[發(fā)明專利]一種面向物聯網駐波能量收集的固支梁微波接收機前端

在審

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• 申請日: 2017-08-15
• 公開（公告）號: CN107579744A
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發(fā)明（設計）人: 廖小平;李成林
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04B1/10
• 分類號: H04B1/10;H04B1/16
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發(fā)明提出了一種面向物聯網駐波能量收集的固支梁微波接收機前端，屬于微電子機械系統(tǒng)(MEMS)的技術領域。

背景技術

物聯網的提出以及發(fā)展，推動了整個通信行業(yè)中各種技術的更新升級，為我國帶來了新的機遇和挑戰(zhàn)，而作為物聯網的核心之一的微波接收機前端，由于其性能不能滿足發(fā)展要求而成為新的難題，這嚴重阻礙了物聯網的發(fā)展。傳統(tǒng)的微波接收機前端中，濾波器頻段外的微波信號會形成駐波，造成嚴重的電磁干擾，污染了系統(tǒng)的電磁環(huán)境；同時濾波器的通帶中心頻率不可調，限制了接收機前端的使用范圍。這些傳統(tǒng)微波接收機前端的弊端降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。近年來，隨著科學界和工業(yè)界對MEMS技術的研究以及實驗驗證，使得面向物聯網駐波能量收集的固支梁微波接收機前端具有實現的可能。

發(fā)明內容

技術問題：本發(fā)明的目的是提供一種面向物聯網駐波能量收集的固支梁微波接收機前端。接收機使用微波天線接收到的微波信號，接入基于固支梁的駐波能量收集可調濾波器進行濾波，不僅濾波器中心頻率可調，同時達到駐波能量收集，減少駐波電磁干擾的目的。濾波后的信號進入低噪聲放大器放大后，依次進入混頻器、中頻濾波器，最終實現中頻輸出。

技術方案：為解決上述技術問題，本發(fā)明提出了一種面向物聯網駐波能量收集的固支梁微波接收機前端。該面向物聯網駐波能量收集的固支梁微波接收機前端包括：微波天線、基于固支梁的駐波能量收集可調濾波器、充電電池、直流電源、低噪聲放大器、混頻器、本地振蕩器、中頻濾波器。

微波天線，用來接收微波信號。

基于固支梁的駐波能量收集可調濾波器，是由LC可調帶通濾波器、第一LC可調帶阻濾波器、第二LC可調帶阻濾波器、第一AC/DC轉換模塊、第二AC/DC轉換模塊、微波信號輸入端口和微波信號輸出端口構成。其中LC可調帶通濾波器由電容式固支梁K1、電容式固支梁K2和平面電感L1、平面電感L2構成，其中電容式固支梁K1和平面電感L1一端相連構成為濾波器的輸入端，電容式固支梁K1的另一端連接地，平面電感L1的另一端連接電容式固支梁K2和平面電感L2，平面電感L2的另一端接地，電容式固支梁K2另一端作為濾波器的輸出端。第一LC可調帶阻濾波器和第二LC可調帶阻濾波器由電容式固支梁K2、電容式固支梁K1和平面電感L2、平面電感L1構成，其中電容式固支梁K2和平面電感L2一端相連構成為濾波器的輸入端，電容式固支梁K2的另一端連接地，平面電感L2的另一端連接電容式固支梁K1和平面電感L1，平面電感L1的另一端接地，電容式固支梁K1另一端作為濾波器的輸出端。通過控制電容式固支梁K2和電容式固支梁K1的下拉驅動電壓能夠調節(jié)接入的電容大小從而調節(jié)濾波器的通帶頻域。第一LC可調帶阻濾波器和第二LC可調帶阻濾波器結構完全一樣，其阻帶的頻域與LC帶通濾波器通帶的頻域相同，形成互補，第一LC可調帶阻濾波器和第二LC可調帶阻濾波器的通帶頻域與駐波信號的頻域相同，可以收集LC可調帶通濾波器兩端的駐波能量，并且能夠實現濾波器濾波頻段可調。

充電電池，將第一AC/DC轉換模塊和第二AC/DC轉換模塊得到的直流電壓能量儲存在電池之中，同時與直流電源并聯，給有源電路實現自供電。

低噪聲放大器，放大輸入的微波信號，并接入混頻器。

混頻器，通過與本地振蕩器混頻，將微波信號變換為中頻微波信號。

本地振蕩器，產生本地振蕩信號。

中頻濾波器，濾波后輸出中頻信號。

有益效果：1.本發(fā)明的面向物聯網駐波能量收集的固支梁微波接收機前端中包含基于固支梁的駐波能量收集可調濾波器。所述的濾波器只需要簡單的控制電容式固支梁的下拉驅動電壓的大小，就可以調節(jié)濾波器的濾波。此外，本發(fā)明中的兩個結構完全一樣的LC可調帶阻濾波器阻帶的頻域與LC帶通濾波器通帶的頻域相同，形成互補，LC可調帶通濾波器的通帶頻段外的微波信號在其兩端形成駐波，LC可調帶阻濾波器10和LC可調帶阻濾波器11的通帶頻段與駐波信號頻段相同，可以收集LC可調帶通濾波器兩端的駐波，并利用AC/DC轉換模塊轉換成直流電壓，最終存儲在充電電池中，在濾波的同時，也改善了電路的電磁兼容環(huán)境。

2.充電電池與直流電源并聯，給有源電路部分實現自供電。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的面向物聯網駐波能量收集的固支梁微波接收機前端的原理框圖；

圖2是基于固支梁的駐波能量收集可調濾波器的結構框圖；

圖3是LC可調帶通濾波器的原理圖；

圖4是LC可調帶阻濾波器的原理圖；