專利名稱：傳感設(shè)備的制作方法
傳感設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于傳感領(lǐng)域，具體涉及一種帶有超材料天線的傳感設(shè)備。
背景技術(shù)：
傳感器是能感受規(guī)定的被測(cè)量件并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。傳感器是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將檢測(cè)感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求，它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。傳感器按照用途可劃分為壓力敏和力敏傳感器、位置傳感器、液面?zhèn)鞲衅?、能耗傳感器?速度傳感器、加速度傳感器、射線輻射傳感器、熱敏傳感器、24GHz雷達(dá)傳感器等，通常需要由數(shù)據(jù)線將傳感器輸出的信息傳送到信息接收端，由于環(huán)境或者臨時(shí)信息接收端的使用等不適宜使用數(shù)據(jù)線進(jìn)行信號(hào)輸送，而只能借助無(wú)線傳輸?shù)姆绞酵瓿伞?br> 然而上述無(wú)線方式傳輸傳感器輸出信息時(shí)，不僅要求電子電路快速處理能力，而且對(duì)無(wú)線傳輸器件-天線的要求是高速、超寬帶、大容量的傳輸這些信息。天線作為最終射頻信號(hào)的輻射單元和接收器件，其工作特性將直接影響整個(gè)電子系統(tǒng)的工作性能。然而天線的尺寸、帶寬、增益等重要指標(biāo)卻受到了基本物理原理的限制(固定尺寸下的增益極限、 帶寬極限等)。這些指標(biāo)極限的基本原理使得天線的小型化技術(shù)難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了其它器件， 而由于射頻器件的電磁場(chǎng)分析的復(fù)雜性，逼近這些極限值都成為了巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)。發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有傳感設(shè)備中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種能夠無(wú)線輸出的傳感設(shè)備，通過(guò)應(yīng)用高性能的超材料內(nèi)置天線技術(shù)，在滿足傳感設(shè)備性能要求的前提下實(shí)現(xiàn)天線的小型化、內(nèi)置化，為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
一傳感設(shè)備，包括傳感器，還包括一超材料天線，所述超材料天線包括一介質(zhì)基板和設(shè)置于所述介質(zhì)基板一表面的一饋電點(diǎn)、與所述饋電點(diǎn)相連接的饋線及一金屬結(jié)構(gòu)；所述饋線與所述金屬結(jié)構(gòu)相互耦合；所述超材料天線接收所述傳感器輸出的電信號(hào)，并將所述電信號(hào)轉(zhuǎn)換為電磁波信號(hào)射出。
進(jìn)一步地，所述金屬結(jié)構(gòu)是金屬片經(jīng)鏤刻出槽拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)而成。
進(jìn)一步地,所述超材料天線還包括接地單元,所述接地單元對(duì)稱地分布所述饋電點(diǎn)兩側(cè)；所述接地單元上設(shè)置有若干個(gè)金屬化的通孔。
進(jìn)一步地,所述超材料天線還包括一參考地,所述參考地包括位于所述介質(zhì)基板相對(duì)兩表面上的第一參考地單元及第二參考地單元，所述第一參考地單元使所述饋線的一端形成微帶線。
進(jìn)一步地，所述第一參考地單元及第二參考地單元相互電連接。
進(jìn)一步地，所述介質(zhì)基板設(shè)置有若干金屬化通孔，所述第一參考地單元與所述第二參考地單元通過(guò)所述金屬化通孔實(shí)現(xiàn)電連接。
進(jìn)一步地，所述第一參考地單元設(shè)置有相互電連接的第一金屬面單元及第二金屬面單元，所述第一金屬面單元與所述饋線的一端位置相對(duì)，使所述饋線的一端形成所述微帶線；所述第二參考地單元設(shè)置有第三金屬面單元，所述第三金屬面單元與所述第二金屬面單元位置相對(duì)。
進(jìn)一步地，所述介質(zhì)基板位于所述第二金屬面單元及所述第三金屬面單元處開(kāi)設(shè)有若干金屬化通孔，所述第二金屬面單元與所述第三金屬面單元通過(guò)所述金屬化通孔電連接。
進(jìn)一步地，所述第二參考地單元還包括第四金屬面單元，所述第四金屬面單元位于所述饋線一端的一側(cè)，并位于所述饋線的延伸方向上，所述第一金屬面單元與所述第四金屬面單元通過(guò)所述金屬化通孔電連接。
進(jìn)一步地，所述超材料天線的諧振頻段至少包括2. 4GHz-2. 49GHz和 5. 72GHz-5. 85GHz ο
本發(fā)明的傳感設(shè)備采用超材料天線技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)天線的小型化及內(nèi)置，基于超材料天線技術(shù)設(shè)計(jì)出使一個(gè)波段、兩個(gè)或者更多不同波段的電磁波諧振的超材料天線，決定該天線體積的金屬結(jié)構(gòu)尺寸的物理尺寸不受半波長(zhǎng)的物理長(zhǎng)度限制，可以根據(jù)傳感設(shè)備本身尺寸設(shè)計(jì)出相應(yīng)的天線，能夠滿足傳感設(shè)備小型化、天線內(nèi)置的需求。另外，通過(guò)內(nèi)置超材料天線，可以實(shí)現(xiàn)傳感器獲取的信號(hào)的無(wú)線傳輸，節(jié)約了所需的數(shù)據(jù)線，減少了環(huán)境的影響。


圖1為本發(fā)明傳感設(shè)備實(shí)施例1的模塊圖2為本發(fā)明傳感設(shè)備實(shí)施例2的模塊圖3是本發(fā)明傳感設(shè)備中的天線第一實(shí)施方式的主視圖4為圖3所示天線后視圖5是本發(fā)明的天線第一 實(shí)施方式S參數(shù)仿真圖6是本發(fā)明傳感設(shè)備中的天線第二實(shí)施方式的主視圖7是本發(fā)明傳感設(shè)備中的天線第三實(shí)施方式的主視圖8為本發(fā)明天線的第二.、三實(shí)施方式上的金屬結(jié)構(gòu)放大圖9是本發(fā)明的天線第三實(shí)施方式S參數(shù)仿真圖10是本發(fā)明的天線第三實(shí)施方式操作于2. 4、2. 44、2. 48GHz時(shí)E方向遠(yuǎn)場(chǎng)仿真結(jié)果圖11是本發(fā)明的天線第三實(shí)施方式操作于2. 4、2. 44、2. 48GHz時(shí)H方向遠(yuǎn)場(chǎng)仿真結(jié)果圖12是本發(fā)明的天線第三實(shí)施方式操作于5. 725,5. 8,5. 85GHz時(shí)E方向遠(yuǎn)場(chǎng)仿真結(jié)果圖13是本發(fā)明的天線第三實(shí)施方式操作于5. 725,5. 8,5. 85GHz時(shí)H方向遠(yuǎn)場(chǎng)仿真結(jié)果圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明傳感設(shè)備做一步說(shuō)明。
參閱圖1，是本發(fā)明中的傳感設(shè)備實(shí)施例1的模塊圖。其中，傳感設(shè)備100包括超材料天線10及傳感器11。所述超材料天線10接收傳感器11輸出的電信號(hào)，并將該電信號(hào)轉(zhuǎn)化為電磁波信號(hào)射出。在本發(fā)明中，所述傳感設(shè)備100包括但不限于壓力敏和力敏傳感器、位置傳感器、液面?zhèn)鞲衅?、能耗傳感器、速度傳感器、加速度傳感器、射線輻射傳感器、熱敏傳感器、24GHz雷達(dá)傳感器等。上述傳感設(shè)備通過(guò)無(wú)線方式輸出電信號(hào)減少了環(huán)境的影響，避免使用數(shù)據(jù)線，從而可以降低傳感設(shè)備的應(yīng)用成本。
參閱圖2， 是本發(fā)明的傳感設(shè)備的實(shí)施例2的模塊圖。與實(shí)施例1不同的是傳感器還包括了信號(hào)處理模塊111，通過(guò)信號(hào)處理模塊111可以將傳感器11輸出的非電信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再輸出給超材料天線10。
本發(fā)明傳感設(shè)備中天線是基于人工電磁材料技術(shù)設(shè)計(jì)而成，人工電磁材料是指將金屬片鏤刻成特定形狀的拓?fù)浣饘俳Y(jié)構(gòu)，并將所述特定形狀的拓?fù)浣饘俳Y(jié)構(gòu)設(shè)置于一定介電常數(shù)和磁導(dǎo)率基材上而加工制造的等效特種電磁材料，其性能參數(shù)主要取決于其亞波長(zhǎng)的特定形狀的拓?fù)浣饘俳Y(jié)構(gòu)。在諧振頻段，人工電磁材料通常體現(xiàn)出高度的色散特性，換言之，天線的阻抗、容感性、等效的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率隨著頻率會(huì)發(fā)生劇烈的變化。因而可采用人工電磁材料技術(shù)對(duì)上述天線的基本特性進(jìn)行改造，使得金屬結(jié)構(gòu)與其依附的介質(zhì)基板等效地組成了一個(gè)高度色散的特種電磁材料，從而實(shí)現(xiàn)輻射特性豐富的新型天線。以下詳細(xì)介紹應(yīng)用傳感設(shè)備中幾個(gè)實(shí)施方式
第一實(shí)施方式
請(qǐng)一并參閱圖3及圖4,超材料天線10包括介質(zhì)基板1、金屬結(jié)構(gòu)2、饋線3及參考地41、42，所述介質(zhì)基板I呈長(zhǎng)方板狀，其可由高分子聚合物、陶瓷、鐵電材料、鐵氧材料或鐵磁材料等材質(zhì)制成。在本實(shí)施例中，所述介質(zhì)基板I的材質(zhì)采用玻纖材質(zhì)(FR4)制成，因而不僅成本低，而且可保證在不同的工作頻率中保持良好的天線工作特性。
所述金屬結(jié)構(gòu)2、饋線3及參考地41、42分別置于所述介質(zhì)基板I的相對(duì)的兩表面上，所述金屬結(jié)構(gòu)2、饋線3及參考地41、42與所述介質(zhì)基板I形成超材料天線，所述超材料天線的性能取決于所述金屬結(jié)構(gòu)2，在諧振頻段，超材料通常體現(xiàn)出高度的色散特性，即其阻抗、容感性、等效的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率隨著頻率會(huì)發(fā)生劇烈的變化，因而通過(guò)改變所述金屬結(jié)構(gòu)2及介質(zhì)基板I的基本特性，便使得所述金屬結(jié)構(gòu)2與介質(zhì)基板I等效地組成一個(gè)按照洛倫茲材料諧振模型的高度色散的特種電磁材料。
請(qǐng)參閱圖5，本實(shí)施例中的超材料天線的工作頻段是2. 4GHZ 2. 49GHZ及 5. 72GHZ 5. 85GHZ，上述該兩頻段的增益分別可達(dá)3. 58dBi及3. HdBi0可以理解的是，可以設(shè)置超材料天線10只響應(yīng)頻率為2. 4GHZ 2. 49GHZ頻段，即單頻天線。
所述饋線3設(shè)置在所述金屬結(jié)構(gòu)2的一側(cè)，并沿著所述金屬結(jié)構(gòu)2的長(zhǎng)度方向延伸，其與所述金屬結(jié)構(gòu)2相互耦合，其中，所述饋線3的一端彎折延伸至所述金屬結(jié)構(gòu)2端部一側(cè)。此外，可根據(jù)需要在所述饋線3與金屬結(jié)構(gòu)2之間的空間中嵌入容性電子元件，通過(guò)嵌入容性電子元件調(diào)節(jié)饋線3與金屬結(jié)構(gòu)2之間的信號(hào)耦合，由公式f=1/ (2uVZC )， 可知電容值的大小和工作頻率的平方成反比，所以當(dāng)需要的工作頻率為較低工作頻率時(shí)， 可以通過(guò)適當(dāng)?shù)那度肴菪噪娮釉?shí)現(xiàn)。加入的容性電子元件的電容值范圍通常在0-2pF 之間，不過(guò)隨著天線工作頻率的變化嵌入的電容值也可能超出0-2pF的范圍。
所述參考地位于所述饋線3的一側(cè)，使所述饋線3的位于所述金屬結(jié)構(gòu)2端部的一端形成微帶線31。在本實(shí)施例中,所述參考地包括第一參考地單元41及第二參考地單元 42，所述第一參考地單元41及第二參考地單元42分別位于所述介質(zhì)基板I的相對(duì)兩表面。 所述第一參考地單元41設(shè)置有相互電連接的第一金屬面單元411及第二金屬面單元412。 所述第二參考地單元42與所述饋線3位于所述介質(zhì)基板I的同一側(cè)，并設(shè)置有第三金屬面單元421及第四金屬面單元422。
所述第一金屬面單元411與所述饋線3位置相對(duì)，使所述饋線3的位于所述金屬結(jié)構(gòu)2端部的一端形成所述微帶線31，即所述參考地為虛擬地。所述第二金屬面單元412 與所述第三金屬面單元421位置相對(duì)。所述第三金屬面單元421位于所述金屬結(jié)構(gòu)2的一端，所述第三金屬面單元421呈長(zhǎng)方面板狀，并與所述饋線3的延伸方向相同。所述介質(zhì)基板I位于所述第二金屬面單元412及所述第三金屬面單元421處開(kāi)設(shè)有若干金屬化通孔5， 所述第二金屬面單元412與所述第三金屬面單元421通過(guò)所述金屬化通孔5電連接。
所述第四金屬面單元422位于所述饋線3 —端的一側(cè)，并位于所述饋線3的延伸方向上。所述介質(zhì)基板I位于所述第一金屬面單元411及所述第四金屬面單元422處開(kāi)設(shè)有若干金屬化通孔5，所述第一金屬面單元411與所述第四金屬面單元422通過(guò)所述金屬化通孔5電連接。通過(guò)第一金屬面單元411與所述饋線3的一端形成所述微帶線31，因而可減少外部信號(hào)對(duì)在所述饋線3上傳送的信號(hào)干擾，提高天線增益，實(shí)現(xiàn)較好的阻抗匹配，節(jié)省材料，成本低。所述第一金屬面單元411至第四金屬面單元422之間通過(guò)巧妙的位置設(shè)置，因而使所述參考地占用較小的空間，便實(shí)現(xiàn)較大的面積。此外，通過(guò)設(shè)置所述金屬化通孔5，因而可進(jìn)一步提高所述參考地的面積。
綜上所述，本發(fā)明的超材料天線通過(guò)精密地控制金屬結(jié)構(gòu)2的拓?fù)湫螒B(tài)及布局所述微帶線31，得到需要的等效介電常數(shù)和磁導(dǎo)率分布，使天線能夠在工作頻段內(nèi)實(shí)現(xiàn)較好的阻抗匹配，高效率地完成能量轉(zhuǎn)換，并得到理想的輻射場(chǎng)型，其占用體積小，對(duì)環(huán)境要求低，增益高，應(yīng)用范圍廣，適用傳感設(shè)備的內(nèi)置天線。
第二實(shí)施方式
如圖6所示，為本發(fā)明實(shí)施例的超材料天線10的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例中的超材料天線10包括介質(zhì)基板7以及設(shè)置在介質(zhì)基板7上的饋電點(diǎn)5、與該饋電點(diǎn)5相連接的饋線4、平面板狀的金屬結(jié)構(gòu)6。其中，饋線4與金屬結(jié)構(gòu)6相互耦合；金屬結(jié)構(gòu)6是金屬片經(jīng)鏤刻出槽拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)61而成，鏤刻時(shí)去除槽拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)61對(duì)應(yīng)的材料，剩余的金屬片即為金屬結(jié)構(gòu)6，在鏤刻出槽拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)61后，金屬片上呈現(xiàn)出包括在金屬結(jié)構(gòu)6內(nèi)的金屬走線62 ;槽拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)61中相鄰槽的間距即為金屬走線62的寬度，槽拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)61的槽寬與金屬 走線62 的寬度相等，且均為O. 15mm ;介質(zhì)基板7可由陶瓷材料、高分子材料、鐵電材料、鐵氧材料或鐵磁材料制成，優(yōu)選地，由高分子材料制成，具體地可以是FR-4、F4B等高分子材料。
在本實(shí)施例中，金屬結(jié)構(gòu)6為軸對(duì)稱的平面板狀。其中金屬結(jié)構(gòu)6為銅或銀材料制成。優(yōu)選為銅，價(jià)格低廉，導(dǎo)電性能好。為了實(shí)現(xiàn)更好阻抗匹配，金屬結(jié)構(gòu)6也可為銅和銀組合。
請(qǐng)參閱圖7，為本發(fā)明第三實(shí)施方式主視圖，第三實(shí)施方式與第二實(shí)施方式區(qū)別在于還包括接地單元8，接地單元8上設(shè)置有若干金屬化的通孔81 ;接地單元8對(duì)稱地分布所述饋電點(diǎn)5兩側(cè)，介質(zhì)基板7的選擇與實(shí)施例1相同。圖8所示為第二實(shí)施方式與第三實(shí)施方式的金屬結(jié)構(gòu)的放大圖?？梢岳斫獾厥牵伨€4與金屬結(jié)構(gòu)6之間信號(hào)饋入方式可以有多種。所述饋線4直接與所述金屬結(jié)構(gòu)6相連；且所述饋線4與金屬結(jié)構(gòu)6的相連接點(diǎn)位置可以位于金屬結(jié)構(gòu)6上的任意位置。饋線4采用包圍方式設(shè)置于所述金屬結(jié)構(gòu)6外圍且饋線4的末端設(shè)置于金屬結(jié)構(gòu)6外圍任意位置。
本超材料天線利用人工電磁材料的特性，采用在金屬片上鏤刻成金屬結(jié)構(gòu)的方式，使得金屬結(jié)構(gòu)及與金屬結(jié)構(gòu)所依附的介質(zhì)基板共同組成一個(gè)等效介電常數(shù)按照洛侖茲材料諧振模型色散的電磁材料，從而設(shè)計(jì)出多諧振頻段的天線。第二實(shí)施方式與第三實(shí)施方式所示的天線使2. 4GHz-2. 49GHz和5. 72GHz-5. 85GHz兩個(gè)頻段電磁波諧振，金屬結(jié)構(gòu)6的長(zhǎng)和寬都可以根據(jù)通訊設(shè)備機(jī)構(gòu)布局做任意調(diào)整，但是金屬結(jié)構(gòu)6結(jié)構(gòu)形狀保持與第二、三實(shí)施方式中一致即可，該超材料天線可以用于單頻2. 4GHz-2. 49GHz或 5. 72GHz-5. 85GHz頻段的通訊設(shè)備，也可以用于雙頻2. 4GHz-2. 49GHz和5. 72GHz-5. 85GHz 頻段的通訊設(shè)備。
如圖9所示為本發(fā)明第三實(shí)施方式的S參數(shù)仿真圖，該圖示出了第三實(shí)施方式的天線在2. 4GHz和5. 8018GHz分別具有-15. 426dB和-19. 184dB的損耗，在本發(fā)明所要求的2. 4GHz-2. 49GHz和5. 72GHz_5. 85GHz頻率段內(nèi)均具有-1OdB以下的損耗，表明本發(fā)明天線能夠單獨(dú)在2. 4GHz-2. 49GHz或5. 72GHz_5. 85GHz頻率段內(nèi)工作，也可以同時(shí)在 2. 4GHz-2. 49GHz和5. 72GHz_5. 85GHz頻率段內(nèi)工作，并且滿足傳感設(shè)備中對(duì)超材料天線10 的要求。
圖10、圖11、圖12及圖13分別示出了本發(fā)明第三實(shí)施方式超材料天線10操作于2. 4,2. 44,2. 48GHz和5. 725,5. 8,5. 85GHz時(shí)分別在垂直平面(E-Plane)和水平平面 (H-Plane)方向遠(yuǎn)場(chǎng)仿真結(jié)果圖，在此結(jié)果中能夠觀察到本發(fā)明的超材料天線的極化效果不亞于現(xiàn)有天線并符合應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明中 ，關(guān)于超材料天線10的加工制造，只要滿足本發(fā)明的設(shè)計(jì)原理，可以采用各種制造方式。最普通的方法是使用各類印刷電路板(PCB)的制造方法，如覆銅的PCB 制造均可滿足本發(fā)明的加工要求。除此加工方式，還可以根據(jù)實(shí)際的需要引入其它加工手段，如導(dǎo)電銀漿油墨加工方式、各類可形變器件的柔性PCB加工、鐵片天線的加工方式以及鐵片與PCB組合的加工方式。其中，鐵片與PCB組合加工方式是指利用PCB的精確加工來(lái)完成槽拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的加工，用鐵片來(lái)完成其它輔助部分。由于采用低成本的銅材料形成所述金屬結(jié)構(gòu)6，因此暴露空氣中容易被氧化而使超材料天線10諧振頻率偏移或者性能急劇下降，因此超材料天線表面上設(shè)置有非金屬的防氧化薄膜。由于本發(fā)明的主要性能都集中在金屬結(jié)構(gòu)6槽拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)61的設(shè)計(jì)，因此，饋線4的引線對(duì)超材料天線10的輻射頻率影響相對(duì)較小?；谶@個(gè)特點(diǎn)，超材料天線可以被靈活的擺放在系統(tǒng)的任何位置，簡(jiǎn)化的安裝測(cè)試的復(fù)雜度。
上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式
，上述的具體實(shí)施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多形 式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一傳感設(shè)備，包括傳感器，其特征在于，還包括一超材料天線，所述超材料天線包括一介質(zhì)基板和設(shè)置于所述介質(zhì)基板一表面的一饋電點(diǎn)、與所述饋電點(diǎn)相連接的饋線及一金屬結(jié)構(gòu)；所述饋線與所述金屬結(jié)構(gòu)相互耦合；所述超材料天線接收所述傳感器輸出的電信號(hào)，并將所述電信號(hào)轉(zhuǎn)換為電磁波信號(hào)射出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感設(shè)備，其特征在于，所述金屬結(jié)構(gòu)是金屬片經(jīng)鏤刻出槽拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感設(shè)備，其特征在于，所述超材料天線還包括接地單元，所述接地單元對(duì)稱地分布所述饋電點(diǎn)兩側(cè)；所述接地單元上設(shè)置有若干個(gè)金屬化的通孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感設(shè)備，其特征在于，所述超材料天線還包括一參考地，所述參考地包括位于所述介質(zhì)基板相對(duì)兩表面上的第一參考地單元及第二參考地單元，所述第一參考地單元使所述饋線的一端形成微帶線。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的傳感設(shè)備，其特征在于，所述第一參考地單元及第二參考地單元相互電連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的傳感設(shè)備，其特征在于，所述介質(zhì)基板設(shè)置有若干金屬化通孔，所述第一參考地單元與所述第二參考地單元通過(guò)所述金屬化通孔實(shí)現(xiàn)電連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5或6所述的傳感設(shè)備，其特征在于，所述第一參考地單元設(shè)置有相互電連接的第一金屬面單元及第二金屬面單元，所述第一金屬面單元與所述饋線的一端位置相對(duì)，使所述饋線的一端形成所述微帶線；所述第二參考地單元設(shè)置有第三金屬面單元，所述第三金屬面單元與所述第二金屬面單元位置相對(duì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的傳感設(shè)備，其特征在于，所述介質(zhì)基板位于所述第二金屬面單元及所述第三金屬面單元處開(kāi)設(shè)有若干金屬化通孔，所述第二金屬面單元與所述第三金屬面單元通過(guò)所述金屬化通孔電連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的傳感設(shè)備，其特征在于，所述第二參考地單元還包括第四金屬面單元，所述第四金屬面單元位于所述饋線一端的一側(cè)，并位于所述饋線的延伸方向上， 所述第一金屬面單元與所述第四金屬面單元通過(guò)所述金屬化通孔電連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的傳感設(shè)備，其特征在于，所述超材料天線的諧振頻段至少包括 2. 4GHz-2. 49GHz 和 5. 72GHz_5. 85GHz。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種傳感設(shè)備，包括傳感器和一超材料天線，超材料天線包括一介質(zhì)基板和設(shè)置于介質(zhì)基板一表面的一饋電點(diǎn)、與饋電點(diǎn)相連接的饋線及一金屬結(jié)構(gòu)；饋線與所述金屬結(jié)構(gòu)相互耦合；超材料天線接收傳感器輸出的電信號(hào)，并將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為電磁波信號(hào)射出。本發(fā)明的傳感設(shè)備采用超材料天線技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)天線的小型化及內(nèi)置，基于超材料天線技術(shù)設(shè)計(jì)出使一個(gè)波段、兩個(gè)或者更多不同波段的電磁波諧振的超材料天線，決定該天線體積的金屬結(jié)構(gòu)尺寸的物理尺寸不受半波長(zhǎng)的物理長(zhǎng)度限制，可以根據(jù)傳感設(shè)備本身尺寸設(shè)計(jì)出相應(yīng)的天線，能夠滿足傳感設(shè)備小型化、天線內(nèi)置的需求。
文檔編號(hào)H01Q1/48GK103036002SQ20111029589
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者劉若鵬, 徐冠雄 申請(qǐng)人:深圳光啟高等理工研究院, 深圳光啟創(chuàng)新技術(shù)有限公司