本发明专利技术公开了一种适用于无线信能同传系统的新型发射机装置，包括：信号源、耦合模块、倍频模块、信息调制模块、滤波模块、功率放大模块和发射模块；所述的耦合模块包括输入端口、第一输出端口和第二输出端口；所述的滤波模块包括：通信滤波模块和功率滤波模块；发射模块包括双频天线和三端口器件。本发明专利技术中通过使用耦合模块及倍频模块，利用单个信号源可以产生频率不同的功率信号和通信信号，有效地减小发射端的体积方便集成，同时还可以改善多信号源发射器中所存在的信号互扰问题；本发明专利技术的发射机装置具有通用性，不仅适用于无线信能同传系统发射端，还适用于其他双频系统。还适用于其他双频系统。还适用于其他双频系统。
【技术实现步骤摘要】
一种适用于无线信能同传系统的新型发射机装置及信号发射方法
[0001]本专利技术涉及无线能量传输和无线通信交叉领域，具体涉及一种适用于无线信能同传系统的新型发射机装置及信号发射方法。
技术介绍
[0002]无线信能同传(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer，SWIPT)，是指将信息和能量通过无线方式同时传输，是一种将无线通信技术和无线能量传输技术集成为一体的新兴技术。随着科技的发展，该技术已经逐渐成为一种趋势，它既能在实现高速可靠的通信交互，又能有效缓解电池技术所带来的能源稀缺的压力，并且也可以有效解决有线输能技术带来的成本高、线缆排布冗杂等一系列问题，在工业、医疗、基础设施发展等方面有着重要的应用价值。
[0003]目前，常见的无线信能同传系统主要有分离式、时隙切换式和功率分配式等，分离式无线信能同传系统是将其能量传输部分和信息传输部分进行分开的独立设计，该系统的结构简单易于实现，但是体积较大难于集成，不符合物联网时代对于收发设备小型化的要求。时隙切换式和功率分配式都是通过共用一组收发天线，对设备进行信息交互和能量供应。但是，时隙切换式需要开关进行切换，信息和能量传输不连续，并且发射端也是需要分开独立设计，不利于集成。而功率分配式系统是对信号进行功率和通信的分配传输，但是功率信号易和通信信号产生干扰，从而造成系统整体转换效率低、系统不稳定等问题。
技术实现思路
[0004]本专利技术提出一种适用于无线信能同传系统的新型发射机装置及信号发射方法，目的是对无线信能同传系统中的发射端进行集成化设计，减小系统体积。同时，该装置采用单个信号源和双频传输链路来产生和传输功率信号和通信信号，以降低它们之间的互扰，从而提升系统整体的效率和稳定性。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：
[0006]一种适用于无线信能同传系统的新型发射机装置，包括：信号源、耦合模块、倍频模块、信息调制模块、滤波模块、功率放大模块和发射模块；所述的耦合模块包括输入端口、第一输出端口和第二输出端口；所述的滤波模块包括：通信滤波模块和功率滤波模块；发射模块包括双频天线和三端口器件；所述的输入端口与信号源相连；所述的倍频模块与第二输出端口相连；所述的信息调制模块与耦合模块第一输出端口相连；所述的通信滤波模块和功率滤波模块分别连接信息调制模块和倍频模块；所述的功率放大模块连接功率滤波模块；所述的三端口器件的输入端口Port1和输入端口Port2分别连接通信滤波模块和功率放大模块，输出端口与双频天线相连。
[0007]进一步地，所述的信号源包括：单频信号源，用来产生频率f0＝2.45GHz的发射信号S1。
[0008]进一步地，所述的信号源产生的发射信号S1从输入端口输入到耦合模块后被分为信号S2和S3，分别从耦合模块的第一输出端口和第二输出端口输出。
[0009]进一步地，所述的信息调制模块包括：信息调制器。
[0010]进一步地，所述的倍频模块包括：倍频器。
[0011]进一步地，所述的通信滤波模块由中心频率为2.45GHz的带通滤波器构成。
[0012]进一步地，所述的功率滤波模块由中心频率为4.9GHz的带通滤波器构成。
[0013]进一步地，所述的功率放大模块包括：功率放大器。
[0014]进一步地，所述的双频天线的谐振频率为通信信号频率f0＝2.45GHz和功率信号频率f1＝4.9GHz。
[0015]本专利技术还提供一种适用于无线信能同传系统的新型发射机装置的信号发射方法，包括如下步骤：
[0016](1)由信号源产生频率为f0的信号S1；
[0017](2)信号S1从耦合模块的输入端口输入，经过耦合模块，信号S1被分为两路信号S2和S3分别从第一输出端口和第二输出端口输出，此时，两路信号的频率不变均为f0；
[0018](3)信号S2经过信息调制模块加载信息后，变成通信信号C1进入中心频率为f0的通信滤波模块，后经过滤波消除杂波干扰输出至发射模块的输入端口Port1；
[0019](4)信号S3经过倍频模块变为频率为f1的功率信号P1，后经过中心频率为f1的功率滤波模块和功率放大器，输出至发射模块的输入端口Port2；
[0020](5)通过发射模块将通信信号C1和功率信号P1发射，这里发射模块中的三端口器件可以使装置进行双工工作；即通信信号C1和功率信号P1可以同时或分时独立发出。
[0021]本专利技术的技术原理：在无线信能同传系统工作时，在系统发射端需要同时发射功率信号和通信信号，如果采用分离式和时隙切换式等发射结构会带来体积较大、难于集成或信能传输不连续等问题；如果使用功率分配式发射结构会造成信号之间互相干扰、传输效率低和系统不稳定等情况。因此，本专利技术采用单个信号源产生频率为f0的发射信号，在减少信号源个数的同时，也减小了不同频率的信号源之间的互扰。信号源产生的信号经过耦合模块被分成两路，一路经过信息调制模块加载信息成为通信信号，另一路经过倍频和功率放大成为频率为f1的功率信号。两路信号形成两个不同频率的发射链路，然后经发射模块发射。
[0022]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0023](1)本专利技术中通过使用耦合模块及倍频模块，利用单个信号源可以产生频率不同的功率信号和通信信号，有效地减小发射端的体积方便集成，同时还可以改善多信号源发射器中所存在的信号互扰问题。
[0024](2)本专利技术采用双频天线，功率信号和通信信号的发射共用一个发射天线，有效的减少发射器的体积，有利于降低成本和集成化，实现信能发射一体化的功能。
[0025](3)本专利技术的发射机装置采用三端口器件进行双工工作，可以分时单独的发射功率信号或通信信号，也可以同时发射功率和通信信号，具有很大的灵活度。
[0026](4)本专利技术的发射机装置具有通用性，不仅适用于无线信能同传系统发射端，还适用于其他双频系统。
附图说明
[0027]本专利技术可以通过参考下文中结合附图所给出的描述而得到更好的理解，其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分，而且用来进一步举例说明本专利技术的优选实施例和解释本专利技术的原理和优点。在附图中：
[0028]图1为本专利技术的适用于无线信能同传系统的新型发射机装置示意图；
[0029]图2为本专利技术的适用于无线信能同传系统的新型发射机装置的信号发射方法流程图；
[0030]图3为本专利技术的发射装置中信号的传递过程示意图。
具体实施方式
[0031]为了使本
的人员更好的理解本专利技术，下面将结合附图来为了对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种适用于无线信能同传系统的新型发射机装置，其特征在于，包括：信号源、耦合模块、倍频模块、信息调制模块、滤波模块、功率放大模块和发射模块；所述的耦合模块包括输入端口、第一输出端口和第二输出端口；所述的滤波模块包括：通信滤波模块和功率滤波模块；发射模块包括双频天线和三端口器件；所述的输入端口与信号源相连；所述的倍频模块与第二输出端口相连；所述的信息调制模块与耦合模块第一输出端口相连；所述的通信滤波模块和功率滤波模块分别连接信息调制模块和倍频模块；所述的功率放大模块连接功率滤波模块；所述的三端口器件的输入端口Port1和输入端口Port2分别连接通信滤波模块和功率放大模块，输出端口与双频天线相连。2.根据权利要求1所述的适用于无线信能同传系统的新型发射机装置，其特征在于，所述的信号源包括：单频信号源，用来产生频率f0＝2.45GHz的发射信号S1。3.根据权利要求2所述的适用于无线信能同传系统的新型发射机装置，其特征在于，所述的信号源产生的发射信号S1从输入端口输入到耦合模块后被分为信号S2和S3，分别从耦合模块的第一输出端口和第二输出端口输出。4.根据权利要求1所述的适用于无线信能同传系统的新型发射机装置，其特征在于，所述的信息调制模块包括：信息调制器。5.根据权利要求1所述的适用于无线信能同传系统的新型发射机装置，其特征在于，所述的倍频模块包括：倍频器。6.根据权利要求1所述的适用于无线信能同传系统的新型发射机装置，其特征在于，所述的通信滤波...
【专利技术属性】
技术研发人员：於阳，岳震，李顺，林先其，胥鑫，
申请(专利权)人：电子科技大学长三角研究院湖州，
类型：发明
国别省市：
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