【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及波导接收装置领域，尤其涉及无线检定脉冲波导接收装置及可调波导腔宽边调节方法。
技术介绍
1、电能表作为贸易结算用的计量器具，属于国家强制检定范畴。现有的电能表规模化自动计量检定工作中，电能表向检定装置提供的是光脉冲和电脉冲误差检定接口，其中光脉冲方式进行检定需要对准光口，在操作的过程中效率较低，需要人工干预，因此目前检定装置普遍采用接触式电信号进行电能表误差检定。
2、而随着无线通信技术的进步，在下一代智能物联电能表的设计规范中逐渐取消了用于通信信息的辅助端子，增加无线通信输出已成为新的趋势。在取消掉传统单相、三相电能表上辅助端子的情况下，利用传统485信号线进行通信的通道被切断，而采用载波通信或微功率无线方法通信则容易遇到干扰和兼容性问题。因此为了保证装出后的电能表检定工作的顺利进行，亟需利用通用性和抗干扰能力较强的2.4ghz射频信道开展计量设备的非接触方式通信。
3、为实现新一代智能电能表检定，电网公司和电能表生产企业普遍采用自动化检定方式。辅助端子取消后，检定脉冲只能通过可见光输出，检测装置必须精确对光才能接收到检定脉冲，定位成功率约为98.3％，低于有线传输的99.5％，不满足自动化检定的要求，因此电能表检定只能选用其他方式的无线通道。
4、考虑到无线通信的基本特性：非接触，若不加以引导，信号能量将弥散全空间，而一个自动化检定实验室普遍有数千个表位同时检定，检定工位间隔很小，蓝牙信号易发生信道冲突，导致通信失败。同时为提升效率，检定过程中电能表还有通信需求，使这一问题更
5、随着无线通信技术的进步，在智能电能表的设计规范中取消辅助端子，增加低功耗蓝牙ble模块已成为新的趋势。在装置情况下，利用电脉冲检测误差的通道被切断，而采用蓝牙方式开展检定无疑是一种有效的解决方案，但无线的空间弥散性阻碍了其应用于大规模检定中。因此引入定向波导提升信号传输的可靠性成为可行的技术路线。
6、定向引导电磁波的结构中，波导主要用作微波频率的传输线，常见的波导结构主要有平行双导线、同轴线、平行平板波导、矩形波导、圆波导、微带线、平板介质光波导和光纤。从引导电磁波的角度看，它们都可分为内部区域和外部区域，电磁波被限制在内部区域传播。
7、矩形导波是采用金属管传输电磁波的重要导波装置，其管壁通常为铜、铝或者其他金属材料，其特点是结构简单、机械强度大。波导内没有内导体，损耗低、功率容量大，电磁能量在波导管内部空间被引导传播，可以防止对外的电磁波泄露。
8、矩形导波中可以出现各种tm模和te模，以及他们的线性组合。当工作波长小于各种模式的截止波长，或者工作频率大于各种模式的截止频率时，这些模式都是传输模，因而波导可以形成多模传输。
9、若使电磁波能够在波导中传输，必须f>c/2a，由此可以得到波导中传输各种模式电磁波的传播特性参数。
10、1.矩形波导不能传播tem波，只能传播te波或tm波。
11、2.一般来说(a>b)矩形波导的主模为te10模。
12、3.矩形波导功率容量较大，衰减较小。
13、4.单模传输条件是波长大于2b且波长小于2a大于a。
14、现有的可调波导虽然可以调整腔体宽度，但只能整体调节，对机械加工精度要求很高，若宽边两面没有保持平行，出现倾斜，则波导衰减率将明显提升，另外，人工寻找特定频率和发射天线相对位置的最大增益点极为繁琐，需要消耗大量人力。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供无线检定脉冲波导接收装置及可调波导腔宽边调节方法，以提升无线检定脉冲传输稳定性为目的。为此，本专利技术采取以下技术方案。
2、无线检定脉冲波导接收装置，包括可调波导腔、射频转换和增益优化器，所述的射频转换和增益优化器包括无线检定脉冲接收天线、射频接收模组、优化模组和指令发送天线，所述的可调波导腔为导电金属构成的半封闭矩形管状腔体，其右端开口用于正对电能表，其余方向封闭，所述的可调波导腔的上端左右两侧各设有1个驱动组件，所述的射频接收模组设于可调波导腔的左侧并连接于可调波导腔的左端，所述的无线检定脉冲接收天线设于可调波导腔内的左侧下部并与射频接收模组连接，所述的优化模组连接于射频接收模组上端，其上设有指令发送天线，所述的优化模组通过细导线连接至2个驱动组件用以给驱动组件发送位移信号，所述的2个驱动组件与可调波导腔上端的窄边连接以驱动以根据位移信号竖向移动窄边，以调节右端宽边开口的竖向宽度。
3、通过半封闭波导腔结构，可调波导腔右端开口正对电能表，其他部分封闭，使信号源和干扰源的距离比大幅减小，有效提升无线检定脉冲信噪比，可根据射频信号强度有效实现对可调波导腔的窄边高度进行自适应调节，以实现波导腔右端宽边的竖向开口宽度的自适应调节，提升无线检定脉冲传输稳定性。
4、作为优选技术手段：所述的驱动组件包括步进电机和连杆，所述的步进电机连接固定于可调波导腔上端设置的固定板上，所述的步进电机通过所述的连杆与可调波导腔的窄边连接。通过左右两个步进电机驱动连杆调节可调波导腔的窄边位置，可以实现精确的窄边位移控制，驱动组件能够实时调整波导腔右边的宽边的竖向开口宽度，以适应不同信号强度和频率，能够最大限度地减少信号的衰减，提高信号接收的灵敏度和准确性。
5、作为优选技术手段：所述的驱动组件可在[c/(2fmax)-ε,c/(2fmin)+ε]间自动调节腔体宽边的开口宽度，其中，c为光速，ε为设计裕度。确保了驱动组件能够根据接收信号的频率范围(fmin到fmax)自动调节波导腔的宽边的竖向开口宽度，这种自动调节范围能够确保在不同频率下，波导腔都能有效地传输信号，从而实现宽频率范围的适应性。
6、作为优选技术手段：所述的射频接收模组通过螺孔接入无线检定脉冲接收天线。螺孔连接方式使得无线检定脉冲接收天线能够稳固地固定在射频接收模组上，减少了因天线松动或脱落导致的信号接收不稳定问题，螺孔连接方式使得天线的安装和拆卸变得简单方便，螺孔连接能够提供较好的电气接触性能，确保天线与射频接收模组之间的信号传输畅通无阻，螺孔连接方式应用普遍，具有一定的通用性，可以适应不同规格和型号的无线检定脉冲接收天线。
7、无线检定脉冲波导接收装置的可调波导腔宽边调节方法，包括以下步骤：
8、1)将电能表放置于检定工位上并上电，指定该检定工位无线检定脉冲发送频率fk，fk在fmax和fmin之间，选择4个二维极限点为寻优初始的评估点集合d4＝{(dmin，dmin)、(dmax，dmin)、(dmin，dmax)、(dmax，dmax)}，记d4第v个元素xv＝(d1，d2)；
9、2)控制向驱动组件发送位移信号，根据评估点xv调整可调波导腔宽边；
10、3)通过指令发送天线命令电能表发送指定频率fk指定功率的无线检定脉冲；
11本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.无线检定脉冲波导接收装置，其特征在于：包括可调波导腔(1)、射频转换和增益优化器，所述的射频转换和增益优化器包括无线检定脉冲接收天线(2)、射频接收模组(3)、优化模组(4)和指令发送天线(5)，所述的可调波导腔(1)为导电金属构成的半封闭矩形管状腔体，其右端开口用于正对电能表，其余方向封闭，所述的可调波导腔(1)的上端左右两侧各设有1个驱动组件(6)，所述的射频接收模组(3)设于可调波导腔(1)的左侧并连接于可调波导腔(1)的左端，所述的无线检定脉冲接收天线(2)设于可调波导腔(1)内的左侧下部并与射频接收模组(3)连接，所述的优化模组(4)连接于射频接收模组(3)上端，其上设有指令发送天线(5)，所述的优化模组(4)通过细导线(7)连接至2个驱动组件(6)用以给驱动组件(6)发送位移信号，所述的2个驱动组件(6)与可调波导腔(1)上端的窄边(101)连接以驱动以根据位移信号竖向移动窄边(101)，以调节右端宽边(102)开口的竖向宽度。
2.根据权利要求1所述的无线检定脉冲波导接收装置，其特征在于：所述的驱动组件(6)包括步进电机和连杆，所述的步进电机连接固定
3.根据权利要求2所述的无线检定脉冲波导接收装置，其特征在于：所述的驱动组件(6)可在[c/(2fmax)-ε,c/(2fmin)+ε]间自动调节腔体宽边(102)的开口宽度，其中，c为光速，ε为设计裕度。
4.根据权利要求3所述的无线检定脉冲波导接收装置，其特征在于：所述的射频接收模组(3)通过螺孔接入无线检定脉冲接收天线(2)。
5.采用权利要求1所述的无线检定脉冲波导接收装置的可调波导腔的宽边调节方法，其特征在于包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的无线检定脉冲波导接收装置的可调波导腔宽边调节方法，其特征在于：步骤3)中，命令电能表发送的无线检定脉冲在腔体宽边宽度自动调节期间发射功率应保持不变。
7.根据权利要求6所述的无线检定脉冲波导接收装置的可调波导腔宽边调节方法，其特征在于：步骤4)中，代理模型取高斯分布，如下式：
8.根据权利要求7所述的无线检定脉冲波导接收装置的可调波导腔宽边调节方法，其特征在于：步骤5)中，采集函数J(x)可选择最大期望提升，如下式：
...【技术特征摘要】
1.无线检定脉冲波导接收装置，其特征在于：包括可调波导腔(1)、射频转换和增益优化器，所述的射频转换和增益优化器包括无线检定脉冲接收天线(2)、射频接收模组(3)、优化模组(4)和指令发送天线(5)，所述的可调波导腔(1)为导电金属构成的半封闭矩形管状腔体，其右端开口用于正对电能表，其余方向封闭，所述的可调波导腔(1)的上端左右两侧各设有1个驱动组件(6)，所述的射频接收模组(3)设于可调波导腔(1)的左侧并连接于可调波导腔(1)的左端，所述的无线检定脉冲接收天线(2)设于可调波导腔(1)内的左侧下部并与射频接收模组(3)连接，所述的优化模组(4)连接于射频接收模组(3)上端，其上设有指令发送天线(5)，所述的优化模组(4)通过细导线(7)连接至2个驱动组件(6)用以给驱动组件(6)发送位移信号，所述的2个驱动组件(6)与可调波导腔(1)上端的窄边(101)连接以驱动以根据位移信号竖向移动窄边(101)，以调节右端宽边(102)开口的竖向宽度。
2.根据权利要求1所述的无线检定脉冲波导接收装置，其特征在于：所述的驱动组件(6)包括步进电机和连杆，所述的步进电机连接固定于可调波导腔(1)上端设置的固定板(8...
【专利技术属性】
技术研发人员：金阳忻，胡书红，李晨，章江铭，史博文，黄小琼，刘功俊，马雨薇，宋磊，鲁然，施文嘉，邵竑湄，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司营销服务中心，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。