[發(fā)明專利]物聯(lián)網(wǎng)射頻收發(fā)組件中懸臂梁振動(dòng)電磁自供電微傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410057963.5
• 申請(qǐng)日: 2014-02-20
• 公開（公告）號(hào): CN103840707A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 廖小平;王文巖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): H02N2/18
• 分類號(hào): H02N2/18;H02J17/00;B81B3/00;B81C1/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種物聯(lián)網(wǎng)射頻收發(fā)組件中懸臂梁振動(dòng)電磁自供電微傳感器，其特征是在砷化鎵襯底（6）上設(shè)有一個(gè)錨區(qū)（5），一個(gè)橢圓形結(jié)構(gòu)的MEMS懸臂梁通過兩個(gè)并列的窄梁連接到錨區(qū)（5）上，該MEMS懸臂梁共有五層結(jié)構(gòu)組成，從上往下依次為：上電極（1），壓電薄膜（2），下電極（7），氮化硅電介質(zhì)層（3）和矩形微帶貼片天線（4）；由上電極（1），壓電薄膜（2），下電極（7）構(gòu)成壓電轉(zhuǎn)換模塊，在懸臂梁的周圍輔以濾波電路（8）、整流電路（9）和儲(chǔ)能電容（10），同時(shí)實(shí)現(xiàn)針對(duì)機(jī)械振動(dòng)能和雜散電磁能這兩種能量收集模塊的集成，解決了低功耗系統(tǒng)的自供電問題；系統(tǒng)中兩種能量收集模塊相互補(bǔ)充，矩形微帶貼片天線用作質(zhì)量塊增強(qiáng)梁振動(dòng)的慣性力和形變，梁的振動(dòng)能夠擴(kuò)展矩形微帶貼片天線收集能量的方向性范圍。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物聯(lián)網(wǎng)射頻收發(fā)組件中懸臂梁振動(dòng)電磁自供電微傳感器，其特征是所述的上電極（1）、壓電薄膜（2）、下電極（7）、整流電路（9）和儲(chǔ)能電容（10）組成壓電換能器，該壓電換能器由兩個(gè)壓電轉(zhuǎn)換模塊相互串聯(lián)構(gòu)成，即一個(gè)壓電轉(zhuǎn)換模塊的下電極串聯(lián)另一個(gè)壓電轉(zhuǎn)換模塊的上電極，電壓從前一個(gè)壓電轉(zhuǎn)換模塊的上電極和后一個(gè)壓電轉(zhuǎn)換模塊的下電極引出；上電極和下電極分別覆蓋在兩個(gè)壓電薄膜的上下表面，上電極、下電極和壓電薄膜位于懸臂梁的最大應(yīng)力處，懸臂梁靠近錨區(qū)的位置，即并列的兩個(gè)窄梁部分各有一個(gè)壓電能量轉(zhuǎn)換模塊；懸臂梁末端的橢圓形部分作為矩形微帶貼片天線的制作平臺(tái)，沒有放置壓電換能器結(jié)構(gòu)，用作懸臂梁結(jié)構(gòu)中的質(zhì)量塊發(fā)揮作用，增強(qiáng)了懸臂梁振動(dòng)時(shí)的慣性力和形變。