[發明專利]一種極化偏轉非敏感無線功率和信息傳輸系統

有效

• 申請號: 202011239607.7
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112398502B
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 張浩;許進;陰玥
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: H04B1/40
• 分類號: H04B1/40;H04B7/10;H04W88/08
• 代理公司: 蘇州瞪羚知識產權代理事務所(普通合伙) 32438
• 代理人: 周治宇

本發明公開一種極化偏轉非敏感無線功率和信息傳輸系統，包括基站模塊和整流天線；基站模塊由發射、接收電路構成；基站模塊中發射電路由振蕩器、耦合器、功率放大器、控制電路、濾波器I以及雙極化天線構成；基站模塊中接收電路由雙極化天線、濾波器II、低噪聲放大器、混頻器、ADC數據采樣器以及基帶信號處理電路構成；整流天線由雙極化天線、正交耦合器、四分之一波長短路支節以及整流器I、II構成；雙極化天線垂直、水平極化端口分別接正交耦合器輸入、隔離端口；整流器I、II分別接正交耦合器直通、耦合端口；四分之一波長短路支節接整流器I、II輸入端口抑制二次諧波增強整流效率。

技術領域

本發明涉及無線功率和信息傳輸系統，特別涉及一種極化偏轉非敏感無線功率和信息傳輸系統。

背景技術

近年來，無線功率傳輸技術有效解決無線傳感網絡電池維護問題。然而，因電磁波極化偏轉導致接收/發射天線極化錯位，嚴重影響無線傳感網絡作用距離。因此，亟需附加額外信息傳輸電路以輔助無線傳感網絡識別跟蹤以及距離自適應。

發明內容

基于上述問題，本發明提出了一種極化偏轉非敏感無線功率和信息傳輸系統，實現高效率無線功率傳輸的同時滿足高效率反向散射無線信息傳輸，輔助整流天線目標識別跟蹤。

本發明提供如下技術方案：

一種極化偏轉非敏感無線功率和信息傳輸系統，所述系統包括基站模塊和整流天線；基站模塊由發射、接收電路構成；基站模塊中發射電路由振蕩器、耦合器、功率放大器、控制電路、濾波器I以及雙極化天線(垂直極化方向)構成；基站模塊中接收電路由雙極化天線(水平極化方向)、濾波器II、低噪聲放大器、混頻器、ADC數據采樣器以及基帶信號處理電路構成；基站模塊發射電路中耦合器提供接收電路中混頻器本振信號；基站模塊發射電路中振蕩器輸出端接耦合器輸入端，耦合器輸出端接功率放大器輸入端，耦合器耦合端接接收電路中混頻器本振輸入端；控制電路接功率放大器直流偏置端；功率放大器輸出端接濾波器I輸入端；濾波器I輸出端接雙極化天線(垂直極化方向)；基站模塊接收電路中雙極化天線(水平極化方向)接收反向散射信息，經過濾波器II傳輸至低噪聲放大器輸入端；低噪聲放大器輸出端接混頻器輸入端；混頻器輸出端接ADC采樣器輸入端；ADC采樣器輸出端接基帶信號處理電路；整流天線由雙極化天線、正交耦合器、四分之一波長短路支節以及整流器I、II構成；雙極化天線垂直、水平極化端口分別接正交耦合器輸入(P₁)、隔離(P₄)端口；整流器I、II分別接正交耦合器直通(P₂)、耦合(P₃)端口；四分之一波長短路支節分別接整流器I、II輸入端口抑制二次諧波增強整流效率。

包括以下步驟：

步驟1)：基站模塊發射電路中控制電路控制功率放大器放大振蕩器輸出并通過濾波器I以及雙極化天線(垂直極化方向)發射電磁波；整流天線中雙極化天線接收電磁波并通過正交耦合器傳輸至整流器I、II完成射頻至直流功率轉換；整流器I、II失配反射功率通過正交耦合器再次激勵雙極化天線實現反向散射無線信息傳輸；基站模塊接收電路中雙極化天線(水平極化方向)完全接收整流天線反向散射功率，通過濾波器II濾波、低噪聲放大器放大、混頻器混頻以及ADC采樣器采樣后作為基帶處理電路數據(I[n]、Q[n])。

步驟2)：基站模塊以及整流天線中雙極化天線發生極化錯位時，基站模塊發射電路中發射電磁波功率仍能無極化失配損耗傳輸至整流器I、II，滿足極化偏轉非敏感無線功率傳輸；同時，整流器I、II失配反射功率通過正交耦合器再次激勵雙極化天線實現反向散射無線信息傳輸，反向散射功率仍能無極化失配損耗傳輸至雙極化天線(水平極化方向)，滿足極化偏轉非敏感無線信息傳輸，輔助整流天線目標識別。