[发明专利]一种基于基片集成波导的电调谐整流天线

说明书

本发明属于微波输能技术领域，提供一种基于基片集成波导的电调谐整流天线，由电调谐接收天线、电调谐匹配电路及一阶倍压整流电路构成。其中，电调谐接收天线由圆形四分之一模基片集成波导谐振腔、变容二极管、电感、电容、加电线、接地焊盘构成，该谐振腔由中间介质基板、上层辐射金属片、下层带有弧形槽的金属地板、金属化通孔阵列构成；电调谐匹配电路由阻抗变换枝节、短路枝节、变容二极管、金属焊盘、电感、电容、加电线、接地焊盘构成；一阶倍压整流电路由电容、整流二极管、负载电阻、金属焊盘、接地焊盘构成。本发明具有较宽频率调谐范围、同时满足双模激励、实现线极化和圆极化两种极化方式的圆形四分之一模基片集成波导整流天线。

技术领域

本发明属于微波输能技术领域，具体涉及一种基于基片集成波导的电调谐整流天线。

背景技术

近年来，随着无线通信技术的持续发展，以及物联网、无线传感网络、射频识别标签和可穿戴及植入式电子等低功耗设备的不断涌现，更为环保、生命周期长的微波输能技术受到了人们越来越多的关注。微波输能，其具备远距离传输微波能量的能力，在无线功率传输系统中扮演着相当重要的角色；而微波输能系统的核心就是整流天线，它的作用是收集输入的微波能量，并将其转换成直流能。

为适应不同的工作频段和工作系统，人们对性能优良的高速电调谐整流天线的需求逐渐增加；电调谐整流天线由于其具有频率捷变的特性，已经变得越来越重要。为满足电子系统小型化的要求，采用可调匹配网络进行天线阻抗匹配，可使电路在多个工作频段内能有效的传输最大功率和降低损耗，简化了电路，同时降低了尺寸和成本。基片集成波导是一种在介质基片上实现类似于金属矩形波导传输特性的导波结构，引入该结构，可使天线具有结构简单、增益高、剖面低、易于集成等优点。而四分之一模基片集成波导具有和全模基片集成波导相同的特性，但其整体尺寸缩减为原来的四分之一，具有小型化的作用。另外，四分之一模基片集成波导在双模，双极化的实现上具有先天的优势。因此，对基于四分之一模基片集成波导的电调谐整流天线的研究设计具有十分现实的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于基片集成波导的电调谐整流天线，具有较宽频率调谐范围、同时满足双模激励、实现线极化和圆极化两种极化方式的圆形四分之一模基片集成波导整流天线。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于基片集成波导的电调谐整流天线，由电调谐接收天线、电调谐匹配电路及一阶倍压整流电路构成；其特征在于，

所述电调谐接收天线包括由中间介质基板(1)、上层四分之一圆形辐射金属片(2、3)、下层带有弧形槽(4)的金属地板、贯穿中间介质基板(1)并连通上下两层的金属化通孔阵列(5)构成的圆形四分之一模基片集成波导谐振腔体和由第一变容二极管(6)、第二变容二极管(7)、第三变容二极管(8)、第一扼流电感(10)、第一电源滤波电容(11)、第一加电线(12)、第一接地焊盘(9)、第二接地焊盘(13)、第三接地焊盘(14)构成的接收天线谐振频率电调谐网络；其中，上层四分之一圆形辐射金属片包括四分之一圆形辐射金属片(2) 和位于四分之一圆形辐射金属片圆心位置的方形辐射金属片(3)；第一变容二极管(6)和第二变容二极管(7)跨接在四分之一圆形辐射金属片(2)和方形辐射金属片(3)之间，第三变容二极管(8)跨接在方形辐射金属片(3)和第一接地焊盘(9)之间，第一变容二极管(6)、第二变容二极管(7)、第三变容二极管(8)的阴极均放在方形辐射金属片(3)上；方形辐射金属片(3)通过第一扼流电感(10)与第一加电线(12)连接，第一电源滤波电容(11) 跨接于第一加电线(12)与第二接地焊盘(13)之间，第三接地焊盘(14)用于接地；