[发明专利]一种多层嵌构天线、其能量收集电路及其封装的制作方法

说明书

本发明公开了一种多层嵌构天线、其能量收集电路及其封装的制作方法，涉及可穿戴式发电和能量收集领域。多层嵌构天线包括：反馈端(1008)和依次堆叠的顶部功能层(1004)、中间功能层(1010)和底部功能层(1006)；中间功能层(1010)包括多层中间导电层(10104)和多层中间绝缘层(10108)，中间导电层(10104)和中间绝缘层(10108)交替堆叠；多个过孔(1002)沿着蛇形结构的天线的延伸方向均匀分布在顶部功能层(1004)、中间功能层(1010)和底部功能层(1006)中。与单层天线相比，多层嵌构天线的回波损耗可降低5dB及以上，能量拾取天线损耗小。可同时工作在多个的ISM频段，即可以同时收集多个ISM频带的射频能量。

技术领域

本发明涉及可穿戴式发电和能量收集领域，尤其涉及一种多层嵌构天线、其能量收集电路及其封装的制作方法。

背景技术

现有技术方案提出了一种适用于手机和Wi-Fi的射频电磁波能量收集阵列魔方。射频电磁波能量收集阵列魔方，该装置的四个侧面由四个阵列天线贴片围成，装置的顶面为能量回收板；阵列天线贴片为带有空气层介质层的环形阵列天线，由2×2个环形阵列元构成，采用微带线馈电，每个阵列元开设两对对称的C型环是为了实现双频化用于收集环境中1.9GHz(非ISM频段)和2.4GHz的射频能量，应用的ISM(工业、科学和医学(Industrial,Scientific and Medical(ISM))工作频段单一。阵列天线贴片包括第一介质和第二介质，第一介质为FR4板，厚度为1.6mm；第二介质为空气层，厚度为7mm。

因此现有技术阵列天线贴片厚度尺寸大，无法进行柔性化处理，长方形微带线天线的射频能量收集频带窄，只局限于特定的工作频带，无法适用于多个ISM频带，因而无法适用于多个场景和领域。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种多层嵌构天线、其能量收集电路及其封装的制作方法，能达到回波损耗小，可同时工作在多个的ISM频段，输出电压可调，采用柔性封装且厚度薄有可穿戴性的优势,适用于多种应用场景和领域。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种多层嵌构天线，包括：反馈端和依次堆叠的顶部功能层、中间功能层和底部功能层；

中间功能层包括多层中间导电层和多层中间绝缘层，中间导电层和中间绝缘层交替堆叠；

在顶部功能层、中间功能层和底部功能层中沿着蛇形结构的天线的延伸方向均匀分布有多个过孔；

每一个过孔从顶部功能层，经由中间功能层，一直连通至底部功能层；

反馈端设置在顶部功能层的一端，用于与阻抗匹配网络连接。

本发明的有益效果是：通过连接多层天线的过孔的几何尺寸和阵列排布设计，可以实现加强能量耦合并能适应多个工业、科学和医学(ISM)的免费频段，适用于多个领域。

本方案具有相同轮廓的中间层和底层导电图案，并且顶层、中间层和底层导电线通过通孔连接。可以使用平均直径为150μm的九十九个过孔来嵌合顶层、中间层和底层导电层，以形成多层嵌构天线。通过调整阻抗匹配网络，多层嵌构天线可以在不同的ISM频带中工作，而无需更改天线的外形或重新设计，且可大大降低回波损耗，降低能量收集阈值。

与单层天线相比，多层嵌构天线的回波损耗可降低5dB及以上，能量拾取天线损耗小。

能量拾取天线可同时工作在多个ISM频段(868MHz\915MHz\2.4GHz)，即可以同时收集多个ISM频带的射频能量。

进一步地，顶部功能层包括：顶部阻焊层和顶部导电层；

底部功能层包括：底部阻焊层和底部导电层；