[發(fā)明專利]面向物聯(lián)網(wǎng)泄漏能量收集的固支梁微波接收機(jī)前端

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710696943.6
• 申請(qǐng)日: 2017-08-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107483065A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 廖小平;李成林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B1/16
• 分類號(hào): H04B1/16;H04B1/22
• 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

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種面向物聯(lián)網(wǎng)泄漏能量收集的固支梁微波接收機(jī)前端，屬于微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)作為戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，已成為當(dāng)前世界新一輪經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展的戰(zhàn)略制高點(diǎn)之一，微波接收機(jī)前端在物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展中起了重要的作用。

然而在物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展中，一些傳統(tǒng)的接收機(jī)前端的弊端逐漸展露出來(lái)。比如由于本地振蕩信號(hào)功率比混頻器件輸入的微波信號(hào)的功率大得多，會(huì)有部分本地振蕩信號(hào)經(jīng)混頻器件泄漏到低噪聲放大器，繼而被阻擋產(chǎn)生反射波，此反射波再次與本地振蕩信號(hào)混頻，則會(huì)在混頻器的輸出端產(chǎn)生直流信號(hào)，不僅會(huì)引起直流失調(diào)，還會(huì)增加直流功耗。近年來(lái)，隨著MEMS技術(shù)的快速發(fā)展，并對(duì)MEMS能量收集技術(shù)和MEMS濾波器技術(shù)進(jìn)行了深入的研究，使得面向物聯(lián)網(wǎng)泄漏能量收集的固支梁微波接收機(jī)前端具有實(shí)現(xiàn)的可能。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種面向物聯(lián)網(wǎng)泄漏能量收集的固支梁微波接收機(jī)前端。接收機(jī)使用微波天線接收信號(hào)，接入微波濾波器進(jìn)行濾波，濾波后的信號(hào)進(jìn)入低噪聲放大器放大，被放大的微波信號(hào)進(jìn)入振蕩信號(hào)泄漏能量收集的固支梁混頻器，在實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)混頻的同時(shí)，消除了本地振蕩信號(hào)的自混頻產(chǎn)生的直流失調(diào)，并收集混頻結(jié)構(gòu)泄漏的本地振蕩信號(hào)的能量，同時(shí)由AC/DC轉(zhuǎn)換模塊將泄漏的能量轉(zhuǎn)換成直流電壓后儲(chǔ)存于充電電池中，混頻后的信號(hào)接中頻濾波器，最終實(shí)現(xiàn)中頻輸出。充電電池與直流電源并聯(lián)后與有源電路相連，實(shí)現(xiàn)有源電路的自供電。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種面向物聯(lián)網(wǎng)泄漏能量收集的固支梁微波接收機(jī)前端，包括微波天線、微波濾波器、充電電池、直流電源、低噪聲放大器、振蕩信號(hào)泄漏能量收集的固支梁混頻器、本地振蕩器、中頻濾波器和中頻輸出；所述微波天線連接到微波濾波器的輸入端，所述微波濾波器輸出端與低噪聲放大器的輸入端相連接，所述低噪聲放大器的輸出端連接振蕩信號(hào)泄漏能量收集的固支梁混頻器的信號(hào)輸入端口，所述本地振蕩器的輸出端與振蕩信號(hào)泄漏能量收集的固支梁混頻器的本地振蕩信號(hào)輸入端口相連，振蕩信號(hào)泄漏能量收集的固支梁混頻器的混頻信號(hào)輸出端口與中頻濾波器輸入端相連，中頻濾波器的輸出端連接中頻輸出，得到微波接收機(jī)后端可處理的相對(duì)穩(wěn)定的中頻信號(hào)；振蕩信號(hào)泄漏能量收集的固支梁混頻器的AC/DC轉(zhuǎn)換模塊連接充電電池，充電電池與直流電源并聯(lián)后，為低噪聲放大器、振蕩信號(hào)泄漏能量收集的固支梁混頻器和本地振蕩器提供能量并實(shí)現(xiàn)自供電，所述振蕩信號(hào)泄漏能量收集的固支梁混頻器收集了由本地振蕩信號(hào)經(jīng)過(guò)混頻結(jié)構(gòu)泄漏的能量并儲(chǔ)存于充電電池中。

進(jìn)一步地：接收機(jī)使用所述微波天線接收信號(hào)，接入微波濾波器進(jìn)行濾波，濾波后的信號(hào)進(jìn)入低噪聲放大器放大，被放大的微波信號(hào)進(jìn)入振蕩信號(hào)泄漏能量收集的固支梁混頻器，實(shí)現(xiàn)混頻的同時(shí)，消除了本地振蕩信號(hào)的自混頻產(chǎn)生的直流失調(diào)，并收集振蕩信號(hào)泄漏能量收集的固支梁混頻器泄漏的本地振蕩信號(hào)的能量，同時(shí)由AC/DC轉(zhuǎn)換模塊將泄漏的能量轉(zhuǎn)換成直流電壓后儲(chǔ)存于充電電池中，而混頻后的信號(hào)接中頻濾波器，最終實(shí)現(xiàn)中頻輸出。

更進(jìn)一步地：所述振蕩信號(hào)泄漏能量收集的固支梁混頻器包括帶通濾波器、AC/DC轉(zhuǎn)換模塊和混頻結(jié)構(gòu)，其中所述混頻結(jié)構(gòu)為三端口網(wǎng)絡(luò)，三個(gè)端口分別為信號(hào)輸入端口、本地振蕩信號(hào)輸入端口和混頻信號(hào)輸出端口；所述信號(hào)輸入端口與所述帶通濾波器的輸入端相連后，所述信號(hào)輸入端口再與混頻結(jié)構(gòu)的輸入端相連，所述混頻結(jié)構(gòu)的本地振蕩信號(hào)輸入端口連接本地振蕩器的輸出端，所述帶通濾波器的輸出端連接AC/DC轉(zhuǎn)換模塊，最后混頻結(jié)構(gòu)的混頻信號(hào)輸出端口輸出混頻后的中頻信號(hào)。

再進(jìn)一步地：所述帶通濾波器包括第一平面電感L1、第二平面電感L2以及電容式固支梁，所述電容式固支梁包括電容式固支梁一K1和電容式固支梁二K2；所述電容式固支梁一K1的第一段傳輸線作為微波信號(hào)輸入端口，所述電容式固支梁一K1的第二段傳輸線連接第一平面電感L1的左端口，所述電容式固支梁一K1的金屬pad連接地，所述第一平面電感L1的右端口與所述第二平面電感L2的左端口相連后，再與所述電容式固支梁二K2的第一段傳輸線相連，所述第二平面電感L2的右端口接地，電容式固支梁二K2的第二段傳輸線懸空，所述電容式固支梁二K2的金屬pad引線作為濾波器的輸出端與AC/DC轉(zhuǎn)換模塊相連，通過(guò)控制電容式固支梁一K1和電容式固支梁二K2的第一下拉電極和第二下拉電極上的下拉驅(qū)動(dòng)電壓調(diào)節(jié)接入的電容的大小，從而調(diào)節(jié)濾波器的通帶頻域。