[发明专利]一种基于倒置微带天线的电流检测装置及其检测方法

说明书

本发明属于测量和天线技术领域，涉及一种基于倒置微带天线的电流检测装置及其检测方法；装置包括永磁体、倒置微带天线、封装和上端盖，其中倒置微带天线由金属接地板、天线贴片、馈电装置波长阻抗转换器、微带线、支撑体和介质基板组成，该方法主要用于倒置微带天线对电流的无线检测与无线传输梁的上表面的永磁体在导线周围的磁场中受到磁力，力传递到金属梁上使其发生变形，改变梁与天线贴片之间空气腔的厚度，使倒置微带天线的谐振频率会随之发生偏移。该基于倒置微带天线的电流检测装置可以实现电流的检测以及信号的无线传输。倒置微带天线与传统的微带天线相比，消除了应变传递中的误差和天线贴片的应力疲劳带来的误差，使用寿命更长。

技术领域

本发明属于测量和天线技术领域，涉及一种基于倒置微带天线的电流检测装置及其检测方法。

背景技术

随着国家在用电普及方面的大力投入，架设的各种线路长度已经达到数百万千米，电气设备形式种类多、数量大，广泛的分布在各种复杂地理环境中，要实现所有线路及电气设备状态的实时有效的监控，难度非常大。所以提出一种高效、智能的电网监测手段具有重要意义。

物联网技术利用各种先进传感感知技术、互联网云技术结合人工智能算法与自动化技术融合而成，是未来信息技术重点突破的主要方向，蕴藏着非常大的理论与技术创新空间，为当前一些迫切要解决的社会、工业、农业问题提供了一条新的解决途径与手段[4]。基于物联网技术将大量无线传感监测节点嵌入、植入到系统的物体中，可为各类系统绘制出全方位的运行状态视图，大大提高监测覆盖范围和故障点的定位精准度。因此开发一种同时具备电流检测以及信号传输的电流检测装置对于电网的实时有效监控尤为重要。

现有技术中的电流检测装置，主要有电容式电流传感器、悬臂梁谐振式电流传感器、霍尔电流传感器、全光纤电流传感器、磁通门电流传感器、罗氏线圈电流传感器、巨磁阻电流传感器等，存在着结构复杂、难以加工、成本高、等问题，并且无法发实现信号的无线传输，会使整个电流监测系统变得复杂。

自从出现实用微带天线以来,这一印刷电路天线发展之快令人瞩目。微带天线通过贴片天线，介质基板和接地板组成，其结构简单，具有常规天线所没有的独特优点，如剖面薄,体积小,重量轻,造价低等。近年来，微带天线已经得到了广泛的是应用，其已大量用于约100MHz至100GHz的宽广频域上,包括卫星通信、雷达、遥感、导弹遥测遥控、环境监测、生物医学、便携式无线电设备等。微带天线在传感和信号传输领域具有巨大的研究潜力。但传统微带天线通过贴附与物体表面，跟随物体发生形变，从谐振频率的偏移中获取信息，这种应用于传感的方法不仅存在着应变传递带来的误差，同时天线贴片还会因为应力疲劳带来误差，减少的微带天线的使用寿命。

发明内容

为了克服上述为题，本发明提供了一种基于倒置微带天线的电流检测装置及其检测方法；倒置微带天线的接地板与天线贴片之间存在一个空气腔，该方法主要用于倒置微带天线对电流的无线检测与无线传输梁的上表面的永磁体在导线周围的磁场中受到磁力，力传递到金属梁上使其发生变形，改变梁与天线贴片之间空气腔的厚度，使倒置微带天线的谐振频率会随之发生偏移。该基于倒置微带天线的电流检测装置可以实现电流的检测以及信号的无线传输。倒置微带天线与传统的微带天线相比，消除了应变传递中的误差和天线贴片的应力疲劳带来的误差，使用寿命更长。

一种基于倒置微带天线的电流检测装置，包括永磁体1、倒置微带天线、封装8和上端盖9，其中倒置微带天线由金属接地板2、天线贴片3、馈电装置波长阻抗转换器4、微带线5、两个支撑体6和介质基板7组成，上端盖9固定连接在封装8顶部，将封装8盖合，并使得封装8顶部的封装半圆柱形槽802与上端盖9底部的上端盖半圆柱形槽901扣合形成完整的圆柱形槽，封装8内开有方形孔801，方形孔801底部固定有介质基板7，天线贴片3、馈电装置波长阻抗转换器4和微带线5从前往后依次沉积或贴附在介质基板7的顶面后端，金属接地板2底部的前后两端分别通过支撑体6连接在介质基板7上，且天线贴片3、馈电装置波长阻抗转换器4和微带线5位于金属接地板2和介质基板7之间，金属接地板2的上表面固定有永磁体1。