[发明专利]一种宽负载的双极化整流天线

说明书

本发明公开了一种宽负载的双极化整流天线，包括双极化天线和双极化整流电路，双极化整流电路包括谐波抑制结构、匹配电路、阻抗压缩电路和整流电路，谐波抑制结构用于将双极化天线输出的交流电信号传输至匹配电路，并对交流电信号中由于整流电路非线性产生的二次谐波和三次谐波进行抑制，匹配电路用于对谐波抑制结构和阻抗压缩电路进行阻抗匹配，将阻抗压缩电路的输入阻抗匹配到50Ω，并将交流电信号输出至阻抗压缩电路，阻抗压缩电路用于将交流电信号输出给整流电路，并拓展整流电路的负载范围，整流电路用于将交流电信号转换为直流电压输出给负载供电；优点是在负载在1000欧至3500欧变化时仍然能够保持很高整流效率。

技术领域

本发明涉及一种双极化整流天线，尤其是涉及一种宽负载的双极化整流天线。

背景技术

近些年来随着物联网的兴起，越来越多的传感器节点需要供电，而传统的电池供电方式对于不容易更换电池的应用环境显然不适用，比如管道中存在的一些埋在地下的传感节点。而且，电池的体积重量也不适用于在一些传感器节点之中。如果采用无线能量传输不仅能够避免这些缺点，而且微波输能中使用的超级电容几乎可以进行几十万次充能，大大减少了更换电池的频率，降低了对环境的危害。无线能量传输不受到环境的制约，它通过电磁波进行能量传送，不同于传统的电路需要借助导线进行传递电能。由此，通过整流天线提供能量为传感器节点供电得到了广泛的研究。

传统的整流天线因为极化方向失配而导致能量的大量流失，而双极化整流天线能够解决这一问题。现有的双极化整流天线通常包括双极化天线和双极化整流电路，双极化天线用来接收发射机发出的射频微波能量并将其转换为交流电能量输出给双极化整流电路，双极化整流电路将输入其内的交流电电能转换为直流电压输出为负载(即传感器节点)供电。双极化整流电路的性能直接决定了双极化整流天线的整流效率(即供电效率)。现有的双极化整流电路通常包括用于和负载匹配的匹配电路和整流电路，而现阶段对于双极化整流电路的研究大都是基于确定的负载，匹配电路基于确定的负载进行设计，只能与该确定的负载进行匹配。然而在实际应用中，负载却是一直在变化的，此时负载与双极化整流天线将出现不匹配现象，导致双极化整流天线的整流效率的大幅度降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种在负载在1000欧至3500欧变化时仍然能够保持很高整流效率的宽负载的双极化整流天线。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种宽负载的双极化整流天线，包括双极化天线和双极化整流电路，所述的双极化天线用来接收发射机发出的射频微波信号，并将该射频微波信号转换为交流电信号输出给所述的双极化整流电路，所述的双极化整流电路用于将输入其内的交流电信号转换为直流电压输出为负载供电，所述的射频微波信号为基频信号，所述的双极化整流电路包括谐波抑制结构、匹配电路、阻抗压缩电路和整流电路，所述的谐波抑制结构用于将所述的双极化天线输出的交流电信号传输至所述的匹配电路，并对交流电信号中由于所述的整流电路非线性产生的二次谐波和三次谐波进行抑制，避免二次谐波和三次谐波返回到所述的双极化天线中被辐射出去而导致的交流电能量的流失，所述的匹配电路用于对所述的谐波抑制结构和所述的阻抗压缩电路进行阻抗匹配，将所述的阻抗压缩电路的输入阻抗匹配到50Ω，并将交流电信号输出至所述的阻抗压缩电路，所述的阻抗压缩电路用于将交流电信号输出给所述的整流电路，并拓展所述的整流电路的负载范围，使所述的整流电路的阻抗不会随负载的变化而出现较大的变化，实现阻抗压缩的目的，所述的整流电路用于将交流电信号转换为直流电压输出给负载供电。