CN110460141A - 一种支持太阳能供电的无线设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种支持太阳能供电的无线设备，包括供电端口、主板电路、第一电源转换模块和太阳能天线；主板电路包括无线模块、电源管理模块和第二电源转换模块；太阳能天线包括太阳能电池和设置在太阳能电池上的天线；供电端口用于连接有线电源；太阳能电池用于将光能转换为电能；第一电源转换模块用于将电能转换为稳定的太阳能电源；电源管理模块用于选择有线电源或太阳能电源作为无线设备的供电电源；太阳能电源的优先级高于有线电源；第二电源转换模块用于对供电电源进行电压转换以为无线模块供电。本发明能够利用太阳能给无线设备供电，减小供电线路上的损耗，节约能源，提高光电转换效率。

Description

一种支持太阳能供电的无线设备

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种支持太阳能供电的无线设备。

背景技术

随着无线网络的发展，如无线AP等无线设备的应用越来越广泛，对于安装在户外的无线AP来说，为了方便供电，通常使用支持以太网供电(Power Over Ethernet，POE)技术的无线AP作为户外无线AP。

目前的户外无线AP结构如图1所示，其主要由主板电路和天线两部分构成，PoE电路的作用是通过电源线从供电端口获取供电电源，通过网线从网口获取网络信号，并将获取的供电电源和网络信号通过网线传输给主板电路，此时网线既实现了网络信号的传输，又实现了供电电源的传输，其中，网线上的网络信号进入主板电路中的无线模块，经过无线模块的处理产生相应的射频信号并发送至天线，天线将该射频信号发射出去，同理，天线接收到的射频信号经过无线模块的处理，并通过网线传回到网口，从而实现了网络信号的传输；网线上的供电电源进入主板电路中的电源模块，经过电源模块的处理，将接收到的单一电压转换成主板电路所需要的各种电压，从而给主板电路供电。

但是，户外无线AP一般安装在户外空旷处，而PoE电路一般安装在室内，它们之间需要通过一根比较长的网线进行连接，由于网线较长，网线的电阻较大，电流流过网线时产生的热损耗较大，因此，供电线路上的损耗较大。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种支持太阳能供电的无线设备，能够利用太阳能给无线设备供电，减小供电线路上的损耗，节约能源，并提高光电转换效率。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种支持太阳能供电的无线设备，包括供电端口、主板电路、第一电源转换模块和太阳能天线；所述主板电路包括无线模块、电源管理模块和第二电源转换模块；所述太阳能天线包括太阳能电池和设置在所述太阳能电池上的天线；其中，

所述供电端口用于连接有线电源；

所述无线模块和所述天线用于传输网络信号；

所述太阳能电池用于将接收到的光能转换为电能；

所述第一电源转换模块用于将所述电能转换为稳定的太阳能电源；

所述电源管理模块用于选择所述有线电源或所述太阳能电源作为所述无线设备的供电电源，以控制所述无线设备的供电方式；其中，所述太阳能电源的优先级高于所述有线电源；

所述第二电源转换模块用于对所述供电电源进行电压转换以为所述无线模块供电。

进一步地，所述无线设备还包括蓄电池；所述蓄电池用于在有光照时储存由光能转换的电能；所述蓄电池还用于在无光照时向所述无线设备提供蓄电池电源；

则，所述电源管理模块用于选择所述有线电源、所述太阳能电源或所述蓄电池电源作为所述无线设备的供电电源，以控制所述无线设备的供电方式；其中，所述太阳能电源的优先级高于所述蓄电池电源，所述蓄电池电源的优先级高于所述有线电源。

进一步地，所述供电端口为以太网口；

则，所述以太网口用于通过网线连接PSE供电设备以获取以太网电源；其中，所述以太网电源为所述有线电源。

进一步地，所述太阳能电池为单晶硅太阳能电池；所述单晶硅太阳能电池集成在所述无线设备的反射面上。

进一步地，所述太阳能天线依次由基片电极、P型层、PN结层、N型层、梳状电极、透明介质层、天线反射层和透镜层叠加构成。

进一步地，所述太阳能电池为单晶硅太阳能电池；所述太阳能天线依次由基片电极、P型层、PN结层、N型层、梳状电极、透明绝缘层、透明介质层、天线反射层和透镜层叠加构成。

进一步地，所述太阳能天线依次由第一透镜层、第一天线反射层、第一透明介质层、第一梳状电极、第一N型层、第一PN结层、第一P型层、基片电极、第二P型层、第二PN结层、第二N型层、第二梳状电极、第二透明介质层、第二天线反射层和第二透镜层叠加构成。

进一步地，所述太阳能天线依次由第一透镜层、第一天线反射层、第一透明介质层、第一梳状电极、第一N型层、第一PN结层、P型层、第二PN结层、第二N型层、第二梳状电极、第二透明介质层、第二天线反射层和第二透镜层叠加构成。

进一步地，所述太阳能天线依次由第一透镜层、第一梳状电极、第一N型层、第一PN结层、P型层、第二PN结层、第二N型层、第二梳状电极、透明介质层、天线反射层和第二透镜层叠加构成。

进一步地，所述太阳能电池为单晶硅太阳能电池；所述单晶硅太阳能电池集成在所述无线设备的寄生单元上。

进一步地，所述寄生单元为频率选择表面；所述太阳能天线依次由介质层、第一梳状电极、P型层、PN结层、N型层、第二梳状电极、透明介质层、频率选择表面和透镜层叠加构成。

进一步地，所述太阳能天线的相位可调。

与现有技术相比，本发明实施例提供了一种支持太阳能供电的无线设备，通过太阳能电池将接收到的光能转换为电能，通过第一电源转换模块将电能转换为稳定的太阳能电源，通过电源管理模块优先选择太阳能电源作为无线设备的供电电源，并通过第二电源转换模块用于对供电电源进行电压转换以为无线模块供电，从而能够利用太阳能给无线设备供电，减小供电线路上的损耗，节约能源，并提高光电转换效率。

附图说明

图1是现有技术提供的一种支持POE技术的户外无线设备的一个优选实施例的结构示意图；

图2是本发明提供的一种支持太阳能供电的无线设备的一个优选实施例的结构示意图；

图3是本发明提供的一种支持太阳能供电的无线设备的另一个优选实施例的结构示意图；

图4是现有技术提供的一种单晶硅太阳能电池的一个优选实施例的结构剖面示意图；

图5A至图5B是本发明提供的一种太阳能天线的一个优选实施例的结构示意图；

图6是本发明提供的一种处于分离状态的太阳能天线的一个优选实施例的结构剖面示意图；

图7是本发明提供的一种太阳能天线的另一个优选实施例的结构剖面示意图；

图8是本发明提供的一种太阳能天线的又一个优选实施例的结构剖面示意图；

图9是本发明提供的一种太阳能天线的又一个优选实施例的结构剖面示意图；

图10是本发明提供的一种太阳能天线的又一个优选实施例的结构剖面示意图；

图11A至图11B是本发明提供的一种支持太阳能供电的无线设备的一个优选实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本技术领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种支持太阳能供电的无线设备，参见图2所示，是本发明提供的一种支持太阳能供电的无线设备的一个优选实施例的结构示意图，所述无线设备包括供电端口100、主板电路300、第一电源转换模块300和太阳能天线400；所述主板电路200包括无线模块201、电源管理模块202和第二电源转换模块203；所述太阳能天线400包括太阳能电池402和设置在所述太阳能电池402上的天线401；其中，

所述供电端口100用于连接有线电源；

所述无线模块201和所述天线401用于传输网络信号；

所述太阳能电池402用于将接收到的光能转换为电能；

所述第一电源转换模块300用于将所述电能转换为稳定的太阳能电源；

所述电源管理模块202用于选择所述有线电源或所述太阳能电源作为所述无线设备的供电电源，以控制所述无线设备的供电方式；其中，所述太阳能电源的优先级高于所述有线电源；

所述第二电源转换模块203用于对所述供电电源进行电压转换以为所述无线模块201供电。

具体的，供电端口100通过电源管理模块202与第二电源转换模块203连接，电源管理模块202通过第二电源转换模块203与无线模块201连接，太阳能电池402通过第一电源转换模块300与电源管理模块202连接。

在实际工作过程中，供电端口100可以通过有线(例如电源线)的方式与供电设备连接，以从供电设备获取有线电源，并将有线电源传输至电源管理模块202进行下一步处理。

由于该无线设备一般安装在室外，天线401上设置有太阳能电池402，当有太阳光照射到太阳能电池402上时，太阳能电池402将接收到的光能转换为电能，第一电源转换模块300将转换后的电能调整为电压稳定的太阳能电源，并将电压稳定的太阳能电源传输至电源管理模块202进行下一步处理。

电源管理模块202的作用是控制无线设备的供电方式，协调有线电源和太阳能电源两者由谁向无线设备供电，即电源管理模块202选择有线电源或太阳能电源中的一种电源作为无线设备的供电电源，并且太阳能电源的优先级高于有线电源，在光照充足的情况下，电源管理模块202选择太阳能电源为无线设备提供电能，在光照不充足(例如夜晚或者阴天等)的情况下，电源管理模块202选择有线电源为无线设备提供电能，无论电源管理模块202选择哪一种电源作为无线设备的供电电源，第二电源转换模块203都会对被选中的供电电源进行电压转换，以将供电电源的电压转换为无线模块201工作所需的电压，从而为无线模块201供电。

同理，对于无线设备中的其他可能需要供电的电路部分，同样通过第二电源转换模块203的处理，将单一的供电电源的电压转换成电路工作所需的各种电压，本发明实施例只是以无线模块201的供电为例进行说明，并不构成对本发明的限定。

另外，无线模块201可以根据网络信号生成相应的射频信号，并将射频信号发送至天线401，以通过天线401将射频信号发射出去，或者，天线401可以接收到环境中的射频信号时，并将射频信号发送至无线模块201，以通过无线模块201根据射频信号生成相应的网络信号，从而实现了网络信号的传输。

需要说明的是，由于太阳能电池402直接设置在天线401上，与提供有线电源的供电设备相比，太阳能电池402和无线设备的主板电路200的距离较近，因此，当太阳能电池402产生的电能充足时，只使用太阳能电源供电，不使用有线电源供电，从而可以避免有线电源供电使用长网线所带来的高供电线路损耗问题，减小供电线路上的损耗，并且太阳能更加绿色环保，能够节约能源，降低用电成本，同时，将天线401直接设置在太阳能电池402上，能够对太阳能天线400进行优化，从而提高光电转换效率。

本发明实施例所提供的一种支持太阳能供电的无线设备，通过太阳能电池将接收到的光能转换为电能，通过第一电源转换模块将电能转换为稳定的太阳能电源，通过电源管理模块优先选择太阳能电源作为无线设备的供电电源，并通过第二电源转换模块用于对供电电源进行电压转换以为无线模块供电，从而能够利用太阳能给无线设备供电，减小供电线路上的损耗，节约能源，并且对太阳能天线进行优化，从而能够提高光电转换效率。

参见图3所示，是本发明提供的一种支持太阳能供电的无线设备的另一个优选实施例的结构示意图，作为上述方案的改进，所述无线设备还包括蓄电池500；所述蓄电池500用于在有光照时储存由光能转换的电能；所述蓄电池500还用于在无光照时向所述无线设备提供蓄电池电源；

则，所述电源管理模块202用于选择所述有线电源、所述太阳能电源或所述蓄电池电源作为所述无线设备的供电电源，以控制所述无线设备的供电方式；其中，所述太阳能电源的优先级高于所述蓄电池电源，所述蓄电池电源的优先级高于所述有线电源。

具体的，结合上述实施例，太阳能电池402通过第一电源转换模块300与蓄电池500连接；当光照充足时，太阳能电池402将接收到的光能转换为电能，第一电源转换模块300将转换后的电能调整为电压稳定的太阳能电源，并将电压稳定的太阳能电源传输至电源管理模块202，同时，还将电压稳定的太阳能电源传输至蓄电池500，以给蓄电池500充电，当无光照时，充电后的蓄电池500可以向无线设备提供蓄电池电源；在这种情况下，无线设备有有线电源供电、太阳能电源供电和蓄电池电源供电三种可选供电方式，电源管理模块202选择有线电源、太阳能电源或蓄电池电源中的一种电源作为无线设备的供电电源，并且太阳能电源的优先级高于蓄电池电源，蓄电池电源的优先级高于有线电源，在光照充足的情况下，电源管理模块202选择太阳能电源为无线设备提供电能，在光照不充足(例如夜晚或者阴天等)的情况下，电源管理模块202选择充电后的蓄电池电源为无线设备提供电能，在遇到长时间无光照的情况下，太阳能电源和蓄电池电源都没有足够的电能使无线设备正常工作，电源管理模块202选择有线电源为无线设备提供电能，无论电源管理模块202选择哪一种电源作为无线设备的供电电源，第二电源转换模块203都会对被选中的供电电源进行电压转换，以将供电电源的电压转换为无线模块201工作所需的电压，从而为无线模块201供电。

作为上述方案的改进，所述供电端口为以太网口；

则，所述以太网口用于通过网线连接PSE供电设备以获取以太网电源；其中，所述以太网电源为所述有线电源。

具体的，本发明实施例适用于支持PoE供电的无线设备(例如支持PoE供电的无线AP)，供电端口可以为以太网口，以太网口通过网线与PSE供电设备连接，以从PSE供电设备获取以太网电源，该以太网电源相当于上述实施例中的有线电源，同时，以太网口还可以从PSE供电设备获取相应的网络信号，即网线既能传输网络信号，又能传输以太网电源，当网线传输网络信号时，以太网口通过网线接收到网络信号，并将网络信号传输至无线模块201，无线模块201对网络信号进行处理，以根据网络信号生成相应的射频信号，并将射频信号发送至天线401，通过天线401将射频信号发射出去，或者，当天线401接收到环境中的射频信号时，将射频信号发送至无线模块201，通过无线模块201根据射频信号生成相应的网络信号，并将网络信号传输至以太网口，以太网口通过网线将网络信号传回到相应的网口，从而实现了网络信号的传输；当网线传输以太网电源时，以太网口通过网线获得以太网电源，并将以太网电源传输至电源管理模块202进行下一步处理，具体的处理方式与上述实施例相同，这里不再赘述。

在又一个优选实施例中，所述太阳能电池为单晶硅太阳能电池；所述单晶硅太阳能电池集成在所述无线设备的反射面上。

具体的，结合上述实施例，太阳能天线400包括天线401和设置在天线401上的太阳能电池402，本发明实施例使用的太阳能电池为单晶硅太阳能电池，使用的无线设备为一种天线在设备上且具有一个很大的金属反射面的无线设备，将单晶硅太阳能电池直接集成在无线设备的反射面上，即构成了太阳能天线400。

需要说明的是，现有的太阳能电池种类繁多，常见的单晶硅太阳能电池的典型结构如图4所示，依次由基片电极、P型层、PN结层、N型层和梳状电极叠加构成，通常以P型Si(硅)为衬底，扩散N型杂质，在P型层和N型层之间形成PN结，当太阳光照射到PN结上，由于半导体的光电效应产生电子，这样就实现了光能到电能的转换，在PN结的下面是基片电极，在PN结的上面为了保证太阳光通过，使用梳状电极，通过这两个电极就能将电子传输出去。当太阳光通过梳状电极之间的空隙进入PN结区，能量大于禁带宽度的光子，由本征吸收在PN结的两边产生电子-空穴对，因为多数载流子浓度改变较小，这里主要考虑少数载流子浓度的变化，PN结势垒区内存在内建电场，PN结两边的少数载流子发生运动，P型层的电子穿过PN结进入N型层，N型层的空穴进入P型层，这样在PN结两端形成了光生电动势，当PN结通过梳状电极和基片电极与外电路接通时，就形成了电路环路，只要有充足的光照就会有源源不断的电流流过电路环路。

现有的天线和太阳能电池的结合仅仅将两者组合在一起，没有通过半导体工艺，直接将天线集成到太阳能电池内，因此没有从更深的层面上进行合理的设计，导致太阳能天线的体积较大，并且天线直接覆盖在太阳能电池上，导致覆盖处的太阳能电池接收不到光照，影响太阳能电池的光电转换效率，本发明实施例所提供的一种支持太阳能供电的无线设备，通过将太阳能电池集成在无线设备的反射面上，从半导体层面将太阳能电池和天线反射面集成在一起，太阳能天线的体积小，重量轻，并且能够提高太阳能电池的光电转换效率。

结合图5A至图5B所示，是本发明提供的一种太阳能天线的一个优选实施例的结构示意图，作为上述方案的改进，所述太阳能天线依次由基片电极、P型层、PN结层、N型层、梳状电极、透明介质层、天线反射层和透镜层叠加构成。

具体的，结合上述实施例，太阳能天线的具体结构为：底层为基片电极，在基片电极上叠加P型层，P型层上为PN结层，PN结层上为N型层，在N型层上叠加梳状电极，在梳状电极上叠加透明介质层，在透明介质层上叠加天线反射层，在天线反射层上叠加透镜层。

从剖面图看(图5A)，在单晶硅太阳能电池上再增加一层透明绝缘介质，然后在透明绝缘介质之上再增加一层天线反射层，天线反射层在梳状电极的正上方，由于天线反射层和梳状电极是金属，会遮挡太阳光照射到PN结层，因此，在最上方增加一层透镜层，透镜层能够将天线反射层正上方被遮挡的太阳光折射进入PN结层，从而提高太阳光的利用率。

从俯视图看(图5B)，本发明实施例中的太阳能天线反射板犹如网格状正方形阵列，配合透镜层后极大地提高了太阳光的利用率，并且太阳能天线反射板可以以这种单个的正方形作为基本单元，构成各种形状的天线反射板，其中，正方形阵列可以改为其它形状，比如矩形、六边形等，太阳能天线中的天线反射层的数量可以不止一层，本发明实施例不作具体限定。

这种设计方案可以在使用半导体工艺制作太阳能电池的同时，将天线反射板制作进去，然后生产出各种基本形状的模块，在实际应用中，根据天线反射板的具体形状，采用各种基本模块拼接即可。

在又一个优选实施例中，所述太阳能电池为单晶硅太阳能电池；所述太阳能天线依次由基片电极、P型层、PN结层、N型层、梳状电极、透明绝缘层、透明介质层、天线反射层和透镜层叠加构成。

需要说明的是，利用半导体技术将太阳能电池与天线直接集成在一起，在一定程度上会导致天线的灵活性受限，如果要保证天线的灵活性，可以将太阳能电池直接安装在天线上，此时太阳能电池和天线是分离的，两者只是连接在一起，并不是一个整体，如图6所示，是一种处于分离状态的太阳能天线，依次由基片电极、P型层、PN结层、N型层、梳状电极、透明绝缘层、透明介质层、天线反射层和透镜层叠加构成；其中，太阳能电池由基片电极、P型层、PN结层、N型层、梳状电极和透明绝缘层构成，天线由透明介质层、天线反射层和透镜层构成。

结合图7所示，是本发明提供的一种太阳能天线的另一个优选实施例的结构剖面示意图，作为上述方案的改进，所述太阳能天线依次由第一透镜层、第一天线反射层、第一透明介质层、第一梳状电极、第一N型层、第一PN结层、第一P型层、基片电极、第二P型层、第二PN结层、第二N型层、第二梳状电极、第二透明介质层、第二天线反射层和第二透镜层叠加构成。

由于无线设备在实际使用时的光照角度和无线角度存在矛盾，例如，最优的无线传输通常是两个无线设备相对垂直放置，但是这个时候太阳光照射的角度并不好，当太阳在两个无线设备之间时，两个无线设备都有较好的太阳光利用率，当太阳分别在两侧的时候，只有其中一个无线设备有较好的太阳光照射，而另一个无线设备则是背面对着太阳，导致对于太阳光的利用率较差；最优的太阳能接收光照角度通常是朝上，或者根据具体位置有一定的倾角，但是如果两个无线设备这样放置会导致它们之间的传输效果并不理想。

为了解决上述问题，本发明实施例提出了一种双面照射的太阳能天线叠层结构，如图7所示，太阳能天线反射板可以制作成双面的，两面都可以接收太阳光，从而可以利用太阳能给无线设备供电，避免了最优的无线传输角度和最优的太阳能光照角度之间不一致的问题，使得无线设备的无线性能和太阳光利用率之间得到平衡。

结合图8所示，是本发明提供的一种太阳能天线的又一个优选实施例的结构剖面示意图，作为上述方案的改进，所述太阳能天线依次由第一透镜层、第一天线反射层、第一透明介质层、第一梳状电极、第一N型层、第一PN结层、P型层、第二PN结层、第二N型层、第二梳状电极、第二透明介质层、第二天线反射层和第二透镜层叠加构成。

具体的，结合上述实施例，本发明实施例同样提出了一种双面照射的太阳能天线叠层结构，如图8所示，太阳能天线反射板可以制作成双面的，两面都可以接收太阳光，从而可以利用太阳能给无线设备供电，避免了最优的无线传输角度和最优的太阳能光照角度之间不一致的问题，需要说明的是，本发明实施例中的太阳能天线的结构比上述实施例中的太阳能天线的结构简单，层数少，能够节省成本。

结合图9所示，是本发明提供的一种太阳能天线的又一个优选实施例的结构剖面示意图，作为上述方案的改进，所述太阳能天线依次由第一透镜层、第一梳状电极、第一N型层、第一PN结层、P型层、第二PN结层、第二N型层、第二梳状电极、透明介质层、天线反射层和第二透镜层叠加构成。

具体的，结合上述实施例，本发明实施例同样提出了一种双面照射的太阳能天线叠层结构，如图9所示，太阳能天线反射板可以制作成双面的，两面都可以接收太阳光，从而可以利用太阳能给无线设备供电，避免了最优的无线传输角度和最优的太阳能光照角度之间不一致的问题，需要说明的是，本发明实施例中的太阳能天线的结构比上述实施例中的太阳能天线的结构更加简单，层数更少，能够进一步节省成本。

在又一个优选实施例中，所述太阳能电池为单晶硅太阳能电池；所述单晶硅太阳能电池集成在所述天线的寄生单元上。

具体的，结合上述实施例，太阳能天线400包括天线401和设置在天线401上的太阳能电池402，本发明实施例使用的太阳能电池为单晶硅太阳能电池，使用的无线设备除了具有金属反射面之外，在天线和反射面之上还有一层寄生单元用于提高天线性能，将单晶硅太阳能电池直接集成在无线设备的寄生单元上，即构成了太阳能天线400。

需要说明的是，本发明实施例所使用的无线设备，其天线多为微带阵列天线，常见的微带阵列天线有两层，底下一层为参考地，顶上一层为馈电网络及辐射单元，通常为了拓展天线频段，会在馈电网络及辐射单元之上添加一层寄生单元，寄生单元多为矩形或圆形贴片。

结合图10所示，是本发明提供的一种太阳能天线的又一个优选实施例的结构剖面示意图，作为上述方案的改进，所述寄生单元为频率选择表面；所述太阳能天线依次由介质层、第一梳状电极、P型层、PN结层、N型层、第二梳状电极、透明介质层、频率选择表面和透镜层叠加构成。

具体的，结合上述实施例，太阳能天线的具体结构为：底层为介质层，在介质层上叠加第一梳状电极，在第一梳状电极上叠加P型层，P型层上为PN结层，PN结层上为N型层，在N型层上叠加第二梳状电极，在第二梳状电极上叠加透明介质层，在透明介质层上叠加频率选择表面，在频率选择表面上叠加透镜层。

在实际应用时，太阳光经过透镜层、频率选择表面、透明介质层进入PN结层，发生光电反应，然后产生的电子通过梳状电极传出；天线发出的电磁波穿过介质层、PN结层，最终通过频率选择表面发射出去。

需要说明的是，频率选择表面可以细分为多层，使用频率选择表面FSS(FrequencySelective Surface)作为寄生单元，由正方形的空心网格构成，其优点是可以拓展带宽，同时可以对辐射波束进行整形，从而在提高增益的同时降低副瓣；

作为优选方案，所述太阳能天线的相位可调。

结合上述实施例，由于两个无线设备相对摆放会导致太阳光的照射角度并不好，为了提高太阳光的利用率，可以将无线设备倾斜摆放，但此时无线设备在实际使用时的光照角度和无线角度存在矛盾，因此需要同时保证无线设备的无线信号的传输方向仍然保持水平方向，为了解决上述问题，本发明实施例提出了一种太阳能天线的相位可调的无线设备，具体的，可以将两个无线设备的天线馈点放在功分器的中间，通过调整天线馈点的位置，或者修改功分器的长度从而调整两个无线设备的相位差，进而实现无线信号传输方向的调整，即提高了太阳光的利用率，又避免了最优的无线传输角度和最优的太阳能光照角度之间不一致的问题，使得无线设备的无线性能和太阳光利用率之间得到平衡。

需要补充的是，本发明实施例不仅适用于支持PoE供电的无线设备，而且适用于常用的不支持PoE供电的无线设备，同时，还可以适用于其他无线设备，例如Camera等，本发明实施例不作具体限定。

不支持PoE供电的无线设备通常设有供电端口，供电端口与电源适配器连接，通过电源适配器获取供电电源，并且该无线设备包括天线，如图11A至图11B所示，是本发明提供的一种支持太阳能供电的无线设备的一个优选实施例的结构示意图，其中，图11A所示的无线设备包括供电端口10、主板电路20、第一电源转换模块30、太阳能天线40、蓄电池50，由于该无线设备的天线为外置天线部分41，则将太阳能电池42与该无线设备的天线部分41相结合；图11B所示的无线设备包括供电端口10、主板电路20、第一电源转换模块30、蓄电池50、外壳体60和太阳能电池70，由于该无线设备的天线为内置天线模块25，则将太阳能电池70与该无线设备的外壳体60相结合；此时，该无线设备有适配器供电、太阳能供电和蓄电池供电三种可选供电方式，同理，电源管理模块22选择适配器电源、太阳能电源或蓄电池电源中的一种电源作为该无线设备的供电电源，并且太阳能电源的优先级高于蓄电池电源，蓄电池电源的优先级高于适配器电源，在光照充足的情况下，电源管理模块22选择太阳能电源为该无线设备提供电能，在光照不充足(例如夜晚或者阴天等)的情况下，电源管理模块22选择充电后的蓄电池电源为该无线设备提供电能，在遇到长时间无光照的情况下，太阳能电源和蓄电池电源都没有足够的电能使该无线设备正常工作，电源管理模块22选择适配器电源为该无线设备提供电能，无论电源管理模块22选择哪一种电源作为该无线设备的供电电源，第二电源转换模块23都会对被选中的供电电源进行电压转换，以将供电电源的电压转换为无线模块21和IPC模块24等模块工作所需的电压，从而为这些模块供电。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种支持太阳能供电的无线设备，其特征在于，包括供电端口、主板电路、第一电源转换模块和太阳能天线；所述主板电路包括无线模块、电源管理模块和第二电源转换模块；所述太阳能天线包括太阳能电池和设置在所述太阳能电池上的天线；其中，

所述供电端口用于连接有线电源；

所述无线模块和所述天线用于传输网络信号；

所述太阳能电池用于将接收到的光能转换为电能；

所述第一电源转换模块用于将所述电能转换为稳定的太阳能电源；

所述电源管理模块用于选择所述有线电源或所述太阳能电源作为所述无线设备的供电电源，以控制所述无线设备的供电方式；其中，所述太阳能电源的优先级高于所述有线电源；

所述第二电源转换模块用于对所述供电电源进行电压转换以为所述无线模块供电。

2.如权利要求1所述的支持太阳能供电的无线设备，其特征在于，所述无线设备还包括蓄电池；所述蓄电池用于在有光照时储存由光能转换的电能；所述蓄电池还用于在无光照时向所述无线设备提供蓄电池电源；

则，所述电源管理模块用于选择所述有线电源、所述太阳能电源或所述蓄电池电源作为所述无线设备的供电电源，以控制所述无线设备的供电方式；其中，所述太阳能电源的优先级高于所述蓄电池电源，所述蓄电池电源的优先级高于所述有线电源。

3.如权利要求1所述的支持太阳能供电的无线设备，其特征在于，所述供电端口为以太网口；

则，所述以太网口用于通过网线连接PSE供电设备以获取以太网电源；其中，所述以太网电源为所述有线电源。

4.如权利要求1所述的支持太阳能供电的无线设备，其特征在于，所述太阳能电池为单晶硅太阳能电池；所述单晶硅太阳能电池集成在所述无线设备的反射面上。

5.如权利要求4所述的支持太阳能供电的无线设备，其特征在于，所述太阳能天线依次由基片电极、P型层、PN结层、N型层、梳状电极、透明介质层、天线反射层和透镜层叠加构成。

6.如权利要求1所述的支持太阳能供电的无线设备，其特征在于，所述太阳能电池为单晶硅太阳能电池；所述太阳能天线依次由基片电极、P型层、PN结层、N型层、梳状电极、透明绝缘层、透明介质层、天线反射层和透镜层叠加构成。

7.如权利要求4所述的支持太阳能供电的无线设备，其特征在于，所述太阳能天线依次由第一透镜层、第一天线反射层、第一透明介质层、第一梳状电极、第一N型层、第一PN结层、第一P型层、基片电极、第二P型层、第二PN结层、第二N型层、第二梳状电极、第二透明介质层、第二天线反射层和第二透镜层叠加构成。

8.如权利要求4所述的支持太阳能供电的无线设备，其特征在于，所述太阳能天线依次由第一透镜层、第一天线反射层、第一透明介质层、第一梳状电极、第一N型层、第一PN结层、P型层、第二PN结层、第二N型层、第二梳状电极、第二透明介质层、第二天线反射层和第二透镜层叠加构成。

9.如权利要求4所述的支持太阳能供电的无线设备，其特征在于，所述太阳能天线依次由第一透镜层、第一梳状电极、第一N型层、第一PN结层、P型层、第二PN结层、第二N型层、第二梳状电极、透明介质层、天线反射层和第二透镜层叠加构成。

10.如权利要求1所述的支持太阳能供电的无线设备，其特征在于，所述太阳能电池为单晶硅太阳能电池；所述单晶硅太阳能电池集成在所述无线设备的寄生单元上。

11.如权利要求10所述的支持太阳能供电的无线设备，其特征在于，所述寄生单元为频率选择表面；所述太阳能天线依次由介质层、第一梳状电极、P型层、PN结层、N型层、第二梳状电极、透明介质层、频率选择表面和透镜层叠加构成。

12.如权利要求10或11所述的支持太阳能供电的无线设备，其特征在于，所述太阳能天线的相位可调。