[发明专利]应用于无线移动终端的射频能量采集装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于无线移动终端的射频能量采集裝置，该裝置特别适用于便携式无线移动终端。

背景技术

能量采集是指通过“收集”周围环境中的热、振动、光及电磁波等微量能源，使其转换成电力的技术，以达到节能降耗的目的。在现代生活中，我们的周围充斥着FM、AM广播，以及手基机站、电视等射频信号，通过获取这些RF能量，可以将其转化成电源供我们使用。此类技术通常有三种实现手段：电磁感应式、磁共振式和射频式。前二种技术成熟、易于实现，但作用距离较近；射频式能够收集较远距离的射频源所发出的能量，使用RF采集能量的设备不受场地限制，可在多种频段(包括915 MHz、868 MHz或2.4GHz等)下工作。目前意法半导体、凌力尔特等已推出M24LR16E、MAX17710、LTC3588等能量收集芯片，但将射频能量采集应用于便携式无线移动终端的文献并不多见，本发明研究的装置可以安装在移动终端上，在没有市电时，也能够起到补充电能的作用。

发明内容

针对现有技术中存在的不足之处，本发明提供一种应用于无线移动终端的射频能量采集装置。该装置体积小巧，安装方便，能够有效地利用周围环境的射频能量，提高能量使用效率。 

为实现上述目的，本发明技术方案为：

应用于无线移动终端的射频能量采集装置，其特征在于：该装置由以下三个模块组成，其中，所述的接收天线模块通过天线采集外界微弱信号，并连接到一升压模块；所述的升压模块的信号输入端连接接收天线模块，其信号输出端连接一稳压充电模块，将天线接收的微弱信号进行升压；所述的稳压充电模块的输入端连接升压模块，对升压后的电压进行稳压后整流，其输出端连接蓄电设备。 

进一步的，所述的接收天线模块包括有设置在介质基板上的天线主体、阻抗变换器、50欧姆阻抗和馈线端口；天线主体连接阻抗变换器后，通过50欧姆阻抗连接馈线端口；馈线端口连接升压模块的信号输入端。

进一步的，所述升压模块包括有连接在该升压模块的信号输入端和信号输出端之间的第一电容组和第二电容组，第一电容组和第二电容组均由两个以上的电容单元串接而成，第一电容组和第二电容组中的电容单元对应设置且个数相同；第一电容组中的每个电容单元在邻近信号输入端的一端与一个第一二级管的负极相连，另一端与一个第二二级管的正极相连；其中，第一二级管的正极连接第二二级管的负极，第一二级管的正极和第二二级管的负极同时连接第二电容组中对应的电容单元。

上述技术方案的有益之处在于：

本发明通过高效的天线设计和升压、稳压等处理，可以用无源的方式收集外界环境的微弱射频能量，并将其转化成电源供电器设备使用。

本发明采用高效的微带天线设计，体积小型，易于安装到现有的无线移动终端上，并覆盖多个频段，考虑天线跟升压模块的匹配问题，尽量少的损失能量，获取外界环境的射频能量，综合考虑频段、增益和指向性，提高接收效率。

本发明的升压模块，采用低功耗的高频肖特基管成为电容电荷泵的核心，它能接收较微弱的信号使之导通，然后给电容充电，使能量在电容中积蓄，供给后级用电设备应用。尽量能够降低其开启电压，考虑电压升高和驱动电流之间的折衷。既能把接收到的电压信号升压到用电设备所需的电压，又能满足后级的驱动电流的要求。

本发明的稳压充电模块，能尽量提高其电源管理能力，为后级的蓄电装置提供稳定的电压，并且能够起到一定的保护作用，以免损坏蓄电装置。

综上所述，本发明设计性能良好的升压、稳压电路，能够有效地在尽可能小地影响无线移动终端无线移动终端结构情况下，实现对移动无线终端充电，延长无线移动终端电池的使用时间。 

附图说明

图1是本发明工作原理框图；

图2是本发明微带天线结构示意图；

图3是本发明微带天线的三维增益方向示意图；

图4是本发明接收天线模块回波损耗的Smith圆示意图；

图5是本发明升压模块原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。