosi nesymetricky , takže účinný elektrický odstup anténnych ramien 102 , 104 je dopredu daný jedným z koncov anténnych ramien 102, 104 a jedným z kondenzátorových doskových segmentov 122, 124 .

Na vyváženie alebo doladenie zakončovacieho kondenzátora 116 je možno v tomto zakončovacom kondenzátore 116 opäť urobiť ( výhodne symetricky) miesta 128 rozpojenia , napríklad lasserovým rezom .

Zhotovenia anténnej jednotky 36 pódia obr. 5 a 6 má tú výhodu , že pri prakticky kompaktnej konštrukcii a s použitím technológie výroby dosák s plošnými spojmi vznikne zakončovacia kapacity , pričom však pódia obr. 5 a 6 je potrebné len malé množstvo drahého materiálu s dobrými dielektrickými vlastnosťami .

V ďalšom pozmenenom vzorovom zhotovení pódia obr . 7 je s koncami anténnych ramien 102, 104 spojený bežný zakončovací kondenzátor 130 s malými stratami , ktorý môže byt zhotovený napríklad ako kondenzátor z kovu a papiera.

Na obr. 8 je znázornená anténna jednotka 36 v tvare púzdra, ktorá vychádza zo základnej myšlienky konštrukcie anténnej jednotky 36 pódia obr. 3a 4. Na puzdre 132 s plošnými spojmi, ktoré je zhotovené z materiálu, ktorý má už vyššie uvedené dobré dielektrické vlastnosti, je usporiadaný na vonkajšej strane vonkajší plošný vodič 134 s miestom 136 rozpojenia a na vnútornej strane vnútorný plošný vodič 138.

Vonkajší plošný vodič 134 je na konci protiiahlom k miestu 136 rozpojenia spojený s uzemňovacím vedením a vytvára opät anténne ramená 140. 142, pričom vnútorný plošný vodič 138 tvorí spolu s anténnymi ramenami 140. 142 zakončovaciu kapacitu, ktorej obvodové rozloženie je predom dané miestami 144 rozpojenia, ktorých poloha sa zvolí pódia potreby.

Príklad zhotovenia anténnej jednotky 36 v tvare púzdra, znázornený na obr. 9, vznikne, ak sa vychádza z príkladu zhotovenia pódia obr. 8, tým, že vnútorný plošný vodič 138 sa tu neupraví a na konce anténnych ramien 140,

142 sa z vonka priletuje zakončovací kondenzátor 116, ako už bolo opísané podrobne v zhotovení podľa obr. 6.

V zhotovení,ktoré je voči príkladu zhotovenia podľa obr. 9 zmenené, je možné vonkajší plošný vodič 134 a zakončovací kondenzátor 116 usporiadať i na vnútornej strane púzdra 132 s plošnými spojmi, takže vonkajšia strana tohto púzdra 132 s plošnými spojmi neobsahuje žiadne elektrické elementy. Takáto anténna jednotka 36 môže potom súčasne prevziať mechanické vlastnosti obvodovej steny valcovej skrine, napríklad prietokového merača.

A konečne je mžno anténne jednotky 36 podľa obr. 8 a 9 rovnako vybaviť natlačenou napájačou indukčnosťou,ktorá je natlačená na púzdre 132 s plošnými spojmi, ako bolo opísané podrobnejšie vyššie podľa obr. 3 a 4.

Na obr. 10 je znázornené bezdrôtové diaľkovo odčítateľné meradlo spotreby s diaľkovo nastaviteľkou pracovnou charakteristikou, napríklad počítadlo prúdu s mentieľným tarifom.

Senzor 146 vysiela príslušný počítací signál zodpovedajúci výkonu momentálne odoberaného spotrebičom do počítačového obvodu 148 na výpočet ceny. Počítací signál môže byt tvorený napríklad radom impulzov, ktoré vzniknú odčítaním znakov, ktoré sa nachádzajú na meracom kotúči vírivých prúdov meradla výkonu.

Pri uvažovanom príklade zhotovenia pracuje počítačový obvod 148 napríklad tak, že na každý obdržaný počítací impulz násobí číslo uložené v permanentnej pamäti 150. ktoré udáva elementárnu spotrebu prúdu zodpovedajúcu tomuto očítaciemu impulzu (^charakteristickú označovaciu veličinu digitálne pracujúceho senzora 146), cenovým signálom priradeným cene elementárnej spotreby, ktorá je do neho privedená vedením 152.

Takto vzniknutý súčinový signál sa pričíta k obsahu cenovej pamäti 154. Cenový signál, ktorý vznikne v cenovej pamäti 154. sa v stochastických odstupoch bezdrôtovo prenesie do centrálnej účtovnej jednotky, podobne ako bolo vyššie opísané podlá obr. 1. Prevod signálu, ktorý nie je na obr. 10 podrobne znázornený, sa uskutoční prostredníctvom prevádzacieho obvodu 156. ktorý riadi vysokofrekvenčný vysielací obvod 158, ktorý je cez vysielaciu/prijímaciu výhybku 160 spojený s anténnou jednotkou 36. ktorá sa podobá anténnej jednotke 36 podlá obr. 3 a 4.

Pri anténnej jednotke 36 podlá obr. 10 je plošný vodič 110 v tvare slučky vytvorený podobne ako vodič tvaru rebríka a skladá sa zo stípikových vodičov 162, 164 a z priečkových vodičov 166, ktoré ich spájajú. V priečkových vodičoch 166 môžu byť uskutočnené miesta 168 rozpojenia, ktoré môžu byť uskutočnené súčasne i v tvare stípikových vodičov 162. 164 alebo len v týchto stípikových vodičoch 162, 164.

Tým, že sa uskutoční jedno alebo niekolko miest 168 rozpojenia, je možné meniť účinnú plochu napájačej indukčnosti tvorenej plošným vodičom 110 tvaru slučky.

Ak existuje pritom niekolko priečkových vodičov 166, zodpovedá účinná plocha napájačej indukčnosti priemernej polohe priečkových vodičov 166. Pri znázornenom príklade zhotovenia je rozpojený len horný priečkový vodič 166, takže účinná plocha napájačej indukčnosti zodpovedná tej účinnej ploche napájačej indukčnosti, ktorá by vznikla s priečkovým vodičom, ktorý by bol usporiadaný medzi stredným a dolným priečkovým vodičom 166.

Prijímací výstup vysielačej/prijímacej výhybky 160 je spojený so vstupom domodulátora 170. Tok bitov vydávaný demodulátorom 170 sa uskutočňuje prevodníkom 172 opäť na paralelný formát. Takto vzniknutý digitálny signál, ktorý zodpovedná v danom prípade momentálne platnému tarifu (cena elementárnej spotreby) sa odovzdáva do vedenia 152.

Momentálne platná tarifa a nabiehajúca cena spotreby sa oznamujú spotrebiteľomi na ukazovateli 174.

Pri vyššie opísaného meradla spotreby sa dodávajú do centrálnej odčítacej a účtovnej jednotky len náklady, ktoré má spotrebiteľ zaplatiť. Tieto náklady sú spotrebiteľovi známe, takže v princípe odpadne odovzdanie účtu spotrebiteľovi.

Pri zhotovení, ktoré je oproti príkladu zhotovenia podľa obr. 10 zmenené, je možné do meradla spotreby bezdrôtovo vyslať príkazy, týkajúce sa zmeny ceny, ktoré ovplyvnia počítačový obvod, aby pracoval podľa ďaľkovo obdržaného príkazu a vypočítaval spotrebu v určitej pamäti z väčšieho počtu pamätí, ktoré sú usporiadané namiesto cenovej pamäte 154. Na odpočet sa potom stavy elektromerov rôznych pamätí dodávajú do centrálnej odčítavacej jednotky.

Je jasné, že meradlo spotreby, riadené a odčítané bezdrôtovo, umožňuje veľmi variabilné odčítanie spotreby i s použitím väčšieho počtu taríf.

Na základe princípu, opísaného podľa obr. 10 je možno riešiť aj iné úlohy ,napríklad prevádzku väščieho počtu meracích miest s diaľkovo nastaviteľnou citlivosťou , diaľkové ovládanie ovládačov v závislosti od výstupných signálov zo senzorov , ktoré sú usporiadané v ich priestorovej blízkosti atdf.

Vo všetkých uvedených prípadoch je činnosť anténnej jednotky výhodne nezávislá od náhodných prekážok a jej straty sú malé, ako bolo vyššie opísané.

Claims (20)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Anténna jednotka , hlavne na použitie pri bezdrôtovom diaľkovom odčítaní meradiel spotreby , vyznačujúca sa tým, že obsahuje dve anténne ramená , (44, 45,66,68, 102,104, 140,142) z neželezného kovu, tvoriace spolu v podstate kruh , že pätové časti anténnych ramien sú spojené s jednou z pripájacích svoriek anténnej jednotky (36) , pričom druhá pripájacia svorka anténnej jednotky (36) je spojená s časťami anténnych ramien (44, 45, 68, 101, 104, 140, 142) vzdialenými od pätových častí anténnych častí , a že voľné konce anténnych ramien (44, 45, 66, 68, 102, 104, 140, 142) sú napriek zakončovacej kapacite (46) s nízkymi dielektrickými stratami spojené tak , že vernosť rezonančného okruhu, tvoreného anténnymi ramenami (44, 45, 66, 68, 102, 104,

   140, 142) a zakončovacou kapacitou (46) , je vyššia ako

   100.
2. 2. Anténna jednotka podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že druhá pripájacia svorka je spojená s prvou pripájačou svorkou cez napájačiu indukčnosť (40), spojenú magneticky s anténnymi ramenami.
3. 3. Anténna jednotka podľa nároku 2, v y z n a č u júca sa tým, že v sérii s napá jačou indukčnosťou (40) je zapojená kapacita (42).
4. 4. Anténna jednotka podía nároku 2 alebo 3 , vyznačujúca sa tým,že v sérii s napájačou indukčnosťou (40) je zapojený ohmický vyrovnávací odpor (114).
5. 5. Anténna jednotka podía jedného z nárokov 1 až 4, vyznačujúca sa tým, že anténne ramená (66,

   68) sú tvorené prstencom (60) so zárezom (62) a protiľahlé plochy zárezu (62), usporiadané v malom odstupe od seba,tvoria dosky zakončovacej kapacity (46).
6. 6. Anténna jednotka podía nároku 5, vyznačujúca sa tým, že zárez (62) má hrúbku rádovo 0,1 až 1,0 mm, zvyčajne 0,2 až 0,5 mm, a medzera medzi stenami zárezu (62) je vyplnená materiálom, ktorého dielektrická konštanta je asi medzi 2 až 10, a ktorého dielektrický stratový činitel je menší ako 0,002, pričom uvedené dielektrické vlastnosti majú väčšinou malú teplotnú charakteristiku.
7. 7. Anténna jednotka podía jedného z nárokov 1 až 4, vyznačujúca sa tým ,že anténne ramená (102,

   104, 140, 142) sú tvorené natlačenými plošnými vodičmi .
8. 8. Anténna jednotka podía nároku 7, vyznačujúca sa tým, že napájačia indukčnost (40) je tvorená natlačeným plošným vodičom (84, 110).
9. 9. Anténna jednotka podía nároku 8, vyznačujúca sa tým , že plošný vodič (84, 110), tvoriaci napájaciu indukčnost (40),je usporiadaný vnútri tej plochy, ktorá je ohraničná plošnými vodičmi tvoriacimi anténne ramená (102, 104, 140, 142).
10. 10. Anténna jednotka podía nárokov 8 alebo 9, vyznačujúca sa tým, že plošný vodič (110) je tvorený slučkami (162, 164, 166), ktoré sú aktivizovatelné volitelne.
11. 11. Anténa jednotka podía nároku 10, vyznaču25 júca sa tým , že plošný vodič (110) má zhotovenie podobné rebríku a skladá sa z dvoch stípikových vodičov (162, 164), uspsoriadaných v odstupe, a z priečkových vodičov (166), ktoré ich spájajú.
12. 12. Anténna jednotka podlá jedného z nárokov 7 až 11 vyznačujúca sa tým,že je vybavená natlačenou kondenzátorovou doskou (106, 120, 138), ktorá prekrýva volné konce anténnych ramien (102, 104, 140, 142) cez vloženú izolačnú vrstvu (94, 118), ktorých hrúbka je v rozsahu od 0,1 do 1 mm, zvyčajne 0,3 mm, ktorých konštanta je asi od 2 do 10, a ktorých stratový činíte! je menší ako 0,002, pričom tieto dielektrické vlastnosti majú obyčajne malú teplotnú charakteristiku.

    dielektrická dielektrický
13. 13. Anténna jednotka podlá nároku 12, vyznačujúca sa tým, že izolačná vrstva je tvorená doskou (94) s plošnými spojmi, na ktorých sú umiestnené plošné spoje tvoriace anténne ramená (102, 104), pričom kondenzátorová doska(106) je tvorená ďalším natlačeným plošným vodičom,ktorý je usporiadaný na doske (94) s plošnými spojmi na strane protilahlej k anténnym ramenám (102, 104).
14. 14. Anténna jednotka podlá nároku 12, vyznačujúca sa tým , že izolačná vrstva je tvorená zvláštnou základnou doskou (118) a na strane privrátenej k anténnym ramenám (102, 104) je vybavená kondenzátorovými doskovými segmentami (122, 124), usporiadanými vo vzájomnom odstupe, ktoré aspoň čiastočne prekrývajú konce anténnych ramien (102,104), pričom na strane základnej dosky (118), vzdialenej od anténnych ramien (102, 104), je usporiadaná natlačená kondenzátorová doska (120), ktorá prekrýva oba kondenzátorové doskové segmenty (122, 124).
15. 15. Anténna jednotka podía jedného z nárokov 13 alebo

    14, vyznačujúca sa tým, že natlačená kondenzátorová doska (106, 120) je vybavená aspoň jedným, zvyčajne dvoma miestami (108, 128) rozpojenia, usporiadanými na jej os symetricky.
16. 16. Anténna jednotka podía jedného z nárokov 14 alebo

    15, vyznačujúca sa tým, že doska s plošnými spojmi je vytvorená ako púzdro (132) s plošnými spojmi a anténne ramená (140, 142) sú tvorené plošným vodičom (134), umiestneným na obvodovej ploche púzdra (132) s plošnými spojmi a vybaveným miestom (136) rozspojenia.
17. 17. Anténna jednotka podía jedného z nárokov 14 až 16, vyznačujúca sa tým, že natlačená kondenzátorová doska (120) má na všetkých stranách odstup od okrajov izolačnej vrstvy (118).
18. 18. Anténna jednotka podía jedného z nárokov 1 až 17, vyznačujúca sa tým , že s odstupom za anténnymi ramenami(66, 68, 102, 104,140, 142) je usporiadadaná kovová tieniaca doska (92), ktorá je väčšia ako obrys svetlosti anténnych ramien (66, 68,, 102, 104,140,142), pričom uvedený odstup tvorí hlavne 5 až 20 mm , opäť hlavne asi 10 mm.
19. 19. Anténna jednotka podía jedného z nárokov 1 až 18 , vyznačujúca sa tým,že je vybavená tienením (74, 76, 78) na zakončovaciu kapacitu (46).
20. 20. Anténna jednotka podía nároku 19 v spojení s nárokom 7,vyznačujúca sa tým, že tienenie pre zakončovaciu kapacitu (46) je tvorené ďalšími natlačenými plošnými vodičmi (74, 76,78, 86).