整流天线制造技术

本发明专利技术涉及一种整流天线，包括第一接收天线、第一级整流器、第二接收天线和第二级整流器，第一接收天线连接第一级整流器，第一级整流器和第二接收天线连接第二级整流器，第二级整流器还用于连接负载；第一级整流器输出一级直流至第二级整流器，第二级整流器输出直流电压至负载。第一接收天线和第一级整流器构成一级整流，第二接收天线和第二级整流器构成另一级整流，两级整流分别接收射频信号并进行整流处理，由一级整流处理得到的一级直流和残留的射频信号再流入另一级整流，两级整流构成基于直流信号水平结合的级联型双整流结构，可以同时提高输出电压和输出电流。

【技术实现步骤摘要】
整流天线
本专利技术涉及无线充电
，特别是涉及一种整流天线。
技术介绍
无线充电从原理上分为电磁感应充电、磁场共振充电和射频无线充电。其中，电磁感应充电和磁场共振充电均属于近场耦合无线能量传输技术，可以确保传输效率达到70％，但是传输距离限制在波长级；射频无线充电不同于近场耦合无线能量传输技术，能实现远距离能量输送，是固定不可充设备与移动设备的有效供电方式。射频无线充电采用整流天线将接收到的射频能量转换到直流能量输出给负载，一般由接收天线、匹配电路、输入滤波器、整流电路、输出滤波器构成。整流天线阵列的设计是保证端到端的能量传输效率的基本问题。传统的整流天线大多采用单个射频到直流变换器结构或以子阵为基础的结构；单个射频到直流变换器结构的实现原理是前端射频能量结合网络对入射波进行同相求和后送入整流电路，以子阵为基础的结构的实现原理是射频能量以子阵为单位收集并进行直流转换之后再集合直流能量。这两种结构复杂，功耗过大。因此现有研究均倾向于使用基于直流信号水平结合的结构，而基于直流信号水平结合结构下的传统单级整流天线输出电压和输出电流相对较低。
技术实现思路
基于此，有必要针对传统的整流天线输出电压和输出电流低的问题，提供一种可提高输出电压和输出电流的整流天线。一种整流天线，包括第一接收天线、第一级整流器、第二接收天线和第二级整流器；所述第一接收天线连接所述第一级整流器，所述第一级整流器和所述第二接收天线连接所述第二级整流器，所述第二级整流器还用于连接负载；所述第一级整流器输出一级直流至所述第二级整流器，所述第二级整流器输出直流电压至所述负载。上述整流天线，第一接收天线和第一级整流器构成一级整流，第二接收天线和第二级整流器构成另一级整流，两级整流分别接收射频信号并进行整流处理，由一级整流处理得到的一级直流和残留的射频信号再流入另一级整流，两级整流构成基于直流信号水平结合的级联型双整流结构，可以同时提高输出电压和输出电流。附图说明图1为一实施例中整流天线的结构图；图2为另一实施例中整流天线的结构示意图；图3为一实施例中滤波器的形状示意图；图4为图2化简后的等效电路图；图5为一应用例中级联型双整流天线与单级整流天线的输出电流对比图；图6为一应用例中级联型双整流天线与单级整流天线的输出电压对比图；图7为一应用例中级联型双整流天线与单级整流天线的整流效率对比图。具体实施方式参考图1，在一个实施例中，提供了一种整流天线，包括第一接收天线T1、第一级整流器110、第二接收天线T2和第二级整流器120。第一接收天线T1连接第一级整流器110，第一级整流器110和第二接收天线T2连接第二级整流器120，第二级整流器120还用于连接负载RL。第一级整流器110输出一级直流至第二级整流器120，第二级整流器120输出直流电压至负载RL。第一接收天线T1用于接收射频信号并发送至第一级整流器110，第一级整流器110对射频信号进行整流处理并发送一级直流至第二级整流器120，具体地，第一级整流器110还发送残余的射频信号至第二级整流器120。第二接收天线T2用于接收射频信号并发送至第二级整流器120；第二级整流器120根据一级直流、残余的射频信号和第二接收天线T2发送的射频信号进行整流处理，并输出直流电压至负载RL，供负载RL工作使用。上述整流天线，第一接收天线T1和第一级整流器110构成一级整流，第二接收天线T2和第二级整流器120构成另一级整流，两级整流分别接收射频信号并进行整流处理，由一级整流处理得到的一级直流和残留的射频信号再流入另一级整流，两级整流构成基于直流信号水平结合的级联型双整流结构，可以同时提高输出电压和输出电流。相较于传统的单级整流天线和串并联型复合式整流天线，本申请的整流天线由于同时提高输出电压和输出电流，输出电流和输出电压的提升显著。在一个实施例中，第一接收天线T1和接收天线T2的中心频率为2.45GHz(吉赫)。可以理解，在其他实施例中，第一接收天线T1和接收天线T2的中心频率也可以为其他。具体地，第一接收天线T1可以通过SMA接口连接第一级整流器110；第二接收天线T2可以通过SMA接口连接第二级整流器120。SMA接口频带宽、性能优、可靠性高，可提高第一接收天线T1和第二接收天线T2的连接可靠性。可以理解，在其他实施例中，第一接收天线T1和第二接收天线T2还可分别通过其他类型的接口连接第一级整流器110和第二级整流器120。在一个实施例中，参考图2，第一级整流器110包括第一整流电路111、第一阻抗匹配电路112和滤波器LPF，第一阻抗匹配电路112、第一整流电路111和滤波器LPF依次连接，且第一阻抗匹配电路112的另一端连接第一接收天线T1，滤波器LPF的另一端连接第二级整流器120。即，第一接收天线T1连接第一阻抗匹配电路112、第一阻抗匹配电路112连接第一整流电路111，第一整流电路111连接滤波器LPF，滤波器LPF连接第二级整流器120。具体地，本实施例中，第一接收天线T1通过SMA接口连接第一阻抗匹配电路112。第一整流电路111用于整流，第一阻抗匹配电路112为用于实现阻抗匹配的电路，滤波器LPF用于滤波。通过在第一接收天线T1和第一整流电路111之间设置第一阻抗匹配电路112，使电路阻抗匹配，可减少能量传输损耗。通过采用滤波器LPF，一方面，可以滤除第一接收天线T1输出的射频信号中的基频及高次倍分量；例如，对于中心频率为2.45GHz的第一接收天线T1，滤波器LPF可滤除2.45GHz基频和4.9GHz二次谐波。另一方面，滤波器LPF可保证电流的单向性，防止第二接收天线T2采集到的射频信号流向第一整流电路111。具体地，第一接收天线T1和第一阻抗匹配电路112可以是微带线，通过第一阻抗匹配电路112使第一整流电路111的输入阻抗变为50欧姆，从而使第一整流电路111与50欧姆输出阻抗的第一接收天线T1所匹配，从而减小能量传输损耗。在一个实施例中，继续参考图2，第一整流电路111包括第一二极管D1、第二二极管D2和储能电容C1。第一二极管D1的正极和第二二极管D2的负极连接，且公共端连接第一阻抗匹配电路112，第一二极管D1的负极通过储能电容C1接地，且连接滤波器LPF，第二二极管D2的正极接地。通过采用第一二极管D1、第二二极管D2和储能电容C1构成第一整流电路111用于整流，结构简单。在一个实施例中，第一级整流器110还包括第一节T型微带线(图未示)，第一整流电路111通过第一节T型微带线连接滤波器LPF。通过在滤波器LPF与第一整流电路111之间采用第一节T型微带线连接，可有效减少电路纵向尺寸，克服整流天线尺寸过大的问题。在一个实施例中，滤波器LPF为微带线双开路枝节结构的低通滤波器。具体地，微带线双开路枝节结构的低通滤波器为长短不同的两个开路型微带线组合构成的，如图3所示。微带线双开路枝节结构的低通滤波器相较于传统的高低阻抗微带滤波器，巧妙的将过长的横向尺寸转化为适长的纵向尺寸，从而可减小整流天线的横向长度。在一个实施例中，参考图2，第二级整流器120包括第二整流电路121和第二阻抗匹配电路122。第二阻抗匹配电路122一端连接第二接收天线T2，另一端连接第二整流电路1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种整流天线，其特征在于，包括第一接收天线、第一级整流器、第二接收天线和第二级整流器；所述第一接收天线连接所述第一级整流器，所述第一级整流器和所述第二接收天线连接所述第二级整流器，所述第二级整流器还用于连接负载；所述第一级整流器输出一级直流至所述第二级整流器，所述第二级整流器输出直流电压至所述负载。

【技术特征摘要】
1.一种整流天线，其特征在于，包括第一接收天线、第一级整流器、第二接收天线和第二级整流器；所述第一接收天线连接所述第一级整流器，所述第一级整流器和所述第二接收天线连接所述第二级整流器，所述第二级整流器还用于连接负载；所述第一级整流器输出一级直流至所述第二级整流器，所述第二级整流器输出直流电压至所述负载。2.根据权利要求1所述的整流天线，其特征在于，所述第一级整流器包括第一阻抗匹配电路、第一整流电路和滤波器，所述第一阻抗匹配电路、所述第一整流电路和所述滤波器依次连接，且所述第一阻抗匹配电路的另一端连接所述第一接收天线，所述滤波器的另一端连接所述第二级整流器。3.根据权利要求2所述的整流天线，其特征在于，所述第一整流电路包括第一二极管、第二二极管和储能电容；所述第一二极管的正极和所述第二二极管的负极连接，且公共端连接所述第一阻抗匹配电路，所述第一二极管的负极通过所述储能电容接地，且连接所述滤波器，所述第二二极管的正极接地。4.根据权利要求2所述的整流天线，其特征在于，所述第一级整流器还包括第一节T型微带线，所述第一整流电路通过所述第一节T型微带线...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓超，夏明华，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东,44