[發明專利]面向物聯網多余能量和泄漏能量收集的固支梁接收機前端

在審

• 申請號: 201710697340.8
• 申請日: 2017-08-15
• 公開（公告）號: CN107395230A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 廖小平;李成林
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04B1/16
• 分類號: H04B1/16;H04B1/525
• 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

本發明提出了一種面向物聯網多余能量和泄漏能量收集的固支梁接收機前端，屬于微電子機械系統(MEMS)的技術領域。

背景技術

物聯網具有非常光明的發展前景，目前物聯網也發展的如火如荼。作為物聯網的核心組件之一的微波接收機前端，一般包括微波天線、微波濾波器、低噪聲放大器、混頻器、本地振蕩器和中頻濾波器。然而在物聯網的發展中，一些接收機前端的弊端逐漸顯露。比如使用AGC技術控制低噪聲放大器的增益使輸出信號穩定的控制方式，在天線突發性接收到大的信號時，內部低噪聲放大器易燒毀，可靠性不高；此外，由于本地振蕩信號功率比混頻器件輸入的微波信號的功率大得多，會有部分本地振蕩信號經混頻器件泄漏到低噪聲放大器，繼而被阻擋產生反射波，此反射波再次與本地振蕩信號混頻，則會在混頻產生直流信號，不僅會引起直流失調，還會增加直流功耗。本發明是基于MEMS能量收集技術和MEMS濾波器技術，所發明的是面向物聯網多余能量和泄漏能量收集的固支梁接收機前端。

發明內容

發明目的：本發明的目的是提供一種面向物聯網多余能量和泄漏能量收集的固支梁接收機前端。接收機前端使用微波天線接收信號，接入微波濾波器進行濾波，濾波后的信號進入自檢測的多余能量收集的固支梁恒幅器，收集多余能量，并通過自檢測實現輸出信號恒定，同時無需改變后端低噪聲放大器的直流偏置點，使得低噪聲放大器中不再需要復雜的AGC模塊,提高了低噪聲放大器的線性度，在微波天線突發性接收到超大的微波信號時，能有效地起到保護低噪聲放大器的作用。自檢測的多余能量收集的固支梁恒幅器輸出恒定的微波信號進入低噪聲放大器放大，被放大的微波信號進入振蕩信號泄漏能量收集的固支梁混頻器，在實現傳統混頻的同時，消除了本地振蕩信號自混頻產生的直流失調，并收集混頻結構泄漏的本地振蕩信號的能量，混頻后的信號接中頻濾波器，最終實現中頻輸出。以上被收集的兩種能量同時由AC/DC轉換模塊轉換成直流電壓后儲存于充電電池中，充電電池與直流電源并聯后與有源電路相連，實現有源電路的自供電。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明提出了一種面向物聯網多余能量和泄漏能量收集的固支梁接收機前端。該面向物聯網多余能量和泄漏能量收集的固支梁接收機前端包括:微波天線、微波濾波器、充電電池、自檢測的多余能量收集的固支梁恒幅器、低噪聲放大器、振蕩信號泄漏能量收集的固支梁混頻器、本地振蕩器、中頻濾波器、直流電源。

微波天線，用來接收微波信號。

微波濾波器，濾除天線接收到的信號中的雜波。

充電電池，將AC/DC轉換模塊一17和AC/DC轉換模塊二12得到的直流電壓能量儲存在電池之中，同時與直流電源10并聯，給有源電路實現自供電。

自檢測的多余能量收集的固支梁恒幅器，是由4個共面波導結構、2個固支梁和4個極板所構成。主信號線的第一端18-1與地線構成CPW(共面波導)作為信號輸入端，固支梁一20跨在此CPW的兩個地線上并與信號線間懸空形成固支梁，固支梁一20下方有兩個電容極板21-1和21-2，極板與固支梁形成電容結構；主信號線中部，固支梁二22與錨區形成固支梁懸于信號線上方形成耦合電容，固支梁的錨區與地線分別構成兩個支路的傳輸線CPW，固支梁二22是耦合支路的信號線，固支梁二22下方錨區和主信號線之間分別有兩個下拉極板24-1和24-2，錨區23-2與地線構成的CPW接AC/DC轉換模塊一17；主信號線的第二端18-2與地線構成CPW作為信號輸出端。自檢測的多余能量收集的固支梁恒幅器把輸入的微波信號處理成固定幅度的信號輸出，有效的保護了后級電路，同時無需改變后端低噪聲放大器的直流偏置點，使得低噪聲放大器中不再需要復雜的AGC模塊，提高了低噪聲放大器的線性度。

低噪聲放大器，放大自檢測的多余能量收集的固支梁恒幅器輸出的穩定的微波信號，并接入振蕩信號泄漏能量收集的固支梁混頻器。