本发明专利技术提供了一种用于无线微波输能的柔性天线阵列，属于通信技术领域，包括第一介质基板、第二介质基板、贴片天线阵列、馈电接口、等效接地板以及π型去耦网络。本发明专利技术通过应用液态金属的打印技术以及柔性材料发明专利技术了一款工作在5.8GHZ用于微波输能的液态金属天线，该液态金属贴片天线将充分发挥液态镓铟合金复合材料以及柔性介质基板可修复、柔性、可重构、抗疲劳、耐腐蚀等优势，应用在集成化小型电子设备中，实现电磁波的接收与发射，并应用于较远距离的能量无线传输。远距离的能量无线传输。远距离的能量无线传输。
【技术实现步骤摘要】
一种用于无线微波输能的柔性天线阵列
[0001]本专利技术属于通信
，尤其涉及一种用于无线微波输能的柔性天线阵列。
技术介绍
[0002]微波接收天线与整流电路是微波传能系统的重要组成部分，尤其作为接收端，较高的能量收集转换效率、方便快捷的敷设方式、易于与负载设备的结构共形以及具备一定自修复能力的新型接收天线对于微波输能的推广应用具有重要价值，其相对于传统的反射面天线、平面阵天线具有更强的灵活性，更是今后的必然发展趋势。接收端作为微波无线输能系统重要组成部分，其性能直接影响整个系统的工作状态，非常值得深入研究。
[0003]传统的天线是在刚性基板上刻蚀金属图案来制作的，当刚性基板受外力挤压和弯曲时容易变形甚至断裂，因此传统的天线在多环境和复杂场景中的应用收到很大限制。为了弥补传统天线的不足，增强天线在不同场景下的应用，设计出可以柔性化的新型天线，并将柔性电子产品与柔性天线集成，以满足当今信息化社会对无线连接的需求。柔性天线是印刷在柔性基板上的天线，具有可弯曲、重量轻、易于与其他器件共形的优点，适用于柔性电子设备。柔性电子设备的研究最早是在20世纪60年代，以织物布料为衬底。为满足柔性电子设备轻薄、透明、柔性和延展性好、绝缘耐腐蚀等性质需求，各种柔性衬底材料逐渐产生。
[0004]而一般的柔性天线在接受能量的能力上并不突出，因此本设计在柔性天线阵列的基础上加了π型去耦网络作为寄生结构为天线阵列增强接收能量的能力。
技术实现思路
[0005]针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供的一种用于无线微波输能的柔性天线阵列，易于与负载设备共形同时具备一定自适应性的贴片天线阵列，并且加上了π型去耦网络作为寄生结构为天线阵列增强接收能量的能力。
[0006]为了达到以上目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0007]本方案提供一种用于无线微波输能的柔性天线阵列，包括第一介质基板、第二介质基板、贴片天线阵列、馈电接口、等效接地板以及π型去耦网络；
[0008]所述贴片天线阵列紧贴于所述第一介质基板上，并与所述第一介质基板的上表面接触，所述第二介质基板位于所述第一介质基板下方的固定间距上，所述等效接地板位于所述第二介质基板的下方，所述馈电接口从内部穿透于所述等效接地板、第一介质基板和第二介质基板与所述贴片天线阵列连接，且同时与所述贴片天线阵列、第一介质基板、第二介质基板以及等效接地板接触；所述π型去耦网络的左右端分别与贴片天线阵列连接，并在所述π型去耦网络(6)的两端均引出一段形成π型。
[0009]进一步地，所述第一介质基板和第二介质基板均由缩聚型聚酰亚胺构成。
[0010]再进一步地，所述贴片天线阵列包括四个独立的单个贴片天线，各独立的贴片天线通过第一传输线、第二传输线和第三传输线连接形成贴片天线阵列，并与所述馈电接口连接，且第一传输线、第二传输线和第三传输线均作为阻抗匹配网络。
[0011]再进一步地，所述等效接地板的厚度小于第二介质基板的厚度，所述等效接地板的厚度与所述贴片天线阵列的厚度相同。
[0012]再进一步地，所述馈电接口包括内芯、第一外环和第二外环；
[0013]所述内芯的上端通过圆柱挖孔穿透第一介质基板和第二介质基板与所述贴片天线阵列连接，并突出一部分；所述内芯的下端穿过所述等效接地板，并突出一部分；所述第一外环包裹着所述内芯，所述第一外环的外围被所述第二外环包围，所述第一外环的上端超出等效接地板，所述第二外环的上端低于等效接地板。
[0014]再进一步地，所述内芯、第一外环以及第二外环均为圆柱体；
[0015]所述第一外环的内径与所述内芯的半径相同；所述第一外环的长度为第二介质基板和等效接地板的厚度之和；所述第一外环与所述内芯的底面圆心大小相同；
[0016]所述第二外环的底面圆心与所述内芯和第一外环的底面圆心大小相同，所述第二外环的内径大小与所述第一外环的外径大小相同，所述第二外环的长度与所述第一外环的长度相同。
[0017]本专利技术的有益效果：
[0018](1)本专利技术通过应用液态金属的打印技术以及柔性材料专利技术了一款工作在5.8GHZ用于微波输能的液态金属天线，该液态金属贴片天线将充分发挥液态镓铟合金复合材料以及柔性介质基板可修复、柔性、可重构、抗疲劳、耐腐蚀等优势，应用在集成化小型电子设备中，实现电磁波的接收与发射，并应用于较远距离的能量无线传输。本专利技术的目的是设计出一款工作在5.8GHz应用于微波输能的高增益，高效率，易于与负载设备共形同时具备一定自适应性的贴片天线阵列，并且加上了π型去耦网络作为寄生结构为天线阵列增强接收能量的能力。
[0019](2)本专利技术克服了传统天线单位能量收集转换效率较低的缺点，通过不断优化各天线阵元间连接方式，使该阵列获得较高的增益和效率，可以实现较远距离的能量无线传输。
[0020](3)本专利技术克服了传统天线阵列共形性差，难以抵抗机械形变，环境适应性差的缺点；本专利技术采用柔性材料和液态金属，使该天线阵列能够在保持其性能稳定的前提下根据不同环境进行弯曲、扭转，具有一定的自适应性。
[0021](4)本专利技术中该天线阵列采用π型去耦网络作为天线阵列的寄生结构，提高了天线阵列接收能量的能力。
[0022](5)本专利技术中该天线阵列应用于无线传能领域，具有高增益，高效率，可以应用于较远距离的微波无线输电；该天线阵列介质基板由柔性材料制成，具有良好的机械性能，可以与负载较好的共形，做到了可伸缩,弯曲,扭转,变形而保持其性能稳定；该贴片天线阵列由液态金属打印制得，可以承受较大程度的形变，具有良好的共形性以及一定的自适应性。
附图说明
[0023]图1为本专利技术中柔性天线阵列的俯视图。
[0024]图2为本实施例中未加载π型去耦网络的贴片天线阵列俯视图。
[0025]图3为本实施例中加载了π型去耦网络的贴片天线阵列俯视图。
[0026]图4为本实施例中第一介质基板和第二介质基板的侧面图。
[0027]图5为本实施例中第一介质基板和第二介质基板的的俯视图。
[0028]图6为本实施例中馈电接口示意图。
[0029]图7为本实施例中馈电接口实物图。
[0030]图8为本实施例中等效地板结构示意图。
[0031]图9为本实施例中等效地板与馈电接口连接示意图。
[0032]图10为本实施例中馈电接口，等效接地板以及介质基板的剖视图。
[0033]图11为本实施例中单个贴片的开槽示意图。
[0034]图12为本实施例中单个贴片的开槽及第一传输线示意图。
[0035]图13为本实施例中第一传输线、第二传输线以及第三传输线交汇处的示意图。
[0036]图14为本实施例中π型去耦网络的结构及参数示意图。
[0037]其中，1
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第一介质基板，2
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第二介质基板，3
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贴片天线阵列，301
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于无线微波输能的柔性天线阵列，其特征在于，包括第一介质基板(1)、第二介质基板(2)、贴片天线阵列(3)、馈电接口(4)、等效接地板(5)以及π型去耦网络(6)；所述贴片天线阵列(3)紧贴于所述第一介质基板(1)上，并与所述第一介质基板(1)的上表面接触，所述第二介质基板(2)位于所述第一介质基板(1)下方的固定间距上，所述等效接地板(5)位于所述第二介质基板(2)的下方，所述馈电接口(4)从内部穿透于所述等效接地板(5)、第一介质基板(1)和第二介质基板(2)与所述贴片天线阵列(3)连接，且同时与所述贴片天线阵列(3)、第一介质基板(1)、第二介质基板(2)以及等效接地板(5)接触；所述π型去耦网络(6)的左右端分别与贴片天线阵列(3)连接，并在所述π型去耦网络(6)的两端均引出一段形成π型。2.根据权利要求1所述的用于无线微波输能的5.8GHz柔性天线阵列，其特征在于，所述第一介质基板(1)和第二介质基板(2)均由缩聚型聚酰亚胺构成。3.根据权利要求2所述的用于无线微波输能的5.8GHz柔性天线阵列，其特征在于，所述贴片天线阵列(3)包括四个独立的单个贴片天线，各独立的贴片天线通过第一传输线(301)、第二传输线(302)和第三传输线(301)连接形成贴片天线阵列(3)，并与所述馈电接口(4)连接，且第一传输线(301)、第二传输线(302)和第三传输线(303)均作为阻抗匹配网络。4.根据权利要求3所述的用于无线微波输能的5.8GHz柔性天线...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭文雄，余家铮，李鑫源，张淮清，宋伟，刘哲玮，张晨晨，肖辉，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：
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