[发明专利]面向物联网的驻波和杂波能量收集的悬臂梁接收机前端

说明书

技术领域

本发明提出了面向物联网的驻波和杂波能量收集的悬臂梁接收机前端，属于微电子机械系统(MEMS)的技术领域。

背景技术

近年来，物联网发展迅猛，对整个国家的经济社会发展和信息化水平提升有着重要的意义。作为物联网的核心技术之一的微波接收机前端，一般包括微波天线、微波滤波器、低噪声放大器、混频器、本地振荡器和中频滤波器。然而传统的微波接收机前端具有的一些弊端限制了其在物联网中的应用，比如混频系统中，未通过中频滤波器的杂波会在系统中形成驻波以及LNA两端形成的驻波，都会对系统造成电磁干扰。近年来，随着MEMS技术的快速发展，并对MEMS能量收集技术和MEMS滤波器技术进行了深入的研究，使得面向物联网的驻波和杂波能量收集的悬臂梁接收机前端具有实现的可能。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种面向物联网的驻波和杂波能量收集的悬臂梁接收机前端，本发明的接收机前端使用微波天线接受微波信号，微波信号经过具有驻波能量收集的悬臂梁LNA放大，最后接入具有杂波能量收集的悬臂梁混频系统，实现中频输出，并完成对接收机前端中的驻波和杂波的能量收集，收集的驻波和杂波的能量，实现了微波接收机前端的自供电，同时改善了电路的电磁兼容环境。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种面向物联网的驻波和杂波能量收集的悬臂梁接收机前端，该接收机前端由微波天线、直流电源、具有驻波能量收集的悬臂梁LNA、具有杂波能量收集的悬臂梁混频系统和充电电池构成，其中，具有杂波能量收集的悬臂梁混频系统由混频器、本地振荡器、一号LC带阻滤波器、一号AC/DC模块和中频滤波器构成；微波天线接受微波信号，由具有驻波能量收集的悬臂梁LNA放大，放大信号从混频器的输入端接入，混频器与本地振荡器相连，混频器的输出端接中频滤波器输入端，同时也连接一号LC带阻滤波器的输入端，一号LC带阻滤波器级联一号AC/DC模块，一号AC/DC模块连接充电电池，充电电池连接直流电源，直流电源给具有驻波能量收集的悬臂梁LNA、混频器、本地振荡器供电，中频滤波器的输出端输出中频信号；

所述中频滤波器为LC带通滤波器，其由第五平面电感、第六平面电感和第五电容式悬臂梁、第六电容式悬臂梁构成，其中，第五电容式悬臂梁的一端作为微波信号输入端口，并连接第五平面电感，第五电容式悬臂梁的另一端连接地，第五平面电感的另一端分别与第六平面电感、第六电容式悬臂梁相连，第六平面电感的另一端接地，第六电容式悬臂梁的另一端作为滤波器的输出端；

所述一号LC带阻滤波器由第七平面电感、第八平面电感和第七电容式悬臂梁、第八电容式悬臂梁构成，其中，第八电容式悬臂梁的一端作为微波信号输入端口，并连接第八平面电感，第八电容式悬臂梁的另一端连接地，第八平面电感的另一端分别与第七平面电感、第七电容式悬臂梁相连，第七平面电感的另一端接地，第七电容式悬臂梁的另一端作为滤波器的输出端。

所述中频滤波器中，通过控制第五电容式悬臂梁和第六电容式悬臂梁的下拉驱动电极上的下拉驱动电压能够调节接入的电容C5、C6的大小从而调节LC带通滤波器的通带频域；构成中频滤波器的LC带通滤波器的通带为f₅≤f≤f₅，其中

所述一号LC带阻滤波器中，通过控制第八电容式悬臂梁和第七电容式悬臂梁的下拉驱动电极上的下拉驱动电压能够调节接入的电容C8、C7的大小从而调节LC带阻滤波器的阻带频域；一号LC带阻滤波器的通带为f≤f₇或f≥f₈，其中

其中，f₅＝f₇，f₆＝f₈。

所述具有驻波能量收集的悬臂梁LNA的输入端由输入调谐网络的输入端连接二号LC可调带阻滤波器的输入端构成，输入调谐网络的输出端连接放大部分的输入端，放大部分的输出端接输出调谐网络的输入端，输出调谐网络的输出端连接三号LC可调带阻滤波器的输入端作为具有驻波能量收集的悬臂梁LNA的输出端；二号LC可调带阻滤波器的输出端连接二号AC/DC转换模块的输入端，二号AC/DC转换模块的输出端连接充电电池；三号LC可调带阻滤波器的输出端连接三号AC/DC转换模块的输入端，三号AC/DC转换模块的输出端也连接充电电池。