[发明专利]基于回收整流电路三次谐波的无线携能通信系统

权利要求书

1.一种基于回收整流电路三次谐波的无线携能通信系统，其特征在于，所述系统包括信号接收端，所述信号接收端用于实现同时能量收集和信息采集的功能；所述信号接收端包括：

定向耦合器，包括输入端口、直通端口、耦合端口和隔离端口，所述隔离端口得到的输出信号的幅值信息与所述输入端口接收到的输入信号的幅值信息呈比例关系，所述隔离端口得到的输出信号的相位信息是所述输入端口接收到的输入信号的相位信息的三倍；三次谐波直接用于解调以实现信息传输和解调；

匹配电路，包括与所述直通端口相连的第一匹配分支和与所述耦合端口相连的第二匹配分支；

整流电路，与所述第一匹配分支和第二匹配分支相连；所述整流电路用于将射频电能转换为直流电能，并将在整流过程中产生的三次谐波通过所述第一匹配分支和所述第二匹配分支反射至所述定向耦合器；所述定向耦合器用于通过所述隔离端口输出基于所述直通端口接收到的反射信号和所述耦合端口接收到的反射信号得到的叠加信号；

负载，与所述整流电路相连。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述整流电路包括与所述第一匹配分支相连的第一整流分支和与所述第二匹配分支相连的第二整流分支；所述第一整流分支的结构和所述第二整流分支的结构相同，且所述第一整流分支和所述第二整流分支包括二极管，所述第一整流分支中的二极管的安装方向与所述第二整流分支中的二极管的安装方向相反。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一整流分支和第二整流分支还包括与所述二极管相连的电容。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述整流电路工作在920MHz和1800MHz双频段。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一匹配分支的结构和所述第二匹配分支的结构相同，所述第一匹配分支和所述第二匹配分支包括：至少一个贴片电感和至少一个贴片电容。

6.根据权利要求1至5任一所述的系统，其特征在于，输入至所述输入端口的调制信号r(t)在一个码元周期T_symbol内通过下述公式表示：

其中，k_n,m表示对于第n个频率为f_n的第m个码元的幅度；φ_n,m表示对于第n个频率为f_n的第m个码元的相位；

所述调制信号经过所述定向耦合器耦合后，得到流入第一匹配分支的信号和流入第二匹配分支的信号

两路信号b₂(t)和b₃(t)经过所述整流电路后通过泰勒级数展开，得到三次谐波信号，并反射回所述定向耦合器，所述三次谐波信号在所述定向耦合器的输入端口相互抵消，在所述隔离端口相互叠加。

7.根据权利要求1至5任一所述的系统，其特征在于，所述信号接收端以微带电路形式实现。

8.根据权利要求1至5任一所述的系统，其特征在于，所述系统还包括信号发射端，所述信号发射端与所述信号接收端基于无线通信连接。