一种无线输能接收装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种无线输能接收装置，包括基板、线极化电磁能量接收机构以及匹配负载，所述基板上设置有通孔，所述线极化电磁能量接收机构由弯曲的铜导线构成，所述铜导线包括一体成型的第一段、第二段以及第三段，所述第一段贯穿所述通孔并与位于所述基板下表面的所述匹配负载相连，所述线极化电磁能量接收机构与所述匹配负载构成LC振荡回路，所述第一段的长度大于所述第三段的长度，所述第二段的长度小于所述基板的较长边的长度，所述基板的下表面为等效地平面。本实用新型专利技术提供的一种无线输能接收装置，能够提高对电磁能量的采集效率，以提高无线输能的效率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电磁
，尤其涉及一种无线输能收接收装置。
技术介绍
近年来，空间太阳能传输(Solar Power Transmission，SPT)和微波无线输能(WPT)越来越受到人们的重视，电磁能量采集是其中一项关键技术。目前，微波无线输电技术主要应用在架设导线不切实际或架设导线输电风险较大、成本较高的一些场合，如高空永久作业平台、大规模无线传感节点的供电等，从而导致无线输能的效率较低。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种无线输能接收装置，能够提高对电磁能量的采集效率，以提高无线输能的效率。为实现上述目的，本技术提供了一种无线输能接收装置，包括基板、线极化电磁能量接收机构以及匹配负载，所述基板上设置有通孔，所述通孔与所述基板的左侧边缘以及所述基板的右侧边缘之间的距离相等，所述线极化电磁能量接收机构由弯曲的铜导线构成，所述铜导线包括一体成型的第一段、第二段以及第三段，其中，所述第二段的首尾分别衔接所述第一段和所述第三段，所述第一段与所述第三段均与所述基板的上表面垂直，所述第二段与所述基板的上表面平行，所述第一段贯穿所述通孔并与位于所述基板下表面的所述匹配负载相连，所述线极化电磁能量接收机构与所述匹配负载构成LC振荡回路，所述第一段的长度大于所述第三段的长度，所述第二段的长度小于所述基板的较长边的长度，所述基板的下表面为等效地平面。进一步地，所述第二段在所述基板上表面的投影与所述基板的较长边相平行。进一步地，所述基板的较长边长度为所述基板的较短边长度的两倍。进一步地，所述基板的较长边长度为28毫米，所述基板的较短边长度为14毫米，所述基板的高为3毫米。进一步地，在所述第一段与所述通孔的内壁之间还填充有绝缘材料。进一步地，所述匹配负载的阻值为50欧姆。由以上本技术提供的技术方案可见，本技术中的线极化电磁能量接收机构，能够通过改变结构尺寸大小使得接收谐振频率可调。因此，本技术提供的无线输能接收装置具有很好的可调性；此外，所述的匹配负载将所述线极化电磁能量接收机构和等效地平面相连，从而实现回路导通，通过调节匹配负载的阻值大小可以改变所述装置的谐振点，使得匹配负载能够高效接收到电磁能量，实验测得所述匹配负载接收无线电磁能量的效率达99％以上；再者，本技术中的线极化电磁能量接收机构能够进行周期性扩展，使得结构灵活多变，当单元周期数增加时，电磁能量接收效率变大，易于实现应用量产。附图说明图1为本技术中无线输能接收装置的结构示意图；图2为本技术中无线输能接收装置的侧视图；图3为本技术中无线输能接收装置的回波损耗；图4为本技术中无线输能接收装置在不同频段处匹配负载吸收效率的示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施方式，都应当属于本申请保护的范围。图1为本技术中无线输能接收装置的结构示意图。图2为本技术中无线输能接收装置的侧视图。请参阅图1和图2，所述无线输能接收装置，包括基板1、线极化电磁能量接收机构以及匹配负载(未示出)，所述基板1上设置有通孔(未示出)，所述通孔与所述基板1的左侧边缘以及所述基板1的右侧边缘之间的距离相等，所述线极化电磁能量接收机构由弯曲的铜导线构成，所述铜导线包括一体成型的第一段21、第二段22以及第三段23，其中，所述第二段22的首尾分别衔接所述第一段21和所述第三段23，所述第一段21与所述第三段23均与所述基板1的上表面垂直，所述第二段22与所述基板1的上表面平行，所述第一段21贯穿所述通孔并与位于所述基板1下表面的所述匹配负载相连，所述线极化电磁能量接收机构与所述匹配负载构成LC振荡回路，所述第一段21的长度h大于所述第三段23的长度g，所述第二段22的长度b小于所述基板1的较长边的长度L，所述基板1的下表面为等效地平面。在本实施方式中，所述基板1采用铜材料基板，此材质的基板特点是造价低，能够将吸收的能量更好的转化为可用的能量。所述匹配负载的作用是将线极化电磁能量接收机构和基板相连，并且将所述线极化电磁能量接收机构接收到的能量更好的转换到匹配负载上。同时，所述匹配负载具有调谐作用，直接影响所述装置的谐振点频率。所述基板的下表面可以等效为地平面，所述线极化电磁能量接收机构和匹配负载可以等效为LC振荡回路。在本实施方式中，所述线极化电磁能量接收机构的特点在于该机构简单易加工，工作在2.45GHz且具有非常高的接收效率，通过改变接收机构的尺寸大小可以方便的调节谐振频率，具有良好的可调性。工作于2.45GHz的线极化电磁能量接收机构可以为一种基于线极化的周期结构，能很好地谐振产生较强的表面电流，从而将每个电磁能量接收机构上谐振产生的表面电流导出，通过匹配负载的方式将每个电磁能量接收机构的电流消耗在负载电阻上，实现回路导通。在本申请一优选实施方式中，所述第二段在所述基板上表面的投影与所述基板的较长边相平行。在本申请一优选实施方式中，所述基板的较长边长度为所述基板的较短边长度的两倍。在本申请一优选实施方式中，所述基板的较长边长度为28毫米，所述基板的较短边长度为14毫米，所述基板的高为3毫米。在本申请一优选实施方式中，在所述第一段与所述通孔的内壁之间还填充有绝缘材料3，所述绝缘材料例如可以为四氟乙烯。在本申请一优选实施方式中，所述匹配负载的阻值为50欧姆。在实际应用场景中，所述线极化电磁能量接收机构与所述匹配负载可以将谐振点位于2.45GHz，从而可以高效地吸收2.45GHz的电磁能量。在本实施方式中，入射波的电场方向应与线极化电磁能量接收机构上的谐振壁相平行，从而达到最强谐振效果。当线极化电磁能量接收机构谐振时，在线极化电磁能量接收机构表面产生表面电流，表面电流通过谐振壁导出，通过匹配负载收集每个线极化电磁能量接收机构的导出电流，从而使得匹配负载能够高效的获得电磁能量。在本实施方式中，所述匹配负载位于所述基板的下表面，其作用是将2.45GHz的线极化电磁能量接收机构和基板相连，将所述装置接收到的能量更好的转换到匹配负载上，匹配负载的阻值为50欧姆。由图4可见，匹配负载在2.45GHz处达到最大接收效率，最大接收效率为99％。请参阅图3，本实施方式中的线极化电磁能量接收机构的中心谐振频率2.45GHz的回波损耗达到了-24.2dB，表明此线极化电磁能量接收机构的匹配良好。如图1和图2所示，线极化电磁能量接收机构和匹配负载在结构上具有对称性，能够进行扩展应用并且可以通过谐振壁将线极化电磁能量接收机构的表面电流导入匹配负载。实验表明，匹配负载的阻值在50欧姆时具有良好的匹配特性。由以上本技术提供的技术方案可见，本技术中的线极化电磁能量接收机构，能够通过改变结构尺寸大小使得接收谐振频率可调。因此，本技术提供的无线输能接收装置具有很好的可调性；此外，所述的匹配负载将所述线极化电磁能量接收机构和等效地平面相连，从而实现回路导通，通过调节匹配负载的阻值大小本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线输能接收装置，包括基板、线极化电磁能量接收机构以及匹配负载，其特征在于，所述基板上设置有通孔，所述通孔与所述基板的左侧边缘以及所述基板的右侧边缘之间的距离相等，所述线极化电磁能量接收机构由弯曲的铜导线构成，所述铜导线包括一体成型的第一段、第二段以及第三段，其中，所述第二段的首尾分别衔接所述第一段和所述第三段，所述第一段与所述第三段均与所述基板的上表面垂直，所述第二段与所述基板的上表面平行，所述第一段贯穿所述通孔并与位于所述基板下表面的所述匹配负载相连，所述线极化电磁能量接收机构与所述匹配负载构成LC振荡回路，所述第一段的长度大于所述第三段的长度，所述第二段的长度小于所述基板的较长边的长度，所述基板的下表面为等效地平面。

【技术特征摘要】
1.一种无线输能接收装置，包括基板、线极化电磁能量接收机构以及匹配负载，其特征在于，所述基板上设置有通孔，所述通孔与所述基板的左侧边缘以及所述基板的右侧边缘之间的距离相等，所述线极化电磁能量接收机构由弯曲的铜导线构成，所述铜导线包括一体成型的第一段、第二段以及第三段，其中，所述第二段的首尾分别衔接所述第一段和所述第三段，所述第一段与所述第三段均与所述基板的上表面垂直，所述第二段与所述基板的上表面平行，所述第一段贯穿所述通孔并与位于所述基板下表面的所述匹配负载相连，所述线极化电磁能量接收机构与所述匹配负载构成LC振荡回路，所述第一段的长度大于所述第三段的长...

【专利技术属性】
技术研发人员：王身云，徐鹏，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32