CN101697501A - 射频无线能量和信号传输测试平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种射频无线能量和信号传输测试平台，涉及射频无线传输领域，它解决了在无法直接测量射频信号接收的精确值的情况下，研究射频无线能量和信号传输特性的难题。测试平台包括支架、与人体胸腔尺寸相近的容器和网络分析仪。测试时，将两个测试器件分别夹在上横杆(5)和下横杆(6)另一端的U型槽中，并固定，测试器件的引线与网络分析仪连接。将测试器件(7)连同支架放入盛有介质的容器中。利用这个平台可以自由地调节测试器件的水平、垂直以及空间夹角的相对位置，研究射频信号在传输过程中的特性。该平台具有轻便、简易、操作方便、精度高和可测介质种类繁多的优点。
Description
技术领域
本发明涉及无线能量传输领域。用于射频信号传输测试。
背景技术
当前几乎所有的用电设备都必须要使用动物肉作为主要连接才能进行电力传输或能量的传输，这种传统的传输方式易受到连接线和摆设位置的影响，另外，在一些不方便或不能使用导线供电的特殊场合都需要研发无线能量传输技术及装置，于是针对射频能量和信号传输特性的测试就有了非常重要的意义。
对于通过电感耦合进行RF能量传输的研究主要分两个方向进行：一，通过数学建模，利用计算机数值分析技术，分析RF能量的衰减随着发送端和接收端电感相对位置参数改变而引起的变化；二，将两个耦合电感置于生物组织中或者模拟生物物质中，利用测量仪器对RF能量传输过程中的衰减进行测试，比较不同频率下的能量衰减。
Alison J.Burdett小组通过分析等效电路分析，得出由电感尺寸，近远场决定的最佳能量传输频率，通过分析电感尺寸与电磁波波长的比率，分析比较了13M，40M，434M，900M，2.4G和5GHz几个频段下的能量传输。
日本的Yamada等以15cm厚的新鲜猪肉为介质，测量了300K，1M，3.5M，13.5M，35M，2.45GHz下的能量衰减，通过比较，选择13.56MHz作为能量传输的载波频率。
David G.Hall小组通过网络分析仪测试两个电感分别在5cm，10cm距离下，中间布满类似肌肉和脂肪的模拟物质，从50MHz到500MHz进行扫频，找出最佳能量传输频率。
Andrew S-L Lou小组通过将电感密封在塑料薄膜中，放入猪肉中距离从1cm-5cm，测试频率从500KHz-2MHz，通过数值分析方法，分析得出生物体中能量传输随距离的变化规律。
发明内容
本发明是为了解决在无法直接测量电磁能量接收的真实值的情况下，研究射频无线能量和信号传输特性的难点，提供一种射频无线能量和信号传输测试平台。
本发明的技术方案：
射频无线能量和信号传输测试平台，它包括支架、盛有介质的容器和网络分析仪。
测试时，将两个测试器件分别夹在上横杆和下横杆另一端的U型槽中，并固定，测试器件的引线与网络分析仪连接。将测试器件连同支架放入与人体胸腔尺寸相近的容器中。
所述的支架和容器均为绝缘材料，如玻璃、塑料、树脂，聚合物等。
所述的介质为：动物肉、空气、生理盐水、SBF(Simulated Body Fluid)、HBSS溶液(Hanks Balanced Salt Solution)、ACS溶液(AcceleratedCalcification Solution)、BM溶液(Bioactive Medium)或SCS溶液(Supersaturated Calcification Solution)等。
所述的支架包括：底座、纵杆、上滑块、下滑块、上横杆和下横杆。
所述的纵杆垂直固定在底座上。
上滑块和下滑块上均设有穿过上下底面的纵孔，通过上滑块和下滑块上的纵孔安插在纵杆上，上滑块和下滑块能够在纵杆上自由地上下滑动，测试时，通过上滑块和下滑块在纵杆上的滑动来调节测试器件之间垂直方向的相对位置，调节完毕之后，将上滑块和下滑块固定在纵杆上。
上滑块和下滑块上均设有穿过左右侧面的横孔，上横杆和下横杆的一端分别穿过上滑块和下滑块上的横孔安插在上滑块和下滑块上；上横杆和下横杆分别能够在上滑块和下滑块中平移或者转动；测试时，通过拉伸上横杆和下横杆来调节测试器件之间水平方向的相对位置；通过上横杆和下横杆分别在上滑块和下滑块的横孔中的转动，调节测试器件之间的空间夹角，调节完毕之后，使上横杆和下横杆分别固定在上滑块和下滑块上。
上滑块与下滑块和上横杆与下横杆的结构和尺寸相同。
穿过上滑块和下滑块上下底面的纵孔和穿过其左右侧面的横孔垂直且不相交，并与纵杆和上、下横杆的直径相同。
测试时，将测试器件固定在上横杆和下横杆的另一端。
本发明的有益效果：该射频测试平台具有轻便、简易、操作方便、精度高和可测介质种类繁多的优点。
附图说明
图1为射频无线能量和信号传输测试平台结构示意图。
具体实施方式
射频无线能量和信号传输测试平台，它包括支架、盛有介质的容器和网络分析仪。
测试时，将两个测试器件分别夹在上横杆和下横杆另一端的U型槽中，并固定，测试器件的引线与网络分析仪连接。将测试器件连同支架放入与人体胸腔尺寸相近的容器中。
测试时，采用下列任何一种介质：动物肉、空气、生理盐水、SBF溶液(Simulated Body Fluid)、HBSS(Hanks Balanced Salt Solution)、ACS溶液(Accelerated Calcification Solution)、BM溶液(Bioactive Medium)或SCS溶液(Supersaturated Calcification Solution)等。
支架包括：底座1、纵杆2、上滑块3、下滑块4、上横杆5和下横杆6。
所述的纵杆2垂直固定在底座1上。
上滑块3和下滑块4上均设有穿过上下底面的纵孔8，通过上滑块3和下滑块4上的纵孔8安插在纵杆2上，上滑块3和下滑块4能够在纵杆2上自由地上下滑动，测试时，通过上滑块3和下滑块4在纵杆2上的滑动来调节测试器件7之间垂直方向的相对位置，调节完毕之后，将上滑块3和下滑块4用螺丝固定在纵杆2上。
上滑块3和下滑块4上均设有穿过左右侧面的横孔9，上横杆5和下横杆6的一端分别穿过上滑块3和下滑块4上的横孔9安插在上滑块3和下滑块4上；上横杆5和下横杆6分别能够在上滑块3和下滑块4中平移或者转动，测试时，通过拉伸上横杆5和下横杆6来调节测试器件7之间水平方向的相对位置；通过上横杆5和下横杆6分别在上滑块3和下滑块4的横孔9中的转动，调节测试器件7之间的空间夹角，调节完毕之后，使上横杆5和下横杆6分别用螺丝固定在上滑块3和下滑块4上。
所述的测试器件是指将被测试的MEMS电感、平面缠绕式电感、PCB电感等固定在一个有机玻璃制成的平台上构成的器件。
测试时，将测试器件7夹在上横杆5和下横杆6另一端的由有机玻璃制成的U型槽中，用螺丝固定。
所述的支架和盛有生物体体液的容器均为绝缘材料，如玻璃、塑料、树脂，聚合物等。支架使用何种绝缘材料均可，其结构不变。
一个射频无线能量和信号传输测试平台各构成零件的参数：
纵杆2的直径为6mm。
上滑块3和下滑块4的规格均为20mm×20mm×20mm，上滑块3和下滑块4上均设有穿过上下底面的纵孔8；纵孔8与滑块左侧面的距离为10mm，纵孔8与滑块前侧面的距离为6mm；在上滑块3和下滑块4前侧面的中心各设一螺纹孔11。纵孔8的直径与纵杆2的直径相同，均为直径6mm，纵杆2的长度为32cm。
横孔9与滑块上面的距离为10mm，横孔9与滑块后侧面的距离为6mm；上横杆5和下横杆6的直径与横孔9的直径相同，均为4mm，长度均为15cm；在上滑块3和下滑块4后侧面的中心各设一螺纹孔12。
横杆5和下横杆6的一端均是一直杆，另一端是由有机玻璃制成的U型槽。
该装置的应用实例：
以面向无线能量传输的射频信号在生物体内传播规律的实验为例。测试时通过将测试电感的测试器件固定在由有机玻璃制成的U型槽内，将整个测试装置置于一个直径25cm，高25cm的充满类似人体体液的SBF溶液的圆柱型容器中，发射电感和接收电感分别放置在容器中的不同位置，进行测试，研究电感放置
在不同位置时发射端到接收端的射频能量衰减，并进行对比分析。
Claims (4)
1.射频无线能量和信号传输测试平台，其特征在于，它包括支架、盛有介质的容器和网络分析仪；
测试时，将两个测试器件分别夹在上横杆和下横杆另一端的U型槽中，并固定，测试器件的引线与网络分析仪连接；将测试器件连同支架放入与人体胸腔尺寸相近的盛有介质的容器中。
2.根据权利要求1所述的射频无线能量和信号传输测试平台，其特征在于，所述的支架和容器均为绝缘材料：玻璃、塑料、树脂或聚合物。
3.根据权利要求1所述的射频无线能量和信号传输测试平台，其特征在于，所述的介质采用下列任何一种介质：动物肉、空气、生理盐水、SBF溶液、HBSS溶液、ACS溶液、BM溶液或SCS溶液。
4.根据权利要求1所述的射频无线能量和信号传输测试平台，其特征在于，所述的支架包括：底座(1)、纵杆(2)、上滑块(3)、下滑块(4)、上横杆(5)和下横杆(6)；
所述的纵杆(2)垂直固定在底座(1)上；
上滑块(3)和下滑块(4)上均设有穿过上下底面的纵孔(8)，通过上滑块(3)和下滑块(4)上的纵孔(8)安插在纵杆(2)上；上滑块(3)和下滑块(4)能够在纵杆(2)上自由地上下滑动，测试时，通过上滑块(3)和下滑块(4)在纵杆(2)上的滑动来调节测试器件(7)之间垂直方向的相对位置，调节完毕之后，将上滑块(3)和下滑块(4)固定在纵杆(2)上；
上滑块(3)和下滑块(4)上均设有穿过左右侧面的横孔(9)，上横杆(5)和下横杆(6)的一端分别穿过上滑块(3)和下滑块(4)上的横孔(9)安插在上滑块(3)和下滑块(4)上；上横杆(5)和下横杆(6)分别能够在上滑块(3)和下滑块(4)中平移或者转动，测试时，通过拉伸上横杆(5)和下横杆(6)来调节测试器件(7)之间水平方向的相对位置；通过上横杆(5)和下横杆(6)分别在上滑块(3)和下滑块(4)的横孔(9)中的转动，调节测试器件(7)之间的空间夹角，调节完毕之后，使上横杆(5)和下横杆(6)分别固定在上滑块(3)和下滑块(4)上；
测试时，将测试器件(7)固定在上横杆(5)和下横杆(6)的另一端。
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