CN113381178A - 基于能量收集的集成小型化整流天线 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种能量收集的集成小型化整流天线，解决了整流天线小型化高效率的问题。本发明的整流天线层叠结构有上、中和下层介质板，上层板上表面印上层天线，中层为接地，下层板下表面的电路有下层天线和整流电路部分；上下层的对称振子天线构成双面印刷对称振子天线；上下层天线间用金属化过孔传输功率；电感匹配天线和集总方式的并联整流电路。本发明天线和整流电路部分分置于叠层结构的上下两表面，双面印刷对称振子天线增加了增益，并联两路二倍压拓扑结构的整流电路以及利用电感实现匹配，实现了小型化、高效率。本发明可收集环境中900MHz的能量传输到整流电路部分整流输出直流电压，可用于点亮LED灯。

Description

基于能量收集的集成小型化整流天线

技术领域

本发明涉及无线能量传输领域，具体是一种基于能量收集的集成小型化整流天线，主要应用于针对环境中的无线能量收集并将收集到的能量转换成直流信号。

背景技术

无线输能技术在生活中的应用越来越广泛，作为接收端的整流天线部分是无线输能技术核心模块之一，直接影响着整个无线输能的转换效率。射频能量收集也属于无线输能技术，射频功率广泛的存在于周围环境中，射频能量收集系统可以充分收集和利用周围环境的射频能量，将射频功率转换成直流信号为各种低功耗无线便携式电子设备供电，以达到射频能量的充分利用。整个射频能量收集系统中，收集到能量多少取决于接收到的射频信号的强度，该强度由离发射信号器的距离和射频能量采集器的功率转换效率决定。

现在，射频能量收集技术更偏向于对低功率信号的收集，为了更便于小型低功率电子设备的使用，整流天线高效率小型化也成为重要研究方向之一，周围环境中主要存在WiFi频段的射频能量，其能量较低，尽管是高增益接收天线接收集到的射频能量功率也是较低的，因此不仅要增大天线增益，还应注重于整流效率的提高，同时为了使用方便应尽量使整流模块小型化。

传统整流天线的设计，是将天线和整流电路分别设计在不同的板子上，或者将天线和整流放置在同一平面上，致使尺寸增大。在射频能量收集系统中，由于频率低、收入功率小，整流电路的尺寸也会相应的增大，在整流电路的设计中采用分布式达到匹配是整流电路的尺寸增大的主要原因。

在WiFi频段中，对于低频率(900MHz)整流天线的设计，由于其波长较长，就会导致在设计天线时由于其波长较长而导致整流天线电路的尺寸增大。采用传统的对称振子天线，可以减小接收天线的尺寸，可接收全方位的能量，但其增益较低，在低功率能量收集中存在很大的不足。在Xuyue Wu,Junjun Wang.“A High Efficiency Rectifier forAmbient RF Energy Harvesting at 940MHz”一文中，提出的整流电路效率高达60％，整流电路的匹配部分和整流电路部分均采用相应的微带形式，其尺寸均比较大，为低功耗无线便携式电子设备供电带来很大的不便。因此在低频整流电路的设计中，工程上需要高整流效率的前提下实现其小型化。

实现能量收集的整流天线为低功耗无线便携式电子设备供电，整流天线的小型化是现有技术存在的问题。

发明内容

本发明为解决以上现有技术难题，提供了一种高效率的能量收集的集成小型化整流天线。

本发明是一种能量收集的集成小型化整流天线，自上而下的层叠结构有上层介质板、中间层和下层介质板，其中上层介质板的上表面印刷有上层辐射单元，中间层为覆铜板作为接地，下层介质板的下表面印刷有电路，其特征在于：所述下层介质板的下表面印刷的电路有下层辐射单元和整流电路部分；上层辐射单元和下层辐射单元均为对称振子天线，对称振子天线的两臂及臂间间隔均沿介质板的同一长边边沿平行对称分布印刷，其中左臂在靠近臂间间隔处垂直设置一段微带线作为接输出接地，共同构成双面印刷对称振子天线；上层的对称振子天线简称作上层天线，下层的对称振子天线简称作下层天线，上层天线和下层天线之间通过金属化过孔实现功率传输；下层天线输出端采用电感匹配天线和整流电路部分；整流电路部分采用集总方式实现整流；整流电路部分采用并联两路整流电路。

本发明解决了在保证高效率的前提下实现整流天线高效率小型化的技术问题。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

提高了天线增益：本发明采用双面印刷对称振子天线，不仅简化了天线的尺寸，与相同尺寸的单面对称振子相比增益提高，以便于收集到更多的能量。

增加了整流电路输出电压：整流电路部分采用集总元件组成整流电路，实现了整流电路的小型化。由于接收到的射频能量较低，致使整流输出功率也较小，因此整流电路结构采用二倍压拓扑结构，得到输出电压明显增加。

提高了整流效率：天线与整流电路部分的匹配可以获得高整流效率，为了达到更好的匹配，本发明将整流电路部分并联两路结构完全相同的整流电路，使得天线输出阻抗和整流天线输入阻抗的实部匹配，虚部失配，只需一个匹配电感来实现天线和整流电路部分的虚部匹配，从而达到的整体阻抗匹配，提高了整流电路部分的整流效率。

实现了整流天线小型化：本发明将天线和整流电路部分分别放置在层叠结构的两侧，两层介质板中间共用接地层，上层天线和下层天线之间通过金属化过孔实现能量传输，整流电路部分采用集总方式构成，实现了整流天线的小型化。

附图说明

图1是本发明中上层介质板的上表面图；

图2是本发明中间层中覆铜板的示意图；

图3是本发明中下层介质板的下表面图；

图4是本发明中下层介质板下表面的整流电路部分图；

图5是本发明中的天线增益图；

图6是本发明整流电路在负载为3.5KOhm时的整流效率图；

图7是本发明整流电路在负载为3.5KOhm时的输出电压图；

图8是本发明整流电路在负载为3KOhm时的整流效率图；

图9是本发明整流电路在负载为3KOhm时的输出电压图。

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

以下结合附图和实例对本发明详细阐述

具体实施方式

实施例1

射频功率广泛的存在于周围环境中，射频能量收集系统可以充分收集和利用周围环境的射频能量，将射频功率转换成直流信号为各种低功耗无线便携式电子设备供电，以达到射频能量的充分利用。在射频能量收集系统中，由于频率低、收入功率小，整流电路的尺寸也会相应的增大，在整流电路的设计中采用分布方式达到匹配是整流电路的尺寸增大的主要原因，为了减小体积，实现高效率，本发明设计出一种基于能量收集的集成小型化整流天线。

本发明是一种能量收集的集成小型化整流天线，自上而下的层叠结构有上层介质板2、中间层3和下层介质板5，其中上层介质板2的上表面印刷有上层辐射单元，中间层3为覆铜板作为接地，下层介质板5的下表面印刷有电路，参见图3，图3是本发明中下层介质板的下表面图，本发明的下层介质板5的下表面印刷的电路有下层辐射单元和整流电路部分7。参见图1和图3，图1是本发明中上层介质板的上表面图，也是上层辐射单元即上层天线1的示意图；图3是本发明中下层介质板的下表面图，也是下层辐射单元即下层天线4和整流电路部分 7的示意图。本发明的上层辐射单元和下层辐射单元均为对称振子天线，对称振子天线的两臂及臂间间隔均沿介质板的同一长边边沿平行对称分布印刷，参见图 1和图3，其中上层天线1左臂在靠近臂间间隔处垂直设置一段微带线作为输出接地，上层天线1和下层天线4共同构成双面印刷对称振子天线，为本发明能量收集的集成小型化整流天线中的天线。参见图1，本发明的上层的对称振子天线简称作上层天线1；参见图3，下层的对称振子天线简称作下层天线4，上层天线1和下层天线4之间通过金属化过孔实现功率传输，经过中间层3不接地，分别置于层叠结构的上下两表面，共同构成双面印刷对称振子天线。

本发明的下层介质板5的下表面印刷的电路包括有下层天线4和整流电路部分7，下层天线4输出端采用匹配电感6来匹配天线和整流电路部分7。本发明的整流电路部分7采用集总方式实现整流。本发明的整流电路部分7采用并联两路整流电路。参见图2，图2是本发明中间层中覆铜板的示意图，中间层3置于上层介质板2和下层介质板5之间，其中间层3为有一定厚度的覆铜板，作为整流天线的接地板，本发明的上层天线1和下层天线4的接地均通过金属化过孔连接到中间层3实现接地，整流电路部分7中也通过金属化过孔连接到中间层3接地。

对于能量收集的整流天线设计，由于频率低，设计出的整流天线尺寸大，在小型化便携式电子设备上的使用带来极大的不便，为解决整流天线尺寸大的问题，本发明提出一种基于能量收集的集成小型化整流天线，对天线高增益的实现；对整流电路部分7实现小型化、高效率。本发明天线部分采用双面印刷对称振子天线来增加天线接收增益，整流电路部分7采用集总方式来实现高效率和小型化；下层天线4输出端口的天线输出阻抗和整流天线部分7的输入阻抗实部数值接近达到匹配，虚部数值相差较大存在严重失配，因此在下层天线4的输出端口和整流电路部分7的输入端口之间连接20nH的L16匹配电感7使天线的输出阻抗和整流电路部分7的输入阻抗的虚部达到匹配，从而实现天线和整流电路部分 7的整体阻抗匹配；将天线和整流分别放置于层叠结构的两侧，功率的传输主要通过金属化过孔来实现整流天线之间的功率传输，实现了整流天线的高效率小型化的设计。有效解决了对于射频能量收集的整流天线尺寸过大的问题。

实施例2

基于能量收集的集成小型化整流天线的总体构成和具体结构同实施例1，参见图4，图4是本发明中下层介质板下表面的整流电路部分图，也是图3整流电路部分7的放大图，本发明的整流电路部分7采用并联两路整流电路，整流电路接收上层天线1和下层天线4收集到的能量通过L1匹配电感6进入并联的两路整流电路，这两路整流电路结构相同，完全对称，其中第一路整流电路输入端口连接传输线即第一微带线的一个端口，连接电容C1的一端，电容C1另一端口接入整流二极管D1的阴极和D2的阳极，整流二极管D1的阳极通过金属化过孔接地，整流二极管D2阴极并联隔直电容C2，C2另一端通过金属化过孔接地，整流二极管D2阴极引出直流输出端传输线即第二微带线，形成一侧的整流电路。参见图4，图4是本发明中下层介质板下表面的整流电路部分图，本发明的第二路整流电路与第一路整流电路结构相同，第二路整流电路输入端口连接传输线即第一微带线的另一个端口，连接电容C3的一端，电容C3另一端口接入整流二极管 D3的阴极和D4的阳极，整流二极管D3的阳极通过金属化过孔接地，整流二极管D4阴极并联隔直电容C4，C4另一端通过金属化过孔接地，整流二极管D4阴极引出直流输出端传输线即第二微带线，形成另一侧的整流电路，利用第二微带线并联两路整流电路的直流输出。本发明的两路整流电路输出均通过第二微带线将两路直流并联后接负载。

本发明将整流电路部分7采用简单的集总方式搭建，由于收集周围的射频能量较低，因此采用二倍压的拓扑结构用来增加输出电压。本发明的两路整流电路采用滤波隔直电容C1和C3用于阻止直流进入到输入端，再连接二倍压整流拓扑结构进行整流，最后并联隔直电容C2和C4来替代微带线组成的直通滤波器，用来滤除由二极管产生的高次谐波，只允许直流通过。由于单路整流电路难以达到匹配，因此采用将两路整流电路并联，使下层天线4输出端口的天线输出阻抗和整流天线部分7的输入阻抗实部数值接近达到匹配，然后在下层天线4的输出端口和整流电路部分7的输入端口之间连接20nH的L1匹配电感6使天线的输出阻抗和整流电路部分7的输入阻抗的虚部达到匹配。本发明最终实现整流电路部分 7的尺寸极大的减小，其整流效率在输入功率为-5dBm时效率达到47％，输入功率为0dBm时效率达到60％，最高可达到76％。

实施例3

基于能量收集的集成小型化整流天线的总体构成和具体结构同实施例1-2，参见图1和图3，图1是本发明中上层介质板的上表面图，图3是本发明中下层介质板的下表面图，本发明由上层天线1和下层天线4共同构成的双面印刷对称振子天线，其尺寸包括有：天线双臂总长度148mm*宽度1.1mm，左右臂尺寸均为， 74mm*1.1mm，上、下层天线中的左臂的输出接地微带线上各设有两个半径为0.3mm 的金属化过孔，即上层天线1到中间层3的金属化过孔，作为对称振子天线的接地。参见图1，图1是本发明中上层介质板的上表面图，本发明的右臂靠近臂间间隔端设有一个半径为0.2mm的金属化过孔，即上层天线1连接到下层天线4的金属化过孔，此过孔用于上层天线1和下层天线4之间的功率传输，过孔经过中间层3不接地。

单个对称振子为全向天线，但是单面印刷对称阵的增益较低，难以实现更多射频能量的收集，为解决单个对称振子天线增益较低的问题，在单个对称振子的基础上，本发明采用双面印刷对称振子，在相同尺寸下，实现全方位接收能量的同时可以收集到比较多的射频能量，成功的解决了整流天线的体积大、增益低的问题。

实施例4

基于能量收集的集成小型化整流天线的总体构成和具体结构同实施例1-3，参见图4，图4是本发明中下层介质板下表面的整流电路部分图，本发明下层天线4输出端口的天线输出阻抗和整流天线部分7的输入阻抗各自的实部数值接近达到匹配，各自的虚部数值相差较大存在严重失配。本发明经过严谨的计算与分析实验对比，在下层天线4的输出端口和整流电路部分7的输入端口之间连接 20nH的L1匹配电感6，使天线的输出阻抗和整流电路部分7的输入阻抗的虚部达到匹配，从而实现天线和整流电路部分7的整体阻抗匹配。

由于单路整流电路难以达到匹配，并且匹配的电路尺寸过大。本发明将两路整流电路并联，再用20nH的匹配电感6将天线的输出阻抗和整流电路部分7的输入阻抗实现整体阻抗匹配，从而提高了整流的效率。很好解决了整流天线匹配和小型化的问题。

实施例5

能量收集的集成小型化整流天线的总体构成和具体结构同实施例1-4，本发明下层天线4输出端口的天线输出阻抗为(51+j*20.6)Ohm，整流电路部分7总的输入端输入阻抗为(52-j*157.223)Ohm，其中天线输出阻抗实部为51Ohm，与整流电路部分7的输入阻抗实部为52Ohm近似可视为实部匹配，天线输出阻抗虚部为+20.6Ohm与整流电路部分7的输入阻抗虚部为-157.223Ohm之间相差可以采用一个感性元器件实现虚部匹配。

单个整流电路的输入阻抗为(108-j*233.5)Ohm，与下层天线4输出阻抗的匹配较难并且匹配电路尺寸较大。本发明并联两路整流电路构成整流电路部分7，可以得到整流电路部分7输入阻抗为(52-j*157.223)Ohm，其实部数值与下层天线4输出端口的天线输出阻抗实部数值相近达到实部匹配，其虚部与下层天线 4输出端口的天线输出阻抗虚部之间利用感性元件即L1匹配电感6实现虚部匹配来实现天线和整流电路部分7之间的整体阻抗匹配，从而提高了整流效率。

本发明主要解决整流天线小型化高效率问题。包括设计的上层天线1、上层介质板2、中间层3、下层介质板5、下层天线4、匹配电感6、整流电路部分7，上层天线1、下层天线4、匹配电感6和整流电路部分7分别分布于层叠结构的上下两表面，中间层3为接地放置于两层介质板中间。本发明具有小型化，高效率的优点。

下面给出一个详细的例子，对本发明进一步详细说明

实施例6

能量收集的集成小型化整流天线的总体构成和具体结构同实施例1-5，

下面以收集900MHz的射频能量为例，结合附图对本发明进行进一步阐述，在本发明的整流天线的整流输出端口接入变阻器R，参见图4右下角的元器件。

图1是本发明中上层介质板的上表面图。该天线采用对称振子天线，介质板采用F4B板材，上层介质板2尺寸148mm*6mm*1mm，上层天线1采用印刷电路板，其尺寸为144.8mm*1.1mm，上层天线1两臂间隔0.8mm的距离。在上层天线1的右臂天线靠近臂间间隔端利用金属化过孔连接到下层天线4实现功率传输，其中过孔半径为0.2mm；上层天线1的左臂天线靠近臂间间隔端垂直接入长为1.3mm，宽为1.2mm的传输线，在该输出接地传输线上作两个金属化过孔，实现接地和连接上、下层天线，该两过孔半径均为0.3mm。

图2是本发明中间层中覆铜板的示意图，中间层置于上层介质板2和下层介质板5之间，其中间层3为有一定厚度的覆铜板，作为整流天线的接地板为整流天线两层介质板中间的地，由于对称振子天线为全向天线，不需要在印刷阵子臂下面放置地板，因此，在设计时，只采用部分区域放置地板，参见图2，以此来实现对称振子天线的全向天线性质，同时将整流电路部分7与天线集成在同一块介质板表面上，实现了整流天线的小型化和一体化。

图3是本发明中下层介质板的下表面图。其中介质板采用F4B板材，下层介质板5尺寸为148mm*6mm*1mm，下层天线4尺寸为144.8mm*1.1mm，下层天线4 两臂之间间隔0.8mm的距离，其尺寸和位置放置与上层天线1相对应，在图3中，下层天线4左臂靠近臂间间隔的天线输出端口垂直引出长为0.7mm，宽为1.2mm 的传输线作为天线的输出端口与整流电路部分7连接，为了更清楚地显示，参见图4，该传输线为图4中L1上端所连接的；在下层天线4的输出端口和整流电路部分7的输入端口之间连接20nH的L1匹配电感6，匹配电感6输出端连接第一微带线，第一微带线的两个输出端口分别连接两路结构完全相同的整流电路，两路整流电路分别点接入容值为100pF的电容C1和C3，用来阻止整流后的直流流入到天线，电容的输出端分别连接整流二极管D1和D3的阴极和整流二极管 D2和D4的阳极，D1和D3的阳极直接接地，D2和D4的阴极并联容值为47pF的直通电容C2和C4只让直流通过，滤除整流二极管产生的高次谐波，参见图4，在第一整流支路D2输出端和第二整流支路D4输出端利用宽为0.5mm，长为6.4mm 的传输线即第二微带线将其进行并联，输出端接入负载，负载即整流输出端口接入的变阻器R。

本发明的优点可通过以下仿真进一步说明：

实施例7

能量收集的集成小型化整流天线的总体构成和具体结构同实施例1-6。

仿真条件与内容：

利用商业仿真软件ANSYS HFSS v18.0对本发明进行天线仿真计算，结果如图5所示。

仿真结果与分析：

图5是本发明的天线增益图，其中横坐标为方位角，纵坐标为天线增益。单个对称振子天线的增益为2.15dBi，图5中经仿真实验得到的本发明天线的增益为2.41dBi，实验证明，本发明的天线可接收到全方位功率，增益高于单个对称振子。

实施例8

能量收集的集成小型化整流天线的总体构成和具体结构同实施例1-7。

仿真条件与内容：

利用软件ADS仿真软件对上述实例的整流电路进行仿真计算，整流电路的排布版图如图4所示，其仿真结果如图6和图7所示。

仿真结果与分析：

图4是本发明中的整流电路部分图，图6是本实例整流电路在负载为3.5KOhm 时的整流效率图，其中横坐标为整流电路部分7的输入功率，纵坐标为在不同输入功率下的整流效率。从图6中可以看到，当输入功率集中在-10dBm时，其最佳负载为3.5KOhm，效率达到47.6％，在此负载下，当输入功率达到0dBm时，效率为68.7％，当输入效率达到6.1dBm时，效率达到最大74.4％；图7是本实例整流电路在负载为3.5KOhm时的输出电压，其中横坐标为整流电路部分7的输入功率，纵坐标为不同输入功率下的输出电压。从图7可以看到，当输入功率为 -10dBm时，输出电压达到0.409V，当输入功率达到0dBm时，输出电压为1.549V，当输入效率达到6.1dBm时，效率达到最大74.4％，输出电压为3.256V。

本发明对周围环境中的射频能量的收集实验中，将整流天线放置于能量密度较小的区域，即当整流天线部分7的输入功率集中在-15dBm—-5dBm时，可取负载为3.5KOhm作为整流电路部分的负载，达到最佳整流效率。

实施例9

能量收集的集成小型化整流天线的总体构成和具体结构同实施例1-7。仿真条件与内容同实施例8

仿真结果与分析：

图8是本实例整流电路在负载为3KOhm时的整流效率图，其中横坐标为整流电路部分7的输入功率，纵坐标为在不同输入功率下的整流效率。从图8中可以看到，当输入功率集中在0dBm时，其最佳负载为3KOhm，效率达到69.3％，在此负载下，当输入功率达到6.8dBm时，效率达到最大76.4％。图9是本实例整流电路在负载为3KOhm时的输出电压，其中横坐标为整流电路部分的输入功率，纵坐标为不同输入功率下的输出电压。从图9可以看到，当负载选用3KOhm，，当输入功率达到0dBm时，输出电压为1.442V，当输入效率达到6.8dBm时，效率达到最大76.4％，输出电压为3.313V。

相比较于实施例8，本发明将整流天线放置于能量密度较大的区域，即当整流天线部分7的输入功率集中在-5dBm—5dBm时，可选择负载为3KOhm作为整流电路部分的输出负载，达到最佳整流效率。

以上仿真实践结果说明，本发明基于能量收集的集成小型化整流天线达到了小型化，高整流效率的目的，且天线和整流电路部分的匹配采用匹配电感实现匹配，简化了电路的尺寸，达到了比较好的匹配。

综上所述，本发明主要解决整流天线小型化和高效率的技术问题。本发明的能量收集的集成小型化整流天线，自上而下的层叠结构有上层介质板、中间层和下层介质板，其中上层介质板的上表面印刷有上层辐射单元，中间层为覆铜板作为接地，下层介质板的下表面印刷有电路，本发明的下层介质板的下表面印刷的电路有下层辐射单元和整流电路部分；上层辐射单元和下层辐射单元均为对称振子天线，对称振子天线的两臂及臂间间隔均沿介质板的同一长边边沿平行对称分布印刷，其中左臂在靠近臂间间隔处垂直设置一段微带线作为接输出接地，共同构成双面印刷对称振子天线；上层的对称振子天线简称作上层天线，下层的对称振子天线简称作下层天线，上层天线和下层天线之间通过金属化过孔实现功率传输；下层天线输出端采用匹配电感来匹配天线和整流电路部分；整流电路部分采用集总方式实现整流；整流电路部分采用并联两路整流电路。本发明将天线和整流电路部分分别放置于叠层结构介质板的上下两侧，天线采用双面印刷对称振子增加了天线的增益，将下层天线和整流电路部分印刷在下层介质板的下层，整流电路部分并联两路集总方式的二倍压拓扑结构的整流电路，天线和整流电路部分之间的匹配利用匹配电感实现。本发明整体上将整流电路和天线集成在一块板子上，天线为双面印刷对称阵子天线，天线和整流电路部分之间采用一个元器件电感实现匹配，整流电路部分为对称结构。小型化，高效率。本发明可应用于对周围环境中900MHz的射频进行收集并且将收集到的能量通过整流电路部分进行整流最后输出直流电压，可用于点亮LED灯。

显然，本发明的上述实例仅仅是为清楚地说明本发明所举例子，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种能量收集的集成小型化整流天线，自上而下的层叠结构有上层介质板、中间层和下层介质板，其中上层介质板的上表面印刷有上层辐射单元，中间层为覆铜板作为接地，下层介质板的下表面印刷有电路，其特征在于：所述下层介质板的下表面印刷的电路有下层辐射单元和整流电路部分；上层辐射单元和下层辐射单元均为对称振子天线，对称振子天线的两臂及臂间间隔均沿介质板的同一长边边沿平行对称分布印刷，其中左臂在靠近臂间间隔处垂直设置一段微带线作为输出接地，共同构成双面印刷对称振子天线；上层对称振子天线简称作上层天线，下层对称振子天线简称作下层天线，上层天线和下层天线之间通过金属化过孔实现功率传输；下层天线输出端采用电感匹配天线和整流电路部分；整流电路部分采用集总方式实现整流；整流电路部分采用并联两路整流电路。

2.根据权利要求1所述的能量收集的集成小型化整流天线，其特征在于：所述整流电路部分采用并联两路整流电路，整流电路接收上层天线和下层天线收集到的能量通过匹配电感L1进入并联的两路整流电路，这两路整流电路结构相同，完全对称，其中第一路整流电路输入端口连接传输线即第一微带线的一个端口，连接电容C1的一端，电容C1另一端口接入整流二极管D1的阴极和D2的阳极，整流二极管D1的阳极通过金属化过孔接地，整流二极管D2阴极并联隔直电容C2，C2另一端通过金属化过孔接地，整流二极管D2阴极引出直流输出端传输线即第二微带线，形成一侧的整流电路；所述第二路整流电路与第一路整流电路结构相同连接于传输线即第一微带线的另一输出端口；所述两路整流电路输出均通过第二微带线将两路直流并联后接负载。

3.根据权利要求1所述的能量收集的集成小型化整流天线，其特征在于：由上层天线和下层天线共同构成的双面印刷对称振子天线，其尺寸包括有：天线双臂总长度148mm*宽度1.1mm，上下层天线中的左臂的垂直微带线上各设有两个半径为0.3mm的金属化过孔，；右臂靠近臂间间隔端设有一个半径为0.2mm的金属化过孔。

4.根据权利要求1所述的能量收集的集成小型化整流天线，其特征在于：所述下层天线输出端口的天线输出阻抗和整流天线部分的输入阻抗实部数值接近达到匹配，虚部数值相差较大存在严重失配，在下层天线的输出端口和整流电路部分的输入端口之间连接20nH的匹配电感L1使天线的输出阻抗和整流电路部分的输入阻抗的虚部达到匹配，从而实现天线和整流电路部分的整体阻抗匹配。

5.根据权利要求4所述的能量收集的集成小型化整流天线，其特征在于：所述下层天线输出端口的天线输出阻抗为(51+j*20.6)Ohm，整流电路部分总的输入端输入阻抗为(52-j*157.223)Ohm。

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