[發明專利]基于雙頻透明介質諧振器天線的混合能量收集裝置

在審

• 申請號: 202110080022.3
• 申請日: 2021-01-21
• 公開（公告）號: CN112821578A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 劉震國;張超;于步云;陸衛兵;王健
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02J50/20
• 分類號: H02J50/20;H02J7/35;H01Q1/22;H01Q5/28;H01Q5/307;H01Q9/04
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 沈廉

本發明是一種基于雙頻透明介質諧振器天線的混合能量收集裝置，在介質板(5)的下面設有整流電路(3)，在介質板(5)的上面設有接地板(9)、薄膜太陽能電池(1)，透明介質諧振器天線(2)位于太陽能薄膜電池(1)上，在透明介質諧振器天線(2)上設有探針(4)，探針(4)從下方的整流電路(3)通過介質板(5)的通孔(6)對透明介質諧振器天線(2)進行饋電，在探針(4)和透明介質諧振器天線(2)之間有一層透明導電膜(7)連接，在透明介質諧振器天線(2)四周有導電條帶(8)，用于激發透明介質諧振器天線(2)的多種模式。本發明的混合能量收集裝置，為未來無線傳感器遠距離無線充電提供了一個解決辦法。

技術領域

本發明涉及能量采集技術領域，尤其涉及基于雙頻透明介質諧振器天線的混合能量收集裝置。

背景技術

隨著現代工業社會的快速發展，無線傳感器和物聯網設備被廣泛的使用，但是對于這些設備的能源的持續供應成為了一個急需要解決的問題。傳統的無線設備都是依靠電池的供應進行工作，然而電池的使用只能持續一段時間，所以當電池需要更換時，就不可避免地造成了資源的浪費和環境的污染。為了解決這些的問題，實現物聯網等無線傳感器領域的低功率設備的自給自足，能量收集技術是很有必要的。

太陽能是目前地球上最廣泛的，且具有綠色無污染，儲量大，使用長久等優點。太陽能收集技術目前發展已經較為成熟，涌現了多種形式的太陽能電池。射頻能量收集技術作為一種具有能量傳輸距離遠、位置靈活、可跟蹤、無污染等明顯優勢，受到世界各國的重視，目前，微波輸能技術主要朝著高效率能量轉換與利用等方向發展。所以本專利將集成射頻、太陽能混合能量，將兩者結合起來，實現能量收集利用率的最大化。

發明內容

技術問題：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提出了高效率的雙頻段能量收集系統，并將其與太陽能電池結合，實現了射頻-太陽能混合能量收集系統。將兩種集成在一起，減小了整體的尺寸，并且實現了更高的混合能量收集效率。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明的一種基于雙頻透明介質諧振器天線的混合能量收集裝置采用的技術方案是：

該混合能量收集裝置以介質板為基板，在介質板的下面設有整流電路，在介質板的上面設有接地板，在接地板上面設有薄膜太陽能電池，用作薄膜太陽能電池保護層的透明介質諧振器天線位于太陽能薄膜電池上，在透明介質諧振器天線上設有探針，探針從下方的整流電路通過介質板的通孔對透明介質諧振器天線進行饋電，在探針和透明介質諧振器天線之間有一層透明導電膜連接，在透明介質諧振器天線四周有導電條帶，用于激發透明介質諧振器天線的多種模式。

所述的太陽能薄膜電池采用非晶硅太陽能薄膜收集到太陽能，透明的介質諧振器天線作為接收天線，收集環境中的射頻能量，同時實現射頻能量和太陽能的收集，實現射頻-太陽能混合能量收集裝置。

所述透明介質諧振器天線通過探針饋電，在透明介質諧振器天線四周通過粘貼多個導電膜，激發透明介質諧振器天線的多種模式，拓展天線接收射頻能量的范圍，有效解決自然環境中射頻能量密度低的缺點。

所述透明介質諧振器天線和整流電路共用一個接地板。

所述的整流電路采用高效率的雙頻整流電路。

所述的透明介質諧振器天線，探針，薄膜太陽能電池，和整流電路之間用熱熔膠連接。

所述的透明導電膜用納米膠帶粘貼在透明介質諧振器天線的四周。

有益效果：本發明與現有的混合能量收集系統相比具有以下突出的特點：

1、本發明具有更加緊湊的尺寸，結構也更加的簡單：

2、本發明通過上層的透明介質諧振器天線、非晶硅薄膜太陽能電池，整流電路共同構成混合能量收集系統。透明天線作為非晶硅太陽能薄膜電池的保護層，可以防止薄膜電池被氧化。