[发明专利]柔性整流天线

说明书

天线技术领域，尤其涉及柔性整流天线，包括：单极子天线，用于产生电磁波；人工磁导体反射面，用于对单极子天线输出电磁波的反射相位进行调制；所述单极子天线和人工磁导体反射面的导体材料采用多层石墨烯薄膜。本发明不但具有较好的柔韧稳定性，方便用户穿戴，还能够保持稳定的性能。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，尤其涉及柔性整流天线。

背景技术

近年来，无线传感网络(Wireless Sensor Networks，WSN)在许多领域得到应用，如灾害管理、基础设施、监控等。目前，电池仍然是传感器节点的主要电源，但随着传感网络分布的环境更广泛、更复杂，电池的维护和更换将成为一个非常棘手的问题。另外，随着微机电系统(Micro—Electro-Mechanical Systems，MEMS)及低功耗电子技术的发展，市场上出现了越来越多的小型、低能耗的手持移动设备。相应地，这些设备需要紧凑、低能耗和重量轻的能量供应方式。而过去十多年，电池在能量密度和体积方面的进步并不明显，限制了这些电子产品的使用范围。另外，电池本身寿命有限，也会造成环境污染。利用整流天线将环境中的微波能量对这些设备进行供电将为这些设备提供可持续的电能，并且也可避免废旧电池对环境的污染。

然而目前的整流天线都利用不易弯折的介质基板或者是无法弯折的介质基板，并且大都是采用柔韧性较差的金属作为导体，因此在实际应用中对低功耗电子设备进行供电时因无法很好的与设备共形而导致设备整体尺寸的增大，并且对可穿戴设备进行供电时，因其弯折性能较差而影响人们的正常行动。而柔性整流电路可选取柔性介质基板，柔韧性较好的导体进行设计从而具有良好的弯折性，可很好的为低功耗电子设备或者人体可穿戴电子设备进行供电。

现有技术中也有较好柔性的宽带整流天线，该天线能够实现较宽频段工作。但是该天线由于自身结构原因导致在设备表面工作时其性能受设备影响较大。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供的柔性整流天线，其不但具有较好的柔韧稳定性，方便用户穿戴，还能够保持稳定的性能。

本发明提供的柔性整流天线，包括：

单极子天线，用于产生电磁波；

人工磁导体反射面，用于对单极子天线输出电磁波的反射相位进行调制；

所述单极子天线和人工磁导体反射面的导体材料采用多层石墨烯薄膜。

进一步地，所述单极子天线和人工磁导体反射面之间由泡沫层隔开。

进一步地，还包括：

微波整流电路，用于对单极子天线接收的电磁波进行整流；

所述微波整流电路与单极子天线相连。

更进一步地，所述微波整流电路的导体材料采用多层石墨烯薄膜。

更进一步地，所述单极子天线、人工磁导体反射面和微波整流电路的介质基板采用PDMS膜。

更进一步地，所述微波整流电路，包括：

肖特基整流二极管，用于将单极子天线输出电磁波转换为直流电；

谐波终止网络，用于滤除肖特基整流二极管产生的谐波；

输出滤波器，用于抑制2.45GHz的电流通过负载；

匹配网络，用于将微波整流电路的输入阻抗进行匹配。

再进一步地，所述谐波终止网络由并联的第一微带线和第二微带线连接构成；

所述第一微带线的长度为λ/8；所述第二微带线的长度为λ/12；

所述谐波终止网络，具体用于将肖特基整流二极管产生的二次谐波和三次谐波滤除。