多频带圆极化天线装置制造方法及图纸

一种圆极化、多频带和宽带天线，可以与GPS系统通信。天线可以包含驱动元件、电连接到驱动元件的第一导电寄生元件、第二导电寄生元件和第三导电寄生元件以及接地平面。寄生元件设置有不同的长度，以提供具有多个谐振频率的较宽频带操作。辐射波具有小的传播角，传播至少1

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多频带圆极化天线装置
[0001]相关申请的交叉应用
[0002]本申请要求2019年5月17日提交的美国临时专利申请No.62/849，416的优先权，其全部内容通过引用结合于此。


[0003]本公开总体上涉及一种用于传送时间相关的声学传感器数据的天线。特别地，但不限于此，本公开涉及一种与声学传感器系统相关联的新型天线装置，用于将来自声学传感器的读数从通常位于地下的坑盒远程传输到远程接收器。

技术介绍

[0004]为了减轻与水泄漏的检测相关联的浪费和花很多钱才能解决的问题，本公开提供了一种独特配置的天线装置(例如，在松散地类似于手的形状的装置中，因此，在本文可称为“手天线”)，用于经由传感器传输单元(STU)产生的信号传输收集的或记录的声学传感器数据。通常，关于本公开的示例性实施例，天线装置连接到传感器传输单元，该传感器传输单元又连接到声学传感器/记录器。声学传感器检测与通过水管或其他管道的水流相关联的声学信号，并将记录数据提供给传输单元。传输单元将传感器数据格式化为数据包，包含例如由全球定位卫星(GPS)提供的时刻(TOD)数据和位置数据。然后经由天线使用射频(RF)信号传输数据。传输单元通常将格式化的数据传输到中央读取站或数据收集单元(DCU)，在那里数据与来自其他传输单元和位于水网络上其他地方的声学记录器的类似数据相关联。在一些情况下，射频信号可以在相对长的距离上传输，比如一英里或更远的距离。因此，远程传输单元可能需要能够以最小的数据毁损或干扰来无线传输传感器数据必要距离的坚固天线。
[0005]与预期辐射的射频能量的量相比，实际辐射到空气空间中的射频能量的量是许多因数的函数。这些因数可以包括施加的电压、流过天线的电流量、施加到天线的信号的频率、制造天线的材料、这种天线的几何形状、传输的角度以及在天线的相对紧密的周围空间中的材料(比如在一个球体半径内，测量应用于这种天线的无线电信号的高达几个波长)。当天线的周围环境变化时，天线性能(即，从其辐射能量的程度)也将相应地倾向于变化。
[0006]因此，在根据本公开设计和成功部署集成天线系统时考虑了各种因素。这些条件或因素中的一些可以包括：操作的频率、发射器输出功率、天线增益、天线极化、天线方向图、方位角波束宽度、方位角变化、操作无线电设备的政府规定、特征天线阻抗、最大波反射系数、天线几何形状、天线位置、实现安装的能力、期望的使用寿命、在暴露的环境条件下操作的能力(比如由于任何水吸收到天线系统中引起的暴露于水，操作性能变化非常小)、抗紫外线性、抗冲击和振动性以及抗环境温度变化性。此外，考虑与此类单元的大容积相关联的成本和可制造性因素，例如，在整个水传输系统中具有大量传感器位置的完整系统中使用，具有可靠性和性能的可重复性。一个或更多个上述参数和条件被考虑以实现本文描述的和下面详细描述的示例性实施例。

技术实现思路

[0007]根据一个方面，提供了一种用于传输测量的声学数据的天线装置。该天线装置包括基板和接地平面。天线进一步包括邻近基板并电连接到接地平面的驱动元件。驱动元件包括用于接收输入电流信号的馈电点。天线装置还包括经由第一短路棒电连接到驱动元件的第一寄生元件。天线装置还包括长于第一寄生元件并且经由第二短路棒电连接到驱动元件的第二寄生元件。天线装置还包括短于第二寄生元件并且经由第三短路棒电连接到第二寄生元件的第三寄生元件。天线装置还包括与第一寄生元件、第二寄生元件和第三寄生元件电气分离的第四寄生元件。
[0008]在另一方面，天线装置进一步包括布置在第一寄生元件和驱动元件之间的非导电的第一寄生间隙、布置在第二寄生元件和驱动元件之间的非导电的第二寄生间隙以及布置在第二寄生元件和第三寄生元件之间的非导电的第三寄生间隙。
[0009]在另一方面，从天线装置辐射的电磁波是圆极化的。
[0010]在另一方面，第一寄生元件和第二寄生元件定位在驱动元件的两侧上。
[0011]在另一方面，第一寄生元件和第二寄生元件平行于驱动元件定位。
[0012]在另一方面，天线装置还包括次级频带元件，其中，次级频带元件是平行于第一寄生元件延伸的细长导电构件。
[0013]在另一方面，次级频带元件与第一寄生元件通过第五寄生间隙分开。
[0014]在另一方面，第一寄生元件、第二寄生元件、第三寄生元件和第四寄生元件各自具有不同长度，以使天线装置对在馈电点接收的输入电流信号具有多谐振响应。
[0015]在另一方面，天线装置被配置为具有从450MHz到470MHz的多谐振响应。
[0016]根据一个方面，提供了一种通信系统，该通信系统包括天线组件、通信组件和坑盖。通信组件包括通信地连接到声学传感器和天线组件的传感器传输单元。天线组件机械地联接到坑盖，并定位在坑盖和管道之间。坑盖被配置成在管道内的阀腔室的顶部提供密封。声学传感器物理地联接到阀腔室内的阀杆。
[0017]在另一方面，通信组件被配置成经由天线组件将由传感器收集的数据传输到远程数据收集单元。
[0018]在另一方面，天线装置包括基板、接地平面和邻近基板并电连接到接地平面的驱动元件。驱动元件包括用于接收输入电流信号的馈电点。天线装置还包括经由第一短路棒电连接到驱动元件的第一寄生元件，以及长于第一寄生元件并经由第二短路棒电连接到驱动元件的第二寄生元件。天线装置还包括短于第二寄生元件并经由第三短路棒电连接到第二寄生元件的第三寄生元件，以及与第一寄生元件、第二寄生元件和第三寄生元件电气分离的第四寄生元件。
[0019]在另一方面，天线组件包括布置在第一寄生元件和驱动元件之间的非导电的第一寄生间隙，以及布置在第二寄生元件和驱动元件之间的非导电的第二寄生间隙。天线组件还包括布置在第二寄生元件和第三寄生元件之间的非导电的第三寄生间隙。
[0020]在另一方面，管道与天线组件的接地平面电连通，并被配置成从天线组件产生低辐射角度。
[0021]在另一方面，从天线装置辐射的电磁波是圆极化的。
[0022]在另一方面，第一寄生元件和第二寄生元件以平行取向定位在驱动元件的两侧
上。
[0023]在一个方面，提供了一种天线组件，其包括接地平面、基板和邻近该基板并电连接到该接地平面的驱动元件。驱动元件包括用于接收输入电流信号的馈电点。基板具有布置在其上的天线装置，并且包括经由第一短路棒电连接到驱动元件的第一寄生元件。天线装置还包括长于第一寄生元件并且经由第二短路棒电连接到驱动元件的第二寄生元件。天线装置还包括短于第二寄生元件并经由第三短路棒电连接到第二寄生元件的第三寄生元件，以及与第一寄生元件、第二寄生元件和第三寄生元件电气分离的第四寄生元件。第一寄生元件、第二寄生元件、第三寄生元件和第四寄生元件各自具有不同长度，以使天线装置对在馈电点接收的输入电流信号具有多谐振响应。
[0024]在一个方面，天线装置被配置为具有从450MHz到470MHz的多谐振响应。
[0025]在一个方面，天线装置包括布置在第一寄生元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种天线装置，包括：基板；接地平面；驱动元件，其邻近所述基板并电连接到所述接地平面，所述驱动元件包括用于接收输入电流信号的馈电点；第一寄生元件，其经由第一短路棒电连接到所述驱动元件；第二寄生元件，其长于所述第一寄生元件并且经由第二短路棒电连接到所述驱动元件；第三寄生元件，其短于所述第二寄生元件并且经由第三短路棒电连接到所述第二寄生元件；以及第四寄生元件，其与所述第一寄生元件、所述第二寄生元件和所述第三寄生元件电气分离。2.根据权利要求1所述的天线装置，进一步包括：非导电的第一寄生间隙，其布置在所述第一寄生元件和所述驱动元件之间；非导电的第二寄生间隙，其布置在所述第二寄生元件和所述驱动元件之间；以及非导电的第三寄生间隙，其布置在所述第二寄生元件和所述第三寄生元件之间。3.根据权利要求2所述的天线装置，其中，从所述天线装置辐射的电磁波是圆极化的。4.根据权利要求1所述的天线装置，其中，所述第一寄生元件和所述第二寄生元件定位在所述驱动元件的两侧上。5.根据权利要求4所述的天线装置，其中，所述第一寄生元件和所述第二寄生元件定位成平行于所述驱动元件。6.根据权利要求1所述的天线装置，进一步包括次级频带元件，其中，所述次级频带元件是平行于所述第一寄生元件延伸的细长导电构件。7.根据权利要求6所述的天线装置，其中，所述次级频带元件与所述第一寄生元件通过第五寄生间隙分开。8.根据权利要求1所述的天线装置，其中，所述第一寄生元件、所述第二寄生元件、所述第三寄生元件和所述第四寄生元件各自具有不同长度，以使所述天线装置对在所述馈电点处接收的所述输入电流信号具有多谐振响应。9.根据权利要求8所述的天线装置，其中，所述天线装置被配置为具有从450MHz到470MHz的多谐振响应。10.一种通信系统，包括：天线组件；通信组件，其包括通信连接到声学传感器和天线组件的传感器传输单元；和坑盖，其中，所述天线组件机械地联接到坑盖并且定位在坑盖和管道之间；其中，所述坑盖被配置成在所述管道内的阀腔室的顶部处提供密封，并且其中，所述声学传感器物理地联接到所述阀腔室内的阀杆。11.根据权利要求10所述的通信系统，其中，所述通信组件被配置为经由所述天线组件将由所述传感器收集的数据传输到远程数据收集单元。12.根据权利要求10所述的通信系统，其中，所述天线装置包括：
基板；接地平面；驱动元件，其邻近所述基板并电连接到所述接地平面，所述驱动元件包括用于接收输入电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：加里，
申请(专利权)人：阿克拉技术公司，
类型：发明
国别省市：