智能家电制造技术

一种智能家电包括一超材料天线、控制模块及传感模块，所述超材料天线包括一介质基板和设置于所述介质基板一表面的一馈电点、与所述馈电点相连接的馈线及一金属结构；所述馈线与所述金属结构相互耦合，所述智能家电通过所述超材料天线接收无线电磁波信号，控制模块响应所述电磁波信号产生控制检测命令或者动作执行命令；传感模块响应所述控制检测命令检测智能家电参数指标并反馈给所述控制模块，控制模块根据检测到的参数指标产生智能家电的状态信息并基于超材料天线以电磁波形式辐射。上述智能家电通过无线方式接入物联网和互联网，用户在任何时间、任何地方了解其家庭各种家电工作情况，以及及时方便地控制各种家电设备。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及智能家电，尤其是涉及一种无线的智能家电。
技术介绍
智能家电就是微处理器和计算机技术引入家电设备后形成的家电产品，具有自动 监测自身故障、自动测量、自动控制、自动调节与远方控制中心通信功能的家电设备。智能 控制技术、信息技术的飞速发展也为家电自动化和智能化提供了可能。传统家用电器有空 调、电冰箱、吸尘器、电饭煲、洗衣机等，新型家用电器有电磁炉、消毒碗柜、蒸炖煲等。无论 新型家用电器还是传统家用电器，其整体技术都在不断提高。家用电器的进步，关键在于采 用了先进控制技术，从而使家用电器从一种机械式的用具变成一种具有智能的设备，智能 家用电器体现了家用电器最新技术面貌。未来智能家电主要将朝三个方向发展多种智能化、自适应进化、网络化。多种智 能化是家用电器尽可能在其特有的工作功能中模拟多种人的智能思维或智能活动的功能。 自适应进化是家用电器根据自身状态和外界环境自动优化工作方式和过程的能力，这种能 力使得家用电器在其生命周期中都能处于最有效率、最节省能源和最好品质状态。网络化 是建立家用电器社会的一种形式，网络化的家用电器可以由用户实现远程控制，在家用电 器之间也可以实现互操作。然而网络化趋势主要摆脱以前以有线方式接入网络的困扰。然而无线接入网络时，需要用到的射频器件，即天线的要求是高速、超宽带、大容 量等传输这些共享信号。天线作为最终射频信号的辐射单元和接收器件，其工作特性将直 接影响整个电子系统的工作性能。然而天线的尺寸、带宽、增益等重要指标却受到了基本 物理原理的限制(固定尺寸下的增益极限、带宽极限等)。
技术实现思路
为了解决现有智能家电中存在的问题，本专利技术提供了一种无线的智能家电，通过 应用高性能的超材料内置天线技术，在满足智能家电性能要求的前提下实现天线的内置 化，本专利技术采用以下技术方案一种智能家电包括一超材料天线、控制模块及传感模块，所述超材料天线包括一 介质基板和设置于所述介质基板一表面的一馈电点、与所述馈电点相连接的馈线及一金属 结构；所述馈线与所述金属结构相互耦合，所述智能家电通过所述超材料天线接收无线电 磁波信号，控制模块响应所述电磁波信号产生控制检测命令或者动作执行命令；传感模块 响应所述控制检测命令检测智能家电参数指标并反馈给所述控制模块，控制模块根据检测 到的参数指标产生智能家电的状态信息并基于超材料天线以电磁波形式辐射。进一步地，所述金属结构是金属片经镂刻出槽拓扑结构而成。进一步地,所述超材料天线还包括接地单元,所述接地单元对称地分布所述馈电 点两侧；所述接地单元上设置有若干个金属化的通孔。进一步地,所述超材料天线还包括一参考地,所述参考地包括位于所述介质基板相对两表面上的第一参考地单元及第二参考地单元，所述第一参考地单元使所述馈线的一 端形成微带线。进一步地，所述第一参考地单元及第二参考地单元相互电连接。进一步地，所述介质基板设置有若干金属化通孔，所述第一参考地单元与所述第 二参考地单元通过所述金属化通孔实现电连接。进一步地，所述第一参考地单元设置有相互电连接的第一金属面单元及第二金属 面单元，所述第一金属面单元与所述馈线的一端位置相对，使所述馈线的一端形成所述微 带线；所述第二参考地单元设置有第三金属面单元，所述第三金属面单元与所述第二金属 面单元位置相对。进一步地，所述介质基板位于所述第二金属面单元及所述第三金属面单元处开设 有若干金属化通孔，所述第二金属面单元与所述第三金属面单元通过所述金属化通孔电连 接。进一步地，所述第二参考地单元还包括第四金属面单元，所述第四金属面单元位 于所述馈线一端的一侧，并位于所述馈线的延伸方向上，所述第一金属面单元与所述第四 金属面单元通过所述金属化通孔电连接。进一步地，所述超材料天线的谐振频段至少包括2. 4GHz-2. 49GHz和 5. 72GHz-5. 85GHz ο进一步地，所述智能家电是空调、中央空调、冰箱、洗衣机、智能灯具、智能吸尘器、 智能窗帘、智能电饭煲、智能热水器、智能微波炉中的任意一种相对现有技术而言，本专利技术的智能家电采用超材料天线内置，通过基于超材料天 线技术设计出使一个波段、两个或者更多不同波段的电磁波谐振的超材料天线，决定该天 线体积的金属结构尺寸的物理尺寸不受半波长的物理长度限制，可以根据智能家电本身尺 寸设计出相应的天线，满足无线通讯设备小型化、天线内置的需求。另外，通过内置超材料 天线，上述智能家电通过无线方式接入物联网和互联网，用户在任何时间、任何地方了解其 家庭各种家电工作情况，以及及时方便地控制各种家电设备。附图说明图1为智能家电的模块图2是本专利技术智能家电中的天线第一实施方式的主视图3为图3所示天线后视图4是本专利技术的天线第一实施方式S参数仿真图5是本专利技术智能家电中的天线第二实施方式的主视图6是本专利技术智能家电中的天线第三实施方式的主视图7为本专利技术天线的第二、三实施方式上的金属结构放大图8是本专利技术的天线第一实施方式S参数仿真图9是本专利技术第二、三实施方式操作于2. 4、2. 44、2. 48GHz时E方向远场仿真结果 图10是本专利技术第二、三实施方式操作于2. 4,2. 44,2. 48GHz时H方向远场仿真结 果图11是本专利技术第二、三实施方式操作于5. 725,5. 8,5. 85GHz时E方向远场仿真结 果图12是本专利技术第二、三实施方式操作于5. 725、5.8、5. 85GHz时H方向远场仿真结 果图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术智能家电做一步说明。请参阅图1，是本专利技术中的智能家电的模块图。智能家电100包括一超材料天线 10、控制模块11及传感模块12，智能家电100通过所述超材料天线10接收无线电磁波信 号，控制模块11响应所述电磁波信号产生控制检测命令或者动作执行命令；传感模块12响 应所述控制检测命令检测智能家电参数指标并反馈给控制模块11，控制模块11根据检测 到的参数指标产生智能家电100的状态信息并基于超材料天线10以电磁波形式辐射；或智 能家电100响应动作执行命令执行相应的动作。在本专利技术中,所述智能家电100包括但不限 空调、中央空调、冰箱、洗衣机、智能灯具、智能吸尘器、智能窗帘、智能电饭煲、智能热水器、 智能微波炉等。上述智能家电100通过无线方式接入物联网和互联网，用户在任何时间、任 何地方了解其家庭各种家电工作情况，以及及时方便地控制各种家电设备。本专利技术智能家电中天线是基于人工电磁材料技术设计而成，人工电磁材料是指将 金属片镂刻成特定形状的拓扑金属结构，并将所述特定形状的拓扑金属结构设置于一定 介电常数和磁导率基材上而加工制造的等效特种电磁材料，其性能参数主要取决于其亚波 长的特定形状的拓扑金属结构。在谐振频段，人工电磁材料通常体现出高度的色散特性，换 言之，天线的阻抗、容感性、等效的介电常数和磁导率随着频率会发生剧烈的变化。因而可 采用人工电磁材料技术对上述天线的基本特性进行改造，使得金属结构与其依附的介质基 板等效地组成了一个高度色散的特种电磁材料，从而实现辐射特性丰富的新型天线。以下 详细介绍应用智能家电中超材料天线的几个实施方式第一实施方式请一并参阅图3及图4,超材料天线10包括介质基板1、金属结构2、馈线3及参考 地41、42，所述介本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能家电，其特征在于，包括一超材料天线、控制模块及传感模块，所述超材料天线包括一介质基板和设置于所述介质基板一表面的一馈电点、与所述馈电点相连接的馈线及一金属结构；所述馈线与所述金属结构相互耦合，所述智能家电通过所述超材料天线接收无线电磁波信号，控制模块响应所述电磁波信号产生控制检测命令或者动作执行命令；传感模块响应所述控制检测命令检测智能家电参数指标并反馈给所述控制模块，控制模块根据检测到的参数指标产生智能家电的状态信息并基于超材料天线以电磁波形式辐射；或智能家电响应动作执行命令执行相应的动作。

【技术特征摘要】
1.一种智能家电，其特征在于，包括一超材料天线、控制模块及传感模块，所述超材料天线包括一介质基板和设置于所述介质基板一表面的一馈电点、与所述馈电点相连接的馈线及一金属结构；所述馈线与所述金属结构相互耦合，所述智能家电通过所述超材料天线接收无线电磁波信号，控制模块响应所述电磁波信号产生控制检测命令或者动作执行命令；传感模块响应所述控制检测命令检测智能家电参数指标并反馈给所述控制模块，控制模块根据检测到的参数指标产生智能家电的状态信息并基于超材料天线以电磁波形式辐射；或智能家电响应动作执行命令执行相应的动作。2.根据权利要求1所述的智能家电，其特征在于，所述金属结构是金属片经镂刻出槽拓扑结构而成。3.根据权利要求1所述的智能家电，其特征在于，所述超材料天线还包括接地单元，所述接地单元对称地分布所述馈电点两侧；所述接地单元上设置有若干个金属化的通孔。4.根据权利要求1所述的智能家电，其特征在于，所述超材料天线还包括一参考地，所述参考地包括位于所述介质基板相对两表面上的第一参考地单元及第二参考地单元，所述第一参考地单元使所述馈线的一端形成微带线。5.根据权利要求4所述的智能家电，其特征在于所述第一参考地单元及第二参考地单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘若鹏，徐冠雄，
申请(专利权)人：深圳光启高等理工研究院，深圳光启创新技术有限公司，
类型：发明
国别省市：