[實用新型]一種MEMS電場傳感器及其無線供能系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721672787.1
• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN207895003U
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發(fā)明（設計）人: 范亞洲;余占清;黃嬪斌;牟亞;甄志明;王曉蕊;溫帶銀
• 申請（專利權）人: 廣東電網(wǎng)有限責任公司江門供電局;清華大學
• 主分類號: G01R29/12
• 分類號: G01R29/12;H02J50/20
• 代理公司: 北京知聯(lián)天下知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11594
• 代理人: 王沖;吳鑫

1.一種MEMS電場傳感器的無線供能系統(tǒng)，包括信號源、功率放大器、發(fā)射天線和MEMS電場傳感器；其中：

所述信號源，用于提供能量信號；

所述功率放大器，用于將來自信號源的能量信號功率放大；

所述發(fā)射天線，用于將能量以無線信號的方式發(fā)送傳播；

其特征在于：

所述MEMS電場傳感器包括接收天線，電源后端處理電路和負載；

所述接收天線用于接收所述無線信號并轉(zhuǎn)換為相應電能；

所述電源后端處理電路對所述相應電能進行一系列的整流、濾波，用以將所述相應電能的電壓、電流轉(zhuǎn)換為滿足所述負載所需的電壓、電流的電能形式后，穩(wěn)壓輸出，供應所述負載的能量；

其中，所述接收天線為開槽的矩形微帶貼片天線，包括底部的金屬板，表面的金屬貼片，和位于中間的介質(zhì)材料；所述金屬貼片長度設置為1.5λ，其中λ為天線諧振功率對應的波長，使所述矩形微帶貼片天線工作在高TM模式；在所述金屬貼片上設置縫隙，形成開槽。

2.如權利要求1所述的無線供能系統(tǒng)，其中所述MEMS電場傳感器進一步包括外殼，所述外殼的上表面和下表面為金屬板，用于積累離子流中的電荷；所述金屬板內(nèi)側為絕緣材料；四周為所述接收天線，利用所述絕緣材料將所述金屬板和所述接收天線電氣隔離；所述外殼內(nèi)部設置所述電源后端處理電路，所述電源后端處理電路與所述接收天線電性耦接，用于將所述接收天線接收到的信號能量轉(zhuǎn)化為外殼內(nèi)部設置的負載所需要的電壓、電流形式。

3.如權利要求2所述的無線供能系統(tǒng)，其中所述負載包括MEMS電場測量芯片和信號處理電路，所述MEMS電場測量芯片與所述電源后端處理電路電性耦接，用于實現(xiàn)電場強度的測量；所述信號處理電路與所述MEMS電場測量芯片、所述電源后端處理電路電性耦接，用于將所述MEMS電場測量芯片的測量結果進行放大、濾波然后進行輸出。

4.一種MEMS電場傳感器，其特征在于：包括接收天線，電源后端處理電路和負載；

所述接收天線用于接收無線信號并轉(zhuǎn)換為相應電能；

所述電源后端處理電路對所述相應電能進行一系列的整流、濾波，用以將所述相應電能的電壓、電流轉(zhuǎn)換為滿足所述負載所需的電壓、電流的電能形式后，穩(wěn)壓輸出，供應所述負載的能量需要；

其中，所述接收天線為開槽的矩形微帶貼片天線，包括底部的金屬板，表面的金屬貼片，和位于中間的介質(zhì)材料；所述金屬貼片長度設置為1.5λ，其中λ為天線諧振功率對應的波長，使所述矩形微帶貼片天線工作在高TM模式；在所述金屬貼片上設置縫隙，形成開槽。

5.如權利要求4所述的MEMS電場傳感器，其中所述MEMS電場傳感器進一步包括外殼，所述外殼的上表面和下表面為金屬板，用于積累離子流中的電荷；所述金屬板內(nèi)側為絕緣材料；四周為所述接收天線，利用所述絕緣材料將所述金屬板和所述接收天線電氣隔離；所述外殼內(nèi)部設置所述電源后端處理電路，所述電源后端處理電路與所述接收天線電性耦接，用于將所述接收天線接收到的信號能量轉(zhuǎn)化為外殼內(nèi)部設置的負載所需要的電壓、電流形式。

6.如權利要求4所述的MEMS電場傳感器，其中所述負載包括MEMS電場測量芯片和信號處理電路，所述MEMS電場測量芯片與所述電源后端處理電路電性耦接，用于實現(xiàn)電場強度的測量；所述信號處理電路與所述MEMS電場測量芯片、所述電源后端處理電路電性耦接，用于將所述MEMS電場測量芯片的測量結果進行放大、濾波然后進行輸出。