[发明专利]用于将电磁辐射转换为电能的系统及方法

权利要求书

1.一种将电磁辐射转换为电能的系统，其包括：

多个谐振结构元件的子阵列，其中各个子阵列包括多个谐振结构元件，其中各个谐振结构元件被调整至在包括在电磁辐射的频率范围内的不同谐振频率处谐振，其中在各个子阵列中的被调整至特定频率的所述谐振结构元件的数量与近似黑体辐射源频谱分布的直方图一致，其中，电能由在谐振元件内存在的电磁辐射激发，所述电磁辐射具有在谐振频率处或接近谐振频率的频率；与各个谐振结构元件相关联的转换结构，将激发的电能转换为直流电；以及母线，所述母线将各个子阵列中的所述谐振结构元件与另一谐振结构元件串联，并将各个子阵列与另一子阵列并联，以形成一个电源为负载提供电力。

2.根据权利要求1所述的系统，进一步包括连接至谐振元件及转换结构的共面带，所述共面带为各个谐振结构元件及其相关联的所述转换结构之间提供阻抗匹配。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，至少一个所述转换结构是MIIM二极管。

4.根据权利要求1所述的系统，其中至少一个谐振结构与至少一个额外的转换结构相关联。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，至少一个所述转换结构包括至少一个二极管；以及其中，所述二极管及所述谐振元件各包括至少一个层，使得所述谐振元件及所述二极管可用同样的工序来制造。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，每个谐振结构元件具有多个与其相关联的转换结构，所述相关联的转换结构并联至所述相关联的谐振结构元件。

7.根据权利要求1所述的系统，进一步包括接地层，所述接地层将未被所述谐振结构吸收的辐射反射回谐振结构。

8.一种将电磁辐射转换为电能的系统，其包括：

多个纳米天线，所述纳米天线用来获取电磁辐射的频谱范围内的能量并将所获取的辐射转换为电能，其中所述纳米天线指定为获取所述电磁辐射的频谱范围内任意特定频率的能量，所述纳米天线的数量与电磁辐射的频谱分布直方图一致；以及

母线，以收集由纳米天线子阵列产生并经过转换的电能并向负载供电。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述纳米天线设置为在电磁辐射频谱中心部位提供更大的覆盖范围。

10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述纳米天线设置为，提供近似于电磁辐射频谱分布的电磁辐射频谱的覆盖范围。

11.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，每个纳米天线包括：

谐振元件对，其包括第一谐振元件，将其调整至在包括在电磁辐射的频率范围内的第一谐振频率处谐振；以及第二谐振元件，将其调整至在包括在电磁辐射的频率范围内的第二谐振频率处谐振；

其中，电能由在所述第一谐振元件内存在的电磁辐射激发，所述电磁辐射具有在第一谐振频率处或接近第一谐振频率的频率，以及电能由在第二谐振元件内存在的电磁辐射激发，所述电磁辐射具有在第二谐振频率处或接近第二谐振频率的频率；

连接至所述第一谐振元件的第一共面带；

连接至所述第二谐振元件的第二共面带；以及

连接至所述第一和第二共面带的转换结构，用于将每个谐振元件对的每个第一和第二谐振元件中激发的电能转换为直流电。

12.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述纳米天线被整合至薄膜内。

13.根据权利要求8所述的系统，进一步包括电气能源网，所述纳米天线将电力源供应至所述电气能源网。

14.根据权利要求8所述的系统，进一步包括接地层，所述接地层将未被所述天线阵列吸收的辐射反射回所述纳米天线。