專利名稱：嵌入式天線和濾波器裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
當(dāng)前主題通常涉及用于提供往返于電量計(jì)(electricity meters)的射頻通信 的改進(jìn)的裝置和方法。更特別地，當(dāng)前主題涉及組合的射頻濾波器和天線配 置，其實(shí)現(xiàn)往返于相關(guān)聯(lián)電量計(jì)的改進(jìn)的傳輸特性。
背景技術(shù)：
當(dāng)前主題涉及在這樣領(lǐng)域中的裝置和方法，包括使用與印刷電路板組件 相關(guān)的嵌入組件來(lái)形成與電量計(jì)相關(guān)聯(lián)的發(fā)射機(jī)或者收發(fā)信機(jī)。
計(jì)量的一般目的是監(jiān)視物理現(xiàn)象以允許記錄所監(jiān)視的(多個(gè))事件。如 果傳遞所記錄度量或者所監(jiān)視數(shù)據(jù)的能力受到妨礙，則計(jì)量設(shè)備和/或工作的 基本目的失敗了。這樣的計(jì)量設(shè)備的基本功能和目的可應(yīng)用于多個(gè)環(huán)境。度 量的一個(gè)廣泛領(lǐng)域例如涉及公用設(shè)施計(jì)量表(utility meters )。 4又舉幾個(gè)例子 來(lái)說(shuō)，這些可以包括對(duì)諸如電、水、氣、和油之類的各種形式能量或者其它 商品消費(fèi)的監(jiān)視。
歷史上，使用了機(jī)械形式的寄存器用于公用設(shè)施計(jì)量表。這樣的方案提 供了具有某些內(nèi)在功能優(yōu)點(diǎn)的相對(duì)可靠的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。例如，如果正被測(cè)量的 可消耗商品(commodity)流被中斷了，則量表的機(jī)械形式筒單地停止在其位 置，自動(dòng)地反映先前累積而不需要其它配置，并且沒(méi)有這樣的累積數(shù)據(jù)的任 何損失。在恢復(fù)商品流之后，機(jī)械寄存器然后能簡(jiǎn)單地開(kāi)始將附加的流值添 加到先前累積中，以便一直反映精確的數(shù)據(jù)，而與間歇性的商品流中斷無(wú)關(guān)。
此外，在許多實(shí)例中，量表或者寄存器不需要分離的電源，這是因?yàn)槠溆缮唐妨髦苯硬僮?。在電量?jì)的情況下，機(jī)械寄存器能被供電。因此，當(dāng)?shù)?br> 電時(shí)，測(cè)量功能暫時(shí)不相關(guān)(moot),以便即使量表本身會(huì)暫時(shí)沒(méi)有電源，也
不會(huì)丟失測(cè)量功能。
隨著計(jì)量設(shè)備技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械寄存器開(kāi)始由更多基于電的設(shè)備和電子 形式的寄存器所代替。另外，已經(jīng)引入了允許對(duì)公共設(shè)施計(jì)量表的遠(yuǎn)程讀數(shù) 和/或控制的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，因此減輕了公共設(shè)施公司可視地檢查計(jì)量表以獲 得定期讀數(shù)的需要、或者訪問(wèn)計(jì)量表以進(jìn)行某些指向該計(jì)量表的通信(例如， 諸如指令)的需要。
例如，在電量計(jì)的情況下，電力已流向和通過(guò)該計(jì)量或者測(cè)量設(shè)備。這 樣的事實(shí)有助于方便的電力供應(yīng)，而不用必須試圖依賴于電池供電或者其它
電力來(lái)源。因此，存在可用于向隨運(yùn)載工具攜帶的發(fā)射機(jī)和/或收發(fā)信機(jī)提供 電力的就緒電源，其中所述隨運(yùn)載工具攜帶的發(fā)射機(jī)和/或收發(fā)信機(jī)可以用于 向遠(yuǎn)程位置傳輸所收集的數(shù)據(jù)和/或接收被設(shè)計(jì)為修改或者控制公共設(shè)備計(jì) 量表的操作的各種命令和/或控制信號(hào)。
與這樣的通信用途無(wú)關(guān)，部分由于以下這樣的事實(shí)導(dǎo)致存在內(nèi)在的問(wèn)題， 即當(dāng)使用相對(duì)大量這樣的設(shè)備時(shí)，與其它這樣的設(shè)備或者與其它以類似頻率 進(jìn)行操作的設(shè)備的干擾可以在往返于公共設(shè)施計(jì)量表接收所傳輸數(shù)據(jù)或者控 制信號(hào)的過(guò)程中引起錯(cuò)誤。已經(jīng)進(jìn)行了在先的嘗試來(lái)解決這樣的技術(shù)問(wèn)題。
2004年5月18日發(fā)布的、授予Garrard等人的Remote Metering的美國(guó) 專利6,737,985中公開(kāi)了一種電量計(jì)，其中尤其包括天線系統(tǒng)120。
2000年6月20日發(fā)布的、4受予Bush的Demand Reporting of Electricity Consumption by Radio in Relays to a Base Station, and Demand Relays Wattmeters So Reporting Over a Wide Area的美國(guó)專利6,078,785中^>開(kāi)了 一種 電量計(jì)，其包括可與整合到外殼絕緣部分的回路對(duì)應(yīng)的天線。
標(biāo)題為"Current Affairs-Advances in AMR technology"的2000年文章中 簡(jiǎn)要論述了 PCS無(wú)線調(diào)制解調(diào)器與使用完全包括在測(cè)量表底盤(pán)內(nèi)的專有天線 的自動(dòng)電量計(jì)讀數(shù)系統(tǒng)一起的使用。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到先有技術(shù)中遭遇以及當(dāng)前主題所要解決的所識(shí)別出的特征，公開(kāi) 了用于與電量計(jì)內(nèi)的計(jì)量操作有關(guān)的、傳輸射頻(RF)信號(hào)的改進(jìn)裝置和方法。更具體地，當(dāng)前主題的某些實(shí)施例的特定方面涉及來(lái)自與公共設(shè)施計(jì)量
表相關(guān)聯(lián)的發(fā)射機(jī)或者收發(fā)信機(jī)耦接的天線的、改進(jìn)的天線輻射圖(radiation pattern )。
另一個(gè)更廣泛的當(dāng)前方面是實(shí)現(xiàn)來(lái)自電量計(jì)的改進(jìn)的自動(dòng)化計(jì)量表讀數(shù) 通信和/或到電量計(jì)的改進(jìn)的命令和控制通信。
當(dāng)前主題的某些實(shí)施例的另 一個(gè)更具體方面涉及在來(lái)自與公共設(shè)施計(jì)量 表相關(guān)聯(lián)的發(fā)射機(jī)(或者收發(fā)信機(jī))的帶外信號(hào)中提供減少的干擾。在這樣 的環(huán)境中，當(dāng)前主題的一般方面提供了來(lái)自與公共設(shè)施計(jì)量表相關(guān)聯(lián)的廉價(jià) 發(fā)射機(jī)的降低的諧波頻率輻射。
當(dāng)前主題的另一個(gè)更廣泛方面是有利地利用嵌入的射頻組件。更特別地， 例如在這樣的環(huán)境中，當(dāng)前優(yōu)點(diǎn)是在某些實(shí)施例中提供了全部在嵌入環(huán)境中 的、與天線特征相結(jié)合的帶線(stripline)或者微線(microline )濾波器配置。
更進(jìn)一步的當(dāng)前優(yōu)點(diǎn)是，對(duì)于某些特定當(dāng)前實(shí)施例，提供這樣配置和安 裝的天線元件，以便一旦完全組裝了電量計(jì)，則該計(jì)量表外殼本身貢獻(xiàn)為輻 射元件的一部分或者全部。
當(dāng)前主題的另外方面和優(yōu)點(diǎn)將在此處給出的詳細(xì)描述中闡述，或者根據(jù) 這些詳細(xì)描述而對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員是顯而易見(jiàn)的。此外，還應(yīng)當(dāng)理解， 借助于此處的當(dāng)前參考，可以在各種實(shí)施例中實(shí)踐對(duì)其中具體說(shuō)明、參考和 論述的特征和步驟進(jìn)行修改和改變，而且對(duì)這個(gè)主題的使用沒(méi)有背離其精神 和范圍。這樣的改變可包括但不局限于，對(duì)那些示出、參考、或者論述的等 效裝置以及特征或步驟的替換，以及各種部件、特征、步驟等的功能、操作、 或者位置反向。
更進(jìn)一步，應(yīng)當(dāng)理解這個(gè)主題的不同實(shí)施例、以及不同的當(dāng)前優(yōu)選實(shí) 施例可以包括當(dāng)前公開(kāi)的步驟或者特征、或者它們的等效的不同組合或者配 置(包括未在附圖中明確參考或者在詳細(xì)描述中明確陳述的步驟或者特征或 者配置的組合)。
當(dāng)前主題的一個(gè)示范實(shí)施例涉及改進(jìn)的天線設(shè)計(jì)，其以積極方式管理由 金屬外殼環(huán)境內(nèi)的天線的機(jī)械關(guān)聯(lián)所帶來(lái)的不可避免的射頻(RF)寄生，由 此提供了改進(jìn)的輻射效率。
當(dāng)前主題的其它示范實(shí)施例可以利用嵌入的濾波器來(lái)限制可能損害其它 附近電子裝置的操作的諧振輻射。作為當(dāng)前主題的另一個(gè)方面，這樣的嵌入需要。
當(dāng)前主題的其它示范實(shí)施例涉及公用設(shè)施計(jì)量表，其具有計(jì)量部分、被 配置為以預(yù)定頻率傳輸射頻信號(hào)的發(fā)射機(jī)部分、以及顯示部分。在這樣的實(shí) 施例中，發(fā)射機(jī)部分還可能有利地包括支持發(fā)射機(jī)的印刷電路板，并且還可 以向該公用設(shè)施計(jì)量表提供分別嵌入到這樣的電路板中的天線和濾波器。這 樣的示范濾波器配置優(yōu)選為涉及連接在發(fā)射機(jī)和天線之間的濾波器?？梢栽?其中的某些實(shí)施例中指定濾波器的補(bǔ)充細(xì)節(jié)(盡管這在其它實(shí)施例中不是必 須需要的)，其中濾波器包括預(yù)定數(shù)目的四分之一波長(zhǎng)的調(diào)諧諧振器，其被調(diào) 諧為預(yù)定數(shù)目的預(yù)定頻率的選定諧波。
更進(jìn)一步，其它的當(dāng)前實(shí)施例可能涉及這樣的電量計(jì)，其具有嵌入的射 頻特征來(lái)提供對(duì)帶外諧振輻射的控制。這樣的當(dāng)前示范電量計(jì)可以包括，例 如計(jì)量部分、印刷電路板、在這樣的印刷電路板上支持并且被配置為以預(yù)定 頻率傳輸射頻信號(hào)的發(fā)射機(jī)、嵌入到這樣的印刷電路板中的天線、以及嵌入 到這樣的印刷電路板中的濾波器。濾波器可以優(yōu)選為連接在發(fā)射機(jī)和天線之 間，并且可以優(yōu)選為包括帶線濾波器和微線濾波器之一。在這樣的具有嵌入 射頻特征的示范當(dāng)前電量計(jì)中，結(jié)果是用于諸如自動(dòng)化計(jì)量表讀數(shù)通信或相 關(guān)通信之類的高效數(shù)據(jù)通信的增強(qiáng)的電量計(jì)數(shù)據(jù)信號(hào)通信。
某些當(dāng)前示范實(shí)施例更詳細(xì)地涉及帶線濾波器，用于減少來(lái)自被設(shè)計(jì)為
以預(yù)定頻率進(jìn)行操作的發(fā)射機(jī)的諧振輻射。這樣的示范濾波器可以包括帶 線傳輸線，從第一端延伸到第二端；第一對(duì)四分之一波長(zhǎng)調(diào)諧諧振器，被調(diào) 諧到預(yù)定頻率的第一預(yù)定諧波并且與該帶線傳輸線耦接；以及第二對(duì)四分之 一波長(zhǎng)調(diào)諧諧振器，調(diào)諧到預(yù)定頻率的第二預(yù)定諧波并且與該帶線傳輸線耦 接。在某些這樣的示范帶線濾波器實(shí)施例中，可以提供印刷電路板，其中帶 線傳輸線、第一對(duì)四分之一波長(zhǎng)調(diào)諧諧振器、第二對(duì)四分之一波長(zhǎng)調(diào)諧諧振 器、和第五個(gè)四分之一波長(zhǎng)調(diào)諧諧振器全部都嵌入在該印刷電路板中。在其 它、替換的帶線濾波器實(shí)施例中，所有這樣的特征可以在相關(guān)聯(lián)的印刷電路 板上形成，而不是嵌入其中。
當(dāng)前的更進(jìn)一步方面涉及對(duì)應(yīng)的方法，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這樣 的對(duì)應(yīng)方法同樣形成當(dāng)前公開(kāi)的一部分。廣泛而言， 一個(gè)這樣的示范當(dāng)前方 法涉及一種減少來(lái)自印刷電路板的諧波頻率輻射的方法，包括步驟提供印刷電路板，并且在其上包括被配置為以預(yù)定頻率傳輸射頻信號(hào)的傳輸部分； 在這樣的印刷電路板中嵌入天線，該天線被這樣配置以便輻射預(yù)定頻率；在 印刷電路板中嵌入濾波器，這樣的濾波器包括至少一對(duì)調(diào)諧到預(yù)定頻率的預(yù) 定諧波的部分；以及將該濾波器連接在傳輸部分和天線之間。
根據(jù)當(dāng)前主題的某些實(shí)施例的方面，每個(gè)這樣的嵌入濾波器可以被配置 為使得無(wú)法控制的表面輻射最小化，該表面輻射以別的方式由各個(gè)濾波器組 件的使用而引起。
未必在這個(gè)發(fā)明內(nèi)容部分中描述的當(dāng)前主題的另外實(shí)施例可以包括和合 并在上面的發(fā)明目的中引用的特征、組件、或者步驟和/或另外在這個(gè)申請(qǐng)中 論述的其它特征、組件、或者步驟的方面的各種組合。通過(guò)瀏覽說(shuō)明書(shū)的其 它部分，本領(lǐng)域技術(shù)人員將更好地理解這樣和其它實(shí)施例的特征和方面。


參考附圖在說(shuō)明書(shū)中闡述了包括最佳模式在內(nèi)的、當(dāng)前主題向本領(lǐng)域普 通技術(shù)人員的完整和允許公開(kāi)，在附圖中
圖1是根據(jù)當(dāng)前主題構(gòu)造的示范濾波器的示范配置的示意以及
圖3示意性地說(shuō)明了根據(jù)當(dāng)前主題、在公用設(shè)施計(jì)量表內(nèi)的天線安裝。 遍及當(dāng)前說(shuō)明書(shū)和附圖對(duì)參考符號(hào)的重復(fù)使用意欲用來(lái)表示當(dāng)前主題中 的相同或者相似特征、元件或者步驟。
具體實(shí)施例方式
如發(fā)明內(nèi)容部分所述，當(dāng)前主題尤其涉及在例如諸如電量計(jì)之類的公用 設(shè)施計(jì)量表內(nèi)、用于傳輸與計(jì)量操作有關(guān)的射頻(RF)信號(hào)的改進(jìn)裝置和方 法。作為通常非限制的示例，以卯0MHz (兆赫)ISM (工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué)) 頻帶頻率(通常為902 MHz到928 MHz )進(jìn)行操作的介質(zhì)供電 (medium-powered) RF發(fā)射機(jī)在落入FCC (聯(lián)邦通信委員會(huì))限制頻帶中的 第三、第四和第五諧波處生成相當(dāng)大的功率輸出。因此，需要特定的諧波濾 波來(lái)使發(fā)射電平在政府規(guī)定的限制之下。
傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)利用集中的帶通和/或低通濾波器來(lái)實(shí)現(xiàn)諧波抑制的任務(wù)。主要是由于從濾波器本身生成了寄生通帶和不受控制的輻射，所以這樣濾波器 的實(shí)現(xiàn)已經(jīng)是困難的。另外，各個(gè)組件的使用不必要地增加了這樣的濾波器 的總成本。
具體參見(jiàn)圖1,示意圖示出了根據(jù)當(dāng)前主題構(gòu)造的帶線濾波器IO的示范 配置。當(dāng)前主題提供了可以并入常規(guī)的多層印刷電路板中的經(jīng)濟(jì)型帶線濾波 器10,而且其另外解決了相對(duì)于本領(lǐng)域先前的開(kāi)發(fā)所標(biāo)識(shí)的許多問(wèn)題。更具 體而言，根據(jù)當(dāng)前主題的帶線濾波器IO避免了本身可能是無(wú)法控制的輻射來(lái) 源的各個(gè)組件的使用。
如圖1所述，根據(jù)當(dāng)前主題的帶線濾波器10包括通常在第一端口 20和 第二端口 22之間延伸的傳輸線部分12。這樣的端口 20和22可被指定為輸 入和輸出端口，但是次序可以電反轉(zhuǎn)，這是因?yàn)樗鍪痉稙V波器結(jié)構(gòu)是對(duì)稱 的。然而，在其它設(shè)計(jì)中可以不必呈現(xiàn)這樣的對(duì)稱性，以便濾波器設(shè)計(jì)的對(duì) 稱性不是當(dāng)前主題的必需限制。
進(jìn)一步參見(jiàn)圖1，根據(jù)當(dāng)前主題的帶線濾波器IO例如可以對(duì)應(yīng)于通常成 對(duì)排列、并且沿傳輸線12分布的多個(gè)彎曲的四分之一波長(zhǎng)諧振器。這樣的四 分之一波長(zhǎng)諧振器可以配置為陷波濾波器(notch filters),而低通或者帶通濾 波器可以已經(jīng)是先前在其它濾波器配置(即，非帶線實(shí)施例)中釆用的濾波 器類型。因此，如所述，四分之一波長(zhǎng)諧振器30和32中的每個(gè)都可以調(diào)諧 為發(fā)射機(jī)操作頻率的第三諧波。在該示范配置中，同樣如本領(lǐng)域的那些技術(shù) 人員所理解的那樣，這樣的頻率可以對(duì)應(yīng)于大約2,700 MHz或者2.7 GHz(即， 是900MHz的基礎(chǔ)或者基本頻率的三倍)。
以類似的方式，所述諧振器40和42可以對(duì)應(yīng)于調(diào)諧到示范基礎(chǔ)頻率900 MHz的第四諧波的四分之一波長(zhǎng)諧振器，而諧振器50可以對(duì)應(yīng)于調(diào)諧到示 范基礎(chǔ)頻率9 00 MHz的第五諧波的四分之一波長(zhǎng)諧振器。
圖2a到2d分別對(duì)應(yīng)于與根據(jù)當(dāng)前主題、對(duì)應(yīng)于基礎(chǔ)頻率及其中所感興 趣(即，第三、第四、和第五)諧波的帶線濾波器IO的等效電路表示。
特別地，圖2a象征地說(shuō)明了當(dāng)帶線濾波器10以在900 MHz ISM頻帶內(nèi) 的基本頻率進(jìn)行操作時(shí)、可能電學(xué)地出現(xiàn)的帶線濾波器IO的等效電路。如圖 2a所述，對(duì)應(yīng)于基本操作頻率，帶線濾波器IO可以表示為選定長(zhǎng)度的基本對(duì) 稱排列的傳輸線的串并聯(lián)配置。更具體而言，在圖2a的基本頻率表示的情況 下，如圖所示，可以認(rèn)為端口 20和22(分別是端口 1和端口 2)二者與1/16波長(zhǎng)傳輸線和1 / 12波長(zhǎng)傳輸線的結(jié)點(diǎn)等效耦接，而這些傳輸線的相對(duì)端可
被象征地表示為與公共地平面耦接。按照?qǐng)D2a到2d所示那些表示的常例， 將希臘符號(hào)A(X)理解為表示波長(zhǎng)。
與兩個(gè)人/16和入/12串聯(lián)耦接傳輸線的接合點(diǎn)耦接的是一對(duì)串聯(lián)連接的 入/12傳輸線，這對(duì)傳輸線的共同接點(diǎn)可以表示為經(jīng)由所連接的A/20傳輸線 耦接到先前提及的公共參考面(參見(jiàn)上面對(duì)圖2a的說(shuō)明)。
進(jìn)一步參見(jiàn)圖2a，將會(huì)觀察到，剛剛描述的帶線濾波器10的等效表示 可以由無(wú)標(biāo)記右手側(cè)箭頭的表示而進(jìn)一步簡(jiǎn)化為圖2a的右手部分所描述的更 簡(jiǎn)單形式。這樣的簡(jiǎn)化或者精簡(jiǎn)說(shuō)明和表示對(duì)應(yīng)于一對(duì)電容器連同耦接在端 口20和端口22之間、大約入/4的單條傳輸線段，其中這對(duì)電容器分別耦接 到端口 20和22以及公共地平面的對(duì)應(yīng)表示。
根據(jù)當(dāng)前技術(shù)，第三、第四和第五諧波操作等效體可以分別對(duì)應(yīng)于圖2b 到2d中所述的單元。如根據(jù)對(duì)這樣的圖進(jìn)行檢查所觀察到的那樣，如對(duì)應(yīng)的 圖中所述，除了用于每個(gè)圖的傳輸線表示的各種長(zhǎng)度不同之外，每個(gè)這樣的 等效電路表示中的初始表示在結(jié)構(gòu)上與表示帶線濾波器10的基本頻率等效 體的、圖2a中所述的那個(gè)相同。
除上述在用于各種諧波的傳輸線表示的長(zhǎng)度方面的差別之外，在圖2a 到2d每一個(gè)的右手側(cè)部分，如圖所述，第二、簡(jiǎn)化的組件等效電路表示(圖 2b到2d中的每個(gè)相應(yīng)說(shuō)明的右手側(cè)部分)從基本頻率到各種諧波頻率多少 分別有些不同。然而，在每個(gè)實(shí)例中，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)理解，這樣的 說(shuō)明利用了所指示的電容器(圖2a和2b右手側(cè)的說(shuō)明)或者電感器(圖2c 和2d右手側(cè)的說(shuō)明)和各種節(jié)點(diǎn)、與公共地平面的連接、以及特定的示范近 似傳輸線長(zhǎng)度。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖3,其中將更詳細(xì)地論述當(dāng)前技術(shù)的另外方面，更具體而言 涉及一種用于提供與發(fā)射機(jī)或者收發(fā)信機(jī)相關(guān)聯(lián)的嵌入天線的方法，其中該 發(fā)射機(jī)或者收發(fā)信機(jī)與諸如電量計(jì)之類的公用設(shè)施計(jì)量表相關(guān)聯(lián)。
圖3中描述了通常的電量計(jì)100,其在已安裝的配置的形式下、包括通 常可以耦接計(jì)量組件130的金屬外殼110,該計(jì)量組件可以插入到匹配連接 件(未示出)中，該連接件位于金屬外殼110表面內(nèi)的圓形開(kāi)口 120內(nèi)。示 范的代表性電量計(jì)100中的計(jì)量部件或者組件130被象征地說(shuō)明為對(duì)應(yīng)于計(jì) 量電路板140、射頻(RF)發(fā)射機(jī)或者收發(fā)信機(jī)板150和顯示面板160。顯示面板160可以對(duì)應(yīng)于液晶顯示器(LCD)或者任何其它類型可以從本領(lǐng)域
已知或者還有待開(kāi)發(fā)的顯示器中選出的顯示器。顯示器的具體形式(甚至其 存在性)未形成對(duì)當(dāng)前主題的限制。由于在當(dāng)前主題給定實(shí)施例中的特別需
要，每個(gè)這樣的組件(即，計(jì)量板140、發(fā)射機(jī)/收發(fā)信機(jī)板150和顯示面板 160)由適當(dāng)?shù)幕ミB(未示出，但是可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員更好理解)耦接在 一起，以允許示范代表性電量計(jì)的正確操作。
進(jìn)一步參考發(fā)射機(jī)/收發(fā)信機(jī)板150,天線170可以嵌入到其上安裝了與 發(fā)射機(jī)/收發(fā)信機(jī)相對(duì)應(yīng)的組件的印刷電路板中。可以與先前相對(duì)于分別參考 圖l和圖2a到2d描述的帶線濾波器10的論述相同的方式，將天線170嵌入 其中。在當(dāng)前主題的某些實(shí)施例中，天線170和帶線濾波器IO二者可以作為 另外對(duì)應(yīng)于發(fā)射機(jī)/收發(fā)信機(jī)板150 (即起板150的作用)的多層印刷電路板 的部分而一起嵌入。在其它實(shí)施例中，天線170可以在印刷電路板上形成而 不是嵌入其中。類似地，可以用微線濾波器配置進(jìn)行實(shí)踐來(lái)代替帶線濾波器。 此外，可選地， 一旦完全組裝了具有外殼110的計(jì)量表，則外殼或者儀表外 殼IIO可以與天線170操作關(guān)聯(lián)，以便形成天線中的輻射元件的一部分或者 全部。
與天線170在例如發(fā)射機(jī)/收發(fā)信機(jī)板150內(nèi)的具體位置相關(guān)的設(shè)計(jì)原則 將考慮天線定向、以及電量計(jì)外殼和任何連接導(dǎo)管和電線可能在天線性能上 所具有的天線輻射圖的物理存在及其影響。天線還可以被設(shè)計(jì)為以兩個(gè)正交 極化提供輻射，即提供雙極化特性，以便增加傳輸范圍和可靠性，所有這些 都是符合當(dāng)前主題的。在很多情況下，電量計(jì)將不會(huì)在希望與該電量計(jì)進(jìn)行 通信的發(fā)射機(jī)/收發(fā)信機(jī)的視線之內(nèi)。在此情況下，極化分集可以幫助提高這 樣的非視線內(nèi)通信的可靠性。
雖然已經(jīng)相對(duì)于當(dāng)前主題的特定實(shí)施例詳細(xì)描述了當(dāng)前主題，但是應(yīng)當(dāng)
這樣的實(shí)施例的更改、改變和等效。因此，當(dāng)前公開(kāi)的范圍為示例而不是限 制，而且該主題公開(kāi)沒(méi)有排除包括本領(lǐng)域技術(shù)人員之一顯而易見(jiàn)的、對(duì)當(dāng)前 主題的1奮改、改變和/或添加。
權(quán)利要求
1、一種減小來(lái)自印刷電路板的諧波頻率輻射的方法，包括步驟提供印刷電路板，并且在其上包括被配置為以預(yù)定頻率傳輸射頻信號(hào)的傳輸部分；在所述印刷電路板中嵌入天線，所述天線被這樣配置以便輻射所述預(yù)定頻率；在所述印刷電路板中嵌入濾波器，所述濾波器包括調(diào)諧到所述預(yù)定頻率的預(yù)定諧波的至少一個(gè)成對(duì)部分；以及將所述濾波器連接在所述傳輸部分和所述天線之間。
2、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述在所述印刷電路板中嵌入濾波器 的步驟包括在所述印刷電路板中嵌入帶線濾波器。
3、 如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述在所述印刷電路板中嵌入帶線 濾波器的步驟包括在所述印刷電路板中嵌入被調(diào)諧為預(yù)定數(shù)目的所述預(yù)定 頻率的選定諧波的預(yù)定數(shù)目的四分之一波長(zhǎng)調(diào)諧諧振器。
4、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述在所述印刷電路板中嵌入濾波 器的步驟包括在所述印刷電路板中嵌入微線濾波器。
5、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述在所述印刷電路板中嵌入濾波器 的步驟包括嵌入這樣的濾波器，其包括至少兩個(gè)成對(duì)部分，所述部分被調(diào)諧 到所述預(yù)定頻率的不同預(yù)定諧波。
6、 如權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述在所述印刷電路板中嵌入濾波 器的步驟包括在所述印刷電路板中嵌入帶線濾波器的步驟，所述帶線濾波器 包括傳輸線部分、 一對(duì)第三諧波部分、 一對(duì)第四諧波部分、和第五諧波部分。
7、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述提供印刷電路板并且在其上包 括傳輸部分的步驟還包括提供接收部分，該接收部分包括在所述印刷電路 板上，并且與所述傳輸部分操作關(guān)聯(lián)，以形成所述電量計(jì)上的收發(fā)信機(jī)功能。
8、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中 所述方法還包括提供電量計(jì)的步驟；以及所述提供印刷電路板并且在其上包括傳輸部分的步驟還包括在所述電 量計(jì)內(nèi)安裝所述印刷電路板，以便形成用于所述電量計(jì)的發(fā)射機(jī)功能。
9、 如權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述提供電量計(jì)的步驟包括提供與所述天線操作互連的電量計(jì)外殼，以便起所述天線的輻射元件的一部分的作用。
10、 一種公用設(shè)施計(jì)量表，包括計(jì)量部分；發(fā)射機(jī)部分，被配置為以預(yù)定頻率傳輸射頻信號(hào)；以及 顯示部分；其中所述發(fā)射機(jī)部分包括支持發(fā)射機(jī)的印刷電路板，并且具有分別嵌入 在所述電路板中的天線和濾波器，所述濾波器連接在所述發(fā)射機(jī)和所述天線 之間，而且所述濾波器包括調(diào)諧到所述預(yù)定頻率的預(yù)定數(shù)目的選定諧波的預(yù) 定數(shù)目的四分之一波長(zhǎng)調(diào)諧諧振器。
11、 如權(quán)利要求IO所述的公用設(shè)施計(jì)量表，其中，所述濾波器是帶線濾波器。
12、 如權(quán)利要求IO所述的公用設(shè)施計(jì)量表，其中，所述四分之一波長(zhǎng)調(diào) 諧諧振器調(diào)諧到所述預(yù)定頻率的第三、第四、和第五諧波。
13、 如權(quán)利要求IO所述的公用設(shè)施計(jì)量表，還包括外殼，其中所述外殼 被配置為起所述天線一部分的作用。
14、 如權(quán)利要求IO所述的公用設(shè)施計(jì)量表，其中，所述公用設(shè)施計(jì)量表 是電量計(jì)，以及其中所述發(fā)射機(jī)部分還包括接收機(jī)特征，其與所述發(fā)射機(jī)部 分操作互連，以便形成所述電量計(jì)的收發(fā)信機(jī)特征。
15 、 一種具有嵌入的射頻特征以便提供對(duì)帶外諧波輻射的控制的電量計(jì)， 所述電量計(jì)包括 計(jì)量部分； 印刷電路板；發(fā)射機(jī)，在所述印刷電路板上支持并且被配置為以預(yù)定頻率傳輸射頻信—， 天線，嵌入在所述印刷電路板中；以及濾波器，嵌入在所述印刷電路板中，所述濾波器連接在所述發(fā)射機(jī)和所 述天線之間，并且包括帶線濾波器和微線濾波器之一，由此具有嵌入射頻特 征的所述電量計(jì)提供了諸如用于自動(dòng)化儀表讀數(shù)通信或相關(guān)之類、用于有效 的數(shù)據(jù)通信的增強(qiáng)的電量計(jì)數(shù)據(jù)信號(hào)通信。
16、如權(quán)利要求15所述的電量計(jì)，其中，所述發(fā)射機(jī)具有與其操作關(guān)聯(lián)的接收機(jī)部分，用于一起形成收發(fā)信機(jī)特征，以便分別經(jīng)由所述天線往返于 所述電量計(jì)傳輸信號(hào)。
17、 如權(quán)利要求15所述的電量計(jì)，其中，所述濾波器包括調(diào)諧為所述預(yù)定頻率的預(yù)定數(shù)目的選定諧波的預(yù)定數(shù)目的四分之一波長(zhǎng)調(diào)諧諧振器。
18、 如權(quán)利要求15所述的電量計(jì)，其中 所述電量計(jì)還包括4義表外殼；以及所述天線被這樣配置和安裝，以便一旦完全組裝了所述電量計(jì)，則所述 儀表外殼作為所述天線的部分輻射元件執(zhí)行，以提供不需要附加部分并且具 有較少不受控制的表面輻射的、利用印刷電路板方案的整體產(chǎn)生的綜合設(shè)計(jì)。
19、 一種用于減少來(lái)自發(fā)射機(jī)的諧波輻射的帶線濾波器，所述發(fā)射機(jī)設(shè) 計(jì)為以預(yù)定頻率進(jìn)行操作，所述帶線濾波器包括帶線傳輸線，從第一端延伸到第二端；第一對(duì)四分之一波長(zhǎng)調(diào)諧諧振器，調(diào)諧到預(yù)定頻率的第一預(yù)定諧波，并且與所述帶線傳輸線耦接；以及第二對(duì)四分之一波長(zhǎng)調(diào)諧諧振器，調(diào)諧到所述預(yù)定頻率的第二預(yù)定諧波，并且與所述帶線傳輸線耦接。
20、 如權(quán)利要求19所述的帶線濾波器，還包括第五個(gè)四分之一波長(zhǎng)調(diào) 諧諧振器，調(diào)諧到所述預(yù)定頻率的第三預(yù)定諧波，并且與所述帶線傳輸線耦 接。
21、 如權(quán)利要求20所述的帶線濾波器，其中，所述第一和第二對(duì)四分之 一波長(zhǎng)調(diào)諧諧振器和所述第五個(gè)四分之一波長(zhǎng)調(diào)諧諧振器以對(duì)稱配置的方式 與所述帶線傳輸線耦接，以便所述第一端和所述第二端在電學(xué)上可互換。
22、 如權(quán)利要求20所述的帶線濾波器，還包括 印刷電蹈4反；以及其中所述帶線傳輸線、所述第一對(duì)四分之一波長(zhǎng)調(diào)諧諧振器、所述第二 對(duì)四分之一波長(zhǎng)調(diào)諧諧振器、以及所述第五個(gè)四分之一波長(zhǎng)調(diào)諧諧振器嵌入 在所述印刷電路板中。
23、 如權(quán)利要求22所述的帶線濾波器，其中，所述印刷電路板是多層印 刷電路板。
24、 如權(quán)利要求22所述的帶線濾波器，其中，所述第一預(yù)定諧波是所述 預(yù)定頻率的第三諧波，所述第二預(yù)定諧波是所述預(yù)定頻率的第四諧波，以及所述第三預(yù)定諧波是所述預(yù)定頻率的第五諧波。
25、 如權(quán)利要求20所述的帶線濾波器，還包括印刷電路板；以及 其中所述帶線傳輸線、所述第一對(duì)四分之一波長(zhǎng)調(diào)諧諧振器、所述第二對(duì)四分之一波長(zhǎng)調(diào)諧諧振器、以及所述第五個(gè)四分之一波長(zhǎng)調(diào)諧諧振器形成 在所述印刷電路板上。
26、 如權(quán)利要求25所述的帶線濾波器，其中，所述印刷電路板是多層印 刷電路板。
全文摘要
公開(kāi)了用于通過(guò)提供如圖1所示的嵌入的射頻組件、來(lái)提供往返于電量計(jì)的數(shù)據(jù)有效傳輸?shù)难b置和方法。提供了天線和帶線或者微線濾波器(10)配置，作為與電量計(jì)的計(jì)量電路中的發(fā)射機(jī)或者接收機(jī)部分相關(guān)聯(lián)的嵌入組件、以控制帶外諧波輻射，以提供往返于電量計(jì)的增強(qiáng)的信號(hào)傳輸。所述天線包括附著于連接到天線的帶線的第三諧波濾波器(30)或第四諧波濾波器(40)。
文檔編號(hào)G08B23/00GK101421763SQ200580037099
公開(kāi)日2009年4月29日 申請(qǐng)日期2005年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月27日
發(fā)明者弗拉迪米爾·博里索夫, 森揚(yáng)·拉普欣, 菲利普·奇厄姆米恩托, 薩德赫·蘇馬蒂 申請(qǐng)人:伊特倫公司