[发明专利]一种基于多天线的能量采集装置及方法

权利要求书

1.一种基于多天线的能量采集装置，其特征在于，包括：6组能量采集单元，各所述能量采集单元包括：

天线单元，包括依次设置的第一辐射体、第二辐射体以及第三辐射体；第一辐射体和第二辐射体之间夹设有第一介质基板；第二辐射体与所述第三辐射体之间夹设有第二介质基板；所述第一辐射体设置有用于将所述天线单元与能量采集芯片电气连接的馈电点；

能量采集芯片，其输入端与第一辐射体的所述馈电点耦合，用于接收所述天线单元收集到的交流电能，以转换成待用电能；

各所述能量采集单元还包括阻抗匹配网络，所述阻抗匹配网络的输入端与所述第一辐射体的馈电点通过金属馈电片电气连接；所述阻抗匹配网络的输出端与所述能量采集芯片的输入端电气连接；所述阻抗匹配网络用于将所述天线单元输出的交流电信号传输给所述能量采集芯片；

能量采集装置还包括带有容纳腔的外壳，外壳由壳顶壳底、4个侧壁组成；外壳材料为高分子材料；6个所述能量采集单元设置于外壳的容纳腔内；外壳与各第一辐射体对应的位置的厚度大于5mm，即壳顶的厚度大于5mm；

6个第一介质基板为一体设置，6个天线单元的第一介质基板为一体设置，6个第一介质基板为一体设置，6个第三辐射体为一体设置；每个能量采集单元中的阻抗匹配网络以及每个所述能量采集单元中的能量采集芯片设置在同一块印刷电路板上，印制电路板至少为双层板；所述印制电路板的边缘嵌入所述一体设置的第一介质基板。

2.根据权利要求1所述的基于多天线的能量采集装置，其特征在于，所述第一辐射体上设置有用于改变第一辐射体电流路径的凹槽。

3.根据权利要求1所述的基于多天线的能量采集装置，其特征在于，在所述第一辐射体与第二辐射体之间还设置有短路装置，所述短路装置用于调节所述天线单元的天线阻抗。

4.根据权利要求1所述的基于多天线的能量采集装置，其特征在于，各所述能量采集单元以串联的方式电气连接；

或者，各所述能量采集单元以并联的方式电气连接；

或者，各所述能量采集单元以串联和并联结合的方式电气连接。

5.根据权利要求1所述的基于多天线的能量采集装置，其特征在于，各所述天线单元以队列的排列方式设置；或者，各所述天线单元以环形的排列方式设置。

6.根据权利要求1所述的基于多天线的能量采集装置，其特征在于，所述阻抗匹配网络包括若干阻抗协调单元；各所述阻抗协调单元以串联方式、并联方式或者串联和并联结合的方式电气连接。

7.根据权利要求1所述的基于多天线的能量采集装置，其特征在于，还包括通信单元；

通信单元的器件布局在印制电路板上，所述通信单元用于将传感器监测到的数据远程发送给用户终端或服务器。

8.根据权利要求1所述的基于多天线的能量采集装置，其特征在于，印刷电路板贴近第二辐射体的下表面露铜并与第二辐射体充分接触，以加强天线的可靠性，第二辐射体设置有接地端，并通过所述接地端与地连接。

9.一种基于多天线的能量采集方法，应用于权利要求1至8中任一项所述的一种基于多天线的能量采集装置，其特征在于，所述方法包括：

通过调整天线单元中第一辐射体上的馈电点的位置和匹配网络的器件参数，以使天线的辐射性能达到最优；

通过增加第三辐射体作为反射板调整天线的方向性，以使天线在可利用方向上增益达到优秀的水平；

通过增加壳顶厚度，以降低天线在填埋在钢筋混凝土恶劣电磁辐射环境中时辐射能量的损耗。