【中國(guó)儀表網(wǎng) 儀表專利】創(chuàng)意無(wú)極限，儀表大發(fā)明。今天為大家介紹一項(xiàng)國(guó)家發(fā)明授權(quán)專利――智能電表。該專利由深圳光啟高等理工研究院申請(qǐng)，并于2016年8月31日獲得授權(quán)公告。
　　
　　內(nèi)容說(shuō)明
　　
　　本發(fā)明涉及電表技術(shù)，具體涉及一種智能電表。
　　
　　發(fā)明背景
　　
　　在綠色節(jié)能意識(shí)的推動(dòng)下，以智能電表為核心的智能電網(wǎng)成為世界各國(guó)競(jìng)相發(fā)展的一個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域。發(fā)展智能電網(wǎng)也能讓公用事業(yè)機(jī)構(gòu)及用戶受益。如智能電網(wǎng)可幫助電力機(jī)構(gòu)降低運(yùn)營(yíng)支出、減少竊電、優(yōu)化運(yùn)營(yíng)及即時(shí)響應(yīng)用戶需求等。用戶也有機(jī)會(huì)享受到更靈活的定價(jià)，因網(wǎng)絡(luò)計(jì)量節(jié)省成本及幫助實(shí)現(xiàn)家庭自動(dòng)化等。
　　
　　因此，智能電網(wǎng)的發(fā)展前景頗受看好。而智能電表預(yù)計(jì)全球出貨將從2008年的僅數(shù)百萬(wàn)部增長(zhǎng)至2014年的約5 ,000萬(wàn)部，年復(fù)合增長(zhǎng)率( CAGR )高達(dá)48％。而從技術(shù)趨勢(shì)來(lái)看，未來(lái)將超向雙向?qū)崟r(shí)通信、開(kāi)放式平臺(tái)/模塊化服務(wù)。系統(tǒng)集成也將是重要的未來(lái)趨勢(shì)，預(yù)計(jì)可更新、插電式混合動(dòng)力汽車( PHEV )以及家庭自動(dòng)化等將集成到智能電網(wǎng)系統(tǒng)之中。智能電表也將超向采用先進(jìn)計(jì)量體系( AMI )，并成為未來(lái)家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)( HAN )的組成部分。
　　
　　在智能電表與智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)交換時(shí)，不僅要求電子電路快速處理能力，而且對(duì)無(wú)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(hào)的輻射單元和接收器件，其工作特性將直接影響整個(gè)系統(tǒng)的工作性能。然而天線的尺寸、帶寬、增益等重要指標(biāo)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(biāo)極限的基本原理使得天線的小型化技術(shù)難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了其它器件，而由于射頻器件的電磁場(chǎng)分析的復(fù)雜性，逼近這些極限值都成為了巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)。
　　
　　發(fā)明內(nèi)容
　　
　　為了解決現(xiàn)有智能電表中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種使用超材料天線的智能電表，通過(guò)高性能的超材料內(nèi)置天線技術(shù)，在滿足智能電表性能要求的前提下實(shí)現(xiàn)天線的小型化、內(nèi)置化。
　　
　　為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)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(zhì)基板和設(shè)置于所述介質(zhì)基板一表面的一饋電點(diǎn)、與所述饋電點(diǎn)相連接的饋線及一金屬結(jié)構(gòu)；所述饋線與所述金屬結(jié)構(gòu)相互耦合，所述金屬結(jié)構(gòu)是金屬片經(jīng)鏤刻出槽拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)而成。
　　　　進(jìn)一步地，所述超材料天線還包括接地單元，所述接地單元對(duì)稱地分布所述饋電點(diǎn)兩側(cè)；所述接地單元上設(shè)置有若干個(gè)金屬化的通孔。此外，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(zhì)基板相對(duì)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，所述第一參考地單元及第二參考地單元相互電連接。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(cè)，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(guò)所述金屬化通孔電連接。
　　
　　同時(shí)，所述介質(zhì)基板設(shè)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(guò)所述金屬化通孔實(shí)現(xiàn)電連接，所述第一參考地單元設(shè)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(duì)，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(shè)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(duì)。
　　
　　進(jìn)一步地，所述介質(zhì)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(kāi)設(shè)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(guò)所述金屬化通孔電連接。此外，本發(fā)明中所述超材料天線的諧振頻段至少包擴(kuò)2 .4GHz-2 .49GHz和5 .72GHz-5 .85GHz。
　　
　　本發(fā)明的智能電表采用超材料天線技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)天線的小型化及內(nèi)置，基于超材料天線技術(shù)設(shè)計(jì)出使一個(gè)波段、兩個(gè)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(jié)構(gòu)尺寸的物理尺寸不受半波長(zhǎng)的物理長(zhǎng)度限制，可以根據(jù)智能電表本身尺寸設(shè)計(jì)出相應(yīng)的天線，能夠滿足智能電表小型化、天線內(nèi)置的需求。應(yīng)用超材料天線的智能電表可以滿足智能電網(wǎng)與智能電表間雙向?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)交換的要求，避免數(shù)據(jù)交換時(shí)的堵塞、丟失等現(xiàn)象。
　　
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