[发明专利]面向物联网泄漏能量收集的悬臂梁微波接收机前端

说明书

技术领域

本发明涉及一种面向物联网泄漏能量收集的悬臂梁微波接收机前端，属于微电子机械系统(MEMS)的技术领域。

背景技术

发展物联网，对于加快转变经济发展方式，促进经济、社会的发展进步具有重要的现实意义。但是作为物联网重要组件之一的微波接收机前端存在的一些缺陷限制了其在物联网中的应用，比如部分本地振荡信号经混频器件泄漏到低噪声放大器，继而被阻挡产生反射波，此反射波再次与本地振荡信号混频，则会在混频器的输出端产生直流信号，不仅会引起直流失调，还会增加直流功耗。近年来，随着MEMS技术的快速发展，并对MEMS能量收集技术和MEMS滤波器技术进行了深入的研究，使得面向物联网泄漏能量收集的悬臂梁微波接收机前端具有实现的可能。

发明内容

为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种面向物联网泄漏能量收集的悬臂梁微波接收机前端。接收机使用微波天线接收信号，接入微波滤波器进行滤波，滤波后的信号进入低噪声放大器放大，被放大的微波信号进入振荡信号泄漏能量收集的悬臂梁混频器，在实现传统混频的同时，消除了本地振荡信号的自混频产生的直流失调，并收集混频结构泄漏的本地振荡信号的能量，同时由AC/DC转换模块将泄漏的能量转换成直流电压后储存于充电电池中，混频后的信号接中频滤波器，最终实现中频输出。充电电池与直流电源并联后与有源电路相连，实现有源电路的自供电。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种面向物联网泄漏能量收集的悬臂梁微波接收机前端，包括微波天线、微波滤波器、充电电池、直流电源、低噪声放大器、振荡信号泄漏能量收集的悬臂梁混频器、本地振荡器、中频滤波器和中频输出；所述微波天线连接到微波滤波器的输入端，所述微波滤波器输出端与低噪声放大器的输入端相连接，所述低噪声放大器的输出端连接振荡信号泄漏能量收集的悬臂梁混频器的信号输入端口，所述本地振荡器的输出端与振荡信号泄漏能量收集的悬臂梁混频器的本地振荡信号输入端口相连，振荡信号泄漏能量收集的悬臂梁混频器的混频信号输出端口与中频滤波器输入端相连，中频滤波器的输出端连接中频输出，得到微波接收机后端可处理的相对稳定的中频信号；振荡信号泄漏能量收集的悬臂梁混频器的AC/DC转换模块连接充电电池，充电电池与直流电源并联后，为低噪声放大器、振荡信号泄漏能量收集的悬臂梁混频器和本地振荡器提供能量并实现自供电，所述振荡信号泄漏能量收集的悬臂梁混频器收集了由本地振荡信号经过混频结构泄漏的能量并储存于充电电池中。

进一步地：通过设置振荡信号泄漏能量收集的悬臂梁混频器，被放大的微波信号进入振荡信号泄漏能量收集的悬臂梁混频器，在实现混频的同时，消除了本地振荡信号的自混频产生的直流失调，并收集混频结构泄漏的本地振荡信号的能量，同时由AC/DC转换模块将泄漏的能量转换成直流电压后储存于充电电池中，混频后的信号接中频滤波器，最终实现中频输出。

更进一步地：所述振荡信号泄漏能量收集的悬臂梁混频器包括带通滤波器，AC/DC转换模块和混频结构，其中所述混频结构为三端口网络，三个端口分别为信号输入端口、本地振荡信号输入端口和混频信号输出端口；所述信号输入端口与所述带通滤波器的输入端相连后，所述信号输入端口再与混频结构的输入端相连，所述混频结构的本地振荡信号输入端口连接本地振荡器的输出端，所述带通滤波器的输出端连接AC/DC转换模块，最后混频结构的混频信号输出端口输出混频后的中频信号。

再进一步地：所述带通滤波器包括第一平面电感L1、第二平面电感L2以及电容式悬臂梁，所述电容式悬臂梁包括电容式悬臂梁一K1和电容式悬臂梁二K2，电容式悬臂梁一K1的第一段传输线一端和第一平面电感L1上端相连成为带通滤波器的输入端，电容式悬臂梁一K1的第二段传输线一端连接地，第一平面电感L1的下端连接电容式悬臂梁二K2的第一段传输线一端，且第一平面电感L1的下端也连接第二平面电感L2的上端，第二平面电感L2的下端接地，电容式悬臂梁二K2的第二段传输线一端作为滤波器的输出端与AC/DC转换模块相连，通过控制电容式悬臂梁一K1和电容式悬臂梁二K2的下拉电极上的下拉驱动电压调节接入的电容的大小，从而调节滤波器的通带频域。