[发明专利]双通道射频能量收集系统及其参数设计方法

权利要求书

1.一种双通道射频能量收集系统，包括接收天线、阻抗匹配电路、整流电路和负载电路，其特征在于：所述接收天线为双频微带贴片天线，在天线基板的正反两面分别设有微带贴片，正反两面的微带贴片在同一个馈电点采用同轴馈电方式连接所述阻抗匹配电路，所述接收天线反面的微带贴片对角开设有一对弧度为90°的弧形凹槽，所述阻抗匹配电路由两条匹配网络并联而成，每一条匹配网络对应一个通道的工作频段，两条匹配网络的输出端接入所述整流电路，经过整流电路整流后为所述负载电路供电。

2.根据权利要求1所述的双通道射频能量收集系统，其特征在于：所述双频微带贴片天线的工作频率为1.75GHz和2.45GHz。

3.根据权利要求1或2所述的双通道射频能量收集系统，其特征在于：所述匹配网络是由一个LC并联电路和两个串联电感构成的π型网络。

4.根据权利要求1所述的双通道射频能量收集系统，其特征在于：所述整流电路采用二倍压整流的方式将每一个匹配网络的输出转换为直流电源，然后将两个通道的直流电源叠加后向所述负载电路供电。

5.根据权利要求1所述的双通道射频能量收集系统，其特征在于：天线基板正面微带贴片的长度和宽度均小于反面微带贴片的长度和宽度。

6.如权利要求1所述的双通道射频能量收集系统的参数设计方法，其特征在于按照以下步骤进行：

S1：选定两个工作频段的中心频率f₁,f₂，并设置对应的匹配网络，其中f₁＞f₂；

S2：确定接收天线基板材料厚度h以及介电常数ε_r；

S3：按照计算正面微带贴片的宽度W_p，按照计算反面微带贴片的宽度W_s，并设定基板材料的宽度W＝W_p，其中c为光速；

S4：按照计算正面微带贴片的长度L_p，按照计算反面微带贴片的长度L_s，并设定基板材料的长度L＝L_p，其中：

有效介电常数

等效辐射缝隙长度

S5：将正反两面微带贴片的中心重合并设定可变参数L_t、L_f和R，其中：

L_t为馈电点离正面微带贴片左侧边缘距离；

L_f为馈电点离正面微带贴片下侧边缘距离；

R为反面微带贴片对角开设的弧形凹槽半径；

S6：将L_t、L_f和R作为可变参量，将天线反射系数S11<-10dBm作为约束条件，将收集的能量作为优化目标，利用智能寻优算法求得可变参量的具体取值。

7.根据权利要求6所述的双通道射频能量收集系统的参数设计方法，其特征在于：

当两个工作频段的中心频率f₁＝2.45GHz,f₂＝1.75GHz时，

各个参数取值为：

其中：L_s为反面微带贴片的长度，W_s为反面微带贴片的宽度，L_p为正面微带贴片的长度，W_p为正面微带贴片的宽度，L_t为馈电点离正面微带贴片左侧边缘距离；L_f为馈电点离正面微带贴片下侧边缘距离，h为基板材料厚度，R为反面微带贴片对角开设的弧形凹槽半径。