一种电力载波辐射探测天线系统的制作方法

本发明涉及电磁波与天线领域，尤其涉及一种电力载波辐射探测天线系统。

背景技术：

电力载波是电力系统中特有的方式，电力载波的实现是通过利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。当电力载波连接终端设备时，会产生电磁信号并经过电力线传输，而此电磁信号会通过电力线向空间辐射。通过对此辐射信号进行检测，可以评估电力线的连通状态及物理分布。

电力载波通过电线时产生的电磁辐射较微弱，加上外界电磁信号干扰，直接对电力载波产生的辐射进行检测的效果往往不尽人意，同时也很难在运行中的电力线上直接接入探测装置，导致对电力载波的辐射情况的探测误差大，不容易准确评估电力载波的辐射情况。

技术实现要素：

本发明的目的即在于克服现有技术的缺点，提供了一种电力载波辐射探测天线系统。

本发明通过以下技术方案来实现：

一种电力载波辐射探测天线系统，包括探测组件和屏蔽盒，所述探测组件工作状态下可感应电力载波辐射向空间的电力载波频段，所述屏蔽盒可屏蔽空间任意方向辐射向屏蔽盒内部的电磁波，所述探测组件设置于所述屏蔽盒内，所述探测组件包括磁棒天线；

所述屏蔽盒上端开口设置，屏蔽盒底部固定在柔性盖板上，所述柔性盖板一端设有卡口，柔性盖板另一端设置有与所述卡口配合的多段卡头，所述柔性盖板可将屏蔽盒上端开口包裹封闭并通过卡口和卡头配合锁紧。

优选的，所述屏蔽盒两个相对侧的顶边开设有线槽，待探测电力线可被放置在所述线槽内，放置于线槽的待探测电力线与磁棒天线的轴向形成正交关系。

优选的，所述探测天线系统包括pcb电路基板，所述电路基板设置有信号处理单元，所述信号处理单元包括输入端和输出端，所述输入端与所述探测组件电性连接；

所述信号处理单元包括电信号放大组件和干扰波过滤组件，所述电信号放大组件用于将所述探测组件接收的信号强度放大；所述干扰波过滤组件用于将所述探测组件探测到的干扰辐射过滤。

优选的，所述干扰波过滤组件为负载，所述负载为感性、阻性或容性，所述负载为特性阻抗在5ω至500ω之间。

优选的，所述探测组件固定连接于所述pcb电路基板表面，pcb电路基板与所述屏蔽盒固定连接，所述探测组件被封装于屏蔽盒内。

优选的，所述pcb电路基板上除所述信号处理单元的pcb线路覆盖区域，无导体覆盖。

优选的，所述pcb电路基板上除所述信号处理单元的pcb线路覆盖区域，其余区域被规则刻蚀形成第一图案，所述第一图案与空间电力载波频段电磁波作用下，呈现为电磁超材料结构。

优选的，所述pcb电路单元表面设置有第一立体微结构，所述第一立体微结构与空间电力载波频段电磁波作用下，呈现为电磁超材料结构。

优选的，所述磁棒天线由磁芯棒体和绕线组成，所述绕线通过第一导线和第二导线绕制成双绞线，绕线缠绕于所述磁芯棒体外按照一个方向进行绕制形成线圈；

所述双绞线的两头分开成第一导线和第二导线，所述第一导线的两端连接所述pcb电路基板上信号处理单元的输入端，所述第二导线的两端连接所述pcb电路基板上信号处理单元的干扰波过滤组件。

优选的，所述屏蔽盒的侧壁开设有线孔，待探测电力线可从线孔内穿过，穿设于屏蔽盒内的电力线与所述磁棒天线的轴向形成正交关系。

优选的，磁芯棒体直径为1cm，长度5cm，绕线绕制1～10匝。

优选的，可更换磁棒天线的双绞线圈圈数、线径和磁芯材料及形状达到更宽使用频率。

本发明的有益效果至少体现在：

本发明中屏蔽盒的设置为电力载波辐射的检测提供了一个完全密闭的空间，阻断了外界信号来源，使得探测天线系统只能探测到来自盒体内部的电磁辐射信号，抗干扰性能极强；干扰滤波组件和电磁超材料的设置进一步过滤掉屏蔽盒盒体内部的干扰辐射，解决了目前现有技术中无法对电力载波进行非接触高精度探测问题。电路基板信号处理单元的放大组件将探测到的电力载波辐射信号强度放大，无需通过增大磁棒天线尺寸来提高探测效果，大大减小了磁棒天线的尺寸，损耗降低，增益性能提高，检测效率提高，使得对电力线的实时加载探测更为容易。探测天线系统还可通过替换不同尺寸的磁芯棒体以改变系统整体的接收能力，也可通过改变干扰波过滤组件负载的性质来改变其干扰波辐射的过滤效果，进而适用不同的应用场景。本申请实现带宽范围为15khz～30mhz，该探测天线系统的带宽范围能完全满足电力载波辐射信号的检测，另外可更换磁棒天线的双绞线圈圈数、线径和磁芯材料及形状达到更宽使用频率。

附图说明

图1为本发明一种实施例的电力载波辐射探测天线系统结构示意图；

图2为本发明实施例中的磁棒天线结构图；

图3为本发明一种实施例中的屏蔽盒封闭时的示意图；

图4为本发明另一种实施例的电力载波辐射探测天线系统结构示意图；

图5为图4实施例的屏蔽盒封闭时的示意图。

附图中的标号如下：

1、电力线；2、磁棒天线；21、磁芯棒体；22、绕线；3、屏蔽盒；31、柔性盖板；4、pcb电路基板；41、第一图案。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

参阅图1、图2和图3所示，本发明提供如下实施例：

一种电力载波辐射探测天线系统，包括探测组件和屏蔽盒3，所述探测组件工作状态下可感应电力载波辐射向空间的电磁波频段，所述屏蔽盒3可屏蔽空间任意方向辐射向屏蔽盒内部的电磁波，所述探测组件设置于所述屏蔽盒3内，所述探测组件为磁棒天线2。在本实施例中，屏蔽盒3的设置为电力载波辐射的检测提供了一个完全密闭的空间，屏蔽盒阻隔断了外界信号来源，当对处于屏蔽盒内的待检测电力线段进行检测时，使得磁棒天线只能探测到来自盒体内部的电磁辐射信号，抗干扰性能极强，可提极大高检测准确度。进一步的，所述屏蔽盒3上端开口设置，屏蔽盒底部固定在柔性盖板31上，所述柔性盖板一端设有卡口，柔性盖板另一端设置有与所述卡口配合的多段卡头，所述柔性盖板可将屏蔽盒上端开口包裹封闭并通过卡口和卡头配合锁紧。再进一步的，为方便安装，所述屏蔽盒两个相对侧的顶边开设有线槽，待探测电力线可被放置在所述线槽内，放置于线槽的待探测电力线与磁棒天线的轴向形成正交关系。由此，在检测电力线时可较为方便的实现将电力线封闭在屏蔽盒内进行检测工作，并可通过柔性盖板封闭屏蔽盒并锁紧，从而将所述电力载波辐射探测天线系统一直外挂在电力线上进行实时监测。

作为一种优选的实施例，所述探测天线系统包括pcb电路基板4，所述pcb电路基板4设置有信号处理单元，信号处理单元的输入端与磁棒天线2电性连接。进一步的，所述信号处理单元包括电信号放大组件和干扰波过滤组件，所述电信号放大组件用于将所述探测组件接收的信号强度放大，所述干扰波过滤组件用于将所述探测组件探测到的干扰辐射进行过滤。可以理解的是，电力载波信号通常较为微弱，本实施例中通过所述电信号放大组件将接收到的电力载波辐射信号强度放大，无需通过增大磁棒天线2尺寸来提高探测效果，大大减小了磁棒天线的尺寸，损耗降低，增益性能提高，检测效率提高，使得对电力线的实时加载探测更为容易，可以用于评估电力线的连通状态及物理分布。所述干扰波过滤组件的使用，可进一步对屏蔽盒内可能存在的除去电力线载波辐射以外的其余干扰辐射进行过滤处理。

作为一种优选的，所述干扰波过滤组件为负载，所述负载为感性、阻性或容性，所述负载为特性阻抗在5ω至500ω之间。

作为一种可选的实施例，磁棒天线包括磁芯棒体21和绕线22，所述磁芯棒为铁氧体磁棒，所述绕线22缠绕于所述磁芯棒体21外按照一个方向进行绕制形成线圈，绕线22绕制结束后用热熔胶固定。作为一种具体的，在本实施例中采用磁芯棒体21直径为1cm，长度5cm，绕线绕制1～10匝。所述绕线为通过第一导线和第二导线绕制成的双绞线，所述双绞线在两端分离成第一导线和第二导线，所述第一导线的两端连接所述pcb电路基板上信号处理单元的输入端，所述第二导线的两端连接所述pcb电路基板上信号处理单元的干扰波过滤组件，干扰波过滤组件的输入特性阻抗可以是容性，感性或者是阻性。可以理解的是，探测天线系统还可通过替换不同尺寸的磁芯棒体以改变系统整体的信号接收能力，也可通过改变干扰波过滤组件负载的性质来改变其干扰波辐射的过滤效果，进而适用不同的应用场景。

作为优选的，可更换磁棒天线的双绞线圈圈数、线径和磁芯材料及形状达到更宽使用频率。

作为一种可选的实施例，所述电路基板上除所述信号处理单元的pcb线路覆盖区域，无导体覆盖。所述pcb电路基板除所述信号处理单元的pcb线路覆盖区域，其余区域被规则刻蚀形成第一图案41；所述第一图案与空间电力载波频段电磁波作用下，呈现为电磁超材料结构。作为可选实施例的一种，所述第一图案的形状根据使用频率的不同而不同，所述第一图案优选为u形。作为另一种可选实施例，所述电路基板表面设置有第一立体微结构；所述第一立体微结构与空间电力载波频段电磁波作用下，呈现为电磁超材料结构。可以理解的是，pcb电路基板上除所述信号处理单元pcb线路覆盖区域，无导体覆盖，实现了非接触无感探测。根据频率不同刻蚀不同形状的图案或设置立体微结构来构成电磁超材料结构，能够进一步消除屏蔽盒内部对电力载波信号的检测干扰，同时可增强对电力线特定频段的接收能力。

作为一种可选的实施例，所述探测组件固定设置于pcb电路基板表面，作为一种具体的，所述磁棒天线2通过热熔胶烧制固定在pcb电路基板4上，pcb电路基板4与所述屏蔽盒3固定连接，所述探测组件封装于屏蔽盒3内。

参阅图4和图5所示，作为一种优选的实施例，所述屏蔽盒3的侧壁开设有线孔，待探测电力线可从线孔内穿过，并有长度l的电力线可被封闭于屏蔽盒内，穿设于屏蔽盒内的电力线1与所述磁棒天线2的轴向形成正交关系。

在本发明的实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“坚直”、“水平”、“中心”、“顶”、“底”、“顶部”、“底部”、“内”、“外”、“内侧”、“外侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了使于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的天线或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。其中，“里侧”是指内部或围起来的区域或空间。“外围”是指某特定部件或特定区域的周围的区域。

在本发明的实施例的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用以描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“组装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的实施例的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本发明的实施例的描述中，需要理解的是，“-”和“～”表示的是两个数值之同的范围，并且该范围包括端点。例如:“a-b”表示大于或等于a，且小于或等于b的范围。“a～b”表示大于或等于a，且小于或等于b的范围。

在本发明的实施例的描述中，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。