[发明专利]一种线极化入射电磁波的无线能量接收平板

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线能量接收平板，特别是一种线极化入射电磁波的无线能量接收平板。

背景技术

能量接收是指将外部的能量，如太阳能、热能、风能等捕获、存储的过程。收集的能量能为小功率的电子产品的工作提供能量。相较于煤炭、石油等主要供能来源，能量接收技术是将生活中的许多废弃能量源如周围环境中的无线电波、风能、热能等加以利用，不仅十分环保而且具有可持续性。

自上世纪50年代以来，伴随着新材料、无线电技术、微电子技术的发展，电脑、手机、数码相机等各种电子产品极大地丰富和方便了人们的生活，各种各样的无线电传感设备大量出现，但在动力能源方面，依然采用传统的供能方式，即化学能电池提供能量，但需要经常更换或充电。未来的应用对电子产品，特别是可以随身携带的无线设备在远离充电电源时的续航能力提出了更高的要求，如何延长设备的工作持续时间正成为现在的一个研究热点。目前许多技术已经开发出来用于克服无线设备续航时间有限的问题。其中，作为能量接收技术的一种，电磁波能量接收技术能将周围空气中的电磁波(如手机基站，无线WIFI网络所产生的电磁波)吸收并将其能量转化为直流电能，直接实现对小功率电子设备的供电。

发明内容

本发明的目的在于提供一种线极化入射电磁波的无线能量接收平板，实现对任意方向线极化电磁波的完美接收。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明的无线能量接收平板包括正方形阵列单元，正方形阵列单元从上至下依次为第一导电薄层、第一介质基板层、第二导电薄层、第二介质基板层和第三导电薄层；该无线能量接收平板由至少一个正方形阵列单元重复排列而成，第一导电薄层上刻蚀有正方形双圆极化谐振结构，正方形双圆极化谐振结构由中心为正方形贴片与连接在正方形贴片四边的弯折线形的贴片组成；

正方形双圆极化谐振结构的正方形贴片上均刻蚀有第一金属过孔和第二金属过孔，第一金属过孔和第二金属过孔穿过中间各层与第三导电薄层上的二合一微带线功率合成电路的输入端连接；

第三导电薄层上所有二合一微带线功率合成电路的输出端级联组成功率合成网络，将功率合成网络的输出端与高频整流芯片的输入端相连，由高频整流芯片的输出端得到直流电输出。

所述的无线能量接收平板为长方形或者正方形，由正方形阵列单元沿上、下、左、右方向间隔等距延拓而成。

所述的正方形双圆极化谐振结构接收线极化波中的左旋圆极化分量和右旋圆极化分量，左旋圆极化分量和右旋圆极化分量分别经过两个金属过孔流入第三导电薄层。

所述的无线能量接收平板接收任意方向线极化入射的电磁波。

本发明与背景技术相比具有的有益效果是：

1)基于电磁波完美接收原理的无线能量接收平板可以在任意方向线极化电磁波的入射条件下工作，与现有的线极化无线能量接收平板或者接收天线阵列相比相比不需考虑极化匹配。

2)设计结构简单，厚度薄(只需4mm)，只有工作电磁波波长的三十分之一，所用材料均为常见材料，造价低廉。

3)结构多变，可以针对不同电磁波环境设计不同的形状和大小，每一种形状都可以实现电磁波能量的高效吸收。

4)采用功率合成网络后，只需一个高频整流芯片即可，降低成本，提高整流效率

本发明可广泛用于当今各种频段的电磁波能量接收转化研发等应用领域。

附图说明

图1是正方形阵列单元的侧面示意图。

图2是正方形阵列单元的正面示意图。

图3是正方形阵列单元的反面示意图。

图4是本发明实施例的无线能量接收平板正面示意图。

图5是本发明实施例的无线能量接收平板反面示意图。

图中：1.第一导电薄层，2.第一介质基板层，3.第二导电薄层，4.第二介质基板层，5.第三导电薄层，6.正方形双圆极化谐振结构，7.第一金属过孔，8.第二金属过孔，9.二合一微带线功率合成电路，10.功率合成网络，11.高频整流芯片。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明包括正方形阵列单元，正方形阵列单元从上至下依次为第一导电薄层1、第一介质基板层2、第二导电薄层3、第二介质基板层4和第三导电薄层5。