一种微波能量收集装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种微波能量收集装置，包括宽带天线、开关按钮、工作指示灯、LED屏、蓄电池、电路板和外接插头，所述的宽带天线安装在顶部，面板上装有开关按钮、工作指示灯和LED屏，在装置内部安装有蓄电池，在装置的侧面设有与外界连接的外接插头，底座上经电路板装有控制电路，所述的控制电路部分包括宽带天线阵电路、匹配网络电路、整流电路、倍压电路和蓄电池。本发明专利技术设计简单合理，转换效率较高，使用方便快捷。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于能量收集
，具体涉及一种微波能量收集装置。
技术介绍
随着经济社会的飞速发展和人们胜过水平的日益提高，人们对生活质量提出了更高的要求。随之带来的是对资源的加速消耗，自然界的固有资源正在以一种我们无法接受的速度减少，为了我们的子孙后代能有美好的明天，寻找和发现新型能源或者可利用的能源越来越重要，在微器件、传感器节点、无线网络节点等方面需要电池为其提供电能，然而，随着时间的积累，电池电能被用完，更换电池费用高、费时费力；由于大气中分布于大量的、密度较小的微波，倘若能将其加以利用转化为供这些微型器件工作的电能，将会给我们的生活带来极大的益处。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供了一种能够将大气中的微波收集并转换为电能的装置。针对上诉情况，为克服现有技术的缺陷，本专利技术为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种微波能量收集装置，包括宽带天线、开关按钮、工作指示灯、LED屏、蓄电池、电路板和外接插头，其特征在于，所述的宽带天线安装在顶部，面板上装有开关按钮、工作指示灯和LED屏，在装置内部安装有蓄电池，在装置的侧面设有与外界连接的外接插头，底座上经电路板装有控制电路，所述的控制电路部分包括宽带天线阵电路、匹配网络电路、整流电路、倍压电路和蓄电池。本专利技术的主要功能是：在户外或者一些不方便接触的位置，利用大气中的微波，将其转换为电能，供给一些微功率器件的正常工作，免去了更换电池时的费时费力。本专利技术结构简单，操作方便，仅需连接正确连接电线即可实现功能转换，并且微波电能转换的效率较高，在微波密度分别较小的场所亦能保持较高的转换效率，保证微功率器件的正常运行。附图说明图1是本专利技术的总结构示意图；图2是本专利技术的结构原理图；图3是本专利技术的匹配网络电路图；图4是本专利技术的整流电路图；图5是本专利技术的倍压电路图。图面说明：1、宽带天线，2、蓄电池，3、外接插头，4、电路板，5、LED屏，6、开关按钮，7、工作指示灯。具体实施方式结合附图详细描述本专利技术的具体内容。如图1-5所示，一种微波能量收集装置，包括宽带天线1、开关按钮6、工作指示灯7、LED屏5、蓄电池2、电路板4和外接插头3，所述的宽带天线1安装在顶部，面板上装有开关按钮6、工作指示灯7和LED屏5，在装置内部安装有蓄电池2，在装置的侧面设有与外界连接的外接插头3，底座上经电路板装有控制电路，所述的控制电路部分包括宽带天线阵电路、匹配网络电路、整流电路、倍压电路和蓄电池。所述的宽带天线是宽带高频接收天线，用于对大气中的微波吸收，在宽带天线中将其转换为高频电流，通过匹配网络电路使其输出的电流量达最大，经过PWM电路变为50Hz的交流电，整流电路把交流电转换为直流电，然后通过倍压电路对其倍压输出。匹配网络电路由两个电感L1和L2，,三个可调电容VC1、VC2、VC3构成。从天线中流出的高频电流通过馈电流进匹配网络电路，电感L1第一次进行“通直流，阻交流”，使得极少的直流量通过电感L1流入大地，绝大数高频电流量被阻隔，通过可调电容VC1的调节使得高频电流通过，在调节可调电容VC2、VC3使得输出的高频电流达到最大值。所述的匹配网络电路单元包括包括可调电容VC1、电容C1、电容C2、电感L1、电感L2，可调电容VC1的一端接电感L1的一端、天线的一端，可调电容VC1的另一端接可调电容VC2的一端、电感L2的一端，电感L1的另一端接地，电感L2的另一端与可调电容VC3的一端共点并与下一电路连接，可调电容VC2的另一端、可调电容VC3的另一端均接地。所述的整流电路包括：电容C3、电容C4、由二极管D1、D2、D3、D4组成的整流桥BR1、电阻R1和电阻R2。电容C3的一端分别接电阻R1的一端和整流桥BR1的f端，电容C3的另一端分别接整流桥的h端、电容C4的一端和电阻R2的一端，电阻R1的另一端分别接电容C4的另一端以及电阻R2的另一端并且与下一电路连接。整流桥的e端接正极，整流桥的g端接负极。所述的倍压电路包括：电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10和二极管D5、二极管D6、二极管D7、二极管D8、二极管D9、二极管D10。电容C5的一端分别与二极管D5的反向端、二极管D6的正向端、电容C7的一端连接，电容C6的一端与二极管D5的正向端连接，电容C6的另一端分别与二极管D6的反向端、二极管D7的正向端、电容C8连接，电容C7的另一端分别与二极管D7的反向端、二极管D8的正向端、电容C9的一端连接，电容C8的另一端分别与二极管D8的反向端、二极管D9的正向端、电容C10连接。本专利技术的工作原理是：首先宽带天线阵感知大气中的电磁波并将其变换为传输线上的导行波，接收机把导行波转换为高频电流，高频电流经过匹配网路电路，使得输出的电路达到最大值，高频电流再通过PWM电路（发生50Hz的正弦波信号控制H桥开关频率）变成了50Hz的交流电，再经过整流电路进行整流，出来的是直流电，直流电在倍压电路中进行倍压，输出的电流最后被蓄电池把储存起来。当电压U极性为上正下负时，二极管D6、D8、D10导通，D5、D7、D9截止；电容C5-C10起到通交流阻直流、通高频阻低频的作用。每经过一个二极管电压就增加一倍，每两倍为一阶，最后输出电压为原来的6倍。当电压U极性为上正下负时，二极管D6、D8、D10截止，D5、D7、D9导通；电容C5-C10起到通交流阻直流、通高频阻低频的作用。每经过一个二极管电压就增加一倍，每两倍为一阶，最后输出电压为原来的6倍。本专利技术使用时，宽带天线阵可以将吸收大气中的导行微波，将其转化为适合在导线中传导的高频电流，高频电流经过匹配网络电路，以此达到输出功率达到最大的效果，再经过整流电路，变为直流电，经过倍压电路进行电压的加倍，输出的电能被蓄电池储存起来。以上显示和描述了本专利技术的基本原理，主要特征和优点，在不脱离本专利技术精神和范围的前提下，本专利技术还有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本专利技术的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微波能量收集装置，包括宽带天线、开关按钮、工作指示灯、LED屏、蓄电池、电路板和外接插头，其特征在于，所述的宽带天线安装在顶部，面板上装有开关按钮、工作指示灯和LED屏，在装置内部安装有蓄电池，在装置的侧面设有与外界连接的外接插头，底座上经电路板装有控制电路，所述的控制电路部分包括宽带天线阵电路、匹配网络电路、整流电路、倍压电路和蓄电池。

【技术特征摘要】
1.一种微波能量收集装置，包括宽带天线、开关按钮、工作指示灯、LED屏、蓄电池、电路板和外接插头，其特征在于，所述的宽带天线安装在顶部，面板上装有开关按钮、工作指示灯和LED屏，在装置内部安装有蓄电池，在装置的侧面设有与外界连接的外接插头，底座上经电路板装有控制电路，所述的控制电路部分包括宽带天线阵电路、匹配网络电路、整流电路、倍压电路和蓄电池。2.根据权利要求1所述的一种微波电能转换装置，其特征在于，所述的宽带天线阵电路包括4个天线、4个整流管、2个电容和储能的蓄电池组成，整流管D1的反向端连接天线a，整流管D1的另一端分别连接电容C1的一端、蓄电池的负极端，整流管D2的正向端接天线b，整流管D2的反向端分别接电容C1的另一端、整流管D3的正向端和电容C2的一端，整流管D3的反向端接天线c，电容C2的另一端分别接二极管D4的反向端、蓄电池的正极端，二极管D4的正向端接天线d。3.根据权利要求1所述的一种微波电能转换装置，其特征在于，所述的匹配网络电路单元包括可调电容VC1、电容C1、电容C2、电感L1、电感L2，可调电容VC1的一端接电感L1的一端、天线的一端，可调电容VC1的另一端接可调电容VC2的一端、电感L2的一端，电感L1的另一端接地，电感L2的另一端与可调电容V...

【专利技术属性】
技术研发人员：张瑜，徐庶，王召迎，赵春丽，翟艳雪，甘利萍，
申请(专利权)人：河南师范大学，
类型：发明
国别省市：河南;41