【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于射频能量收集，特别涉及一种面向室分天线监测系统的可重构射频能量收集器。
技术介绍
1、由于人们对于移动互联网的需求增大，用户对于网络质量以及流量需求不断增加，故诸多场所通过室分天线系统来增强网络覆盖与提升容量。室分天线系统负责信号的传输和分配，一旦该系统出现问题，将会直接影响信号的覆盖。然而，室分天线监测系统多采用无源器件搭建而成，不具备工作状态自主监测和告警功能。所以，如何监测室分天线系统的运行状态，成为了一个急需解决的新课题。
2、为了提高室分天线系统的可监控性，有人提出了将rfid(radio frequencyidentification,射频识别)与室分天线系统相融合，完成对室分天线系统的检测。通过在网关端添加一个rfid读写器，为rfid标签提供一个充能与通信载波信号，进入室分天线系统中。rfid标签通过天线与整流器将室分天线系统的天线所传递的电磁信号转换为能量，再利用该能量为数字基带部分进行供电，将标签自身id(identity document，身份标识号)信息进行调制回传。网关端rfid读写器通过对标签回传信号进行检测与分析，以此实现对室分天线系统的智能监控。
3、在rfid标签芯片中，整流器采用固定5级迪克森整流器进行整流，将天线产生的交流电信号转换为直流电。整流器所生成的直流电压大小与天线接收功率和整流器级数成正比。在整流器级数固定的情况下，直流电压受接收功率的直接影响。在不同的室分天线系统中线损以及线路中功分器与耦合器工作状态都不同，导致标签整流器存在所输出的直流电压
4、该方案需要在网关端增加一个射频信号发射源。由该发射源发射电磁波信号，用于rfid标签的充能与通信，而无法对室分天线系统中本就存在的丰富4g与5g射频信号进行利用。并且rfid标签电路中的整流器级数是固定的，无法根据标签端天线接收到的实际功率大小来对整流器级数进行自适应调整。而实际室分天线系统中网关发射的射频信号经由室分天线系统链路后，抵达在每个标签端的功率大小不一，进而影响整流器的能量转换效率。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种面向室分天线系统监测的可重构射频能量收集器。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种面向室分天线监测系统的可重构射频能量收集器，包括：天线、n级可重构整流器、电压比较器和电源管理电路；
3、所述天线用于接收室分天线监测系统天线发出的射频信号，并转化为交流电信号，并向室分天线监测系统发送反向散射调制信号；
4、所述n级可重构整流器用于将交流电信号转化为直流电；
5、电压比较器用于将n级可重构整流器输出的电压进行比较，当直流电压超过比较器阈值时，通过反馈电路以及开关调整n级可重构整流器的串联构架，直至输出直流电压不超过阈值范围；
6、电源管理电路用于将n级可重构整流器输出的直流电为电容进行充电，当电容电压增大到阈值时，电源管理电路停止充电，开始为整个装置供电。
7、进一步的，n级可重构整流器采用n级迪克森整流器串联架构。
8、进一步的，电压比较器在直流电压超过比较器阈值时，调整n级可重构整流器的串联构架采用以下步骤：
9、当直流电压超过比较器阈值时，通过反馈电路以及开关将n级整流器串联架构转换为n/2级整流器串联架构；
10、再对n/2级整流器输出进行电压比较，若电压仍超出阈值，则将n/2级整流器串联架构转换为n/3级整流器串联架构；
11、再对n/3级整流器输出进行电压比较，若仍大于阈值电压，则继续将整流器串联级数向下转换，直至输出直流电压不超过阈值范围。
12、进一步的，n/2级整流器串联架构为每级由两个迪克森整流器并联组成。
13、进一步的，n/3级整流器串联架构为每级由三个迪克森整流器并联组成。
14、进一步的，可重构射频能量收集器还包括阻抗匹配网络，用于天线与n级可重构整流器的阻抗匹配，并通过阻抗变换实现反向散射调制。
15、进一步的，可重构射频能量收集器还包括数字基带，用于将可重构射频能量收集器自身的信息转换为二进制数据，然后由内部震荡器产生一个固定频率的正弦信号，将该二进制数据信息，以控制开关通断的方式把该正弦信号加入到阻抗匹配网络中，调整天线端的阻抗值，以实现反向散射。
16、本申请面向室分天线监测系统的可重构射频能量收集器解决的技术问题：
17、1、解决了网关端需要额外增加射频信号发射源的问题，可直接利用室分天线系统中的射频信号进行能量收集以及信号传递。
18、2、提出了一种整流器可重构的rfid标签，可根据标签天线端接收到的功率大小对于整流器结构进行调整。
19、3、提高了标签端可接收功率的动态范围。
20、本申请面向室分天线监测系统的可重构射频能量收集器的优点：
21、(1)创新性地利用了室分天线系统中本就存在的射频信号，使用该射频信号进行能量收集以及作为反向散射调制的载波信号。网关端无需额外增添射频信号发射源，压缩了系统成本。同时由于网关端无需额外发射高功率的载波信号，降低了系统功耗。
22、(2)本方案在射频能量收集器内部采用自适应可重构的整流器架构，提高了整流器的灵敏度，芯片可在一个宽输入功率范围内运行。
23、(3)本方案可根据输入功率范围进行整流器的自适应调节，调整整流器的输出电压及电流，提高了芯片的能量转换效率。
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1.一种面向室分天线监测系统的可重构射频能量收集器，其特征在于包括：天线、N级可重构整流器、电压比较器和电源管理电路；
2.根据权利要求1所述的面向室分天线监测系统的可重构射频能量收集器，其特征在于：所述N级可重构整流器采用N级迪克森整流器串联架构。
3.根据权利要求2所述的面向室分天线监测系统的可重构射频能量收集器，其特征在于：所述电压比较器在直流电压超过比较器阈值时，调整N级可重构整流器的串联构架采用以下步骤：
4.根据权利要求3所述的面向室分天线监测系统的可重构射频能量收集器，其特征在于：所述N/2级整流器串联架构为每级由两个迪克森整流器并联组成。
5.根据权利要求3所述的面向室分天线监测系统的可重构射频能量收集器，其特征在于：所述N/3级整流器串联架构为每级由三个迪克森整流器并联组成。
6.根据权利要求1所述的面向室分天线监测系统的可重构射频能量收集器，其特征在于：所述可重构射频能量收集器还包括阻抗匹配网络，用于天线与N级可重构整流器的阻抗匹配，并通过阻抗变换实现反向散射调制。
7.根据权利要求6所述
...【技术特征摘要】
1.一种面向室分天线监测系统的可重构射频能量收集器，其特征在于包括：天线、n级可重构整流器、电压比较器和电源管理电路；
2.根据权利要求1所述的面向室分天线监测系统的可重构射频能量收集器，其特征在于：所述n级可重构整流器采用n级迪克森整流器串联架构。
3.根据权利要求2所述的面向室分天线监测系统的可重构射频能量收集器，其特征在于：所述电压比较器在直流电压超过比较器阈值时，调整n级可重构整流器的串联构架采用以下步骤：
4.根据权利要求3所述的面向室分天线监测系统的可重构射频能量收集器，其特征在于：所述n/2级整流器串联架构为每级由两个迪克森整流器并联组成。
5.根据权利要求3所述的面向室分天线监测...
【专利技术属性】
技术研发人员：寇红侠，卢军，闫兴秀，郑刚，刘琪才，
申请(专利权)人：桔帧科技江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：
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