[发明专利]一种60GHz无线射频能量收集装置

说明书

本发明公开了一种60GHz无线射频能量收集装置，其包括：一60GHz接收天线，用于耦合空间中的60GHz无线射频能量而产生电信号；一天线匹配电路，连接于60GHz接收天线的馈电端，用于将60GHz接收天线回馈的电信号整流为直流信号；一能量收集电路，连接于天线匹配电路的输出端，用于对天线匹配电路输出的直流信号进行升压和储能。本发明能收集空间中60GHz频段的毫米波无线射频能量，进而适应5G通信技术的推广应用，并提高能量转换效率。

技术领域

本发明涉及能量转换装置，尤其涉及一种60GHz无线射频能量收集装置。

背景技术

随着移动通信技术的发展，现有通信技术已经越来越不能满足用户的需求。因此，下一代通信技术的需要也越来越急迫。为了占据未来通信技术的制高点，5G通信研究正在全球范围内迅猛展开。而世界主要国家的频率范围分布在57-66GHz。在5G通信中，因速率需要达到10Gbps，通信的小区会越来越小，其发射的射频信号能量也越来越集中。60GHz通信载波是波长为5mm的无线电磁波，该波段属于毫米波，具有频带宽、波长短的基本特征。这些频率特征决定了60GHz频段的电磁波具有极强的数据传输能力和极高的波形分辨率，使60GHz无线通信具有众多优势。通常情况下，天线的尺寸与载波波长的数量级相比拟，由于60GHz载波波长处于毫米级别，其天线的尺寸相对于低波段天线而言大为减小，可以弥补载波在传输过程中的路径损耗，也有利于实现电路的集成。

现有技术中，常见的能量收集装置包括太阳能收集的硅光电池、压电特性能量收集装置、振动能量收集装置、现有频段射频信号收集能量装置等等。另外一类为接收读头发射过来的能量，如被动式电子标签、非接触式IC卡，其中IC卡标准为ISO/IEC 10536、ISO/IEC 14443、ISO/IEC 15693。其中，硅光电池、压电特性收集、振动能量收集装置等无法收集空中的射频能量。而常见的无线射频能量接收转换装置主要的频率范围分布在57-66GHz，并且仅对这些频段的无线射频能量具有较好的效果，但是应对5G通信频段范围的射频能量时，这些能量接收装置的接收效率极低，无法有效收集能量，由此可见，现有技术中缺少一种能够对5G通信领域中60GHz频段的射频能量信号进行收集和转换的装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种60GHz无线射频能量收集装置，用以收集空间中60GHz频段的的毫米波无线射频能量，进而适应5G通信技术的推广应用，并提高能量转换效率。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。

一种60GHz无线射频能量收集装置，其包括：一60GHz接收天线，用于耦合空间中的60GHz无线射频能量而产生电信号；一天线匹配电路，连接于60GHz接收天线的馈电端，用于将60GHz接收天线回馈的电信号整流为直流信号；一能量收集电路，连接于天线匹配电路的输出端，用于对天线匹配电路输出的直流信号进行升压和储能。

优选地，所述60GHz接收天线包括基材和设于基材上的多个天线单元，多个天线单元呈阵列式分布，且多个天线单元之间通过馈线连接。

优选地，所述天线单元呈六边形，且所述天线单元包括两个相平行的第一边、两个相平行的第二边和两个相平行的第三边。

优选地，所述第一边的长度为0.95mm，所述第二边的长度为1.3mm，所述第三边的长度为0.3mm。

优选地，所述基材是介电常数为3.38的FR4基材，所述天线单元和馈线均镀制于所述基材上。