[發明專利]基于回收整流電路三次諧波的無線攜能通信系統

有效

• 申請號: 202010004469.8
• 申請日: 2020-01-03
• 公開（公告）號: CN111181605B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 江珍珍;王炤;馬波力;林永義
• 申請（專利權）人: 西交利物浦大學
• 主分類號: H04B5/00
• 分類號: H04B5/00;H04B5/02
• 代理公司: 蘇州謹和知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32295
• 代理人: 葉棟

1.一種基于回收整流電路三次諧波的無線攜能通信系統，其特征在于，所述系統包括信號接收端，所述信號接收端用于實現同時能量收集和信息采集的功能；所述信號接收端包括：

定向耦合器，包括輸入端口、直通端口、耦合端口和隔離端口，所述隔離端口得到的輸出信號的幅值信息與所述輸入端口接收到的輸入信號的幅值信息呈比例關系，所述隔離端口得到的輸出信號的相位信息是所述輸入端口接收到的輸入信號的相位信息的三倍；三次諧波直接用于解調以實現信息傳輸和解調；

匹配電路，包括與所述直通端口相連的第一匹配分支和與所述耦合端口相連的第二匹配分支；

整流電路，與所述第一匹配分支和第二匹配分支相連；所述整流電路用于將射頻電能轉換為直流電能，并將在整流過程中產生的三次諧波通過所述第一匹配分支和所述第二匹配分支反射至所述定向耦合器；所述定向耦合器用于通過所述隔離端口輸出基于所述直通端口接收到的反射信號和所述耦合端口接收到的反射信號得到的疊加信號；

負載，與所述整流電路相連。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述整流電路包括與所述第一匹配分支相連的第一整流分支和與所述第二匹配分支相連的第二整流分支；所述第一整流分支的結構和所述第二整流分支的結構相同，且所述第一整流分支和所述第二整流分支包括二極管，所述第一整流分支中的二極管的安裝方向與所述第二整流分支中的二極管的安裝方向相反。

3.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述第一整流分支和第二整流分支還包括與所述二極管相連的電容。

4.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述整流電路工作在920MHz和1800MHz雙頻段。

5.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述第一匹配分支的結構和所述第二匹配分支的結構相同，所述第一匹配分支和所述第二匹配分支包括：至少一個貼片電感和至少一個貼片電容。

6.根據權利要求1至5任一所述的系統，其特征在于，輸入至所述輸入端口的調制信號r(t)在一個碼元周期T_symbol內通過下述公式表示：

其中，k_n,m表示對于第n個頻率為f_n的第m個碼元的幅度；φ_n,m表示對于第n個頻率為f_n的第m個碼元的相位；

所述調制信號經過所述定向耦合器耦合后，得到流入第一匹配分支的信號和流入第二匹配分支的信號

兩路信號b₂(t)和b₃(t)經過所述整流電路后通過泰勒級數展開，得到三次諧波信號，并反射回所述定向耦合器，所述三次諧波信號在所述定向耦合器的輸入端口相互抵消，在所述隔離端口相互疊加。

7.根據權利要求1至5任一所述的系統，其特征在于，所述信號接收端以微帶電路形式實現。

8.根據權利要求1至5任一所述的系統，其特征在于，所述系統還包括信號發射端，所述信號發射端與所述信號接收端基于無線通信連接。