一种带谐波抑制的一体化整流天线制造技术

本实用新型专利技术公开了一种带谐波抑制的一体化整流天线，包括有一个带谐波抑制的宽频圆极化交叉偶极子天线、一个三频双支路射频整流电路，所述天线的反射面与整流微带电路共用一个金属地平面。天线部分包含有带谐波抑制的圆极化交叉偶极子天线、介质基板、同轴馈线和反射金属面。整流电路部分包含有输入端的T型功分器、输入端谐波抑制扇形、渐变线阻抗匹配网络、肖特基二极管以及输出端谐波抑制扇形等模块。整流电路以微带电路的形式，位于反射介质板的另外一面上，与天线共用一个反射地平面。含反射板的天线和微带整流电路形成一个整体，结合起来后形成了一体化的整流天线，具备独立收集电磁波，并转换成直流能量的能力。

An Integrated Rectifier Antenna with Harmonic Suppression

【技术实现步骤摘要】
一种带谐波抑制的一体化整流天线
本技术涉及射频电路和天线设计领域，更具体地，涉及一种带谐波抑制的一体化整流天线。
技术介绍
近年来随着无线传感器网络等物联网技术的广泛应用，许多学者尝试研究不同的环境能量收集技术。其中，环境射频能量具有全天候有效，对黑夜和天气不敏感的优点，是作为能量收集的一项重要来源。在城市环境的自由空间中，存在着丰富的射频信号能量源，如2G、3G、4G、Wi-Fi以及TV信号等。这些信号能量的大部分都消散在环境中，如果把这些能量重新收集利用起来，给低功耗设备供电，将会具有广阔的应用前景。整流天线是收集环境中微波射频能量的核心装置，其包含有天线和射频整流电路两个模块。天线用来接收环境中的微波信号能量，整流将天线接收到的微波信号转换成直流能量。天线与整流结合成一个整体，称为整流天线，其具有独立收集射频微波信号并转换成直流能量的功能。由于射频能量分布在不同频段上，需要使整流天线工作在更宽、更多的频段，才能得到更多的直流能量。然而目前国内的研究还主要集中在单频、双频的整流天线，较少出现三频或多频的射频能量收集整流天线。此外，国内现有的整流与天线是分开的两个模块，没有进行一体化整合，需要占用较大的面积。一体化整流天线中，整流的谐波可以从天线反射出去，避免了能量损失。
技术实现思路
本技术克服了现有整流天线的缺陷，提供了一种新的带谐波抑制的一体化整流天线。本技术具有单独收集多个频段的无线电，并将其转化为直流电的能力。为解决上述技术问题，本技术的技术方案如下：一种带谐波抑制的一体化整流天线，用于收集微波能量；包括圆极化交叉的偶极子天线和射频整流模块，所述的圆极化交叉的偶极子天线与射频整流模块电连接；且圆极化交叉的偶极子天线与射频整流模块一体化结合；所述的圆极化交叉的偶极子天线具有谐波抑制功能；所述的射频整流模块将微波能量转换为直流能量。在一种优选的方案中，所述的圆极化交叉的偶极子天线的表面进行了特殊处理，例如将圆极化交叉的偶极子天线进行波浪形处理或者锯齿形处理或者方波形处理。本优选方案中，特殊处理的目的在于通过增加圆极化交叉的偶极子天线内侧边缘的周长，从事实现高次谐波抑制。在一种优选的方案中，所述的圆极化交叉的偶极子天线包括2个长度不相同的偶极子天线、第一介质基板、同轴馈线和金属反射面，其中，所述的长度较长的偶极子天线定义为长偶极子天线；所述的长度较短的偶极子天线定义为短偶极子天线；所述的2个长度不相同的偶极子天线垂直交叉连接，且2个偶极子天线的中心重合；所述的长偶极子天线和短偶极子天线分别与第一介质基板连接；所述的同轴馈线穿过第一介质基板，且同轴馈线的一端与偶极子天线的中心连接；所述的同轴馈线的另一端与金属反射面电连接；所述的金属反射面设置在射频整流模块上，金属反射面的底侧与射频整流模块的顶侧连接；所述的同轴馈线的另一端与射频整流模块的输入端电连接。本优选方案中，金属反射面成为偶极子天线的反射面，增加了偶极子天线的增益。在一种优选的方案中，所述的长偶极子天线包括长偶极子天线顶层和长偶极子天线底层，所述的长偶极子天线顶层是长偶极子天线的一半，所述的长偶极子天线底层是长偶极子天线的另一半；所述的短偶极子天线包括短偶极子天线顶层和短偶极子天线底层，所述的短偶极子天线顶层是短偶极子天线的一半，所述的短偶极子天线底层是短偶极子天线的另一半，其中，所述的长偶极子天线顶层设置在第一介质基板的顶层；所述的短偶极子天线顶层设置在第一介质基板的顶层；所述的长偶极子天线顶层与短偶极子天线顶层相互垂直连接；所述的长偶极子天线底层设置在第一介质基板的底层；所述的短偶极子天线底层设置在第一介质基板的底层；所述的长偶极子天线底层与短偶极子天线底层相互垂直连接。在一种优选的方案中，所述的同轴馈线包括同轴馈线的外壳和同轴馈线的内芯，其中，所述的同轴馈线的外壳的一端与长偶极子天线底层连接；所述的同轴馈线的外壳的另一端与金属反射面连接；所述的同轴馈线的内芯穿过第一介质基板和长偶极子天线底层，且同轴馈线的内芯的一端与长偶极子天线顶层连接；所述的同轴馈线的内芯的另一端与射频整流模块的输入端连接。在一种优选的方案中，所述的射频整流模块还包括第二介质基板和微带电路，其中，所述的第二介质基板的顶侧与金属反射面的底侧连接；所述的第二介质基板的底侧设置有微带电路，同轴馈线的另一端与微带电路的输入端电连接。本优选方案中，射频整流模块与偶极子天线共用金属反射面，巧妙地结合在一起，成为一个整体，具有小型化、高集成度的优点。在一种优选的方案中，微带电路包括T型功分器、第一谐波抑制扇形、负载电阻和两条整流支路，其中，所述的两条整流支路分别定义为第一整流支路和第二整流支路，所述的第一整流支路输出正的直流电压，所述的第二整流支路输出负的直流电压；所述的T型功分器的输入端作为射频整流模块的输入端，T型功分器的输入端与第一谐波抑制扇形输入端电连接；所述的T型功分器的第一输出端与第一整流支路的输入端电连接；所述的T型功分器的第二输出端与第二整流支路的输入端电连接；所述的第一整流支路的输出端与负载电阻的一端电连接；所述的第二整流支路的输出端与负载电阻的另一端电连接。本优选方案中，第一谐波抑制扇形用于抑制高次谐波，防止反射回偶极子天线造成能量损失。在一种优选的方案中，所述的第一整流支路包括第一阻抗匹配子电路、第一肖基特二极管、若干个谐波抑制扇形，其中，所述的第一阻抗匹配子电路的输入端作为第一整流支路的输入端，第一阻抗匹配子电路的输出端与第一肖基特二极管的阳极电连接；所述的第一肖基特二极管的阴极与谐波抑制扇形的输入端电连接；第一肖基特二极管的阴极作为第一整流支路的输出端。本优选方案中，谐波抑制扇形用于抑制第一肖基特二极管产生的高次谐波，使输出端只有直流分量通过，从而得到干净的直流电压。在一种优选的方案中，所述的第二整流支路包括第二阻抗匹配子电路、第二肖基特二极管、若干个谐波抑制扇形，其中，所述的第二阻抗匹配子电路的输入端作为第二整流支路的输入端，第二阻抗匹配子电路的输出端与第二肖基特二极管的阴极电连接；所述的第二肖基特二极管的阳极与谐波抑制扇形的输入端电连接；第二肖基特二极管的阳极作为第二整流支路的输出端。本优选方案中，谐波抑制扇形用于抑制第二肖基特二极管产生的高次谐波，使输出端只有直流分量通过，从而得到干净的直流电压。在一种优选的方案中，所述的第一阻抗匹配子电路包括第一渐变线、第一短路枝节、第一传输线，其中，所述的第一渐变线的输入端作为第一阻抗匹配子电路的输入端，第一渐变线的输出端与第一短路枝节的输入端电连接；所述的第一渐变线的输出端与第一传输线的输入端电连接，第一传输线的输出端作为第一阻抗匹配子电路的输出端。在一种优选的方案中，所述的第二阻抗匹配子电路包括第二渐变线、第三渐变线、第二短路枝节和第二传输线，其中，所述的第二渐变线的输入端作为第一阻抗匹配子电路的输入端，第二渐变线的输出端与第二传输线的输入端电连接；所述的第二传输线的输出端与第二短路枝节的输入端电连接；所述的第二传输线的输出端与第三渐变线的输入端电连接，第三渐变线的输出端作为第二阻抗匹配子电路的输出端。与现有技术相比，本技术技术方案的有益效果是：1、单独收集多个频段的射频能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带谐波抑制的一体化整流天线，其特征在于，所述的一体化整流天线用于收集微波能量；包括圆极化交叉的偶极子天线和射频整流模块，所述的圆极化交叉的偶极子天线与射频整流模块电连接；且圆极化交叉的偶极子天线与射频整流模块一体化结合；所述的圆极化交叉的偶极子天线具有谐波抑制功能；所述的射频整流模块将微波能量转换为直流能量。

【技术特征摘要】
1.一种带谐波抑制的一体化整流天线，其特征在于，所述的一体化整流天线用于收集微波能量；包括圆极化交叉的偶极子天线和射频整流模块，所述的圆极化交叉的偶极子天线与射频整流模块电连接；且圆极化交叉的偶极子天线与射频整流模块一体化结合；所述的圆极化交叉的偶极子天线具有谐波抑制功能；所述的射频整流模块将微波能量转换为直流能量。2.根据权利要求1所述的一体化整流天线，其特征在于，所述的圆极化交叉的偶极子天线包括2个长度不相同的偶极子天线、第一介质基板、同轴馈线和金属反射面，其中，所述的长度较长的偶极子天线定义为长偶极子天线；所述的长度较短的偶极子天线定义为短偶极子天线；所述的2个长度不相同的偶极子天线垂直交叉连接，且2个偶极子天线的中心重合；所述的长偶极子天线和短偶极子天线分别与第一介质基板连接；所述的同轴馈线穿过第一介质基板，且同轴馈线的一端与偶极子天线的中心连接；所述的同轴馈线的另一端与金属反射面电连接；所述的金属反射面设置在射频整流模块上，金属反射面的底侧与射频整流模块的顶侧连接；所述的同轴馈线的另一端与射频整流模块的输入端电连接。3.根据权利要求2所述的一体化整流天线，其特征在于，所述的长偶极子天线包括长偶极子天线顶层和长偶极子天线底层，所述的长偶极子天线顶层是长偶极子天线的一半，所述的长偶极子天线底层是长偶极子天线的另一半；所述的短偶极子天线包括短偶极子天线顶层和短偶极子天线底层，所述的短偶极子天线顶层是短偶极子天线的一半，所述的短偶极子天线底层是短偶极子天线的另一半，其中，所述的长偶极子天线顶层设置在第一介质基板的顶层；所述的短偶极子天线顶层设置在第一介质基板的顶层；所述的长偶极子天线顶层与短偶极子天线顶层相互垂直连接；所述的长偶极子天线底层设置在第一介质基板的底层；所述的短偶极子天线底层设置在第一介质基板的底层；所述的长偶极子天线底层与短偶极子天线底层相互垂直连接。4.根据权利要求3所述的一体化整流天线，其特征在于，所述的同轴馈线包括同轴馈线的外壳和同轴馈线的内芯，其中，所述的同轴馈线的外壳的一端与长偶极子天线底层连接；所述的同轴馈线的外壳的另一端与金属反射面连接；所述的同轴馈线的内芯穿过第一介质基板和长偶极子天线底层，且同轴馈线的内芯的一端与长偶极子天线顶层连接；所述的同轴馈线的内芯的另一端与射频整流模块的输入端连接。5.根据权利要求2至4中任一权利要求所述的一体化整流天线，其特征在于，所述的射频整流模块还包括第二介质基板和微带电路，其中，所述的第二介质基板的顶侧与金属反射面的底侧连接；所述的第二介质基板的底侧设置有微带电路，同轴馈线的另一端与微带电路的输入端电连接。6.根据权利要求5所述的一体化整流天线，其特征在于，微带电路包括T型功分...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾淼旺，
申请(专利权)人：东莞理工学院，
类型：新型
国别省市：广东,44