[发明专利]物联网射频收发组件开孔悬臂梁振动电磁自供电微传感器

摘要

本发明的射频收发机中的开孔悬臂梁振动电磁自供电微传感器，由一个主悬臂梁、8个副悬臂梁以及外围大电容和稳压电路组成。主悬臂梁两侧的自由边上制作了八个尺寸相同副悬臂梁。8个副悬臂梁上开有不同半径、间距以及数量的圆孔。本发明既实现了电磁能的收集又实现了振动能的收集。由于天线结构设计在主悬臂梁和副悬臂梁下表面，从而扩大了天线收集杂散电磁波能量的方向性范围。本发明的8个副悬臂梁具有8种不同的固有谐振频率，增大了频率带宽，更适用于振动频率复杂多变的振动环境的振动能量的收集和利用。同时，由于杂散波和振动能被收集，改善了电磁兼容的问题，抑制了抖动，本发明能够大大提高射频收发组件的性能。

主权项

一种物联网射频收发组件开孔悬臂梁振动电磁自供电微传感器，其特征是该微传感器由一个主悬臂梁（1）和八个副悬臂梁（2）构成，在外围辅以大电容和稳压电路（11），主悬臂梁的锚区（3）固定在砷化镓衬底（4）上，八个副悬臂梁（2）分别对称分布在主悬臂梁（1）的两侧，且副悬臂梁（2）的锚区在主悬臂梁（1）的两侧边上；副悬臂梁（2）上开有两行圆孔（6），圆孔（6）以矩形阵列的形式排列，在同一个副悬臂梁（2）上圆孔（6）的半径相同且每一行或每一列相邻圆孔（6）圆心的间距相同，每个副悬臂梁（2）的固有谐振频率都是不同，这是由于副悬臂梁（2）上设计了不同直径或分布的圆孔（6），通过设计不同副悬臂梁（2）上的圆孔（6）的孔半径，相邻圆孔（6）圆心的间距以及圆孔（6）的数量，设计八种不同的固有谐振频率；主悬臂梁（1）的其中一侧的4个副悬臂梁（2）上圆孔（6）的直径都为8μm，但对于这4个副悬臂梁（2），不同副悬臂梁（2）上的相邻圆孔（6）圆心的间距不同分别为8μm，10μm，12μm和14μm；而对于主悬臂梁（1）另一侧的4个副悬臂梁（2），其中两个副悬臂梁（2）设计了直径为10μm的圆孔（6），不同副悬臂梁（2）上相邻圆孔（6）圆心的间距分别为6μm和8μm，另外两个副悬臂梁（2）设计直径为12μm的圆孔（6），不同副悬臂梁（2）上相邻圆孔（6）圆心的间距分别为6μm和8μm，对于不同的要求设计不同的孔半径、相邻圆孔（6）圆心的间距和孔的数量来满足；把天线结构（12）设在带有压电材料层（7）的主悬臂梁（1）和副悬臂梁(2)下表面，既实现电磁能的收集又实现振动能的收集。