[發明專利]柔性整流天線

在審

• 申請號: 202010968601.7
• 申請日: 2020-09-15
• 公開（公告）號: CN112201945A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 張經緯;王宇超;何大平
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/36;H01Q1/52;H01Q9/30;H01Q19/10
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 劉琳;馮超

天線技術領域，尤其涉及柔性整流天線，包括：單極子天線，用于產生電磁波；人工磁導體反射面，用于對單極子天線輸出電磁波的反射相位進行調制；所述單極子天線和人工磁導體反射面的導體材料采用多層石墨烯薄膜。本發明不但具有較好的柔韌穩定性，方便用戶穿戴，還能夠保持穩定的性能。

技術領域

本發明涉及天線技術領域，尤其涉及柔性整流天線。

背景技術

近年來，無線傳感網絡(Wireless Sensor Networks，WSN)在許多領域得到應用，如災害管理、基礎設施、監控等。目前，電池仍然是傳感器節點的主要電源，但隨著傳感網絡分布的環境更廣泛、更復雜，電池的維護和更換將成為一個非常棘手的問題。另外，隨著微機電系統(Micro—Electro-Mechanical Systems，MEMS)及低功耗電子技術的發展，市場上出現了越來越多的小型、低能耗的手持移動設備。相應地，這些設備需要緊湊、低能耗和重量輕的能量供應方式。而過去十多年，電池在能量密度和體積方面的進步并不明顯，限制了這些電子產品的使用范圍。另外，電池本身壽命有限，也會造成環境污染。利用整流天線將環境中的微波能量對這些設備進行供電將為這些設備提供可持續的電能，并且也可避免廢舊電池對環境的污染。

然而目前的整流天線都利用不易彎折的介質基板或者是無法彎折的介質基板，并且大都是采用柔韌性較差的金屬作為導體，因此在實際應用中對低功耗電子設備進行供電時因無法很好的與設備共形而導致設備整體尺寸的增大，并且對可穿戴設備進行供電時，因其彎折性能較差而影響人們的正常行動。而柔性整流電路可選取柔性介質基板，柔韌性較好的導體進行設計從而具有良好的彎折性，可很好的為低功耗電子設備或者人體可穿戴電子設備進行供電。

現有技術中也有較好柔性的寬帶整流天線，該天線能夠實現較寬頻段工作。但是該天線由于自身結構原因導致在設備表面工作時其性能受設備影響較大。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供的柔性整流天線，其不但具有較好的柔韌穩定性，方便用戶穿戴，還能夠保持穩定的性能。

本發明提供的柔性整流天線，包括：

單極子天線，用于產生電磁波；

人工磁導體反射面，用于對單極子天線輸出電磁波的反射相位進行調制；

所述單極子天線和人工磁導體反射面的導體材料采用多層石墨烯薄膜。

進一步地，所述單極子天線和人工磁導體反射面之間由泡沫層隔開。

進一步地，還包括：

微波整流電路，用于對單極子天線接收的電磁波進行整流；

所述微波整流電路與單極子天線相連。

更進一步地，所述微波整流電路的導體材料采用多層石墨烯薄膜。

更進一步地，所述單極子天線、人工磁導體反射面和微波整流電路的介質基板采用PDMS膜。

更進一步地，所述微波整流電路，包括：

肖特基整流二極管，用于將單極子天線輸出電磁波轉換為直流電；

諧波終止網絡，用于濾除肖特基整流二極管產生的諧波；

輸出濾波器，用于抑制2.45GHz的電流通過負載；

匹配網絡，用于將微波整流電路的輸入阻抗進行匹配。

再進一步地，所述諧波終止網絡由并聯的第一微帶線和第二微帶線連接構成；

所述第一微帶線的長度為λ/8；所述第二微帶線的長度為λ/12；

所述諧波終止網絡，具體用于將肖特基整流二極管產生的二次諧波和三次諧波濾除。