射频传能装置、射频猎能装置及其射频传能方法制造方法及图纸

技术编号:18529387 阅读:23 留言:0更新日期:2018-07-25 14:20
本公开涉及一种射频传能装置、射频猎能装置及其射频传能方法。一种具极化追踪的射频传能装置,是应用于一射频猎能装置。该具极化追踪的射频传能装置包括一功率雷达发射模块以及一雷达控制模块。功率雷达发射模块接收一功率信号源,且通过极化天线(或天线阵列)发射一电磁波源。雷达控制模块电性连接至功率雷达发射模块,并接收一反射波源。反射波源的频率与电磁波源的频率不同,且为电磁波源的二次谐波;射频猎能装置接收电磁波源后,产生并发射反射波源;雷达控制模块接收反射波源后,判定射频猎能装置反射波源的极化角度,并调整功率雷达发射模块中天线的极化角度与射频猎能装置的反射波源极化角度符合一预定角度,以达最佳接收能量大小。

【技术实现步骤摘要】
射频传能装置、射频猎能装置及其射频传能方法
本公开是有关一种具极化追踪的射频传能装置、射频猎能装置及其射频传能方法,特别涉及一种应用追踪二次谐波反射的射频传能装置、射频猎能装置及其射频传能方法。
技术介绍
由于物联网(InternetofThings,IOT)的议题越来受重视,相关的感测器充电问也的议题越来越重要。相对而言,感测器所需的数量相较下又是物联网主体核心电路(数据处理中心)的倍数,所以极具商机。部分感测器在电路的功能简单而单纯(例如:只负责将周遭环境的单项特殊讯息-如温度或某物理量-传回数据处理中心),所以此类感测器的功耗基本上是可以非常小(从数微瓦起甚至小至数十奈瓦)。在这个思维上,从周遭环境取得感测器自己工作时所需的电能的猎能电子的概念将变成未来的主流。现有技术中,从热电转换、压电转换到磁波能量转换皆是讨论的主流技术。其中射频传能更是突破长距离能量传递的主流技术,可以节省感测器更换电池的人力成本。传统应用电磁波能量转换的技术,多在开发可以猎取环境周遭现有无线广播(Radio)或无线基地台(WifiStations)的电磁波猎能器(EnergyHarvesters)电路。然而,在能量传能器和猎能器间,两者天线的极化问题是一个挑战。基于应用上需求,为了讲究轻薄短小,大部分的感测器所使用的天线种类及数量经常受到限制。例如,在能量接收端的猎能器往往是采用制作于印刷电路板(PCB)上的平面型天线,然受限于电路简单化、低耗量及整合后体积小等需求,往往只有单一极化天线的设计选择。此外,就具能量传能器和猎能器的无线传能系统而言,往往传能器的摆置方位多会是固定的;但就猎能器本体而言,不管是固定或者可移动性,其相对于能量传能器而言,摆放的角度就可能使猎能器的天线极化方向无法与传能器的天线极化方向恰好相同,以致于猎能器的能量接受效能打折扣。虽然在猎能器端使用圆形极化天线或者是多根不同向天线可改善接收效率问题,但这样的解决方案需要较大天线占用面积。另一方面单就在能量传能器端使用圆形极化天线而接收端不使用圆形极化天线,往往猎能器只能接受到时大时小的无线传能能量。因此,如何设计出一种具极化追踪的射频传能装置、具定位与极化追踪的射频传能装置、射频猎能装置及其射频传能方法有其重要性。在能量接收端增强反射谐波强度以利于正确定位能量接收端所在位置后,能量传能器便启动天线极化自动追踪的功能,以提高射频无线传能系统的整体转换效率,乃为本公开人所欲克服并加以解决的一大课题。
技术实现思路
为了解决上述问题,本专利技术是提供一种具极化追踪的射频传能装置,以克服现有技术的问题。因此,本专利技术具极化追踪的射频传能装置,应用于一射频猎能装置,具极化追踪的射频传能装置包括一功率雷达发射模块,以及一雷达控制模块。功率雷达发射模块接收一功率信号源,且通过一极化天线发射一电磁波源。雷达控制模块电性连接至功率雷达发射模块,并接收一反射波源。其中,反射波源的频率与电磁波源的频率不同;射频猎能装置接收电磁波源后,产生并发射反射波源;雷达控制模块接收反射波源后,判定射频猎能装置的反射波源的极化角度,并调整功率雷达发射模块极化天线的极化角度与射频猎能装置的反射波源的极化角度符合一预定角度,以达最佳接收能量大小。于一实施例中,其中反射波源为电磁波源的二次谐波。于一实施例中,其中功率雷达发射模块包括一功率分配单元、一第一调整单元、一极化天线:功率分配单元接收功率信号源。第一调整单元电性连接功率分配单元及雷达控制模块。极化天线电性连接至第一调整单元。其中,功率分配单元分配功率信号源至第一调整单元;雷达控制模块接收反射波源后,输出一第一调整信号至第一调整单元;第一调整单元接收第一调整信号后,调整功率信号源为一第一信号至极化天线,以改变极化天线的极化角度。于一实施例中,其中第一调整单元包括一第一调整路径与一第二调整路径,第一调整路径与第二调整路径依据第一调整信号调整功率信号源的振幅为第一信号;或依据第一调整信号调整功率信号源的振幅后,再切换相位为第一信号。于一实施例中,其中极化天线包括一垂直极化天线,以及一水平极化天线。垂直极化天线电性连接第一调整路径,而水平极化天线电性连接第二调整路径。其中,第一信号的一第一调整电压改变垂直极化天线的振幅大小或振幅大小及相位,进而调整垂直极化天线的极化角度;第一信号的一第二调整电压改变水平极化天线的振幅大小或振幅大小及相位,进而调整水平极化天线的极化角度。于一实施例中,其中雷达控制模块包括一接收天线、一功率检测单元,以及一第一控制单元。接收天线接收反射波源,而功率检测单元电性连接接收天线。第一控制单元电性连接功率检测单元与第一调整单元之间。其中,功率检测单元判定反射波源的功率后,输出一第一控制信号至第一控制单元,第一控制单元依据第一控制信号调整第一调整单元。于一实施例中,其中功率检测单元还包括一参数储存单元,其中参数储存单元储存射频猎能装置输出最大功率时,极化天线的一设定参数。于一实施例中,其中设定参数至少包含预定角度的控制参数,预定角度的控制参数为射频猎能装置输出最大功率的极化角度。于一实施例中,其中射频传能装置还包括一通信单元,是电性连接雷达控制模块。其中,通信单元是提供射频传能装置与其他的射频传能装置相互通信。为了解决上述问题,本专利技术是提供一种具定位与极化追踪的射频传能装置,以克服现有技术的问题。因此,本专利技术具定位与极化追踪的射频传能装置,是应用于一射频猎能装置,此具定位与极化追踪的射频传能装置包括一功率雷达发射模块以及一雷达控制模块。功率雷达发射模块接收一功率信号源,且通过一天线阵列发射一电磁波源。雷达控制模块电性连接至功率雷达发射模块,并接收一反射波源。其中,反射波源的频率与电磁波源的频率不同;功率雷达发射模块发射电磁波源向一空间扫瞄;射频猎能装置接收电磁波源后,产生并发射反射波源;雷达控制模块接收反射波源后,判定射频猎能装置的反射波源的位置与极化角度,并调整电磁波源的方向朝向射频猎能装置后,再调整功率雷达发射模块天线阵列的极化角度与射频猎能装置的反射波源的极化角度符合一预定角度,以达最佳接收能量大小。于一实施例中,其中反射波源为电磁波源的二次谐波。于一实施例中,其中功率雷达发射模块包括一功率分配单元、一第二调整单元、一第一调整单元,以及一天线阵列。功率分配单元接收功率信号源。第二调整单元电性连接功率分配单元与雷达控制模块。第一调整单元电性连接第二调整单元及雷达控制模块。天线阵列电性连接至第一调整单元。其中,功率分配单元分配功率信号源至第二调整单元;雷达控制模块接收反射波源后,输出一第二调整信号至第二调整单元,且输出一第一调整信号至第一调整单元;第二调整信号调整功率信号源相位后,输出一第二信号至第一调整单元;第一调整单元依据第一调整信号调整第二信号后,输出一第一信号至天线阵列,以改变天线阵列的方向朝向射频猎能装置,并改变天线阵列的极化角度。于一实施例中,其中第一调整单元包括一第一调整路径与一第二调整路径,第一调整路径与第二调整路径依据第一调整信号调整第二信号的振幅为第一信号;或依据第一调整信号调整第二信号的振幅后,再切换相位为第一信号。于一实施例中,其中天线阵列包括:至少一垂直极化天线,电性连接第一调整路径。至少一本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种具极化追踪的射频传能装置,应用于一射频猎能装置,该具极化追踪的射频传能装置包括:一功率雷达发射模块,接收一功率信号源,且发射一电磁波源;及一雷达控制模块,电性连接至该功率雷达发射模块,并接收一反射波源;其中,该反射波源的频率与该电磁波源的频率不同;该射频猎能装置接收该电磁波源后,产生并发射该反射波源;该雷达控制模块接收该反射波源后,判定该射频猎能装置的该反射波源的极化角度,并调整该功率雷达发射模块的极化角度与该射频猎能装置的该反射波源的极化角度符合一预定角度,以达最佳接收能量大小。

【技术特征摘要】
1.一种具极化追踪的射频传能装置,应用于一射频猎能装置,该具极化追踪的射频传能装置包括:一功率雷达发射模块,接收一功率信号源,且发射一电磁波源;及一雷达控制模块,电性连接至该功率雷达发射模块,并接收一反射波源;其中,该反射波源的频率与该电磁波源的频率不同;该射频猎能装置接收该电磁波源后,产生并发射该反射波源;该雷达控制模块接收该反射波源后,判定该射频猎能装置的该反射波源的极化角度,并调整该功率雷达发射模块的极化角度与该射频猎能装置的该反射波源的极化角度符合一预定角度,以达最佳接收能量大小。2.如权利要求1所述的具极化追踪的射频传能装置,其中该反射波源为该电磁波源的二次谐波。3.如权利要求1所述的具极化追踪的射频传能装置,其中该功率雷达发射模块包括:一功率分配单元,接收该功率信号源;一第一调整单元,电性连接该功率分配单元及该雷达控制模块;及一极化天线,电性连接至该第一调整单元;其中,该功率分配单元分配该功率信号源至该第一调整单元;该雷达控制模块接收该反射波源后,输出一第一调整信号至该第一调整单元;该第一调整单元接收该第一调整信号后,调整该功率信号源为一第一信号至该极化天线,以改变该极化天线的极化角度。4.如权利要求3所述的具极化追踪的射频传能装置,其中该第一调整单元包括一第一调整路径与一第二调整路径,该第一调整路径与该第二调整路径依据该第一调整信号调整该功率信号源的振幅为第一信号;或依据第一调整信号调整功率信号源的振幅后,再切换相位为该第一信号。5.如权利要求4所述的具极化追踪的射频传能装置,其中该极化天线包括:一垂直极化天线,电性连接该第一调整路径;一水平极化天线,电性连接该第二调整路径;其中,该第一信号的一第一调整电压改变该垂直极化天线的振幅大小或振幅大小及相位,进而调整该垂直极化天线的极化角度;该第一信号的一第二调整电压改变该水平极化天线的振幅大小或振幅大小及相位,进而调整该水平极化天线的极化角度。6.如权利要求3所述的具极化追踪的射频传能装置,其中该雷达控制模块包括:一接收天线,接收该反射波源;一功率检测单元,电性连接该接收天线;一第一控制单元,电性连接该功率检测单元与该第一调整单元之间;其中,该功率检测单元判定该反射波源的功率后,输出一第一控制信号至该第一控制单元,该第一控制单元依据该第一控制信号调整该第一调整单元。7.如权利要求6所述的具极化追踪的射频传能装置,其中该功率检测单元还包括一参数储存单元,其中该参数储存单元储存该射频猎能装置输出最大功率时,该极化天线的一设定参数。8.如权利要求7所述的具极化追踪的射频传能装置,其中该设定参数至少包含该预定角度的控制参数,该预定角度的控制参数为该射频猎能装置输出最大功率的极化角度。9.如权利要求1所述的具极化追踪的射频传能装置,其中该射频传能装置还包括:一通信单元,是电性连接该雷达控制模块;其中,该通信单元是提供该射频传能装置与外部接口或其他的射频传能装置相互通信。10.一种具定位与极化追踪的射频传能装置,应用于一射频猎能装置,该具定位与极化追踪的射频传能装置包括:一功率雷达发射模块,接收一功率信号源,且发射一电磁波源;及一雷达控制模块,电性连接至该功率雷达发射模块,并接收一反射波源;其中,该反射波源的频率与该电磁波源的频率不同;该功率雷达发射模块发射该电磁波源向一空间扫瞄;该射频猎能装置接收该电磁波源后,产生并发射该反射波源;该雷达控制模块接收该反射波源后,判定该射频猎能装置的位置与极化角度,并调整该电磁波源的方向朝向该射频猎能装置后,再调整该功率雷达发射模块的极化角度与该射频猎能装置的该反射波源的极化角度符合一预定角度,以达最佳接收能量大小。11.如权利要求10所述的具定位与极化追踪的射频传能装置,其中该反射波源为该电磁波源的二次谐波。12.如权利要求10所述的具定位与极化追踪的射频传能装置,其中该功率雷达发射模块包括:一功率分配单元,接收该功率信号源;一第二调整单元,电性连接该功率分配单元与该雷达控制模块;一第一调整单元,电性连接该第二调整单元及该雷达控制模块;及一天线阵列,电性连接至该第一调整单元;其中,该功率分配单元分配该功率信号源至该第二调整单元;该雷达控制模块接收该反射波源后,输出一第二调整信号至该第二调整单元,且输出一第一调整信号至该第一调整单元;该第二调整信号调整该功率信号源相位后,输出一第二信号至该第一调整单元;该第一调整单元依据该第一调整信号调整该第二信号后,输出一第一信号至该天线阵列,以改变该天线阵列发射该电磁波源的方向朝向该射频猎能装置,并改变该天线阵列的极化角度。13.如权利要求12所述的具定位与极化追踪的射频传能装置,其中该第一调整单元包括一第一调整路径与一第二调整路径,该第一调整路径与该第二调整路径依据该第一调整信号调整该第二信号的振幅为第一信号;或依据第一调整信号调整功率信号源的振幅后,再切换相位为该第一信号。14.如权利要求13所述的具定位与极化追踪的射频传能装置,其中该天线阵列包括多个极化天线,且该些极化天线包括:一垂直极化天线,电性连接该第一调整路径;一水平极化天线,电性连接该第二调整路径;其中,该第一信号的一第一调整电压改变该垂直极化天线发射该电磁波源的方向与极化角度;该第一信号的一第二调整电压改变该水平极化天线发射该电磁波源的方向与极化角度。15.如权利要求12所述的具定位与极化追踪的射频传能装置,其中该雷达控制模块包括:一接收天线,接收该反射波源;一功率检测单元,电性连接该接收天线;一第一控制单元,电性连接该功率检测单元与该第一调整单元之间;及一第二控制单元,电性连接该功率检测单元与该第二调整单元之间;其中,该功率检测单元判定该反射波源的功率后,输出一第一控制信号至该第一控制单元,且输出一第二控制信号至该第二控制单元;该第一控制单元依据该第一控制信号调整该第一调整单元,该第二控制单元依据该第二控制信号调整该第二调整单元。16.如权利要求15所述的具定位与极化追踪的射频传能装置,其中该第二控制单元包括:一位置判定单元,电性连接该功率检测单元;一相位延迟控制单元,电性连接该位置判定单元与该第二调整单元之间;其中,该位置判定单元依据该第二控制信号判定该射频猎能装置的位置,并输出一位置信息至该相位延迟控制单元;该相位延迟控制单元依据该位置信息调整该第二调整信号。17.如权利要求16所述的具定位与极化追踪的射频传能装置,其中该功率检测单元还包括一参数储存单元,其中该参数储存单元储存该射频猎能装置输出最大功率时,该天线阵列的一设定参数。18.如权利要求17所述的具定位与极化追踪的射频传能装置,其中该设定参数至少包含该天线阵列的方向与该预定角度的控制参数,该预定角度的控制参数为该射频猎能装置输出最大功率的极化角度。19.如权利要求10所述的具定位与极化追踪的射频传能装置,其中该射频传能装置还包括:一通信单元,是电性连接该雷达控制模块;其中,该通信单元是提供该射频传能装置与外部接口或其他的射频传能装置相互通信。20.一种射频猎能装置,应用于一具极化追踪或定位与极化追踪的射频传能装置,其中该射频猎能装置包括:一波源收发模块,接收一电磁波源,并发射一反射波源;一功率模块,电性连接该波源收发模块;一共振单元,电性连接该波源收发模块;其中,该波源收发模块接收该电磁波源后,输出一交流源至该功率模块,且产生一反射信号至该共振单元;该共振单元增强该反射信号的信号强度为该反射波源,并输出该反射波源至该波源收发模块;该波源收发模块接收该反射波源后,发射该反射波源至该具极化追踪或定位与极化追踪的射频传能装置,以调整该具极化追踪或定位与极化追踪的射频传能装置的极化角度与该...

【专利技术属性】
技术研发人员:黄尊禧杨昇帆陈俊丞锺佩蓉吴芳铭
申请(专利权)人:台达电子工业股份有限公司黄尊禧
类型:发明
国别省市:中国台湾,71

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