[发明专利]一种2.45GHz柔性易共形的微波整流天线

说明书

技术领域

本发明属于天线技术领域，尤其涉及一种2.45GHz微波柔性整流天线。

背景技术

微波天线整流是微波输电系统中的关键部分，现仍处于实验室研究阶段。国内外现阶段基本都集中于整流天线的效率，而对于整流天线的应用关键因素考虑较少。例如整流天线与充电设备的装配问题，如果整流天线均为硬介质，则对于表面形状不规则或不平整的设备来讲其安装较为困难。现阶段各企业及研究单位所用整流天线板材基本为专用高频板材，均为硬介质，且成本非常高，若将来微波输电成功应用于各无线输电场合，则成本会居高不下，不利于市场拓展。毛毡布有极其优异的柔性性能，所以结构能更好的与载体共形，并且能保持良好的性能，成本较于普通PR4板材都低。

综上所述，现研究阶段2.45GHz频率的整流天线均为硬介质，不利用整流天线与设备间的安装。且使用高频板材研究、制作成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种2.45GHz微波柔性整流天线，旨在解决当前2.45GHz频率的整流天线为硬介质，不利用整流天线与设备间的安装，且使用高频板材研究、制作成本较高的问题。

本发明是这样实现的，一种2.45GHz微波柔性整流天线，总体分为2.45GHz柔性矩形微带接收天线及SMA母头同轴连接器与2.45GHz的微波整流电路(包括输入低通滤波器、匹配电路、输出滤波器、整流二极管、负载)及SMA公头同轴连接器，其连接示意图如图 1所示。

微波整流电路又包括低通输入滤波器、匹配电路、肖特基整流二极管、输出滤波器，其中输入滤波器为低通椭圆滤波器，输出滤波器为λ/4长微带线与100PF的大电容组成，λ /4长微带线的长度在设计中会根据整流效率稍作优化。其中整流电路使用FR4设计。柔性矩形微带天线将空间中的2.45GHz微波接收，经过同轴连接器送至整流电路，整流电路中的低通输入滤波器滤除高频杂波并传输至整流二极管，单二极管将微波变为直流并传输至输出滤波器，输出滤波器阻止基波与高次谐波仅允许直流通过。其中的匹配电路作用是将整流电路阻抗匹配至50欧姆，且在实现匹配的同时尽量减小损耗。将微波接收天线与微波整流电路进行分体设计，可以减小可视的整流天线的面积，进而增加微波的接收效率。所述2.45GHz微波整流天线包括：毛毡布板材、SMA同轴连接器、柔性矩形微带天线、整流二极管、低通椭圆输入滤波器、匹配电路、输出滤波器。

进一步，所述微带天线板材使用毛毡布。

进一步，所述2.45GHz微波柔性整流天线采用中心频点为2.45GHz的线极化矩形微带天线，使用微带线侧馈方式馈电。

本发明提供的2.45GHz微波整流天线，滤波器的插损仅有0.8db，采用低损耗高匹配效果的匹配电路，匹配电路由两段微带线构成，见附图3；一般设计2.45GHz的整流天线使用板材为Rogers系列高频板材或者FR4常规板材，两者均为硬介质板材。成本方面，已本次设计为例Rogers系列板材单套整流天线的成本至少300元左右，FR4常规板材单套成本 50元左右，而本设计使用常见的毛毡布板材设计整流天线，单套整流天线成本仅为12元。所做对比均为小批量生产，故使用毛毡布板材不仅可以制作柔性、易共形整流天线，而且大大降低了整流天线研究、制作成本。经测试，柔性整流天线的整流效率在负载为200Ω时最高达到78％。

附图说明

图1是本发明实施例提供的2.45GHz柔性矩形微带天线结构示意图。

图2是本发明实施例提供的2.45GHz柔性矩形微带天线结构示意图。

图3是本发明实施例提供的2.45GHz整流电路结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。

如图2所示，本发明实施例提供的2.45GHz微波柔性整流天线包括：柔性板材、 SMA同轴连接器、矩形微带天线、整流二极管、低通椭圆输入滤波器、匹配电路、输出滤波器。