[发明专利]一种新型能量接收器

说明书

一种新型能量接收器，包括总谐振阵列，所述总谐振阵列包括20乘20个周期性谐振单元，每个谐振单元包括4片金属贴片、绝缘介质基板和金属地基板，金属贴片设置于绝缘介质基板正面上，金属地基板设置于绝缘介质基板背面，金属地基板与绝缘介质基板贴合；绝缘介质基板上挖去若干个孔，并在孔的边缘镀上所述金属，形成镀金属孔，在金属地基板上与镀金属孔对应位置设有若干个使绝缘介质基板暴露的端口，端口的数量与镀金属孔的数量相同，端口通过同轴线连接整流电路；与传统的线极化谐振器相比有着结构新颖简单，适用于任意入射方向能量的接收，具有高效率，且介质损耗极小的特点。

技术领域

本发明属于电磁技术领域，具体涉及一种新型能量接收器。

背景技术

人工电磁结构是具有特殊电磁特性的人工结构，由特定几何形状的亚波长人工结构基本单元非周期或周期排列构成。目前关于人工电磁结构的物理特性研究，及其在定向辐射高性能天线、电磁隐身、空间通信、探测技术和新型太赫兹波段功能器件等领域的应用研究开始成为国际物理学和电磁学界的研究热点。

人类社会发展进入了无线时代，人们获得信息越来越便捷和及时，随时随地的获取能量信息的需求日益强烈。在给国防安全、城市建筑、医疗检测等传感器和其他电子设备供电时，无线能量传输（WPT）成为一种很好的选择。无线能量传输是指能量从能量源传输到电负载的一个过程，摆脱了传统有线传输，通过自由空间来传输。WPT被广泛应用于手机充电，机器人供电，RFID系统功能，微系统技术，微波驱动直升机、空间飞行器等领域。

在WPT过程中，电磁波的极化是必须考虑的重要因素。电磁波的极化是电磁波的一种重要性质，描述的方式是分析电场矢量振荡行为。当电磁波沿着波矢量的方向传播时，随着时间的变化，电场矢量末端所行轨迹可分为直线，椭圆，圆，它们分别对应着的极化方式为线极化，椭圆极化，以及圆极化，其中，辐射线极化波的天线（谐振器）在电磁微波的研究领域有着十分广泛的应用。传统的用于无线输能的线极化谐振器效率较低，且只能适用于单一入射方向能量的接收，对于任意入射方向能量的接收，效率不稳定，损耗大，性能不突出，这在实际应用中带来诸多的不便因素，因此，设计出低损耗、高效率、适用于任意线极化方向的无线输能谐振器，也凸显出重要意义，本发明利用一种人工电磁结构制成了一种新型能量接收器，很好地克服了上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型能量接收器，一种用于任意线极化方向能量接收的二维人工电磁结构，与传统的线极化谐振器相比有着结构新颖简单，适用于任意入射方向能量的接收，具有高效率，且介质损耗极小的特点；包括总谐振阵列，所述总谐振阵列包括20乘20个周期性谐振单元，每个谐振单元包括4片金属贴片、绝缘介质基板和金属地基板，金属贴片设置于绝缘介质基板正面上，金属地基板设置于绝缘介质基板背面，金属地基板与绝缘介质基板贴合；绝缘介质基板上挖去若干个孔，并在孔的边缘镀上所述金属，形成镀金属孔，在金属地基板上与镀金属孔对应位置设有若干个使绝缘介质基板暴露的端口，端口的数量与镀金属孔的数量相同，端口通过同轴线连接整流电路。

优选的，所述金属贴片为矩形，尺寸为15.3mm乘4.6mm。

优选的，所述绝缘介质基板为绝缘f4b介质基板。

优选的，所述金属为铜。

优选的，所述镀金属孔是在绝缘介质基板上挖去若干个孔，并在孔的边缘镀铜而形成的，半径为0.3mm。

优选的，所述镀金属孔的个数为4个。

优选的，每个谐振单元体积为24mm乘24mm乘2.4mm，总谐振阵列的体积为480mm乘480mm乘2.4mm。

优选的，所述整流电路为用于模拟能量传输接收端的电阻负载，为了更好地与传输线匹配，阻值选为50欧姆。

优选的，所述端口的外半径 1.5mm，内半径 0.3mm。