一種基于wifi頻段的微帶整流天線的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及涉及無線能量傳輸領域，更具體地，涉及一種基于WIFI頻段的微帶整流天線。
【背景技術】
[0002]微波能量傳輸(MPT:Microwave Power Transmiss1n)是指在真空或大氣中不借助其他任何傳輸線或波導來達到能量傳輸的一種新的傳輸方式。19世紀末，美國科學家尼古拉.特斯拉(Nikola Tesla)首先提出MPT的概念。而到了上世紀60年代，MPT技術才首先被用于高功率場合，包括太空發電、地面向衛星和飛機等飛行器輸電、軍事定向能武器、星際探測等。但由于MPT系統整體轉裝換效率不高，加上高功率微波電磁場對生態環境和生物安全有很大的影響，所以MPT技術還處于研發階段。近年來，隨著半導體技術和集成電子技術的飛速發展，微電子電路的尺寸越來越小，功耗需求也越來越多，使得MPT技術在低功率領域的應用得到了越來越多的關注，尤其將其應用在射頻識別系統、無線傳感器網絡系統、生物醫學設備等便攜式電子設備上。
[0003]接收整流天線是MPT系統的關鍵技術，它的主要原理是由接收天線接收空間中的微波能量，再由微波整流電路進行整流，輸出直流供負載工作。它的主要技術指標是:接收天線的增益、微波整流電路的整流效率。同時，為了適應電子設備小型化和便攜式的需求，需要整流天線體積小、重量輕。
[0004]但由于傳統的整流天線體積大，質量大、制作成本高、轉換效率低等缺點，使其在很多場合使用受到限制。
【發明內容】
[0005]本發明提供了一種結構簡單、體積小、質量小、增益高的基于WIFI頻段的微帶整流天線。
[0006]為了達到上述技術目的，本發明的技術方案如下:
一種基于WIFI頻段的微帶整流天線，包括微帶接收天線和微帶整流電路，所述微帶接收天線是同軸饋電矩形微帶天線，所述微帶接收天線和微帶整流電路均采用印刷電路，微帶接收天線和微帶整流電路分別制作在兩塊聚四氟乙烯雙面敷銅板基片上，微帶接收天線和微帶整流電路采用SMA頭進行連接。
[0007]進一步地，所述微帶整流電路包括輸入濾波器、匹配電路、整流二極管和輸出濾波器；輸入濾波器的輸入端通過SMA頭與微帶接收天線相連，輸入濾波器的輸出端與匹配電路的輸入端相連，匹配電路的輸出端分別與整流二極管的陰極和輸出濾波器的輸入端相連，整流二極管的陽極接地，輸出濾波器的輸出端與負載連接。
[0008]進一步地，所述輸出濾波器由微帶線和一個電容；微帶線的一端與匹配電路的輸出端相連，微帶線的另一端分別與電容的一端和負載相連；電容的另一端接地。
[0009]優選地，所述微帶接收天線輸入阻抗為50歐姆。
[0010]優選地，所述電容是大小為10pF的電容。
[0011]優選地，該整流天線是基于2.45GHz和5.8GHz WIFI頻段的整流天線。
[0012]本發明中，微帶接收天線是一個同軸饋電矩形微帶天線制作在聚四氟乙烯雙面敷銅板基片上，天線的輸入阻抗為50歐姆，工作頻率在2.45GHz和5.8GHz WIFI頻段上，該天線接收面積大增益高、接收效率大，微帶接收天線通過SMA頭與同樣制作在聚四氟乙烯雙面敷銅板基片上的微帶整流電路連接，使得整個天線的結構簡單、體積和質量也比較小。
[0013]與現有技術相比，本發明技術方案的有益效果是:
1.本發明采用印刷電路技術批量生產，成本低，易于實現；
2.本發明基于2.45GHz和5.8GHzffIFI頻段的，適用范圍廣，易于推廣；
3.本發明的微帶接收天線由接收面積大的微帶天線構成，具備微帶貼片整流天線增益高、接收效率大的優點。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明的微帶接收天線結構示意圖；
圖2為本發明的微帶整流電路結構示意圖；
圖3為本發明的微帶接收天線與微帶整流電路連接示意圖；
其中，I表示微帶接收天線，2表示微帶整流電路，4表示輸入濾波器，5表示匹配電路，6表示整流二極管，7表示輸出濾波器，8表示電容，9表示負載，10表示SMA頭，11表示聚四氟乙烯雙面覆銅板基片。
【具體實施方式】
[0015]附圖僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制；
為了更好說明本實施例，附圖某些部件會有省略、放大或縮小，并不代表實際產品的尺寸；
對于本領域技術人員來說，附圖中某些公知結構及其說明可能省略是可以理解的。
[0016]下面結合附圖和實施例對本發明的技術方案做進一步的說明。
[0017]實施例1
如圖1-3所示，一種基于WIFI頻段的微帶整流天線，包括微帶接收天線I和微帶整流電路2，微帶接收天線I是同軸饋電矩形微帶天線，微帶接收天線I和微帶整流電路2均采用印刷電路，微帶接收天線I和微帶整流電路2分別制作在兩塊聚四氟乙烯雙面敷銅板基片11上，微帶接收天線I和微帶整流電路2采用SMA頭10進行連接。
[0018]本實施例中，微帶天線I和微帶整流部分2均采用微帶電路實現，分別制作在聚四氟乙烯雙面覆銅板基片11上，基片厚為0.8mm，介電常數為2.55，損耗角正切值少于0.001，導帶銅厚為0.035mm。
[0019]本實施例中，微帶整流電路2包括輸入濾波器4、匹配電路5、整流二極管6和輸出濾波器7 ;輸入濾波器4的輸入端通過SMA頭10與微帶接收天線I相連，輸入濾波器4的輸出端與匹配電路5的輸入端相連，匹配電路5的輸出端分別與整流二極管6的陰極和輸出濾波器7的輸入端相連，整流二極管6的陽極接地，輸出濾波器7的輸出端與負載9連接。輸入濾波器4是一個低通濾波器，采用最簡單的高低阻抗型結構，和天線的輸入阻抗保持一致，其輸入輸出阻抗都取為50歐姆；匹配電路5采用單枝節匹配方式；整流二極管6的型號為Agilent HSMS-286B, SOT-323封裝，陽極接單枝節匹配電路。
[0020]本實施例中，輸出濾波器7由微帶線和一個電容8 ;微帶線的一端與匹配電路5的輸出端相連，微帶線的另一端分別與電容8的一端和負載9相連；電容8的另一端接地，輸出濾波器7用于讓整流二極管6產生的直流分量通過，同時奇次高次諧波被約束在輸入和輸出濾波器之間，以提高二極管整流效率。
[0021]本實施例中，微帶接收天線I是一個37.3mmX48.8mm同軸饋電矩形微帶天線，接收天線I的輸入阻抗為50歐姆；電容8是大小為10pF的電容；整流天線是基于2.45GHz和5.8GHz WIFI頻段的整流天線。微帶天線I和微帶整流部分2用SMA頭10進行連接，向微帶天線I發射2.45GHz或者5.SGHz的微波時，負載9就能夠得到由微帶整流天線接收、轉換而來的直流能量。。
[0022]本實施例中，微帶接收天線I是一個同軸饋電矩形微帶天線制作在聚四氟乙烯雙面敷銅板基片11上，天線的輸入阻抗為50歐姆，工作頻率在2.45GHz和5.8GHz WIFI頻段上，該天線接收面積大增益高、接收效率大，微帶接收天線通過SMA頭10與同樣制作在聚四氟乙烯雙面敷銅板基片11上的微帶整流電路2連接，使得整個天線的結構簡單、體積和質量也比較小。
[0023]相同或相似的標號對應相同或相似的部件；
附圖中描述位置關系的用于僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制；
顯然，本發明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而并非是對本發明的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明權利要求的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種基于WIFI頻段的微帶整流天線，包括微帶接收天線和微帶整流電路，其特征在于，所述微帶接收天線是同軸饋電矩形微帶天線，所述微帶接收天線和微帶整流電路均采用印刷電路，微帶接收天線和微帶整流電路分別制作在兩塊聚四氟乙烯雙面敷銅板基片上，微帶接收天線和微帶整流電路采用SMA頭進行連接。
2.根據權利要求1所述的基于WIFI頻段的微帶整流天線，其特征在于，所述微帶整流電路包括輸入濾波器、匹配電路、整流二極管和輸出濾波器；輸入濾波器的輸入端通過SMA頭與微帶接收天線相連，輸入濾波器的輸出端與匹配電路的輸入端相連，匹配電路的輸出端分別與整流二極管的陰極和輸出濾波器的輸入端相連，整流二極管的陽極接地，輸出濾波器的輸出端與負載連接。
3.根據權利要求2所述的基于WIFI頻段的微帶整流天線，其特征在于，所述輸出濾波器由微帶線和一個電容；微帶線的一端與匹配電路的輸出端相連，微帶線的另一端分別與電容的一端和負載相連；電容的另一端接地。
4.根據權利要求1所述的基于WIFI頻段的微帶整流天線，其特征在于，所述微帶接收天線輸入阻抗為50歐姆。
5.根據權利要求2所述的基于WIFI頻段的微帶整流天線，其特征在于，所述電容是大小為10pF的電容。
6.根據權利要求1所述的基于WIFI頻段的微帶整流天線，其特征在于，該整流天線是基于2.45GHz和5.8GHz WIFI頻段的整流天線。
【專利摘要】本發明提供一種基于WIFI頻段的微帶整流天線，包括微帶接收天線和微帶整流電路，所述微帶接收天線是同軸饋電矩形微帶天線，所述微帶接收天線和微帶整流電路均采用印刷電路，微帶接收天線和微帶整流電路分別制作在兩塊聚四氟乙烯雙面敷銅板基片上，微帶接收天線和微帶整流電路采用SMA頭進行連接。本發明采用印刷電路技術批量生產，成本低，易于實現，且基于2.45GHz和5.8GHzWIFI頻段的，適用范圍廣，易于推廣，同時增益高、接收效率大的優點。
【IPC分類】H01Q1-38, H01Q1-50, H01Q5-20
【公開號】CN104767029
【申請號】CN201510115925
【發明人】譚洪舟, 張全琪, 嚴曙輝, 詹茜
【申請人】廣東順德中山大學卡內基梅隆大學國際聯合研究院, 中山大學
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年3月17日