CN113948356A - 磁控管阳极电源纹波混频无线携能通信装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了磁控管阳极电源纹波混频无线携能通信装置和方法，属于无线携能通信领域，包括磁控管电源、磁控管、中频信号发生器和第一电容；所述磁控管电源连有第一阴极电源线和第二阴极电源线；所述第一阴极电源线和第二阴极电源线分别与磁控管的阴极两端连接；所述第一电容一端和中频信号发生器连接，另一端和第一阴极电源线连接。本发明的磁控管阳极电源纹波混频无线携能通信装置和方法，中频信号等效为磁控管阳极电压的纹波加载到磁控管阳极电压上，并将磁控管本身激励起的谐振信号作为本地振荡信号，利用磁控管进行混频和功率放大使磁控管的输出端产生新信号，新信号直接通过天线向外辐射，使无线携能通信更加简化简单，成本低。
Description
技术领域
本发明属于无线携能通信领域，具体地说涉及磁控管阳极电源纹波混频无线携能通信装置和方法。
背景技术
无线携能通信是能够实现能量和信息同步传输的新型技术，它以小型化、远距离、功率流和信息流深度融合的优势，突破了无线能量传输和无线通信之间的壁垒，使得频谱资源和能量利用率得到大幅度提升。该技术在军用和民用的应用场景广泛，包括无线充电设备、战场环境传感器、无人区传感器、空间有效载荷以及环境检测无人机等，在这些场景中，各类传感器都需要长时间工作和实时信息传递，但却难以实现线缆连接以及人工更换电池等操作，无线携能通信是保证非接触式充电和信息传递的有效手段。
在上述应用场景中，高频、高发射功率的微波源是实现设备小型化、远距离能量传输和大容量信息传递的关键所在，而磁控管凭借其高功质比、高效率、低造价的优势成为了此类应用微波源的首选。
2006年I.Thair等科学家就曾将调制信号作为小信号对S波段连续波磁控管进行注入锁定，从而实现磁控管作为微波源的无线携能通信，此时PSK的数据传输速率可达到2Mbps。2019年，美国费米国家加速器实验室完成了L波段100kW磁控管的调制信号注入锁定，PM信号传输速率为50kbps。日本京都大学于2019年首次提出基于磁控管发射机的无线携能通信系统架构，该系统PSK、FSK信号最大达到10Mbps，并且实现了世界上第一套基于FM信号注入锁定磁控管发射机的无线电视系统。以上科学研究证明了磁控管作为无线携能通信中发射机的可行性。中频信号指频段由300KHz到3000KHz的频率信号，而在射频通信系统里面，调制之前的信号被称为基带信号，混频之后的被称为射频(或者高频)信号，这两级之间的就是中频信号。
但是上述科研内容均侧重在无线携能通信中将磁控管作为功率放大器的作用，而忽视了磁控管作为幅度非线性响应器件的特性，即磁控管的输入与输出关系为非线性曲线。现有技术中中频信号要单独通过混频器进行混频，然后经过功率放大器放大后再输入连有磁控管的环形器进行再放大，才能够实现无线携能通信，实现方法复杂，装置成本高。
发明内容
本发明的目的是针对上述不足之处提供磁控管阳极电源纹波混频无线携能通信装置和方法，拟解决现有技术中只将磁控管作为功率放大器使用，实现无线携能通信复杂，装置成本高等问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
磁控管阳极电源纹波混频无线携能通信装置，包括磁控管电源1、磁控管2、中频信号发生器3和第一电容41；所述磁控管电源1连有第一阴极电源线71和第二阴极电源线72；所述第一阴极电源线71和第二阴极电源线72分别与磁控管2的阴极两端连接；所述第一电容41一端和中频信号发生器3连接，另一端和第一阴极电源线71连接。
进一步的，所述第一电容41与第一阴极电源线71连接交点和磁控管电源1之间的第一阴极电源线71上设有第一电感51。
进一步的，所述第二阴极电源线72上设有第二电感52。
进一步的，还包括第三电感53；所述第三电感53一端与中频信号发生器3以及第一电容41连接中频信号发生器3的一端均连接，另一端接地。
进一步的，还包括第四电容44；所述第四电容44一端与磁控管电源1和第一电感51之间的第一阴极电源线71连接，另一端接地。
进一步的，还包括第五电容45；所述第五电容45一端与磁控管电源1和第二电感52之间的第二阴极电源线72连接，另一端接地。
进一步的，还包括第一电阻61、第二电阻62和第三电阻63；所述第一电阻61和第三电感53两端并联；所述第二电阻62和第一电感51两端并联；所述第三电阻63和第二电感52两端并联。
进一步的，还包括阻抗匹配调节器；所述阻抗匹配调节器包括第二可调电容42和第三可调电容43；所述第二可调电容42一端与中频信号发生器3以及第一电容41连接中频信号发生器3的一端均连接，另一端接地；所述第三可调电容43一端与中频信号发生器3以及第一电容41连接中频信号发生器3的一端均连接，另一端接地。
进一步的，还包括电路板；所述第一电容41、第一电感51、第二电感52、第三电感53、第四电容44、第五电容45、第一电阻61、第二电阻62和第三电阻63集成在电路板上；所述电路板包括第一端口、第二端口、第三端口、第四端口和第五端口；所述第一端口位于第一电感51和磁控管电源1之间的第一阴极电源线71上；所述第二端口位于第二电感52和磁控管电源1之间的第二阴极电源线72上；所述第三端口位于第一电感51和磁控管2之间的第一阴极电源线71上；所述第四端口位于第二电感52和磁控管2之间的第二阴极电源线72上；所述第五端口位于中频信号发生器3和第一电容41之间，使中频信号发生器3和第一电容41连通。
磁控管阳极电源纹波混频无线携能通信方法，采用上述任一磁控管阳极电源纹波混频无线携能通信装置；具体步骤为：所述磁控管电源1为磁控管2供电；所述中频信号发生器3产生中频信号，中频信号通过第一电容41输入到第一阴极电源线71上，此时中频信号等效为磁控管2阳极电压的纹波加载到磁控管2阳极电压上，并将磁控管2本身激励起的谐振信号作为本地振荡信号，当中频信号作为阳极电压纹波与磁控管2的谐振信号发生作用时，磁控管2非线性响应的特性使磁控管2的输出端产生新信号，新信号的频率是中频信号的频率与谐振信号的频率进行线性运算的结果，新信号直接通过天线向外辐射。
本发明的有益效果是：
本发明公开了磁控管阳极电源纹波混频无线携能通信装置和方法，属于无线携能通信领域，包括磁控管电源、磁控管、中频信号发生器和第一电容；所述磁控管电源连有第一阴极电源线和第二阴极电源线；所述第一阴极电源线和第二阴极电源线分别与磁控管的阴极两端连接；所述第一电容一端和中频信号发生器连接，另一端和第一阴极电源线连接。本发明的磁控管阳极电源纹波混频无线携能通信装置和方法，中频信号等效为磁控管阳极电压的纹波加载到磁控管阳极电压上，并将磁控管本身激励起的谐振信号作为本地振荡信号，利用磁控管进行混频和功率放大使磁控管的输出端产生新信号，新信号直接通过天线向外辐射，使无线携能通信更加简化简单，成本低。
附图说明
图1是本发明磁控管阳极电源纹波混频无线携能通信装置电路原理示意图；
图2是磁控管的等效电路图；根据对磁控管谐振腔结构和作用的研究，磁控管的谐振腔可以等效为RLC并联谐振电路，g+jb为等效的磁控管源部分，G+jB为等效负载，R、L、C分别为等效电阻、等效电感和等效电容；
图3是磁控管输出信号时域图像；对推导得到的阳极电压含有中频信号的自由振荡磁控管稳定状态下输出信号的表达式进行作图，边带包络的深度表示了加载的中频信号的幅度，边带包络的频率则与中频信号的频率有关；
图4是磁控管输出信号频域图像；对推导得到的表达式进行快速傅里叶变换作出的图，图像中最高强度的频率点代表了自由振荡磁控管的中心频率，中心频率两边的强度稍弱的次频率点代表了磁控管本振频率与中频信号频率混频之后得到的新频点，中心频率与次频率分量之间的频率差即中频信号的频率；
图5是加载了中频信号的磁控管阳极电压波形图；原本理想阳极电压为直流电压，加载的中频信号即体现为该直流电压上的纹波分量，此处将携带信息的复杂的中频信号简化为单一频率的正弦信号；
图6是自由振荡状态下磁控管输出信号时域图像，通过电磁仿真软件对磁控管进行建模，仿真计算得到了自由振荡稳定状态下磁控管时域输出图像，边带包络特征与图3推导得到的图像类似；
图7是自由振荡状态下磁控管输出信号频域图像，通过仿真计算得到的磁控管输出频谱图，图像上的中心频率与次频率分量之间的关系特征与图4推导得到的图像类似；
图8是未加载中频信号时磁控管输出信号频域图像，该频谱为松下生产的2M244-M1型磁控管在自由振荡状态下输出频谱；
图9是加载2MHz中频信号时磁控管输出信号频域图像，图像上的中心频率与次频率分量之间的关系特征与图4推导得到的图像类似；
图10是加载3MHz中频信号时磁控管输出信号频域图像，图像上的中心频率与次频率分量之间的关系特征与图4推导得到的图像类似；
图11是加载4MHz中频信号时磁控管输出信号频域图像，图像上的中心频率与次频率分量之间的关系特征与图4推导得到的图像类似；
图12是对实部表达式求解可得磁控管自由振荡状态下的高频输出电压为VRF(t)的公式；
图13是对虚部表达式求解可得磁控管自由振荡状态瞬态输出频率ω(t)的公式。
附图中：1-磁控管电源、2-磁控管、3-中频信号发生器、41-第一电容、42-第二可调电容、43-第三可调电容、44-第四电容、45-第五电容、51-第一电感、52-第二电感、53-第三电感、61-第一电阻、62-第二电阻、63-第三电阻、71-第一阴极电源线、72-第二阴极电源线。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式，对本发明进一步详细说明，但是本发明不局限于以下实施例。
实施例一：
见附图1～11。磁控管阳极电源纹波混频无线携能通信装置，包括磁控管电源1、磁控管2、中频信号发生器3和第一电容41；所述磁控管电源1连有第一阴极电源线71和第二阴极电源线72；所述第一阴极电源线71和第二阴极电源线72分别与磁控管2的阴极两端连接；所述第一电容41一端和中频信号发生器3连接，另一端和第一阴极电源线71连接。工作原理：本发明充分利用磁控管作为幅度非线性响应器件的特性，结合磁控管阳极电压纹波对其输出频谱特性的影响，将磁控管作为无线携能通信系统中的混频器及功率放大器使用，这样就可以舍弃现有技术中中频信号要单独通过混频器进行混频，也无需采用经过功率放大器放大后再输入连有磁控管的环形器进行再放大的多级放大的复杂结构，本发明能够实现无线携能通信，而且省掉混频器和环形器，装置成本低，将磁控管作为无线携能通信系统中的混频器及功率放大器多功能使用，节约成本。所述磁控管电源1为磁控管2供电；所述中频信号发生器3产生已调制的中频信号，中频信号通过第一电容41输入到第一阴极电源线71上，此时中频信号等效为磁控管2阳极电压的纹波加载到磁控管2阳极电压上，并将磁控管2本身激励起的谐振信号作为本地振荡信号，当中频信号作为阳极电压纹波与磁控管2的谐振信号发生作用时，磁控管2非线性响应的特性使磁控管2的输出端产生新信号，新信号的频率是中频信号的频率与谐振信号的频率进行线性运算的结果，即达到运用磁控管进行混频的目的。同时，根据现有的科学研究，磁控管还具有功率放大器的作用，即经过混频产生的微波信号可以直接通过天线向外辐射。
磁控管结构：磁控管具有一个圆筒状阳极，阳极叶片沿着径向安装在阳极的内壁上，螺旋灯丝作为阴极，阴极位于磁控管中心，天线安装在阳极叶片之一上，多个冷却片安置在阳极的外圆周表面上，两个磁铁分别安装在阳极顶部和底部形成磁场。磁控管电源1通过第一阴极电源线71和第二阴极电源线72为阴极供电，加热阴极灯丝使之发射出热电子，热电子在受到电场和磁场作用下，借助阳极叶片形成的若干个共振空腔，在做摆线运动的同时，把电子能转换为高频能量，即微波，微波通过天线发射出去。磁控管电源1为阴极提供3.3V电压，阳极接地，阴极和阳极之间具有4kV左右的负高压。
所述第一阴极电源线71和第二阴极电源线72分别与磁控管2的阴极两端直接或间接连接；阴极两端可以分别通过扼流线圈连接第一阴极电源线71和第二阴极电源线72。第一电容41用来隔直流通交流，防止磁控管电源1的高压直流跑到中频信号发生器3里面去，同时保证中频信号发生器3产生的已调制中频信号，能够输入到第一阴极电源线71上。
理论推导：
见图2，本发明在磁控管等效RLC谐振电路模型的基础上，磁控管自由振荡稳定状态下的电路方程：
其中，
ω为磁控管的振荡频率，即磁控管的输出端产生的信号振荡频率；ω0为谐振腔本振频率，即磁控管本身激励起的谐振信号作为本地振荡信号的频率；Q0为谐振电路的固有品质因数；Qext为谐振电路的外部品质因数；Vdc为磁控管的阳极电压，即磁控管的阴极和阳极之间的电压，阳极接地；VRF为高频电压，即磁控管的输出端产生的信号的电压；A为中频信号的幅度；f为中频信号的频率；g+jb为等效的磁控管源部分，g为磁控管源电子电导，b为磁控管源电子电纳；G+jB为等效负载，G为负载端电子电导，B为负载端电子电纳；j为虚数单位；b0、tanα为常数；R、L、C分别为等效电阻、等效电感和等效电容；t为时间变量。J.C.Slater曾在1947年4月3日发表过名为“THE PHASING OF MAGNETRONS”的论文，有具体讲述以上理论原理，目前已属于本领域公知常识，可以直接拿来使用。
为了分析磁控管的起振过程，在其初始振荡的过程中，可以假设其电压的幅度随时间呈指数变化，将频率表示成复数，其虚部代表指数增长的关系，即：
ω＝ω1+jω2
高频电压随时间变化的关系表示为
因此定义
则ω＝ω1+jΓ(t)。此时，磁控管自由振荡稳定状态下的电路方程可以改写为：
将该方程中实部与虚部分离可得：
其中
对实部表达式求解可得磁控管自由振荡状态下的高频输出电压为：
同理，对虚部表达式求解可得磁控管自由振荡状态瞬态输出频率为：
其中，
表明磁控管稳定工作之后其频率由三部分组成：
ω0代表谐振腔的本振频率；
代表由电子束引起的频率前推效应；
代表由负载引起的频率牵引效应。
综上所述，在将中频信号加载到磁控管阳极电压上，等效为阳极电压纹波时，自由振荡稳定状态下的磁控管输出信号表达式为：
V(t)＝VRF(t)·sin(ω(t)·t)
将前文中理论推导得到的磁控管输出表达式进行快速傅里叶变换，可以得到该表达式对应的频域图。图3是磁控管输出信号时域图像；对推导得到的阳极电压含有中频信号的自由振荡磁控管稳定状态下输出信号的表达式进行作图，边带包络的深度表示了加载的中频信号的幅度，边带包络的频率则与中频信号的频率有关。图4是磁控管输出信号频域图像；对推导得到的表达式进行快速傅里叶变换作出的图，图像中最高强度的频率点代表了自由振荡磁控管的中心频率，中心频率两边的强度稍弱的次频率点代表了磁控管本振频率与中频信号频率混频之后得到的新频点，中心频率与次频率分量之间的频率差即中频信号的频率。根据磁控管输出的频域图像，在磁控管输出信号的中心频率两边出现强度稍弱的次频率分量，而中心频率与次频率分量之间的频率差即为加载在阳极电压上的中频信号的频率，意味着磁控管起到了预期的混频器的作用。
图5是加载了中频信号的磁控管阳极电压波形图；原本理想阳极电压为直流电压，加载的中频信号即体现为该直流电压上的纹波分量，此处将携带信息的复杂的中频信号简化为单一频率的正弦信号。图6是自由振荡状态下磁控管输出信号时域图像，通过电磁仿真软件对磁控管进行建模，仿真计算得到了自由振荡稳定状态下磁控管时域输出图像，边带包络特征与图3推导得到的图像类似。图7是自由振荡状态下磁控管输出信号频域图像，通过仿真计算得到的磁控管输出频谱图，图像上的中心频率与次频率分量之间的关系特征与图4推导得到的图像类似。在电磁仿真软件CST Studio Suite对阳极电压上加载了中频信号作为等效纹波的自由振荡状态磁控管进行仿真，得到的输出频谱结果同样验证了磁控管可以起到无线携能通信系统中发射端混频器的作用。
在此基础上，本发明搭建测试系统对数值计算和软件仿真的结果进行验证，本系统使用的是松下生产的2M244-M1型磁控管，在未加载中频信号时，磁控管的输出频谱如附图8所示；加载不同频率的中频信号之后，磁控管输出频谱如附图9、附图10、附图11所示。图像上的中心频率与次频率分量之间的关系特征与图4推导得到的图像类似，中心频率与次频率分量之间的频率差即为加载在阳极电压上的中频信号的频率，说明中频信号等效为磁控管阳极电压的纹波加载到磁控管阳极电压上，并将磁控管本身激励起的谐振信号作为本地振荡信号，能够利用磁控管进行混频和功率放大使磁控管的输出端产生新信号，新信号直接通过天线向外辐射，实现无线携能通信更加简化简单，成本低。
实施例二：
见附图1～11。在实施例一的基础上，所述第一电容41与第一阴极电源线71连接交点和磁控管电源1之间的第一阴极电源线71上设有第一电感51。由上述结构可知，第一电感51用来隔交流通直流，防止中频信号进入磁控管电源1，同时又保障高压直流和低频直流灯丝电流能进入到磁控管。
所述第二阴极电源线72上设有第二电感52。由上述结构可知，第二电感52用来隔交流通直流，防止中频信号进入磁控管电源1，同时又保障高压直流和低频直流灯丝电流能进入到磁控管。
还包括第三电感53；所述第三电感53一端与中频信号发生器3以及第一电容41连接中频信号发生器3的一端均连接，另一端接地。由上述结构可知，当第一电容41失效短路时，高压就直接加在中频信号发生器3上了，所以增加第三电感53，第一电容41失效短路时高压直流就通过第三电感53接地。第三电感53起到保护中频信号发生器3的作用。
还包括第四电容44；所述第四电容44一端与磁控管电源1和第一电感51之间的第一阴极电源线71连接，另一端接地。由上述结构可知，第四电容44防止高频信号回到磁控管电源1。
还包括第五电容45；所述第五电容45一端与磁控管电源1和第二电感52之间的第二阴极电源线72连接，另一端接地。由上述结构可知，第五电容45防止高频信号回到磁控管电源1。
还包括第一电阻61、第二电阻62和第三电阻63；所述第一电阻61和第三电感53两端并联；所述第二电阻62和第一电感51两端并联；所述第三电阻63和第二电感52两端并联。由上述结构可知，第一电阻61、第二电阻62和第三电阻63分别用来降低第三电感53、第一电感51、第二电感52的Q值，避免电感产生谐振。
还包括阻抗匹配调节器；所述阻抗匹配调节器包括第二可调电容42和第三可调电容43；所述第二可调电容42一端与中频信号发生器3以及第一电容41连接中频信号发生器3的一端均连接，另一端接地；所述第三可调电容43一端与中频信号发生器3以及第一电容41连接中频信号发生器3的一端均连接，另一端接地。由上述结构可知，阻抗匹配调节器用于和电路进行阻抗匹配。
还包括电路板；所述第一电容41、第一电感51、第二电感52、第三电感53、第四电容44、第五电容45、第一电阻61、第二电阻62和第三电阻63集成在电路板上；所述电路板包括第一端口、第二端口、第三端口、第四端口和第五端口；所述第一端口位于第一电感51和磁控管电源1之间的第一阴极电源线71上；所述第二端口位于第二电感52和磁控管电源1之间的第二阴极电源线72上；所述第三端口位于第一电感51和磁控管2之间的第一阴极电源线71上；所述第四端口位于第二电感52和磁控管2之间的第二阴极电源线72上；所述第五端口位于中频信号发生器3和第一电容41之间，使中频信号发生器3和第一电容41连通。由上述结构可知，将第一电容41、第一电感51、第二电感52、第三电感53、第四电容44、第五电容45、第一电阻61、第二电阻62和第三电阻63集成在电路板上，方便模块化使用，直接将中频信号发生器3、磁控管电源1、磁控管2分别和电路板对应的端口连接，既可以快速实现无线携能通信，结构更加简化简单。
实施例三：
见附图1～11。磁控管阳极电源纹波混频无线携能通信方法，采用上述实施例任一磁控管阳极电源纹波混频无线携能通信装置；具体步骤为：所述磁控管电源1为磁控管2供电；所述中频信号发生器3产生中频信号，中频信号通过第一电容41输入到第一阴极电源线71上，此时中频信号等效为磁控管2阳极电压的纹波加载到磁控管2阳极电压上，并将磁控管2本身激励起的谐振信号作为本地振荡信号，当中频信号作为阳极电压纹波与磁控管2的谐振信号发生作用时，磁控管2非线性响应的特性使磁控管2的输出端产生新信号，新信号的频率是中频信号的频率与谐振信号的频率进行线性运算的结果，新信号直接通过天线向外辐射。本发明方法充分利用磁控管作为幅度非线性响应器件的特性，结合磁控管阳极电压纹波对其输出频谱特性的影响，将磁控管作为无线携能通信系统中的混频器及功率放大器使用，这样就可以舍弃现有技术中中频信号要单独通过混频器进行混频，也无需采用经过功率放大器放大后再输入连有磁控管的环形器进行再放大的多级放大的复杂结构，本发明方法能够实现无线携能通信，而且省掉混频器和环形器，装置成本低，将磁控管作为无线携能通信系统中的混频器及功率放大器多功能使用，节约成本。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.磁控管阳极电源纹波混频无线携能通信装置，其特征在于：包括磁控管电源(1)、磁控管(2)、中频信号发生器(3)和第一电容(41)；所述磁控管电源(1)连有第一阴极电源线(71)和第二阴极电源线(72)；所述第一阴极电源线(71)和第二阴极电源线(72)分别与磁控管(2)的阴极两端连接；所述第一电容(41)一端和中频信号发生器(3)连接，另一端和第一阴极电源线(71)连接。
2.根据权利要求1所述的磁控管阳极电源纹波混频无线携能通信装置，其特征在于：所述第一电容(41)与第一阴极电源线(71)连接交点和磁控管电源(1)之间的第一阴极电源线(71)上设有第一电感(51)。
3.根据权利要求2所述的磁控管阳极电源纹波混频无线携能通信装置，其特征在于：所述第二阴极电源线(72)上设有第二电感(52)。
4.根据权利要求3所述的磁控管阳极电源纹波混频无线携能通信装置，其特征在于：还包括第三电感(53)；所述第三电感(53)一端与中频信号发生器(3)以及第一电容(41)连接中频信号发生器(3)的一端均连接，另一端接地。
5.根据权利要求4所述的磁控管阳极电源纹波混频无线携能通信装置，其特征在于：还包括第四电容(44)；所述第四电容(44)一端与磁控管电源(1)和第一电感(51)之间的第一阴极电源线(71)连接，另一端接地。
6.根据权利要求5所述的磁控管阳极电源纹波混频无线携能通信装置，其特征在于：还包括第五电容(45)；所述第五电容(45)一端与磁控管电源(1)和第二电感(52)之间的第二阴极电源线(72)连接，另一端接地。
7.根据权利要求6所述的磁控管阳极电源纹波混频无线携能通信装置，其特征在于：还包括第一电阻(61)、第二电阻(62)和第三电阻(63)；所述第一电阻(61)和第三电感(53)两端并联；所述第二电阻(62)和第一电感(51)两端并联；所述第三电阻(63)和第二电感(52)两端并联。
8.根据权利要求7所述的磁控管阳极电源纹波混频无线携能通信装置，其特征在于：还包括阻抗匹配调节器；所述阻抗匹配调节器包括第二可调电容(42)和第三可调电容(43)；所述第二可调电容(42)一端与中频信号发生器(3)以及第一电容(41)连接中频信号发生器(3)的一端均连接，另一端接地；所述第三可调电容(43)一端与中频信号发生器(3)以及第一电容(41)连接中频信号发生器(3)的一端均连接，另一端接地。
9.根据权利要求8所述的磁控管阳极电源纹波混频无线携能通信装置，其特征在于：还包括电路板；所述第一电容(41)、第一电感(51)、第二电感(52)、第三电感(53)、第四电容(44)、第五电容(45)、第一电阻(61)、第二电阻(62)和第三电阻(63)集成在电路板上；所述电路板包括第一端口、第二端口、第三端口、第四端口和第五端口；所述第一端口位于第一电感(51)和磁控管电源(1)之间的第一阴极电源线(71)上；所述第二端口位于第二电感(52)和磁控管电源(1)之间的第二阴极电源线(72)上；所述第三端口位于第一电感(51)和磁控管(2)之间的第一阴极电源线(71)上；所述第四端口位于第二电感(52)和磁控管(2)之间的第二阴极电源线(72)上；所述第五端口位于中频信号发生器(3)和第一电容(41)之间，使中频信号发生器(3)和第一电容(41)连通。
10.磁控管阳极电源纹波混频无线携能通信方法，其特征在于：采用1～9任一权利要求所述的磁控管阳极电源纹波混频无线携能通信装置；具体步骤为：所述磁控管电源(1)为磁控管(2)供电；所述中频信号发生器(3)产生中频信号，中频信号通过第一电容(41)输入到第一阴极电源线(71)上，此时中频信号等效为磁控管(2)阳极电压的纹波加载到磁控管(2)阳极电压上，并将磁控管(2)本身激励起的谐振信号作为本地振荡信号，当中频信号作为阳极电压纹波与磁控管(2)的谐振信号发生作用时，磁控管(2)非线性响应的特性使磁控管(2)的输出端产生新信号，新信号的频率是中频信号的频率与谐振信号的频率进行线性运算的结果，新信号直接通过天线向外辐射。
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