[發(fā)明專利]面向物聯(lián)網(wǎng)的振蕩信號泄漏能量收集的懸臂梁混頻器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710700783.8
• 申請日: 2017-08-15
• 公開（公告）號: CN107528545A
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 廖小平;陳晨
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: H03D7/16
• 分類號: H03D7/16;H03H7/01;H03H7/52
• 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

1.一種面向物聯(lián)網(wǎng)的振蕩信號泄漏能量收集的懸臂梁混頻器，其特征在于：包括帶通濾波器、AC/DC模塊、充電電池、混頻結(jié)構(gòu)和中頻濾波器，其中混頻結(jié)構(gòu)為三端口網(wǎng)絡(luò)，三端口分別為第一輸入端、第二輸入端、第一輸出端；接收信號接混頻結(jié)構(gòu)的第一輸入端，同時(shí)混頻結(jié)構(gòu)的第一輸入端連接帶通濾波器的輸入端，帶通濾波器的輸出端連接AC/DC模塊，AC/DC模塊連接充電電池，混頻結(jié)構(gòu)的第二輸入端接振蕩信號，混頻結(jié)構(gòu)的第一輸出端接中頻濾波器，中頻濾波器輸出中頻信號，實(shí)現(xiàn)了振蕩信號泄漏能量的收集，防止了振蕩信號的自混頻，降低了直流功耗。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述面向物聯(lián)網(wǎng)的振蕩信號泄漏能量收集的懸臂梁混頻器，其特征在于：所述帶通濾波器包括兩個(gè)平面電感和兩個(gè)電容式懸臂梁，這兩個(gè)平面電感分別為第一平面電感L1和第二平面電感L2，兩個(gè)電容式懸臂梁分別為第一電容式懸臂梁K1和第二電容式懸臂梁K2，第一電容式懸臂梁K1的一端和第一平面電感L1一端相連構(gòu)成為濾波器的輸入端，第一電容式懸臂梁K1的另一端連接地，第一平面電感L1的另一端連接第二電容式懸臂梁K2的一端和第二平面電感L2的一端，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，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(qū)動電壓調(diào)節(jié)接入的電容大小從而調(diào)節(jié)濾波器的通帶頻域。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述面向物聯(lián)網(wǎng)的振蕩信號泄漏能量收集的懸臂梁混頻器，其特征在于：所述平面電感以硅為襯底，在硅襯底(1)上氧化一層SiO₂層(15)，其表面兩邊分別有第一段傳輸線(2)、第二段傳輸線(3)，電感線圈(4)通過第一連接支撐柱(5)、第二連接支撐柱(6)別與第一段傳輸線(2)、第二段傳輸線(3)連接并懸空在位于第一段傳輸線(2)上的氮化硅介質(zhì)層(7)和第二段傳輸線(3)之上。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述面向物聯(lián)網(wǎng)的振蕩信號泄漏能量收集的懸臂梁混頻器，其特征在于：所述電容式懸臂梁在SiO₂層(15)上表面有下拉電極(8)，兩端有第三段傳輸線(9)和第四段傳輸線(10)，在第四段傳輸線(10)的內(nèi)側(cè)上部有第二氮化硅介質(zhì)層(11)，在下拉電極(8)上設(shè)有第一氮化硅介質(zhì)層(12)，在第三段傳輸線(9)上有錨區(qū)(13)，錨區(qū)(13)與懸臂梁(14)的一端相連，而懸臂梁(14)的另一端懸空，且懸臂梁(14)懸空在第一氮化硅介質(zhì)層(12)和第二氮化硅介質(zhì)層(11)的上方。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述面向物聯(lián)網(wǎng)的振蕩信號泄漏能量收集的懸臂梁混頻器，其特征在于：第一電容式懸臂梁K1的第三段傳輸線(9)和第一平面電感L1的第一段傳輸線(2)相連構(gòu)成為濾波器的輸入端，第一電容式懸臂梁K1的第四段傳輸線(10)連接地，第一平面電感L1的第二段傳輸線(3)連接第二電容式懸臂梁K2的第三段傳輸線(9)和第二平面電感L2的第一段傳輸線(2)，第二平面電感L2的第二段傳輸線(3)接地，第二電容式懸臂梁K2的第四段傳輸線(10)作為濾波器的輸出端，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(qū)動電極(8)上的下拉驅(qū)動電壓能夠調(diào)節(jié)接入的第一電容C1、第二電容C2的大小從而調(diào)節(jié)濾波器的通帶頻域以振蕩信號頻率為中心。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述面向物聯(lián)網(wǎng)的振蕩信號泄漏能量收集的懸臂梁混頻器，其特征在于：所述通帶頻域下截止頻率上截止頻率因?yàn)楸镜卣袷幮盘柲芰枯^大，會向混頻結(jié)構(gòu)輸入端泄漏，流至輸入端的振蕩信號的頻率f_LO滿足帶通濾波器的通頻帶，即f₁≤f_LO≤f₂，因此，泄漏的本地振蕩信號經(jīng)過帶通濾波器后，被AC/DC模塊轉(zhuǎn)化為直流信號由充電電池收集，防止了振蕩信號的自混頻，降低了直流功耗。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述面向物聯(lián)網(wǎng)的振蕩信號泄漏能量收集的懸臂梁混頻器，其特征在于：所述帶通濾波器是基于MEMS技術(shù)的LC可調(diào)帶通濾波器。