本發(fā)明涉及微波能量收集技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于Butler矩陣的相控微波能量收集裝置及方法。

背景技術(shù)：

目前所用的微波能量收集大都只能收集某一固定方向上的微波，而在不同的方向中微波能量是不同的，這樣就不能保證微波能量收集裝置的收集方向是最大來波方向。因此有必要提供一種能夠收集所處環(huán)境中最大來波方向上的微波能量的裝置，靈活地實現(xiàn)微波能量收集，提高收集效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，提供一種基于Butler矩陣的相控微波能量收集裝置，能夠收集所處環(huán)境中最大來波方向上的微波能量。

本發(fā)明的另一目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，提供一種基于上述裝置的能量收集方法，能夠收集所處環(huán)境中最大來波方向上的微波能量。

本發(fā)明的目的通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種基于Butler矩陣的相控微波能量收集裝置，包括：能量收集天線、Butler矩陣、第一譯碼器多路開關(guān)、整流電路、第二譯碼器多路開關(guān)、A/D轉(zhuǎn)換器、儲能電路和單片機(jī)；能量收集天線包括N個天線；Butler矩陣包括N個輸入端口和N個輸出端口；

Butler矩陣的N個輸入端口分別與N個天線相連；第一譯碼器多路開關(guān)分別與Butler矩陣的N個輸出端口和整流電路相連；整流電路繼續(xù)連接第二譯碼器多路開關(guān)；第二譯碼器多路開關(guān)分別與A/D轉(zhuǎn)換器和儲能電路相連；單片機(jī)分別與第一譯碼器多路開關(guān)、第二譯碼器多路開關(guān)和A/D轉(zhuǎn)換器相連。

優(yōu)選的，整流電路由整流二極管構(gòu)成。

優(yōu)選的，儲能電路由電容器構(gòu)成。

優(yōu)選的，Butler矩陣為由N個輸入端口和N個輸出端口構(gòu)成的微帶饋電網(wǎng)絡(luò)。

優(yōu)選的，N為偶數(shù)。

優(yōu)選的，N等于4。

一種基于上述裝置的能量收集方法，包括：

使用N個天線收集不同方向的信號，經(jīng)過Butler矩陣的不同輸出端口輸出；

單片機(jī)控制第二譯碼器多路開關(guān)與儲能電路間斷開，與A/D轉(zhuǎn)換器連接；

單片機(jī)控制第一譯碼器多路開關(guān)選擇Butler矩陣的某一路輸出與整流電路相連，天線收集的信號通過A/D轉(zhuǎn)換器變?yōu)閿?shù)字信號輸入單片機(jī)記錄下來；

第一譯碼器多路開關(guān)選擇不同的Butler矩陣輸出與整流電路相連，直到天線的每一路信號都被記錄下來；

單片機(jī)比較每一路信號的大小選擇信號最大的一路，然后控制第一譯碼器多路開關(guān)選擇信號最大的一路與整流電路相連；

單片機(jī)控制第二譯碼器多路開關(guān)將整流電路與儲能電路接通，使得儲能電路接收到能量最大的微波。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點和有益效果：

本發(fā)明可以通過Butler矩陣調(diào)節(jié)天線接收電磁波的方向，從而選擇接收能量最大的方向的微波能量。

附圖說明

圖1是實施例裝置示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。

一種基于Butler矩陣的相控微波能量收集裝置，如圖1所示：包括能量收集天線、Butler矩陣、譯碼器多路開關(guān)1、整流電路、譯碼器多路開關(guān)2、A/D轉(zhuǎn)換器、儲能電路和單片機(jī)；能量收集天線為N個相同的天線；Butler矩陣為由N個輸入端口和N個輸出端口構(gòu)成的微帶饋電網(wǎng)絡(luò)；整流電路由整流二極管構(gòu)成；儲能電路由電容器構(gòu)成；

Butler矩陣的N個輸入端口分別與N個能量收集天線相連；譯碼器多路開關(guān)1分別與Butler矩陣的N個輸出端口和整流電路相連；整流電路繼續(xù)連接譯碼器多路開關(guān)2；譯碼器多路開關(guān)2分別與A/D轉(zhuǎn)換器和儲能電路相連；單片機(jī)分別與譯碼器多路開關(guān)1、譯碼器多路開關(guān)2和A/D轉(zhuǎn)換器相連。

將本裝置放置在環(huán)境中，本裝置的Butler矩陣的不同輸出端口即對應(yīng)于天線陣列的不同接收方向，工作時單片機(jī)首先控制譯碼器多路開關(guān)2與A/D轉(zhuǎn)換器相連，此時譯碼器多路開關(guān)2與儲能電路間是斷開的；通過天線收集的交流電通過整流電路變?yōu)橹绷饔滞ㄟ^A/D轉(zhuǎn)換器變?yōu)閿?shù)字信號輸入單片機(jī)記錄下來。

單片機(jī)控制譯碼器多路開關(guān)1選擇Butler矩陣的某一路輸出與整流電路相連，Butler矩陣的每一個輸出端的交流電最后都變?yōu)閿?shù)字信號輸入單片機(jī)記錄下來。單片機(jī)通過比較每一路信號的大小選擇信號最大的一路，然后控制譯碼器多路開關(guān)1調(diào)整選擇信號最大的一路，單片機(jī)通過控制譯碼器多路開關(guān)2將整流電路與儲能電路接通，此時儲能電路所接收到的能量即為最大了。

上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。