[實用新型]一種低功率微波接收整流天線

有效

• 申請號: 201821456703.5
• 申請日: 2018-09-06
• 公開（公告）號: CN208570931U
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 歐陽勇;楊超
• 申請（專利權）人: 清華四川能源互聯網研究院;清華大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q1/50;H01Q23/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 錢成岑

本實用新型公開了一種低功率微波接收整流天線，包括正面介質基板、金屬地板和背面介質基板，所述金屬地板設置在正面介質基板與背面介質基板之間，所述正面介質基板與金屬地板之間以及金屬地板與背面介質基板之間均采用無縫隙層疊方式設置在一起；所述正面介質基板的正面設置有輻射貼片，所述金屬地板設置有一個鏤空的縫隙，所述背面介質基板設置有接地通孔，其背面設置有饋線和整流電路，其中：所述輻射貼片設置有一個鏤空的縫隙，輻射貼片通過該縫隙及金屬地板的縫隙與饋線進行耦合；所述整流電路包括阻抗匹配枝節、整流二極管、直通濾波器和負載，不包括低通濾波器。本實用新型的整流天線體積小，結構簡單。

技術領域

本實用新型涉及無線能量傳輸領域，尤其涉及一種低功率微波接收整流天線。

背景技術

電磁波是能量的一種表現形式，當電磁波用于通信時伴隨著能量傳輸——無線能量傳輸。煤炭、石油等傳統化石能源支撐著人類工業的發展，但是伴隨著高污染對環境不友好。太陽能作為一種取之不盡的清潔能源，設想在外太空建立太陽能電站，將能量通過激光或微波的形式傳送給地面接收設備，這就是著名的太陽能衛星計劃。除此之外還可以用微波能量驅動直升機、為高海拔通信平臺供能、驅動管道機器人、向衛星和軌道上的運載工具供電、向較為偏遠的地區功能等。二十世紀九十年代以來，隨著科技的不斷發展進步，各種電子器件體積越來越小，受到電池體積和壽命的限制，無線能量傳輸技術可以彌補其不足。無線輸能技術經過不斷的技術積累，其技術理論正在不斷成熟。

現階段按接收距離劃分無線輸能主要有三種技術方式，一、近距離電磁耦合式，主要在1厘米以內，通過電感耦合理論實現非接觸式能量傳輸，結構簡單，整體效率高70％以上。二、磁耦合諧振式，主要在1米以內，通過近場耦合共振原理實現兩個線圈的諧振實現能量傳輸，可以繞過障礙物，安全性好輻射小，整體效率也較高40％，屬于中距離能量傳輸。三、微波無線輸能，通過電磁波空間傳輸理論，可以達到米級以上遠距離和千米以上超遠距離的能量傳輸，但是整體效率不高，有待提高。

接收整流天線是微波無線輸能系統的關鍵技術之一，為了適應電子設備小型化和便攜式的需求，需要整流天線體積小、重量輕。中國專利CN206022611U公開了一種采用天線和整流電路共面設計的整流天線，采用了圓形陣列方式提高接收面積，但是平面內只有天線面積是接收部分，其中的整流電路占用面積部分接收不到微波，浪費接收面積；且由于耦合效應，共面的電路微帶線和天線部分之間難免產生互耦影響。中國專利CN207282710U公開了一種緊湊型中高功率整流天線，正常來說二極管有導通閾值，因此中高功率的整流輸入可以讓二極管順利進入非線性區域，往高功率優化會相對容易，往低功率優化提高整流效率就會更加困難。

由于整流電路會產生高次諧波，第一個器件使用低通濾波器去阻擋高次諧波反向傳輸到天線耗散到空間。目前制作的針對傳感器無線供電的整流天線的整流電路通常都使用了低通濾波器的結構，使得體積過大，難以在小面積內擺放完整流電路，濾波器本身也需要做阻抗匹配和單獨設計濾波性能，增加設計的復雜度，且超高頻的時候每增加一端微帶線，必然會帶來能力的損耗。

實用新型內容

本實用新型的目的在于：針對現有技術存在的問題，本實用新型提出了一種傳感器低功率微波接收整流天線，采用天線和電路分層設計的結構使整體體積大幅度減小。

本實用新型提供的一種低功率微波接收整流天線，包括正面介質基板、金屬地板和背面介質基板，所述金屬地板設置在正面介質基板與背面介質基板之間，所述正面介質基板與金屬地板之間以及金屬地板與背面介質基板之間均采用無縫隙層疊方式設置在一起；所述正面介質基板的正面設置有輻射貼片，所述金屬地板設置有一個鏤空的縫隙，所述背面介質基板設置有接地通孔，其背面設置有饋線和整流電路，其中：

所述輻射貼片設置有一個鏤空的縫隙，輻射貼片通過該縫隙及金屬地板的縫隙與饋線進行耦合；

所述整流電路包括阻抗匹配枝節、整流二極管、直通濾波器和負載，不包括低通濾波器。