[发明专利]一种RF能量采集器

说明书

本发明公开的是用于采集环境中的RF（射频）能量的天线装置。该装置包括一个或多个RF天线组件，设置为接收RF能量并用于产生电力。所述一个或多个RF天线组件包括多个频率滤波组件，每个频率滤波组件设置为过滤所接收的RF能量的相应频带。本发明还公开了包括整流电路的装置，该整流电路设置为将从相关联的天线的输入接收的可变电信号转化为用于供给到电能存储单元的直流电信号，该天线用于采集环境中的RF能量。该装置还包括具有输入的电源管理模块，该输入设置为接收直流电并控制该直流电供给到电能存储单元。该整流电路包括多条传输线，其中所述整流电路的输入和电源管理模块的输入经由多条传输线连接。该电源管理模块设置为至少部分在由多条传输线所限定的边界内。

技术领域

本发明涉及一种用于采集RF(射频)能量的装置，尤其涉及一种用于接收环境RF能量的天线。此外，还公开了RF能量采集系统的整流器部分，以及该整流器与电源管理模块的集成。

背景技术

许多电气设备，特别是便携或远程电气设备由电池供电。电池通常需要重新充电或定期更换，这是电气设备连续操作的基础。然而，并不总是希望或能够将设备连接到电力网供电来用于充电，或容易进入设备来更换电池。此外，它可能无法依靠电池在较长时间内和/或极端操作/环境条件下100％可靠地执行。因此，已探索其它装置用于给设备供电/充电。

一种建议是通过电气设备上的能量采集装置获取电能为电气设备供电。能量采集涉及将来自干净、自由可用能源的能量转化成电能，并代表一种环保的解决方案。通常使用自由能源方案为电气设备供电，包括太阳能、热能和振动能源。例如，实用型太阳能采集器，如太阳能电池板和太阳能整流天线，利用光伏电池通过光伏效应将光子转化成电能。然而，如太阳能采集器的解决方案不适合于许多类型的远程电气设备，并且在许多地理位置使用也是不理想的。

可选择的建议是电力的无线传输。例如，高功率RF源可用于将RF能量以特定的频带传输至接收方设备。然后，接收方设备接收RF能量并将其转化成电形式，其可用于为设备供电。这样的系统可在某些环境中有效地工作。然而，这样的系统依赖于高能量RF发射机，由于需要安装基础设施，这降低了这种系统的整体吸引力，因此限制了可使用这种技术的可能应用的数量。

由于近几十年移动通信行业的扩展以及环境RF能量的相应增加，一些研究已经着眼于是否可以采集这种环境RF能量。目前，已经报道了用于采集环境RF能量的一些实用型能量收集解决方案，尽管这种能源很丰富。关于采集RF能量的主要挑战之一是采集非常低的RF功率，其可低至10nW。目前，RF能量采集不看作是可行的选择。

因此仍然需要可选择的能源用于远程设备。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了用于采集环境RF能量的天线装置。该装置包括一个或多个RF天线组件，设置为接收RF能量用于产生电力。

所述一个或多个RF天线组件包括多个频率滤波组件，每个频率滤波组件设置为过滤所接收的RF能量的相应频带。

该频率滤波组件可形成一个或多个RF天线组件的一部分。该频率滤波组件可以是形成在一个或多个RF天线组件中或上的特征。该特征的过滤特性可根据所述特征的尺寸来确定。该特征可形成在一个或多个RF天线组件中或上的某些位置上，其与一个或多个RF天线的一个或多个谐振频率相关联，它们形成在该谐振频率内。

设置多个频率滤波组件来过滤的各种频带可以是一种或多种已知的电磁辐射频带。该一种或多种已知的电磁辐射频带可包括一种或多种GSM900、GSM 1800、3G和4G。

一个或多个RF天线组件之一可以是圆形辐射贴片，设置为接收第一频率范围。多个频率滤波组件的第一个可以是在圆形辐射贴片中或上同心形成的弯曲特征。第一滤波组件可设置为在第一频率范围内过滤一个或多个频率。