CN104767029A - 一种基于wifi频段的微带整流天线 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于WIFI频段的微带整流天线，包括微带接收天线和微带整流电路，所述微带接收天线是同轴馈电矩形微带天线，所述微带接收天线和微带整流电路均采用印刷电路，微带接收天线和微带整流电路分别制作在两块聚四氟乙烯双面敷铜板基片上，微带接收天线和微带整流电路采用SMA头进行连接。本发明采用印刷电路技术批量生产，成本低，易于实现，且基于2.45GHz和5.8GHzWIFI频段的，适用范围广，易于推广，同时增益高、接收效率大的优点。
Description
技术领域
本发明涉及涉及无线能量传输领域，更具体地，涉及一种基于WIFI频段的微带整流天线。
背景技术
微波能量传输（MPT：Microwave Power Transmission）是指在真空或大气中不借助其他任何传输线或波导来达到能量传输的一种新的传输方式。19世纪末，美国科学家尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）首先提出MPT的概念。而到了上世纪60年代，MPT技术才首先被用于高功率场合，包括太空发电、地面向卫星和飞机等飞行器输电、军事定向能武器、星际探测等。但由于MPT***整体转装换效率不高，加上高功率微波电磁场对生态环境和生物安全有很大的影响，所以MPT技术还处于研发阶段。近年来，随着半导体技术和集成电子技术的飞速发展，微电子电路的尺寸越来越小，功耗需求也越来越多，使得MPT技术在低功率领域的应用得到了越来越多的关注，尤其将其应用在射频识别***、无线传感器网络***、生物医学设备等便携式电子设备上。
接收整流天线是MPT***的关键技术，它的主要原理是由接收天线接收空间中的微波能量，再由微波整流电路进行整流，输出直流供负载工作。它的主要技术指标是：接收天线的增益、微波整流电路的整流效率。同时，为了适应电子设备小型化和便携式的需求，需要整流天线体积小、重量轻。
但由于传统的整流天线体积大，质量大、制作成本高、转换效率低等缺点，使其在很多场合使用受到限制。
发明内容
本发明提供了一种结构简单、体积小、质量小、增益高的基于WIFI频段的微带整流天线。
为了达到上述技术目的，本发明的技术方案如下：
一种基于WIFI频段的微带整流天线，包括微带接收天线和微带整流电路，所述微带接收天线是同轴馈电矩形微带天线，所述微带接收天线和微带整流电路均采用印刷电路，微带接收天线和微带整流电路分别制作在两块聚四氟乙烯双面敷铜板基片上，微带接收天线和微带整流电路采用SMA头进行连接。
进一步地，所述微带整流电路包括输入滤波器、匹配电路、整流二极管和输出滤波器；输入滤波器的输入端通过SMA头与微带接收天线相连，输入滤波器的输出端与匹配电路的输入端相连，匹配电路的输出端分别与整流二极管的阴极和输出滤波器的输入端相连，整流二极管的阳极接地，输出滤波器的输出端与负载连接。
进一步地，所述输出滤波器由微带线和一个电容；微带线的一端与匹配电路的输出端相连，微带线的另一端分别与电容的一端和负载相连；电容的另一端接地。
优选地，所述微带接收天线输入阻抗为50欧姆。
优选地，所述电容是大小为100pF的电容。
优选地，该整流天线是基于2.45GHz和5.8GHz WIFI频段的整流天线。
本发明中，微带接收天线是一个同轴馈电矩形微带天线制作在聚四氟乙烯双面敷铜板基片上，天线的输入阻抗为50欧姆，工作频率在2.45GHz和5.8GHz WIFI频段上，该天线接收面积大增益高、接收效率大，微带接收天线通过SMA头与同样制作在聚四氟乙烯双面敷铜板基片上的微带整流电路连接，使得整个天线的结构简单、体积和质量也比较小。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
1.本发明采用印刷电路技术批量生产，成本低，易于实现；
2. 本发明基于2.45GHz和5.8GHzWIFI频段的，适用范围广，易于推广；
3. 本发明的微带接收天线由接收面积大的微带天线构成，具备微带贴片整流天线增益高、接收效率大的优点。
附图说明
图1为本发明的微带接收天线结构示意图；
图2为本发明的微带整流电路结构示意图；
图3为本发明的微带接收天线与微带整流电路连接示意图；
其中，1表示微带接收天线，2表示微带整流电路，4表示输入滤波器，5表示匹配电路，6表示整流二极管，7表示输出滤波器，8表示电容，9表示负载，10表示SMA头，11表示聚四氟乙烯双面覆铜板基片。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
如图1-3所示，一种基于WIFI频段的微带整流天线，包括微带接收天线1和微带整流电路2，微带接收天线1是同轴馈电矩形微带天线，微带接收天线1和微带整流电路2均采用印刷电路，微带接收天线1和微带整流电路2分别制作在两块聚四氟乙烯双面敷铜板基片11上，微带接收天线1和微带整流电路2采用SMA头10进行连接。
本实施例中，微带天线1和微带整流部分2均采用微带电路实现，分别制作在聚四氟乙烯双面覆铜板基片11上，基片厚为0.8mm，介电常数为2.55，损耗角正切值少于0.001，导带铜厚为0.035mm。
本实施例中，微带整流电路2包括输入滤波器4、匹配电路5、整流二极管6和输出滤波器7；输入滤波器4的输入端通过SMA头10与微带接收天线1相连，输入滤波器4的输出端与匹配电路5的输入端相连，匹配电路5的输出端分别与整流二极管6的阴极和输出滤波器7的输入端相连，整流二极管6的阳极接地，输出滤波器7的输出端与负载9连接。输入滤波器4是一个低通滤波器，采用最简单的高低阻抗型结构，和天线的输入阻抗保持一致，其输入输出阻抗都取为50欧姆；匹配电路5采用单枝节匹配方式；整流二极管6的型号为Agilent HSMS-286B,SOT-323封装，阳极接单枝节匹配电路。
本实施例中，输出滤波器7由微带线和一个电容8；微带线的一端与匹配电路5的输出端相连，微带线的另一端分别与电容8的一端和负载9相连；电容8的另一端接地，输出滤波器7用于让整流二极管6产生的直流分量通过，同时奇次高次谐波被约束在输入和输出滤波器之间，以提高二极管整流效率。
本实施例中，微带接收天线1是一个37.3mm×48.8mm同轴馈电矩形微带天线，接收天线1的输入阻抗为50欧姆；电容8是大小为100pF的电容；整流天线是基于2.45GHz和5.8GHz WIFI频段的整流天线。微带天线1和微带整流部分2用SMA头10进行连接，向微带天线1发射2.45GHz或者5.8GHz的微波时，负载9就能够得到由微带整流天线接收、转换而来的直流能量。。
本实施例中，微带接收天线1是一个同轴馈电矩形微带天线制作在聚四氟乙烯双面敷铜板基片11上，天线的输入阻抗为50欧姆，工作频率在2.45GHz和5.8GHz WIFI频段上，该天线接收面积大增益高、接收效率大，微带接收天线通过SMA头10与同样制作在聚四氟乙烯双面敷铜板基片11上的微带整流电路2连接，使得整个天线的结构简单、体积和质量也比较小。
相同或相似的标号对应相同或相似的部件；
附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于WIFI频段的微带整流天线，包括微带接收天线和微带整流电路，其特征在于，所述微带接收天线是同轴馈电矩形微带天线，所述微带接收天线和微带整流电路均采用印刷电路，微带接收天线和微带整流电路分别制作在两块聚四氟乙烯双面敷铜板基片上，微带接收天线和微带整流电路采用SMA头进行连接。
2.根据权利要求1所述的基于WIFI频段的微带整流天线，其特征在于，所述微带整流电路包括输入滤波器、匹配电路、整流二极管和输出滤波器；输入滤波器的输入端通过SMA头与微带接收天线相连，输入滤波器的输出端与匹配电路的输入端相连，匹配电路的输出端分别与整流二极管的阴极和输出滤波器的输入端相连，整流二极管的阳极接地，输出滤波器的输出端与负载连接。
3.根据权利要求2所述的基于WIFI频段的微带整流天线，其特征在于，所述输出滤波器由微带线和一个电容；微带线的一端与匹配电路的输出端相连，微带线的另一端分别与电容的一端和负载相连；电容的另一端接地。
4.根据权利要求1所述的基于WIFI频段的微带整流天线，其特征在于，所述微带接收天线输入阻抗为50欧姆。
5.根据权利要求2所述的基于WIFI频段的微带整流天线，其特征在于，所述电容是大小为100pF的电容。
6.根据权利要求1所述的基于WIFI频段的微带整流天线，其特征在于，该整流天线是基于2.45GHz和5.8GHz WIFI频段的整流天线。
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