本发明专利技术公开了一种UHF频段燃气表无线抄表系统内置式天线，包括介质正面天线臂、阻抗调节电容、介质基板、同轴电缆内导体焊接处、PCB电路板、介质背面天线臂和同轴电缆外导体焊接处；介质基板外延设置在PCB电路板的四周，关于PCB电路板中轴线对称，介质正面天线臂和介质背面天线臂关于介质基板的中心呈镜像对称；介质正面天线臂的一端与同轴电缆内导体焊接处相连，所述阻抗调节电容开槽设置在介质正面天线臂上，距同轴电缆内导体焊接处3-10mm。本发明专利技术通过多次弯折天线臂，减小了天线尺寸，具有较好的带宽特性和较高的增益。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无线通信技术，特别是一种UHF频段燃气表无线抄表系统内置式天线。
技术介绍
随着无线通信技术、自动控制技术和智能化住宅区建设的迅速发展，无线抄表系统受到越来越多研究人员的关注并且得到了长足的发展。无线抄表系统克服了传统人工抄表存在的数据信息流通慢、报表周期长和人力成本高昂等缺点，能够实现对水、电、气的使用信息进行及时有效可靠的收集和分析，但无线抄表系统也存在设备成本高等缺点。无线抄表系统内置式天线是无线抄表系统中重要的组成部分，而传统无线抄表系统中的内置式天线一般为成本较高，厚度较厚的陶瓷天线，特别的对于燃气表而言因其放置于金属管道之上，天线对电磁兼容要求更高，因此设计一款低成本、低剖面、抗金属的无线抄表系统内置式天线成为近来研究的热点。半波偶极子因其结构简单、成本低廉以及良好的全向辐射特性而在现代无线通信领域受到广泛关注。但是当工作在UHF频段时，传统的偶极子天线的物理长度过于巨大不利于工程应用，并且通常需要通过巴伦变换结构才能实现与同轴电缆的匹配；当偶极子天线处于存在大面积金属环境时，其辐射性能将受到影响，因此如何实现UHF频段半波偶极子天线的小型化，低成本、直接匹配和抗金属干扰成为近来研究的热点。中国专利CN202159771U公开了一种无线抄表系统内置式特高频全向天线，基于柔性材料FPC介质板材的振子天线，总尺寸近似为1/2波长，结构过于庞大；其采用双面自粘胶粘贴于无线抄表系统塑料外壳的方式安装，稳定性不高；其振子天线直接与同轴线相连接，很难获得良好匹配；且设计时并未考虑无线抄表系统内部PCB板和燃气表金属外壳存在对天线性能的影响，应用时天线性能可能会恶化。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种UHF频段燃气表无线抄表系统内置式天线。实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种UHF频段燃气表无线抄表系统内置式天线，包括介质正面天线臂、阻抗调节电容、介质基板、同轴电缆内导体焊接处、PCB电路板、介质背面天线臂和同轴电缆外导体焊接处；所述介质基板外延设置在PCB电路板的四周，介质基板关于PCB电路板中轴线对称；所述介质正面天线臂和介质背面天线臂分别设置在介质基本的正面和背面，且介质正面天线臂和介质背面天线臂关于介质基板的中心呈镜像对称；所述同轴电缆内导体焊接处设置在介质基板正面底边与PCB电路板中轴线的交点位置；所述同轴电缆外导体焊接处设置在介质基板背面底边与PCB电路板中轴线的交点位置；所述介质正面天线臂的一端与同轴电缆内导体焊接处相连，所述阻抗调节电容开槽设置在介质正面天线臂上，距同轴电缆内导体焊接处3‐10mm。本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：(1)本专利技术利用燃气表内部的PCB电路板四周空余部分作为天线的介质基板，实现了天线和PCB电路板的集成，便于生产制作的同时降低了成本；(2)本专利技术通过对偶极子天线双臂进行多次九十度的弯折，使天线结构呈方环分布，大大缩减了天线的尺寸，实现了天线的小型化，同时天线依然具有较好的带宽特性和较高的增益；(3)本专利技术利用阻抗调节电容代替传统的巴伦结构，实现了振子天线与同轴电缆的直接匹配，结构简单、制作方便、降低成本的同时进一步实现了小型化；(4)本专利技术充分考虑燃气表背面的金属外壳和内部PCB电路板对天线辐射性能的干扰，利用合理布局天线双臂的路径、调整阻抗匹配电容的加载位置等方法实现了天线辐射方向图在燃气表前上方的高增益定向辐射。附图说明图1为本专利技术的UHF频段燃气表无线抄表系统内置式天线俯视图。图2为本专利技术的UHF频段燃气表无线抄表系统内置式天线仰视图。图3为本专利技术的UHF频段燃气表无线抄表系统内置式天线主视图。图4为本专利技术实施例中UHF频段燃气表无线抄表系统内置式天线俯视图。图5为本专利技术实施例中天线在UHF频段燃气表无线抄表系统中的位置示意图。图6为本专利技术实施例中UHF频段燃气表无线抄表系统内置式天线的反射系数结果图。图7为本专利技术实施例中UHF频段燃气表无线抄表系统内置式天线的E面辐射方向图。图8为本专利技术实施例中UHF频段燃气表无线抄表系统内置式天线的H面辐射方向图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术做出进一步详细说明。结合图1～图3，本专利技术的一种UHF频段燃气表无线抄表系统内置式天线，包括介质正面天线臂1、阻抗调节电容2、介质基板3、同轴电缆内导体焊接处4、PCB电路板5、介质背面天线臂6和同轴电缆外导体焊接处7；所述介质基板3外延设置在PCB电路板5的四周，介质基板3关于PCB电路板5中轴线对称；所述介质正面天线臂1和介质背面天线臂6分别设置在介质基本3的正面和背面，且介质正面天线臂1和介质背面天线臂6关于介质基板3的中心呈镜像对称；所述同轴电缆内导体焊接处4设置在介质基板3正面底边与PCB电路板5中轴线的交点位置；所述同轴电缆外导体焊接处7设置在介质基板3背面底边与PCB电路板5中轴线的交点位置；所述介质正面天线臂1的一端与同轴电缆内导体焊接处4相连，所述阻抗调节电容2开槽设置在介质正面天线臂1上，距同轴电缆内导体焊接处3‐10mm。所述介质正面天线臂1和介质背面天线臂6通过多次九十度弯折后印制在介质基板上。所述介质基板3的材料为相对介电常数4.4的FR‐4，厚度为0.0009λ，其中λ为空气中波长。下面结合实施例对本专利技术进行具体描述。实施例结合图1‐图3，一种UHF频段燃气表无线抄表系统内置式天线，包括介质正面天线臂1、阻抗调节电容2、介质基板3、同轴电缆内导体焊接处4、PCB电路板5、介质背面天线臂6、同轴电缆外导体焊接处7；介质基板3外延设置在PCB电路板5的四周，介质基板3关于PCB电路板5中轴线对称；内置式天线的平面展开面积为120mm*60mm。介质正面天线臂1和介质背面天线臂6分别设置在介质基本3的正面和背面，且介质正面天线臂1和介质背面天线臂6关于介质基板3的中心呈镜像对称；同轴电缆内导体焊接处4设置在介质基板3正面底边与PCB电路板5中轴线的交点位置；同轴电缆外导体焊接处7设置在介质基板3背面底边与PCB电路板5中轴线的交点位置；介质正面天线臂1的一端与同轴电缆内导体焊接处4相连，阻抗调节电容2开槽设置在介质正面天线臂1上，距同轴电缆内导体焊接处5mm，槽的长度为1.2mm、宽度为0.5mm，电容的数值为1pF。结合图4，介质正面天线臂1包括依次相连的第一导线a、第二导线b、第三导线c、第四导线d、第五导线e、第六导线f和第七导线g；第一导线a的一端与同轴电缆内导体焊接处4相连，且第一导线a与同轴电缆内导体焊接处4所在介质基本底边垂直，第一导线a的另一端与第二导线b相连，第一导线a、第二导线b、第三导线c、第四导线d、第五导线e、第六导线f和第七导线g相邻两段垂直设置。介质正面天线臂1和介质背面天线臂5的宽度均为0.002λ，总长度为0.36λ。天线工作的中心频率为480MHz，带宽为5MHz，并且中心频率的最大增益为0.92dB。图5为本实施例在UHF频段燃气表无线抄表系统中的应用示意图；图6是本实施例的UHF频段燃气表无线抄表系统内置式天线的反射系数图，由图可知其实现了与同轴线的良好匹配；图7和图8分别是本实施例的UHF频段燃气表无线抄表系统内置式天线的E面和H面辐射方向本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种UHF频段燃气表无线抄表系统内置式天线，其特征在于，包括介质正面天线臂(1)、阻抗调节电容(2)、介质基板(3)、同轴电缆内导体焊接处(4)、PCB电路板(5)、介质背面天线臂(6)和同轴电缆外导体焊接处(7)；所述介质基板(3)外延设置在PCB电路板(5)的四周，介质基板(3)关于PCB电路板(5)中轴线对称；所述介质正面天线臂(1)和介质背面天线臂(6)分别设置在介质基本(3)的正面和背面，且介质正面天线臂(1)和介质背面天线臂(6)关于介质基板(3)的中心呈镜像对称；所述同轴电缆内导体焊接处(4)设置在介质基板(3)正面底边与PCB电路板(5)中轴线的交点位置；所述同轴电缆外导体焊接处(7)设置在介质基板(3)背面底边与PCB电路板(5)中轴线的交点位置；所述介质正面天线臂(1)的一端与同轴电缆内导体焊接处(4)相连，所述阻抗调节电容(2)开槽设置在介质正面天线臂(1)上，距同轴电缆内导体焊接处(4)3‑10mm。
【技术特征摘要】
1.一种UHF频段燃气表无线抄表系统内置式天线，其特征在于，包括介质正面天线臂(1)、阻抗调节电容(2)、介质基板(3)、同轴电缆内导体焊接处(4)、PCB电路板(5)、介质背面天线臂(6)和同轴电缆外导体焊接处(7)；所述介质基板(3)外延设置在PCB电路板(5)的四周，介质基板(3)关于PCB电路板(5)中轴线对称；所述介质正面天线臂(1)和介质背面天线臂(6)分别设置在介质基本(3)的正面和背面，且介质正面天线臂(1)和介质背面天线臂(6)关于介质基板(3)的中心呈镜像对称；所述同轴电缆内导体焊接处(4)设置在介质基板(3)正面底边与PCB电路板(5)中轴线的交点位置；所述同轴电缆外导体焊接处(7)设置在介质基板(3)背面底边与PCB电路板(5)中轴线的交点位置；所述介质正面天线臂(1)的一端与同轴电缆内导体焊接处(4)相连，所述阻抗调节电容(2)开槽设置在介质正面天线臂(1)上，距同轴电缆内导体焊接处(4)3-10mm。2.根据权利要求1所述的UHF频段燃气表无线抄表系统内置式天线，其特征在于，所述介质正面天线臂(1)...
【专利技术属性】
技术研发人员：邾志民，陈春红，吴文，方超，林军，张新鹏，余云忠，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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