[发明专利]基于环境射频能量采集的自供电系统

说明书

本发明公开了一种基于环境射频能量采集的自供电系统，包括接收天线、匹配电路、整流电路、升压储能电路和稳压电路，接收天线用于获取环境中的射频能量并将获取到的射频能量转换为交流电输出，匹配电路用于将接收天线输出的交流电输送给整流电路且同时用于将整流电路的输入阻抗匹配到50Ω，整流电路接入匹配电路输出的交流电，且将输入其内的交流电转换为直流电压输出，升压储能电路用于接入整流电路输出的直流电压并将该直流电压升压处理后进行电能储存，稳压电路从升压储能电路处获取电能，为外部低功耗物联网节点供电；优点是供电稳定性和可靠性较高。

技术领域

本发明涉及一种自供电系统，尤其是涉及一种基于环境射频能量采集的自供电系统。

背景技术

近年来，物联网得到了快速的发展，各个网络节点的供电问题成为阻碍了物联网近一步发展的关键问题。目前，大多数物联网网络节点多采用可更换的电池为其能量来源，这便导致了物联网网络节点受限于电池的体积而无法做到小型轻便。此外，由于电池寿命有限，需要更换电池，由此带来了维护工作，同时在使用过程中也造成环境污染等问题。寻求一种可持续供电的绿色能源来替换电池，成为当前物联网网络节点供电问题的研究热点。

近年来出现了多种多样的能量采集技术，太阳能、压力能、温差能以及环境振动能等。随着低功率电子电路(即低功耗物联网节点)的使用大量的增加，能够以低水平产生能量的自供电系统被用于客服这些问题。但是这些自供电系统基本上都是基于压力能量或者太阳能采集实现的，而压力能量或者太阳能量的产生容易受到天气和环境条件的影响，供电稳定性和可靠性不高。

随着无线通信技术的快速发展，来自于无线电、GSM基站和wifi的射频信号在我们的周围大大增加，环境中存在着大量来源广泛并且稳定的射频能量。相对于其他的能量来说，射频能量不会随着天气和环境的变化而变化。鉴此，设计一种供电稳定性和可靠性较高的基于环境射频能量采集的自供电系统具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种供电稳定性和可靠性较高的基于环境射频能量采集的自供电系统。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种基于环境射频能量采集的自供电系统，包括接收天线、匹配电路、整流电路、升压储能电路和稳压电路，所述的接收天线用于获取环境中的射频能量并将获取到的射频能量转换为交流电输出，所述的匹配电路用于将所述的接收天线输出的交流电输送给所述的整流电路且同时用于将所述的整流电路的输入阻抗匹配到50Ω，所述的整流电路接入所述的匹配电路输出的交流电，且将输入其内的交流电转换为直流电压输出，所述的升压储能电路用于接入所述的整流电路输出的直流电压并将该直流电压升压处理后进行电能储存，所述的稳压电路从所述的升压储能电路处获取电能，为外部低功耗物联网节点供电。

所述的匹配电路包括第一微带线、第二微带线、第三微带线和第一电容，所述的第一微带线的一端、所述的第二微带线的一端和所述的第一电容的一端连接且其连接端为所述的匹配电路的输入端，所述的匹配电路的输入端与所述的接收天线连接，接入所述的接收天线输出的交流电，所述的第一微带线的另一端悬空，所述的第二微带线的另一端悬空，所述的第一电容的另一端和所述的第三微带线的一端连接且其连接端为所述的匹配电路的输出端，所述的匹配电路的输出端将其接入的交流电输出，所述的第三微带线的另一端悬空；所述的整流电路包括第一二极管、第二二极管和第二电容，所述的第一二极管和所述的第二二极管均为整流二极管，所述的第一二极管的负极和所述的第二二极管的正极连接且其连接端为所述的整流电路的输入端，所述的整流电路的输入端接入所述的匹配电路输出的交流电，所述的第二二极管的负极接地，所述的第一二极管的正极和所述的第二电容的一端连接且其连接端为所述的整流电路的输出端，所述的整流电路的输出端输出直流电压，所述的第二电容的另一端接地。该电路，匹配电路使用结构简单的开路单枝节短截线匹配电路，实现输入信号的最大功率传输，从而保证后端输出能量最大。