[发明专利]便携式电磁波收集装置

摘要

本发明公开了一种便携式电磁波收集装置，包括由上到下尺寸一致且相互贴合的介质基板和接地板，其中介质基板上贴附有金属天线贴片，介质基板的中部设有垂直贯穿介质基板的圆柱形金属导体，接地板上设有与圆柱形金属导体底面同心的圆孔。本发明具有更低的回波损耗、良好的阻抗匹配和驻波比以及较高的增益，从而能够高效接收环境中的射频能量。

主权项

便携式电磁波收集装置，其特征在于包括由上到下尺寸一致介质基板和接地板，其中介质基板上表面贴附有金属天线贴片，介质基板的中部设有垂直贯穿介质基板的圆柱形金属导体，接地板上设有与圆柱形金属导体底面同心的圆孔；所述金属天线贴片的圆形覆盖面的半径为0.10541λ，其中λ＝122mm，λ为2.45GHz射频的波长，厚度为0.02mm，材料为铜；所述介质基板的材料为Rogers RO6010，介电常数ε_r＝10.2，厚度d＝2.54mm，长度和宽度均为30mm，金属天线贴片的中心点与介质基板上表面的中心点位置一致；所述金属天线贴片的设计形状及尺寸满足如下要求，建立平面直角坐标系，根据以下公式进行设计线段1、线段2、线段3和线段4：$y=-xtan\frac{5\mathrm{\π}}{12},(-10tan\frac{\mathrm{\π}}{12}\≤x\≤0mm)$$y=\sqrt{3}x+10+10\sqrt{3}tan\frac{\mathrm{\π}}{12},(-10tan\frac{\mathrm{\π}}{12}\≤x\≤0mm)$$y=-\sqrt{3}x+10+10\sqrt{3}tan\frac{\mathrm{\π}}{12},(0mm\≤x\≤10tan\frac{\mathrm{\π}}{12})$$y=xtan\frac{5\mathrm{\π}}{12},(0mm\≤x\≤10tan\frac{\mathrm{\π}}{12})$依次顺时针连接线段1、线段2、线段3和线段4，得到几何图形OQ₁Q₂Q₃，将几何图形OQ₁Q₂Q₃沿着直线在第一象限进行镜面对称，得到对称图形1，将对称图形1沿着直线y＝x在第二象限进行镜面对称，得到对称图形2，再将对称图形2沿着直线在第一象限进行镜面对称，得到对称图形3，将称图形1、对称图形2和对称图形3进行y轴对称，分别得到y轴对称图形1、y轴对称图形2和y轴对称图形3，将对称图形1和y轴对称图形1沿x轴和y轴方向上的长度分别缩小到原来的0.8倍，得到缩小对称图形1和缩小y轴对称图形1，将对称图形3和y轴对称图形3沿x轴和y轴方向上的长度分别缩小到原来的0.5倍，得到缩小对称图形3和缩小y轴对称图形3，将几何图形OQ₁Q₂Q₃沿x轴和y轴方向上的长度分别扩大到原来的1.2倍，得到扩大图形1，依次连接点B(‑10mm，0mm)和C(10mm,0mm)，得到等腰三角形ABC，将缩小对称图形1、缩小y轴对称图形1、对称图形2、y轴对称图形2、缩小对称图形3、缩小y轴对称图形3、扩大图形1和等腰三角形ABC得到初始图形1，将初始图形1以点作为旋转点，顺时针旋转120°，得到初始图形2，将初始图形1以点作为旋转点，顺时针旋转240°，得到初始图形3，将初始图形1、初始图形2和初始图形3合并，得到多边图形，将多边图形以点作为旋转点，顺时针旋转60°，并沿X轴和Y轴方向上的长度缩小为原来的0.8倍，得到旋转多边图形，将多边图形和旋转多边图形合并，得到封闭图形，将封闭图形的圆形覆盖面的半径缩小到原来的0.3686倍得到所需特定形状和尺寸的金属天线贴片得到所需的金属贴片；所述圆柱形金属导体的一端与金属天线贴片连接，圆柱形金属导体的材料为铜，其底面半径r＝0.5mm，厚度d＝2.54mm，圆柱形金属导体与金属天线贴片的连接处圆心与介质基板四条侧边的垂直距离分别为16.4mm、16.4mm、13.6mm和13.6mm，与圆柱形金属导体相对的接地板上圆孔的孔径R＝1.9mm；所述圆柱形金属导体另一端的输出接口与能量管理电路相连，该能量管理电路用于将吸收到的能量进行储存。