基于组合贴片天线的结构形变温度同步监测传感器和系统

文档序号:26271877发布日期:2021-08-13 19:26阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于组合贴片天线的结构形变温度同步监测传感器,其特征在于,包括连接板组件、固定基板(1)、设置于固定基板(1)下表面的第一下辐射贴片(2)、分别设置于基板(1)上表面的上辐射贴片(3)、射频识别芯片(4)和微带线(5),以及设置于固定基板(1)上表面的移动基板(6)和设置于移动基板(6)下表面的第二下辐射贴片(7),所述的连接板组件与移动基板(6)刚性连接,所述的第二下辐射贴片(7)与上辐射贴片(3)部分重叠贴合形成短接,共同组成组合式贴片天线,且第二下辐射贴片(7)能够与上辐射贴片(3)之间发生相对位移,所述的射频识别芯片(4)通过微带线(5)与上辐射贴片(3)连接,且与上辐射贴片(3)连接的点设置于偏离上辐射贴片(3)中心线的位置;

使用时,所述的连接板组件和固定基板(1)粘贴于结构表面;

当结构表面发生形变时,所述的第二下辐射贴片(7)与上辐射贴片(3)之间发生相对位移,改变组合式贴片天线整体长度,引起组合式贴片天线纵向谐振频率改变;当环境温度发生改变时,所述的固定基板(1)和移动基板(6)的介电常数均发生变化,所述的第二下辐射贴片(7)和上辐射贴片(3)的长度和宽度均发生变化,改变组合式贴片天线整体的长度和宽度,引起组合式贴片天线纵向谐振频率和横向谐振频率改变,实现结构形变和温度的同步采集。

2.根据权利要求1所述的一种基于组合贴片天线的结构形变温度同步监测传感器,其特征在于,所述的第二下辐射贴片(7)与上辐射贴片(3)的宽度相等。

3.根据权利要求1所述的一种基于组合贴片天线的结构形变温度同步监测传感器,其特征在于,所述的连接板组件包括连接板(9)和连接线(8),所述的连接线(8)两端分别与移动基板(6)和连接板(9)刚性连接,使用时,所述的连接板(9)粘贴于结构表面。

4.根据权利要求1所述的一种基于组合贴片天线的结构形变温度同步监测传感器,其特征在于,所述的第一下辐射贴片(2)完全覆盖固定基板(1)的下表面。

5.根据权利要求1所述的一种基于组合贴片天线的结构形变温度同步监测传感器,其特征在于,所述的第一下辐射贴片(2)和上辐射贴片(3)分别通过电镀贴合于固定基板(1)上,所述的第二下辐射贴片(2)通过电镀贴合于移动基板(6)上,所述的射频识别芯片(4)通过焊接设置于基板(1)上,并通过导电胶或焊接与微带线(5)连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于组合贴片天线的结构形变温度同步监测传感器,其特征在于,所述的第一下辐射贴片(2)和上辐射贴片(3)、第二下辐射贴片(2)的材质均为铜,所述的固定基板(1)和移动基板(6)均采用rt5880介质板。

7.一种基于组合贴片天线的结构形变温度同步监测系统,其特征在于,包括相互通信连接的传感器和阅读器(10),所述的传感器为如权利要求1-6任一项所述的基于组合贴片天线的结构形变温度同步监测传感器;

该系统工作时,所述的阅读器(10)发射电磁波信号激活传感器的射频识别芯片(4),分别检测组合式贴片天线的横向谐振频率和纵向谐振频率,获取结构表面形变和环境温度变化,实现对结构形变和温度的同步监测。

8.根据权利要求7所述的一种基于组合贴片天线的结构形变温度同步监测系统,其特征在于,所述的阅读器(10)包括相互连接的无线收发模块、控制模块、调制解调模块和数字处理模块,所述的无线收发模块和调制解调模块用于发射电磁波信号并检测组合式贴片天线的横向谐振频率和纵向谐振频率,所述的数字处理模块用于确定横向谐振频率和纵向谐振频率的偏移量,并根据预设的谐振频率与结构表面形变和环境温度变化的关系,计算出结构表面形变量和环境温度变化量。

9.根据权利要求7所述的一种基于组合贴片天线的结构形变温度同步监测系统,其特征在于,所述的阅读器(10)检测横向谐振频率和纵向谐振频率时,首先发射不同频率的调制电磁波信号激活射频识别芯片(4),并寻找在能够激活射频识别芯片(4)的情况下,信号发射功率达到最小值时阅读器(10)发射的调制电磁波信号的频率,最终确定组合式贴片天线的横向谐振频率和纵向谐振频率。

10.根据权利要求7所述的一种基于组合贴片天线的结构形变温度同步监测系统,其特征在于,当射频识别芯片(4)被激活后,所述的组合式贴片天线产生电流并发射出包含标签编号和位置信息的电磁波信号,所述的阅读器(10)接收并处理该电磁波信号,获取传感器的位置定位。


技术总结
本发明涉及一种基于组合贴片天线的结构形变温度同步监测传感器,包括连接板组件、固定基板、设置于固定基板下表面的第一下辐射贴片、分别设置于基板上表面的上辐射贴片、射频识别芯片和微带线,以及设置于固定基板上表面的移动基板和设置于移动基板下表面的第二下辐射贴片,所述的连接板组件与移动基板刚性连接,所述的第二下辐射贴片与上辐射贴片部分重叠贴合形成短接,共同组成组合式贴片天线,且第二下辐射贴片能够与上辐射贴片之间发生相对位移,所述的射频识别芯片通过微带线与上辐射贴片连接,且与上辐射贴片连接的点设置于偏离上辐射贴片中心线的位置,与现有技术相比,本发明具有降低结构形变温度监测成本等优点。

技术研发人员:谢丽宇;李宪之;薛松涛
受保护的技术使用者:同济大学
技术研发日:2021.04.20
技术公布日:2021.08.13
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