[发明专利]一种基于多天线的能量采集装置及方法

说明书

本发明提供了一种基于多天线的能量采集装置及方法，装置包括6个能量采集单元，各能量采集单元包括：天线单元和能量采集芯片。天线单元包括由上至下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；第二辐射体与第三辐射体之间夹设有第二介质基板；第一辐射体设置有用于将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，用于接收天线单元收集到的交流电能，以转换成待用电能。本发明极大程度的降低混凝土对天线的影响；通过将若干能量采集单元串联或并联接入系统，能提高能量采集装置的灵敏度。提高了能量采集装置在混凝土中的能量采集效率。

本申请是名为《一种基于多天线的能量采集装置》的专利申请的分案申请，原申请的申请日为2021年03月05日，申请号为202110246495.6。

技术领域

本发明涉及电子设备技术领域，特别是涉及一种基于多天线的能量采集装置及方法。

背景技术

钢筋混凝土广泛应用于隧道、楼宇、桥梁等各种结构中，通常需要将带有供电电源的传感器填埋入混凝土，利用传感器来定期监测混凝土的温度、湿度、受力变化、钢筋的移位和腐蚀等情况。

然而带有供电电源的传感器在工作一段时间后容易出现电源电量耗尽的情况，由于是被填埋在混凝土中，因此无法更换电源。由此需要采用带能量采集装置的传感器，即将能量采集装置和传感器填埋至混凝土中，在传感器需要工作的时候，利用能量采集装置来采集能量、为传感器供电。但是现有的能量采集装置由于是被填埋至混凝土中，因此在进行能量采集时，效率较低。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于多天线的能量采集装置及方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于多天线的能量采集装置，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。

优选地，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。

优选地，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。

优选地，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。