[發(fā)明專利]一種60GHz無線射頻能量收集裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611214408.4
• 申請(qǐng)日: 2016-12-26
• 公開（公告）號(hào): CN108242859A
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃曉霞;毛成華;呂婧;肖鐘凱;談?dòng)罟?/a>;李雨佳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): H02J50/27
• 分類號(hào): H02J50/27;H02J50/40;H02J7/34
• 代理公司: 深圳市科進(jìn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44316
• 代理人: 趙勍毅

本發(fā)明公開了一種60GHz無線射頻能量收集裝置，其包括：一60GHz接收天線，用于耦合空間中的60GHz無線射頻能量而產(chǎn)生電信號(hào)；一天線匹配電路，連接于60GHz接收天線的饋電端，用于將60GHz接收天線回饋的電信號(hào)整流為直流信號(hào)；一能量收集電路，連接于天線匹配電路的輸出端，用于對(duì)天線匹配電路輸出的直流信號(hào)進(jìn)行升壓和儲(chǔ)能。本發(fā)明能收集空間中60GHz頻段的毫米波無線射頻能量，進(jìn)而適應(yīng)5G通信技術(shù)的推廣應(yīng)用，并提高能量轉(zhuǎn)換效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及能量轉(zhuǎn)換裝置，尤其涉及一種60GHz無線射頻能量收集裝置。

背景技術(shù)

隨著移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)有通信技術(shù)已經(jīng)越來越不能滿足用戶的需求。因此，下一代通信技術(shù)的需要也越來越急迫。為了占據(jù)未來通信技術(shù)的制高點(diǎn)，5G通信研究正在全球范圍內(nèi)迅猛展開。而世界主要國家的頻率范圍分布在57-66GHz。在5G通信中，因速率需要達(dá)到10Gbps，通信的小區(qū)會(huì)越來越小，其發(fā)射的射頻信號(hào)能量也越來越集中。60GHz通信載波是波長為5mm的無線電磁波，該波段屬于毫米波，具有頻帶寬、波長短的基本特征。這些頻率特征決定了60GHz頻段的電磁波具有極強(qiáng)的數(shù)據(jù)傳輸能力和極高的波形分辨率，使60GHz無線通信具有眾多優(yōu)勢。通常情況下，天線的尺寸與載波波長的數(shù)量級(jí)相比擬，由于60GHz載波波長處于毫米級(jí)別，其天線的尺寸相對(duì)于低波段天線而言大為減小，可以彌補(bǔ)載波在傳輸過程中的路徑損耗，也有利于實(shí)現(xiàn)電路的集成。

現(xiàn)有技術(shù)中，常見的能量收集裝置包括太陽能收集的硅光電池、壓電特性能量收集裝置、振動(dòng)能量收集裝置、現(xiàn)有頻段射頻信號(hào)收集能量裝置等等。另外一類為接收讀頭發(fā)射過來的能量，如被動(dòng)式電子標(biāo)簽、非接觸式IC卡，其中IC卡標(biāo)準(zhǔn)為ISO/IEC 10536、ISO/IEC 14443、ISO/IEC 15693。其中，硅光電池、壓電特性收集、振動(dòng)能量收集裝置等無法收集空中的射頻能量。而常見的無線射頻能量接收轉(zhuǎn)換裝置主要的頻率范圍分布在57-66GHz，并且僅對(duì)這些頻段的無線射頻能量具有較好的效果，但是應(yīng)對(duì)5G通信頻段范圍的射頻能量時(shí)，這些能量接收裝置的接收效率極低，無法有效收集能量，由此可見，現(xiàn)有技術(shù)中缺少一種能夠?qū)?G通信領(lǐng)域中60GHz頻段的射頻能量信號(hào)進(jìn)行收集和轉(zhuǎn)換的裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種60GHz無線射頻能量收集裝置，用以收集空間中60GHz頻段的的毫米波無線射頻能量，進(jìn)而適應(yīng)5G通信技術(shù)的推廣應(yīng)用，并提高能量轉(zhuǎn)換效率。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。

一種60GHz無線射頻能量收集裝置，其包括：一60GHz接收天線，用于耦合空間中的60GHz無線射頻能量而產(chǎn)生電信號(hào)；一天線匹配電路，連接于60GHz接收天線的饋電端，用于將60GHz接收天線回饋的電信號(hào)整流為直流信號(hào)；一能量收集電路，連接于天線匹配電路的輸出端，用于對(duì)天線匹配電路輸出的直流信號(hào)進(jìn)行升壓和儲(chǔ)能。

優(yōu)選地，所述60GHz接收天線包括基材和設(shè)于基材上的多個(gè)天線單元，多個(gè)天線單元呈陣列式分布，且多個(gè)天線單元之間通過饋線連接。

優(yōu)選地，所述天線單元呈六邊形，且所述天線單元包括兩個(gè)相平行的第一邊、兩個(gè)相平行的第二邊和兩個(gè)相平行的第三邊。

優(yōu)選地，所述第一邊的長度為0.95mm，所述第二邊的長度為1.3mm，所述第三邊的長度為0.3mm。

優(yōu)選地，所述基材是介電常數(shù)為3.38的FR4基材，所述天線單元和饋線均鍍制于所述基材上。