[发明专利]自带偏置电压的可重构整流天线

说明书

本发明涉及可重构天线领域，是一种自带偏置电压的可重构整流天线，解决了现有技术中需要额外直流偏置电源、不便于一体化集成和集成结构大的问题；所述可重构整流电路包括前置电容、可重构调谐结构、偏置电路、整流拓扑结构、扇形输出滤波器、负载和一分二功分电路，本发明采用一分二功分电路，将整流电路自身整流所得到的直流进行分流，免去了额外的偏置直流电源，易于可重构整流天线的集成。通过调节负载，控制开关的状态，使可重构结构不受输入功率限制，整流天线可实现不同模式下的良好匹配工作，还能用于整流拓扑结构的重构，使整流电路在较宽输入功率下仍保持较高整流效率工作。并且，由于可重构结构，提出的整流天线能实现多模式工作，具有调谐容易，结构简单等优点。

技术领域

本发明涉及可重构天线领域，特别是指自带偏置电压的可重构整流天线。

背景技术

无线能量传输(WPT)，是指不需要导线进行能量传输的技术。微波能量传输(MPT)可以实现能量的远距离传输，是一种重要的无线输能方式。整流天线能接收电磁波并将其转换成直流电，是微波输能系统中必不可少的重要器件，其性能对整个MPT系统具有重要影响。

目前，各种形式的整流天线相继出现，如多频率(宽带)整流天线，多极化整流天线等等。而实现多模式工作已经成为了整流天线新的发展趋势。我们生活的空间存在着不同频率和不同极化的电磁波。如果能够将空间中不同频率或不同极化的电磁波由同一个天线接收并转换成直流，将给人们的工作和生活带来更多的自由和方便。而采用由D.Schaubert提出的可重构技术，就能够使整流天线根据空间中可以利用的电磁波频率或极化来改变工作频率或极化，从而能够在更多场景下应用，提高整流天线的使用效率。

在可重构整流天线结构中，通过控制开关的状态来改变其物理结构，VladMarian,Christian Vollaire.，et.al.“Potentials of an Adaptive RectennaCircuit,”IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters,Vol.10,pp.1393-1396,2011.包含一个普通接收天线和一个具有功率自适应特性的可重构整流电路，但其存在可重构电路尺寸较大、控制开关状态需要额外的偏置直流电源和不便于可重构整流天线一体化集成的问题；

Hucheng Sun,Zheng Zhong,and Yong-Xin Guo,An Adaptive ReconfigurableRectifier for Wireless Power Transmission,IEEE Microwave and WirelessComponents Letters,vol.23,no.9,2013.采用FET场效应管作为自适应开关，通过控制负载上的直流输出电压大小来改变FET场效应管开关状态，使整流电路在较宽输入功率下仍保持较高的整流效率。但其存在因为当输入功率过高(负载电压大于栅源电压)，FET晶体管不能进行通断操作，电路的可重构结构受到输入功率限制的问题。

发明内容

本发明提出自带偏置电压的可重构整流天线，解决了现有技术中需要额外直流偏置电源、不便于一体化集成和集成结构大的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：自带偏置电压的可重构整流天线，包括接收天线，还包括可重构整流电路；所述可重构整流电路包括前置电容和用于将整流天线整流输出的直流进行分流的一分二功分电路；

进一步地，所述一分二功分电路的一个支路设置有用于控制功率比的变阻负载；一分二功分电路的另一个支路连接用于提供直流偏置电压的偏置电路；一分二功分电路枝节为高阻抗微带枝节连接变阻负载和偏置电路。

优选地，所述可重构整流电路还包括一用于可重构匹配枝节或整流拓扑结构的可重构调谐结构。

进一步地，所述可重构调谐结构包括需要偏置结构的可调器件；所述可调器件可为PIN二极管、变容二极管、MEMS开关。