[发明专利]一种面向物联网驻波能量收集的固支梁微波接收机前端

说明书

技术领域

本发明提出了一种面向物联网驻波能量收集的固支梁微波接收机前端，属于微电子机械系统(MEMS)的技术领域。

背景技术

物联网的提出以及发展，推动了整个通信行业中各种技术的更新升级，为我国带来了新的机遇和挑战，而作为物联网的核心之一的微波接收机前端，由于其性能不能满足发展要求而成为新的难题，这严重阻碍了物联网的发展。传统的微波接收机前端中，滤波器频段外的微波信号会形成驻波，造成严重的电磁干扰，污染了系统的电磁环境；同时滤波器的通带中心频率不可调，限制了接收机前端的使用范围。这些传统微波接收机前端的弊端降低了系统的稳定性。近年来，随着科学界和工业界对MEMS技术的研究以及实验验证，使得面向物联网驻波能量收集的固支梁微波接收机前端具有实现的可能。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种面向物联网驻波能量收集的固支梁微波接收机前端。接收机使用微波天线接收到的微波信号，接入基于固支梁的驻波能量收集可调滤波器进行滤波，不仅滤波器中心频率可调，同时达到驻波能量收集，减少驻波电磁干扰的目的。滤波后的信号进入低噪声放大器放大后，依次进入混频器、中频滤波器，最终实现中频输出。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提出了一种面向物联网驻波能量收集的固支梁微波接收机前端。该面向物联网驻波能量收集的固支梁微波接收机前端包括：微波天线、基于固支梁的驻波能量收集可调滤波器、充电电池、直流电源、低噪声放大器、混频器、本地振荡器、中频滤波器。

微波天线，用来接收微波信号。

基于固支梁的驻波能量收集可调滤波器，是由LC可调带通滤波器、第一LC可调带阻滤波器、第二LC可调带阻滤波器、第一AC/DC转换模块、第二AC/DC转换模块、微波信号输入端口和微波信号输出端口构成。其中LC可调带通滤波器由电容式固支梁K1、电容式固支梁K2和平面电感L1、平面电感L2构成，其中电容式固支梁K1和平面电感L1一端相连构成为滤波器的输入端，电容式固支梁K1的另一端连接地，平面电感L1的另一端连接电容式固支梁K2和平面电感L2，平面电感L2的另一端接地，电容式固支梁K2另一端作为滤波器的输出端。第一LC可调带阻滤波器和第二LC可调带阻滤波器由电容式固支梁K2、电容式固支梁K1和平面电感L2、平面电感L1构成，其中电容式固支梁K2和平面电感L2一端相连构成为滤波器的输入端，电容式固支梁K2的另一端连接地，平面电感L2的另一端连接电容式固支梁K1和平面电感L1，平面电感L1的另一端接地，电容式固支梁K1另一端作为滤波器的输出端。通过控制电容式固支梁K2和电容式固支梁K1的下拉驱动电压能够调节接入的电容大小从而调节滤波器的通带频域。第一LC可调带阻滤波器和第二LC可调带阻滤波器结构完全一样，其阻带的频域与LC带通滤波器通带的频域相同，形成互补，第一LC可调带阻滤波器和第二LC可调带阻滤波器的通带频域与驻波信号的频域相同，可以收集LC可调带通滤波器两端的驻波能量，并且能够实现滤波器滤波频段可调。

充电电池，将第一AC/DC转换模块和第二AC/DC转换模块得到的直流电压能量储存在电池之中，同时与直流电源并联，给有源电路实现自供电。

低噪声放大器，放大输入的微波信号，并接入混频器。

混频器，通过与本地振荡器混频，将微波信号变换为中频微波信号。

本地振荡器，产生本地振荡信号。

中频滤波器，滤波后输出中频信号。

有益效果：1.本发明的面向物联网驻波能量收集的固支梁微波接收机前端中包含基于固支梁的驻波能量收集可调滤波器。所述的滤波器只需要简单的控制电容式固支梁的下拉驱动电压的大小，就可以调节滤波器的滤波。此外，本发明中的两个结构完全一样的LC可调带阻滤波器阻带的频域与LC带通滤波器通带的频域相同，形成互补，LC可调带通滤波器的通带频段外的微波信号在其两端形成驻波，LC可调带阻滤波器10和LC可调带阻滤波器11的通带频段与驻波信号频段相同，可以收集LC可调带通滤波器两端的驻波，并利用AC/DC转换模块转换成直流电压，最终存储在充电电池中，在滤波的同时，也改善了电路的电磁兼容环境。

2.充电电池与直流电源并联，给有源电路部分实现自供电。

附图说明

图1为本发明的面向物联网驻波能量收集的固支梁微波接收机前端的原理框图；

图2是基于固支梁的驻波能量收集可调滤波器的结构框图；

图3是LC可调带通滤波器的原理图；

图4是LC可调带阻滤波器的原理图；