[發明專利]面向物聯網的雜波能量收集的懸臂梁接收機前端

在審

• 申請號: 201710698783.9
• 申請日: 2017-08-15
• 公開（公告）號: CN107493110A
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 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

1.一種面向物聯網的雜波能量收集的懸臂梁接收機前端，其特征在于：該接收機前端由微波天線(1)、濾波器(2)、低噪聲放大器(3)、直流電源(4)、混頻器(5)、本地振蕩器(6)、LC帶阻濾波器(7)、AC/DC模塊(8)、充電電池(9)和中頻濾波器(10)構成；其中，微波天線(1)接受微波信號，經過濾波器(2)濾波后由低噪聲放大器(3)放大，放大信號從混頻器(5)的輸入端接入，混頻器(5)與本地振蕩器(6)相連，混頻器(5)的輸出端接中頻濾波器(10)輸入端，同時也連接LC帶阻濾波器(7)的輸入端，LC帶阻濾波器(7)級聯AC/DC模塊(8)，AC/DC模塊(8)連接充電電池(9)，充電電池(9)連接直流電源(4)，直流電源(4)給低噪聲放大器(3)、混頻器(5)、本地振蕩器(6)供電，中頻濾波器(10)的輸出端輸出中頻信號；實現了雜波能量的收集，改善了電磁兼容環境；

所述中頻濾波器(10)為LC帶通濾波器，其由第一平面電感(L1)、第二平面電感(L2)和第一電容式懸臂梁(K1)、第二電容式懸臂梁(K2)構成，其中，第一電容式懸臂梁(K1)的一端作為微波信號輸入端口，并連接第一平面電感(L1)，第一電容式懸臂梁(K1)的另一端連接地，第一平面電感(L1)的另一端分別與第二平面電感(L2)、第二電容式懸臂梁(K2)相連，第二平面電感(L2)的另一端接地，第二電容式懸臂梁(K2)的另一端作為濾波器的輸出端；

所述LC帶阻濾波器(7)由第三平面電感(L3)、第四平面電感(L4)和第三電容式懸臂梁(K3)、第四電容式懸臂梁(K4)構成，其中，第四電容式懸臂梁(K4)的一端作為微波信號輸入端口，并連接第四平面電感(L4)，第四電容式懸臂梁(K4)的另一端連接地，第四平面電感(L4)的另一端分別與第三平面電感(L3)、第三電容式懸臂梁(K3)相連，第三平面電感(L3)的另一端接地，第三電容式懸臂梁(K3)的另一端作為濾波器的輸出端。

2.根據權利要求1所述的面向物聯網的雜波能量收集的懸臂梁接收機前端，其特征在于：所述LC帶通濾波器中，通過控制第一電容式懸臂梁(K1)和第二電容式懸臂梁(K2)的下拉驅動電極上的下拉驅動電壓能夠調節接入的電容C1、C2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(10)的LC帶通濾波器的通帶為f₁≤f≤f₂，其中

所述LC帶阻濾波器中，通過控制第三電容式懸臂梁(K3)和第四電容式懸臂梁(K4)的下拉驅動電極上的下拉驅動電壓能夠調節接入的電容C3、C4的大小從而調節LC帶阻濾波器(7)的阻帶頻域與中頻濾波器(10)的通帶頻域相同；LC帶阻濾波器(3)的通帶為f≤f₃或f≥f₄，其中

其中，f₁＝f₃，f₂＝f₄。

3.根據權利要求1所述的面向物聯網的雜波能量收集的懸臂梁接收機前端，其特征在于：所述第一平面電感(L1)、第二平面電感(L2)、第三平面電感(L3)、第四平面電感(L4)的結構相同，均設置在高阻硅襯底上，平面電感包括設置于高阻硅襯底上表面兩端的第一段傳輸線(13)、第二段傳輸線(14)，以及電感線圈(15)，電感線圈(15)通過第一連接支撐柱(16)、第二連接支撐柱(17)分別與第一段傳輸線(13)、第二段傳輸線(14)連接并懸空在位于第一段傳輸線(13)上的氮化硅介質層(18)和第二段傳輸線(14)之上。

4.根據權利要求1所述的面向物聯網的雜波能量收集的懸臂梁接收機前端，其特征在于：所述第一電容式懸臂梁(K1)、第二電容式懸臂梁(K2)、第三電容式懸臂梁(K3)、第四電容式懸臂梁(K4)的結構相同，均設置在高阻硅襯底上，電容式懸臂梁包括設置在高阻硅襯底上表面兩端的第三段傳輸線(20)和第四段傳輸線(21)，以及同樣設置在高阻硅襯底上表面的下拉電極(19)，下拉電極(19)位于第三段傳輸線(20)和第四段傳輸線(21)之間，第三段傳輸線(20)上有錨區(24)，錨區(24)上連接有懸臂梁(25)，懸臂梁(25)懸空在下拉電極(19)和第四段傳輸線(21)的上方。

5.根據權利要求4所述的面向物聯網的雜波能量收集的懸臂梁接收機前端，其特征在于：所述第四段傳輸線(21)的內側上部設有第二氮化硅介質層(22)。