[发明专利]物联网射频收发组件中悬臂梁振动电磁自供电微传感器

权利要求书

1.一种物联网射频收发组件中悬臂梁振动电磁自供电微传感器，其特征是在砷化镓衬底（6）上设有一个锚区（5），一个椭圆形结构的MEMS悬臂梁通过两个并列的窄梁连接到锚区（5）上，该MEMS悬臂梁共有五层结构组成，从上往下依次为：上电极（1），压电薄膜（2），下电极（7），氮化硅电介质层（3）和矩形微带贴片天线（4）；由上电极（1），压电薄膜（2），下电极（7）构成压电转换模块，在悬臂梁的周围辅以滤波电路（8）、整流电路（9）和储能电容（10），同时实现针对机械振动能和杂散电磁能这两种能量收集模块的集成，解决了低功耗系统的自供电问题；系统中两种能量收集模块相互补充，矩形微带贴片天线用作质量块增强梁振动的惯性力和形变，梁的振动能够扩展矩形微带贴片天线收集能量的方向性范围。

2.根据权利要求1所述的物联网射频收发组件中悬臂梁振动电磁自供电微传感器，其特征是所述的上电极（1）、压电薄膜（2）、下电极（7）、整流电路（9）和储能电容（10）组成压电换能器，该压电换能器由两个压电转换模块相互串联构成，即一个压电转换模块的下电极串联另一个压电转换模块的上电极，电压从前一个压电转换模块的上电极和后一个压电转换模块的下电极引出；上电极和下电极分别覆盖在两个压电薄膜的上下表面，上电极、下电极和压电薄膜位于悬臂梁的最大应力处，悬臂梁靠近锚区的位置，即并列的两个窄梁部分各有一个压电能量转换模块；悬臂梁末端的椭圆形部分作为矩形微带贴片天线的制作平台，没有放置压电换能器结构，用作悬臂梁结构中的质量块发挥作用，增强了悬臂梁振动时的惯性力和形变。