【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及测量测试，尤其涉及一种热式风速风向传感器、风速风向检测设备及方法。
技术介绍
1、风速风向检测在工农业生产、航天探空、交通旅游、气象预报以及环境保护等诸多领域起着至关重要的作用。根据测量原理的不同，可以将风速传感器分为机械式、超声式和热式以及电容式等。随着对风速风向传感器在应用上对于小体积和小尺寸等参数的要求日益提高，热式风速风向传感器得到众多技术人员的青睐。但现有的热式风速风向传感器的灵敏度和稳定性较差。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种热式风速风向传感器、风速风向检测设备及方法，将微带天线的高灵敏度和高稳定性的特点应用到热式风速风向传感器中，可提高热式风速风向传感器的灵敏度和稳定性。
2、第一方面，本专利技术实施例提供了一种热式风速风向传感器，包括：
3、衬底基板；
4、加热部件，设置于所述衬底基板的表面；
5、四个微带天线，在所述衬底基板的表面围绕所述加热部件设置；其中，两个所述微带天线沿第一方向排布，另外两个所述微带天线沿第二方向排布，所述第一方向与所述第二方向正交；其中，所述微带天线的谐振频率随温度单调变化。
6、可选的，所述加热部件为网状结构或呈中心对称的块状结构。
7、可选的，四个所述微带天线的结构、尺寸和制备材料均相同。
8、可选的，四个所述微带天线围绕所述加热部件的中心线，呈中心对称分布。
9、可选的，所述微带天线包括层叠设置的接地板、介质基板和辐射
10、所述微带天线还包括：馈电端子，分别连接所述微带天线的接地板和所述辐射贴片。
11、可选的，所述接地板采用导电材料制备；
12、所述辐射贴片采用导电材料制备，所述辐射贴片的形状为圆形或者矩形；
13、所述介质基板采用介电常数随温度单调变化的绝缘材料制备。
14、可选的，所述接地板采用金属材料制备；
15、所述辐射贴片采用银或铜制备；
16、所述介质基板采用rogers ro4003板材制备。
17、第二方面，本专利技术实施例还提供了一种风速风向检测设备，包括：控制器和如本专利技术任意实施例所提供的热式风速风向传感器，所述控制器连接所述加热部件和各所述微带天线。
18、第三方面，本专利技术实施例还提供了一种风速风向检测方法，由本专利技术任意实施例所提供的风速风向检测设备中的所述控制器执行，所述风速风向检测方法包括：
19、控制所述加热部件加热；
20、获取各所述微带天线的谐振频率；
21、针对所述第一方向与所述第二方向中的任意一个待测方向：根据所述待测方向上两个所述微带天线的谐振频率确定所述待测方向上的风速；
22、对所述第一方向上的风速与所述第二方向上的风速进行矢量合成，得到待测风的风速信息和风向信息。
23、可选的，四个所述微带天线的结构、尺寸和制备材料均相同；所述微带天线包括层叠设置接地板、介质基板和辐射贴片；
24、根据所述待测方向上两个所述微带天线的谐振频率确定所述待测方向上的风速，包括：
25、基于所述微带天线的谐振频率与介质基板的介电常数对应关系，分别根据所述待测方向上两个所述微带天线的谐振频率确定所述待测方向上两个所述微带天线中介质基板的介电常数；
26、基于所述介质基板的介电常数与温度的对应关系，分别根据所述待测方向上两个所述微带天线的介质基板的介电常数，确定所述待测方向上两个所述微带天线所处位置的温度；
27、基于待测方向上的温度差与风速的对应关系，根据所述待测方向上两个所述微带天线所处位置的温度差，确定所述待测方向上的风速。
28、本专利技术实施例提供了一种基于微带天线构建的热式风速风向传感器，将微波传原理与传热原理结合实现风速与风向的测量，测量原理简单且容易实现，同时可以实现更高的灵敏度和稳定性。该热式风速风向传感器中，利用贴片微带天线代替现有的文氏双桥等的电路检测，利用微带天线的谐振频率随温度单调变化的特点，可完成对待测风引起的热场变化的检测，进而实现对风速与风向的检测。相比于现有检测电路，微带天线具有高灵敏度、高稳定性和便于集成等特点，使得该热式风速风向传感器获得了较高的灵敏度和稳定性，同时便于集成。
29、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本专利技术的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本专利技术的范围。本专利技术的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
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1.一种热式风速风向传感器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的热式风速风向传感器，其特征在于，所述加热部件为网状结构或呈中心对称的块状结构。
3.根据权利要求1所述的热式风速风向传感器，其特征在于，四个所述微带天线的结构、尺寸和制备材料均相同。
4.根据权利要求3所述的热式风速风向传感器，其特征在于，四个所述微带天线围绕所述加热部件的中心线，呈中心对称分布。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的热式风速风向传感器，其特征在于，所述微带天线包括层叠设置的接地板、介质基板和辐射贴片，所述接地板接触所述衬底基板的表面；
6.根据权利要求5所述的热式风速风向传感器，其特征在于，
7.根据权利要求6所述的热式风速风向传感器，其特征在于，
8.一种风速风向检测设备，其特征在于，包括：控制器和如权利要求1-7中任一项所述的热式风速风向传感器，所述控制器连接所述加热部件和各所述微带天线。
9.一种风速风向检测方法，其特征在于，由权利要求8所述的风速风向检测设备中的所述控制器执行，所述风速风向
10.根据权利要求9所述的风速风向检测方法，其特征在于，四个所述微带天线的结构、尺寸和制备材料均相同；所述微带天线包括层叠设置接地板、介质基板和辐射贴片；
...【技术特征摘要】
1.一种热式风速风向传感器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的热式风速风向传感器，其特征在于，所述加热部件为网状结构或呈中心对称的块状结构。
3.根据权利要求1所述的热式风速风向传感器，其特征在于，四个所述微带天线的结构、尺寸和制备材料均相同。
4.根据权利要求3所述的热式风速风向传感器，其特征在于，四个所述微带天线围绕所述加热部件的中心线，呈中心对称分布。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的热式风速风向传感器，其特征在于，所述微带天线包括层叠设置的接地板、介质基板和辐射贴片，所述接地板接触所述衬底基板的表面；
【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏，张伟勋，王志明，田兵，马俭，韦杰，刘胜荣，钟枚汕，樊小鹏，徐振恒，骆柏锋，吕前程，尹旭，林跃欢，张佳明，
申请(专利权)人：南方电网数字电网研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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