[發明專利]面向物聯網的駐波和雜波能量收集的固支梁接收機前端

在審

• 申請號: 201710698260.4
• 申請日: 2017-08-15
• 公開（公告）號: CN107483066A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 廖小平;陳晨
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04B1/16
• 分類號: H04B1/16;H04B1/22
• 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

本發明提出了面向物聯網的駐波和雜波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

物聯網被視為繼計算機、互聯網和移動通信網絡之后的第三次信息產業浪潮，因其廣闊的行業應用前景而受到各國政府的重視。作為物聯網的核心技術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。然而傳統的微波接收機前端具有的一些弊端限制了其在物聯網中的應用，比如混頻系統中，未通過中頻濾波器的雜波會在系統中形成駐波以及LNA兩端形成的駐波，都會對系統造成電磁干擾。近年來，隨著MEMS技術的快速發展，并對MEMS能量收集技術和MEMS濾波器技術進行了深入的研究，使得面向物聯網的駐波和雜波能量收集的固支梁接收機前端具有實現的可能。

發明內容

技術問題：本發明的目的是提供一種面向物聯網的駐波和雜波能量收集的固支梁接收機前端，本發明的接收機前端使用微波天線接受微波信號，微波信號經過具有駐波能量收集的固支梁LNA放大，最后接入具有雜波能量收集的固支梁混頻系統，實現中頻輸出，并完成對接收機前端中的駐波和雜波的能量收集，收集的駐波和雜波的能量，實現了微波接收機前端的自供電，改善了電路的電磁兼容環境。

技術方案：為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種面向物聯網的駐波和雜波能量收集的固支梁接收機前端，該接收機前端由微波天線、直流電源、具有駐波能量收集的固支梁LNA、具有雜波能量收集的固支梁混頻系統和充電電池構成，其中，具有雜波能量收集的固支梁混頻系統由混頻器、本地振蕩器、一號LC帶阻濾波器、一號AC/DC模塊和中頻濾波器構成；微波天線接受微波信號，由具有駐波能量收集的固支梁LNA放大，放大信號從混頻器的輸入端接入，混頻器與本地振蕩器相連，混頻器的輸出端接中頻濾波器輸入端，同時也連接一號LC帶阻濾波器的輸入端，一號LC帶阻濾波器級聯一號AC/DC模塊，一號AC/DC模塊連接充電電池，充電電池連接直流電源，直流電源給具有駐波能量收集的固支梁LNA、混頻器、本地振蕩器供電，中頻濾波器的輸出端輸出中頻信號；

所述中頻濾波器為LC帶通濾波器，其由第五平面電感、第六平面電感和第五電容式固支梁、第六電容式固支梁構成，其中，第五電容式固支梁的一端作為微波信號輸入端口，另一端連接第五平面電感，第五電容式固支梁的金屬極板連接地，第五平面電感的另一端分別與第六平面電感、第六電容式固支梁相連，第六平面電感的另一端接地，第六電容式固支梁的另一端懸空，第六電容式固支梁的金屬極板引線作為濾波器的輸出端；

所述一號LC帶阻濾波器由第七平面電感、第八平面電感和第七電容式固支梁、第八電容式固支梁構成，其中，第八電容式固支梁的一端作為微波信號輸入端口，另一端連接第第八平面電感，第八電容式固支梁的金屬極板連接地，第八平面電感的另一端分別與第七平面電感、第七電容式固支梁相連，第七平面電感的另一端接地，第七電容式固支梁的另一端懸空，第七電容式固支梁的金屬極板引線作為濾波器的輸出端。

所述中頻濾波器中，通過控制第五電容式固支梁和第六電容式固支梁的下拉驅動電極上的下拉驅動電壓能夠調節接入的電容C5、C6的大小從而調節LC帶通濾波器的通帶頻域；構成中頻濾波器的LC帶通濾波器的通帶為f₅≤f≤f₅，其中

所述一號LC帶阻濾波器中，通過控制第八電容式固支梁和第七電容式固支梁的下拉驅動電極上的下拉驅動電壓能夠調節接入的電容C8、C7的大小從而調節LC帶阻濾波器的阻帶頻域；一號LC帶阻濾波器的通帶為f≤f₇或f≥f₈，其中

其中，f₅＝f₇，f₆＝f₈。

所述具有駐波能量收集的固支梁LNA的輸入端由輸入調諧網絡的輸入端連接二號LC可調帶阻濾波器的輸入端構成，輸入調諧網絡的輸出端連接放大部分的輸入端，放大部分的輸出端接輸出調諧網絡的輸入端，輸出調諧網絡的輸出端連接三號LC可調帶阻濾波器的輸入端作為具有駐波能量收集的固支梁LNA的輸出端；二號LC可調帶阻濾波器的輸出端連接二號AC/DC轉換模塊的輸入端，二號AC/DC轉換模塊的輸出端連接充電電池；三號LC可調帶阻濾波器的輸出端連接三號AC/DC轉換模塊的輸入端，三號AC/DC轉換模塊的輸出端也連接充電電池。