[发明专利]一种具有谐波抑制功能的倍压整流天线

说明书

本发明公开了一种具有谐波抑制功能的倍压整流天线，涉及微波天线技术领域。本发明所述整流天线由接收天线和整流电路两部分构成。本发明所述整流天线可以接收空间中的无线电波并转化为直流能量供电子器件使用；其中接收天线接收2.4GHz电磁波，通过整流电路转化为直流信号，再经过直流滤波电路最终获得可用的直流能量；该接收天线具有谐波抑制功能，能有效阻隔谐波辐射，提高整流效率。本发明所述整流天线转化的直流信号经过整流电路的倍压整流部分后可使输出电压变为输入电压两倍，供低功率传感器等元件使用。

技术领域

本发明属于微波天线技术技术领域，具体涉及一种具有谐波抑制功能的倍压整流天线。

背景技术

近些年来，微波无线输能受到越来越多的关注。微波输能具有损耗小，传输效率高的特点，其可应用于无人机，机器人，微型传感器，生物医学等领域。而整流天线则是微波输能系统的最核心的组成部分。整流天线作为微波输能系统的接收前端，影响着整个系统的接收，传输，转化效率。微带天线因其具有体积小，重量轻，极化方式灵活，易集成，易组阵，易加工等等优点被广泛应用于整流天线的接收天线设计中。而在接收天线设计中加入谐波抑制功能，则能有效减少高次谐波从天线发射出去，增加整流效率。整流电路设计中，如何合理的选用整流二极管，提升整流天线的整流效率，也是一个重要的设计难题。

文献“Kumar,Deepak,and K.Chaudhary.High-efficiency rectenna designfor satellite solar power station.IEEE Uttar Pradesh Section InternationalConference on Electrical,Computer and Electronics Engineering IEEE,2016:546-550.”提出了一种用于卫星上的接收太阳能的工作于2.45GHz的高效率整流天线。此款天线在设计过程中选用了4单元阵列天线。阵列天线能增大接收面积，一定程度上提高整流效率。在整理电路中二极管是非线性器件，会产生高次谐波。为了避免高次谐波从天线再次辐射出去，需要让天线具有谐波抑制功能。但是此整流天线在设计过程中没有考虑设计天线的谐波抑制功能，因此需要单独设计谐波滤波器。这样的设计使整个系统更加复杂，设计难度也随之提高。

文献“Tan,Guan Nan,X.X.Yang,and C.Tan.Design of rectifying circuitfor wireless power transmission in Ka band.Antennas and Propagation SocietyInternational Symposium IEEE,2014:639-640.”提出了一种用于Ka波段的整流天线。此款天线在设计过程中采用的是半波整流电路。输入信号有正半周期和负半周期信号，半波整流电路只能整流其中一个周期的信号。因此选用半波整流电路的整流效率比较低。

对于整流天线来说，如何设计出谐波抑制功能，以及合适的电路来提高整流效率，是整流天线设计中一个重要的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种用于无线输能的工作于2.4GHz具有谐波抑制功能的倍压整流天线。

本发明解决所述技术问题采取的技术方案是：

一种具有谐波抑制功能的倍压整流天线，包括接收天线和整流电路；接收天线具有谐波抑制功能，能够在接收2.4GHz信号的同时抑制4.8GHz和7.2GHz信号，包括扇形贴片6、介质基板5、金属地板和馈电微带线7；所述扇形贴片6的形状为240°扇形，其圆心左侧开有一矩形槽；馈电微带线7从矩形槽内进入与扇形贴片6连接；所述扇形贴片6与馈电微带线7都印刷于介质基板5的上表面，金属地板印刷于介质基板5的下表面。接收天线的谐波抑制功能主要由扇形贴片6的缺口实现，馈电微带线7实现50Ω阻抗匹配。