一种倍压式射频整流天线制造技术

本发明专利技术公开了一种倍压式射频整流天线，包括天线和倍压整流电路，其特征在于天线通过在PCB介质板材上表面以覆铜方式设置的T‑匹配结构对称振子天线实现，倍压整流电路采用差分电荷泵电路结构，倍压整流电路通过集总元件直接焊接而成，倍压整流电路与天线采用焊接方式连接；优点是尺寸较小，且在当前较宽的输入功率范围内都能具有较高的整流效率和较高的输出电压。

A Voltage Doubling RF Rectifier Antenna

【技术实现步骤摘要】
一种倍压式射频整流天线
本专利技术涉及一种射频整流天线，尤其是涉及一种倍压式射频整流天线。
技术介绍
微波无线功率传输与能量捕获技术主要用于远距离能量传输和能量收集，随着大功率微波源的逐渐成熟与微波整流二极管性能的提高，无线能量传输系统的整流效率也在不断提升。近年来，随着物联网技术的发展，万物互联的概念逐渐深入人心，但物联网节点的供电问题成为其瓶颈技术之一，而微波无线功率传输与能量捕获技术将为该类型场景的供电问题提供了一个行之有效的技术手段。作为微波无线功率传输系统中最关键的部分，微波整流天线的性能直接关系到整个微波无线功率传输系统的实用性评价，其输入功率范围、频率带宽、负载范围、效率和输出电压幅度等几项重要指标逐渐成为微波无线功率传输系统设计所重点考虑的因素。射频整流天线是目前使用最为广泛的一种微波整流天线。传统的射频整流天线通常采用非平衡性单端口馈电模式，且输入阻抗一般设计为50Ω或75Ω等纯电阻形式，因此该射频整流天线中需要额外配备阻抗匹配电路以实现天线输入阻抗与整流电路阻抗的共轭匹配，这将导致该射频整流天线的尺寸变大。另外，整流天线接收的输入功率通常会在较宽的范围内变化，传统的射频整流天线很难做到低输入功率和高输入功率同时实现高转换效率。特别地，在低输入功率段即使某些设计能实现较好的转换效率，却很难获得较高的输出电压，进而无法驱动负载电路。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种尺寸较小，且在当前较宽的输入功率范围内都能具有较高的整流效率和较高的输出电压的倍压式射频整流天线。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种倍压式射频整流天线，包括天线和倍压整流电路，其特征在于所述的天线通过在PCB介质板材上表面以覆铜方式设置的T-匹配结构对称振子天线实现，所述的倍压整流电路采用差分电荷泵电路结构，所述的倍压整流电路通过集总元件直接焊接而成，所述的倍压整流电路与所述的天线采用焊接方式连接。所述的倍压整流电路包括第一电容、第二电容、第三电容、第一整流二极管、第二整流二极管、第一电阻、第一PIN脚、第二PIN脚、第三PIN脚、第四PIN脚和第五PIN脚，所述的第一整流二极管和所述的第二整流二极管均采用串联对管式肖特基二极管实现，所述的第一整流二极管和所述的第二整流二极管分别具有阳极、阴极和公共端，所述的第一PIN脚、所述的第二PIN脚、所述的第三PIN脚、所述的第四PIN脚和所述的第五PIN脚分别通过在所述的PCB介质板材上表面覆铜形成，所述的第一电容、所述的第一PIN脚、所述的第一整流二极管和所述的第三PIN脚按照从前往后的顺序分布在所述的PCB介质板材上表面，所述的第二电容、所述的第二PIN脚、所述的第二整流二极管和所述的第四PIN脚按照从前往后的顺序分布在所述的PCB介质板材上表面，所述的第一电容和所述的第二电容、所述的第一整流二极管和所述的第二整流二极管、所述的第一PIN脚和所述的第二PIN脚以及所述的第三PIN脚和所述的第四PIN脚分别左右对称间隔排布且其左右对称线重合，所述的第五PIN脚位于所述的第三PIN脚的前部和所述的第四PIN脚的前部之间，所述的第五PIN脚为左右对称图形且其左右对称线与所述的第一电容和所述的第二电容的左右对称线重合，所述的第一电容的一端与所述的天线采用焊接方式连接，所述的第二电容的一端与所述的天线采用焊接方式连接，所述的第一电容的另一端焊接在所述的第一PIN脚上，所述的第二电容的另一端焊接在所述的第二PIN脚上，所述的第一整流二极管的公共端焊接在所述的第一PIN脚上，所述的第二整流二极管的公共端焊接在所述的第二PIN脚上，所述的第一整流二极管的阳极焊接在所述的第二PIN脚上，所述的第一整流二极管的阴极焊接在所述的第五PIN脚上，所述的第二整流二极管的阴极焊接在所述的第四PIN脚上，所述的第二整流二极管的阳极焊接在所述的第五PIN脚上，所述的第三电容和所述的第一电阻位于所述的第三PIN脚的后部和所述的第四PIN脚的后部之间，所述的第三电容位于所述的第一电阻的前侧，所述的第三电容的两端分别焊接在所述的第三PIN脚和所述的第四PIN脚上，所述的第一电阻的两端分别焊接在所述的第三PIN脚和所述的第四PIN脚上，所述的第三电容的左右对称线、所述的第一电阻的左右对称线与所述的第一电容和所述的第二电容的左右对称线重合。所述的T-匹配结构对称振子天线包括T匹配单元、第一辐射单元和第二辐射单元，所述的第一辐射单元位于所述的T匹配单元的左侧，所述的第二辐射单元位于所述的T匹配单元的右侧；所述的T匹配单元包括附着在所述的PCB介质板材上表面的等腰梯形覆铜层、第一L型覆铜层和第二L型覆铜层，所述的第一L型覆铜层和所述的第二L型覆铜层分别位于所述的等腰梯形覆铜层的前侧，所述的第一L型覆铜层位于所述的第二L型覆铜层的左侧，所述的等腰梯形覆铜层的上底位于其下底的后侧，所述的等腰梯形覆铜层上分别设置有等腰梯形槽和第一矩形槽，所述的PCB介质板材的上表面在所述的等腰梯形槽和所述的第一矩形槽处暴露出来，所述的等腰梯形槽的上底位于其下底的后侧，所述的等腰梯形槽的高小于所述的等腰梯形覆铜层的高，所述的等腰梯形槽的下底平行于所述的等腰梯形覆铜层的下底，所述的等腰梯形槽的下底与所述的等腰梯形覆铜层的下底之间具有一段距离，所述的等腰梯形槽的上底与所述的等腰梯形覆铜层的上底之间具有一段距离，所述的第一矩形槽的前端面平行于所述的等腰梯形覆铜层的下底，所述的第一矩形槽的前端面与所述的等腰梯形槽的上底连通，所述的第一矩形槽的后端面与所述的等腰梯形覆铜层的上底位于同一平面，所述的等腰梯形覆铜层、所述的等腰梯形槽和所述的第一矩形槽的对称线分别与所述的第一电容和所述的第二电容的左右对称线重合；所述的第一L型覆铜层包括第一矩形覆铜层和第二矩形覆铜层，所述的第一矩形覆铜层的前端面与所述的等腰梯形覆铜层的下底平行，所述的第一矩形覆铜层的后端面与所述的等腰梯形覆铜层的下底连接，所述的第二矩形覆铜层位于所述的第一矩形覆铜层的左侧，所述的第二矩形覆铜层的前端面与所述的第一矩形覆铜层的前端面位于同一平面，所述的第二矩形覆铜层的右端面与所述的第一矩形覆铜层的左端面连接，所述的第二矩形覆铜层沿前后方向的长度小于所述的第一矩形覆铜层沿前后方向的长度，所述的第二矩形覆铜层的左端面位于所述的等腰梯形覆铜层的右侧，所述的第一矩形覆铜层的左端面位于所述的等腰梯形覆铜层的下底左端的右侧，所述的第一L型覆铜层和所述的第二L型覆铜层相对于所述的等腰梯形覆铜层的对称线左右对称，且所述的第一L型覆铜层和所述的第二L型覆铜层不连接；所述的第一辐射单元包括按照从左到右顺序依次排布的第三矩形覆铜层、第四矩形覆铜层、第五矩形覆铜层、第六矩形覆铜层和第七矩形覆铜层，所述的第三矩形覆铜层、所述的第四矩形覆铜层、所述的第五矩形覆铜层、所述的第六矩形覆铜层和所述的第七矩形覆铜层分别附着在所述的PCB介质板材上表面，所述的第三矩形覆铜层的前端面所在平面、所述的第四矩形覆铜层的前端面所在平面、所述的第五矩形覆铜层的前端面所在平面、所述的第六矩形覆铜层的前端面所在平面和所述的第七矩形覆铜层的前端面所在平面分别与所述的第二矩形覆铜层的前端面所在平面重合，所述的第三矩形覆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种倍压式射频整流天线，其特征在于包括天线和倍压整流电路，其特征在于所述的天线通过在PCB介质板材上表面以覆铜方式设置的T‑匹配结构对称振子天线实现，所述的倍压整流电路采用差分电荷泵电路结构，所述的倍压整流电路通过集总元件直接焊接而成，所述的倍压整流电路与所述的天线采用焊接方式连接。

【技术特征摘要】
1.一种倍压式射频整流天线，其特征在于包括天线和倍压整流电路，其特征在于所述的天线通过在PCB介质板材上表面以覆铜方式设置的T-匹配结构对称振子天线实现，所述的倍压整流电路采用差分电荷泵电路结构，所述的倍压整流电路通过集总元件直接焊接而成，所述的倍压整流电路与所述的天线采用焊接方式连接。2.根据权利要求1所述的一种倍压式射频整流天线，其特征在于所述的倍压整流电路包括第一电容、第二电容、第三电容、第一整流二极管、第二整流二极管、第一电阻、第一PIN脚、第二PIN脚、第三PIN脚、第四PIN脚和第五PIN脚，所述的第一整流二极管和所述的第二整流二极管均采用串联对管式肖特基二极管实现，所述的第一整流二极管和所述的第二整流二极管分别具有阳极、阴极和公共端，所述的第一PIN脚、所述的第二PIN脚、所述的第三PIN脚、所述的第四PIN脚和所述的第五PIN脚分别通过在所述的PCB介质板材上表面覆铜形成，所述的第一电容、所述的第一PIN脚、所述的第一整流二极管和所述的第三PIN脚按照从前往后的顺序分布在所述的PCB介质板材上表面，所述的第二电容、所述的第二PIN脚、所述的第二整流二极管和所述的第四PIN脚按照从前往后的顺序分布在所述的PCB介质板材上表面，所述的第一电容和所述的第二电容、所述的第一整流二极管和所述的第二整流二极管、所述的第一PIN脚和所述的第二PIN脚以及所述的第三PIN脚和所述的第四PIN脚分别左右对称间隔排布且其左右对称线重合，所述的第五PIN脚位于所述的第三PIN脚的前部和所述的第四PIN脚的前部之间，所述的第五PIN脚为左右对称图形且其左右对称线与所述的第一电容和所述的第二电容的左右对称线重合，所述的第一电容的一端与所述的天线采用焊接方式连接，所述的第二电容的一端与所述的天线采用焊接方式连接，所述的第一电容的另一端焊接在所述的第一PIN脚上，所述的第二电容的另一端焊接在所述的第二PIN脚上，所述的第一整流二极管的公共端焊接在所述的第一PIN脚上，所述的第二整流二极管的公共端焊接在所述的第二PIN脚上，所述的第一整流二极管的阳极焊接在所述的第二PIN脚上，所述的第一整流二极管的阴极焊接在所述的第五PIN脚上，所述的第二整流二极管的阴极焊接在所述的第四PIN脚上，所述的第二整流二极管的阳极焊接在所述的第五PIN脚上，所述的第三电容和所述的第一电阻位于所述的第三PIN脚的后部和所述的第四PIN脚的后部之间，所述的第三电容位于所述的第一电阻的前侧，所述的第三电容的两端分别焊接在所述的第三PIN脚和所述的第四PIN脚上，所述的第一电阻的两端分别焊接在所述的第三PIN脚和所述的第四PIN脚上，所述的第三电容的左右对称线、所述的第一电阻的左右对称线与所述的第一电容和所述的第二电容的左右对称线重合。3.根据权利要求2所述的一种倍压式射频整流天线，其特征在于所述的T-匹配结构对称振子天线包括T匹配单元、第一辐射单元和第二辐射单元，所述的第一辐射单元位于所述的T匹配单元的左侧，所述的第二辐射单元位于所述的T匹配单元的右侧；所述的T匹配单元包括附着在所述的PCB介质板材上表面的等腰梯形覆铜层、第一L型覆铜层和第二L型覆铜层，所述的第一L型覆铜层和所述的第二L型覆铜层分别位于所述的等腰梯形覆铜层的前侧，所述的第一L型覆铜层位于所述的第二L型覆铜层的左侧，所述的等腰梯形覆铜层的上底位于其下底的后侧，所述的等腰梯形覆铜层上分别设置有等腰梯形槽和第一矩形槽，所述的PCB介质板材的上表面在所述的等腰梯形槽和所述的第一矩形槽处暴露出来，所述的等腰梯形槽的上底位于其下底的后侧，所述的等腰梯形槽的高小于所述的等腰梯形覆铜层的高，所述的等腰梯形槽的下底平行于所述的等腰梯形覆铜层的下底，所述的等腰梯形槽的下底与所述的等腰梯形覆铜层的下底之间具有一段距离，所述的等腰梯形槽的上底与所述的等腰梯形覆铜层的上底之间具有一段距离，所述的第一矩形槽的前端面平行于所述的等腰梯形覆铜层的下底，所述的第一矩形槽的前端面与所述的等腰梯形槽的上底连通，所述的第一矩形槽的后端面与所述的等腰梯形覆铜层的上底位于同一平面，所述的等腰梯形覆铜层、所述的等腰梯形槽和所述的第一矩形槽的对称线分别与所述的第一电容和所述的第二电容的左右对称线重合；所述的第一L型覆铜层包括第一矩形覆铜层和第二矩形覆铜层，所述的第一矩形覆铜层的前端面与所述的等腰梯形覆铜层的下底平行，所述的第一矩形覆铜层的后端面与所述的等腰梯形覆铜层的下底连接，所述的第二矩形覆铜层位于所述的第一矩形覆铜层的左侧，所述的第二矩形覆铜层的前端面与所述的第一矩形覆铜层的前...

【专利技术属性】
技术研发人员：王健，张辉，涂世琼，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33