本發(fā)明屬于天線技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種2.45GHz微波整流天線。
背景技術(shù):
微波天線整流是微波輸電系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分,現(xiàn)仍處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。微波接收整流效率是整個微波輸電系統(tǒng)效率的前提,現(xiàn)階段微波接收整流效率仍較低。對于2.45GHz頻率的整流天線需要使用高頻板材,研究、制作成本較高。優(yōu)秀的高頻板材仍然需要進(jìn)口,其成本是普通FR4板材的數(shù)十倍。因?yàn)檎麟娐返钠ヅ潆y度較大,仿真設(shè)計時間較長,需要多次往復(fù)的進(jìn)行“仿真設(shè)計-制作測試-優(yōu)化仿真設(shè)計-制作測試-優(yōu)化…”的過程。并且不同的板材工藝、不同的濾波器類型及其階數(shù)、不同的整流電路拓?fù)?、不同的匹配電路拓?fù)渖踔敛煌闹圃旃に嚩紩绊懻麟娐返膿p耗,進(jìn)而導(dǎo)致整流電路效率不高,濾波器插損較大,整流電路匹配并不理想,整流接收天線成本高。
綜上所述,2.45GHz頻率的整流天線接收整流效率仍較低,使用高頻板材研究、制作成本較高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種2.45GHz微波整流天線,旨在解決2.45GHz頻率的整流天線接收整流效率仍較低,使用高頻板材研究、制作成本較高的問題。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的,一種2.45GHz微波整流天線設(shè)置有:
矩形微帶天線;矩形微帶天線的板材使用RF4;
所述矩形微帶天線焊接有SMA母頭同軸連接器,SMA母頭同軸連接器與SMA公頭同軸連接器軸連接;
微波整流電路上焊接有SMA公頭同軸連接器。
進(jìn)一步,所述微波整流電路包括低通輸入濾波器、匹配電路、肖特基整流二極管、輸出濾波器;
低通輸入濾波器濾除高頻雜波并傳輸至整流二極管,單二極管將微波變?yōu)橹绷鞑鬏斨凛敵鰹V波器,輸出濾波器阻止基波與高次諧波僅直流通過;匹配電路將整流電路阻抗匹配至50歐姆。
進(jìn)一步,所述輸入濾波器為低通橢圓濾波器。
進(jìn)一步,所述輸出濾波器為λ/4長微帶線與100PF的大電容組成。
一般,所述矩形微帶天線使用微帶線側(cè)饋方式饋電。
本發(fā)明提供的2.45GHz微波整流天線,濾波器的插損僅有0.6db,采用低損耗高匹配效果的匹配電路,匹配電路僅有一段錐形微帶線;一般設(shè)計2.45GHz的整流天線使用板材為Rogers RO4350B,單套整流天線的成本為300元左右,而本發(fā)明使用常見的FR4板材設(shè)計整流天線,單套整流天線成本僅為22元。所做對比均為小批量生產(chǎn),故使用RF4板材大大降低了整流天線研究成本。經(jīng)測試,整流天線效率在負(fù)載為200Ω時最高達(dá)到70%。
附圖說明
圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的2.45GHz微波整流天線結(jié)構(gòu)示意圖;
圖中:1、矩形微帶天線;2、SMA母頭同軸連接器;3、SMA公頭同軸連接器;4、微波整流電路。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,以下結(jié)合實(shí)施例,對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的應(yīng)用原理作詳細(xì)的描述。
如圖1所示,本發(fā)明實(shí)施例提供的2.45GHz微波整流天線包括:矩形微帶天線1、SMA母頭同軸連接器2、SMA公頭同軸連接器3、微波整流電路4。
矩形微帶天線1上焊接有SMA母頭同軸連接器2,SMA母頭同軸連接器2與SMA公頭同軸連接器3軸連接,微波整流電路4上焊接有SMA公頭同軸連接器3。矩形微帶天線1的板材使用RF4。
微波整流電路4又包括低通輸入濾波器、匹配電路、肖特基整流二極管、輸出濾波器,其中輸入濾波器為低通橢圓濾波器,輸出濾波器為λ/4長微帶線與100PF的大電容組成。矩形微帶天線將空間中的2.45GHz微波接收,經(jīng)過同軸連接器送至整流電路,整流電路中的低通輸入濾波器濾除高頻雜波并傳輸至整流二極管,單二極管將微波變?yōu)橹绷鞑鬏斨凛敵鰹V波器,輸出濾波器阻止基波與高次諧波僅允許直流通過。其中的匹配電路作用是將整流電路阻抗匹配至50歐姆,且在實(shí)現(xiàn)匹配的同時盡量減小損耗。將微波接收天線與微波整流電路進(jìn)行分體設(shè)計,可以減小可視的整流天線的面積,進(jìn)而增加微波的接收效率。
在本發(fā)明的實(shí)施例中:板材使用RF4,成本是ROGERS系列板材的10%以內(nèi)。使用ADS高頻設(shè)計軟件設(shè)計中心頻點(diǎn)為2.45GHz的線極化矩形微帶天線,使用微帶線側(cè)饋方式饋電,使用單段微帶線設(shè)計矩形微帶天線的匹配。使用ADS仿真肖特基整流二極管HSMS282B的大信號特性,并設(shè)計匹配電路。整流二極管后接λ/4長加大電容的輸出低通濾波器。設(shè)計四階低損耗的輸入低通橢圓濾波器。設(shè)計輸入濾波器與整流二極管及輸出濾波器的匹配電路,使用錐形結(jié)構(gòu)微帶線,以盡量小的損耗實(shí)現(xiàn)匹配。整體參數(shù)優(yōu)化,在Altium Designer中完善PCB板。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。