内置ZigBee螺旋天线的智能灯具的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种内置ZigBee螺旋天线的智能灯具，包括金属灯罩，防尘板和阿基米德螺旋天线，所述金属灯罩是一个下端开口空心金属腔体；所述防尘板放置在灯罩内部；所述阿基米德螺旋天线放在所述防尘板的上表面；所述阿基米德螺旋天线的馈源位于天线的正中间。所述阿基米德螺旋天线在外径相同时的圈数可为多圈。该内置天线的灯具，不改变灯具结构，不影响美观，可作为ZigBee模块的终端设备。
【专利说明】内置ZigBee螺旋天线的智能灯具
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种内置ZigBee螺旋天线的智能灯具。
【背景技术】
[0002]由于社会生活中信息化的发展，人们对日常生活的智能化、信息化和便捷化的要求日益增高。最近几年，伴随着通信技术及计算机技术的发展，物联网技术日益完善。智能家居是物联网技术应用的一个全新领域，它将网络通信、计算机、自动控制等技术融合在一起，对改善人们日常生活智能化水平、满足大众对得到舒适便捷、安全轻松居住环境的渴望有着非常重要的意义。
[0003]智能家居系统是利用计算机、嵌入式系统和通信网络技术，将各种家用设施通过网络连接到一起，从而为人们提供更为便利舒适的生活。传统的智能家居系统一般是通过有线线路布线和进行各种控制和通信的，人们难以脱离各种线缆的羁绊，而且系统的可扩展性能也很差。而无线网络可以提供更大的灵活性、流动性，省去花在综合布线上的费用和精力，而且更符合家庭网络的通信特点。
实用新型内容
[0004]针对现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种内置ZigBee螺旋天线的智能灯具。该天线工作频率为2.35GHz-2.45GHz，工作于国际上通用的免许可证频段。即使灯具位于防火金属隔离罩内也可以正常工作，因此可以广泛应用于酒店娱乐、智能家居、宣传装饰、商用广告等智能灯光调节系统。
[0005]为达到上述目的，本实用新型的构思是:
[0006]市场上常用的2.4GHz天线在金属灯罩中将不能工作。分析在金属灯罩中的一款
2.4GHz的微带贴片天线的性能可以发现:天线遮挡灯光，发射效率低甚至被完全屏蔽。因此，需要考虑将金属灯罩作为天线的一部分，并且要做到尽量避免遮挡灯光，影响美观，不改变原有灯具结构等要求。
[0007]根据上述构思，本实用新型采用的技术方案如下:
[0008]一种内置ZigBee螺旋天线的智能灯具，包括金属灯罩，防尘板和阿基米德螺旋天线，所述金属灯罩是一个下端开口空心金属腔体；所述防尘板放置在灯罩内部；所述阿基米德螺旋天线放在所述防尘板的上表面；所述阿基米德螺旋天线的馈源位于天线的正中间。所述阿基米德螺旋天线在外径相同时的圈数可为多圈。
[0009]在灯罩中阿基米德螺旋天线位置从下往上移动时，天线的中心频率右移，且天线的匹配变得很差，因此在实际加工时，天线的位置对天线性能的影响至关重要。阿基米德螺旋天线宽度越小，天线中心频率越高，而匹配会变得很差，在设计过程中不能因为遮光问题而将天线设计的过细，这样天线的带宽会急剧下降。所以需要结合其它因素综合考虑天线的宽度。
[0010]与现有技术相比较，本实用新型具有如下的优点:
[0011]灯具天线工作于2.4GHz，阻抗带宽为4.2%，带宽内的增益为9.39dB_9.67dB，方向性比较好。该天线组装在灯具之中，并且工作于国际上通用的免许可证频段，可作为ZigBee模块的终端设备。天线内置于灯具的金属灯罩内，不影响灯具的外观和结构。即使灯具外面加装防火金属隔离罩也可以正常工作，因此具有广泛的应用场合。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为内置ZigBee螺旋天线的智能灯具俯视图。
[0013]图2为内置ZigBee螺旋天线的智能灯具侧视图。
[0014]图3为天线仿真S参数。
[0015]图4为天线增益图。
[0016]图5为天线辐射方向图(2.4GHz)。
【具体实施方式】
[0017]本实用新型的优选实施例结合附图详述如下:
[0018]实施例1
[0019]参见图f图2，一种内置ZigBee螺旋天线的智能灯具，包括金属灯罩1，防尘板2和阿基米德螺旋天线4，其特征在于:所述金属灯罩I是一个下端开口空心金属腔体；所述防尘板2放置在灯罩I内部，并处于中间位置；所述阿基米德螺旋天线4放在所述防尘板2的上表面；所述阿基米德螺旋天线4的馈源3位于天线的正中间。如图3所示，S11 ( -1OdB阻抗带宽达到4.2%。如图4所示，在工作频率2.35GHz-2.45GHz范围内，天线的最大增益为
9.67dB，最小增益为9.39dB，可见带宽内天线的增益很大且比较稳定。如图5所示，天线方向图很好，几乎没有旁瓣，半功率波束宽度为62°，具有很好的辐射特性。
[0020]实施例2
[0021]本实施例与实施例1基本相同，特别之处如下:
[0022]天线外径相同时，螺旋臂总长度越大，带宽越宽，但阿基米德螺旋天线4圈数太多会导致透光率下降，因此要适中考虑。从仿真结果可以看出，阿基米德螺旋天线4圈数可为多圈，而天线性能同样能达到要求。
【权利要求】
1.一种内置ZigBee螺旋天线的智能灯具，包括金属灯罩(I )，防尘板(2)和阿基米德螺旋天线(4)，其特征在于:所述金属灯罩(I)是一个下端开口空心金属腔体；所述防尘板(2)放置在灯罩(I)内部，并处于中间位置；所述阿基米德螺旋天线(4)放在所述防尘板(2)的上表面；所述阿基米德螺旋天线(4)的馈源(3)位于天线的正中间。
2.根据权利要求1所述的内置ZigBee螺旋天线的智能灯具，其特征在于:所述阿基米德螺旋天线(4)在外径相同时的圈数为多圈。
【文档编号】H01Q1/22GK203983447SQ201420379878
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年7月10日 优先权日:2014年7月10日
【发明者】沈文辉, 吴健 申请人:上海大学