CN202384850U - 一种运动式电能无线传输系统 - Google Patents

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丁恩杰
张国圆
邱玮炜
向洁
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Abstract

本实用新型涉及一种运动式电能无线传输系统，包括运动式微波发射基站和接收模块，运动式微波发射基站包括微波发射机和机车，微波发射机固定在机车上；接收模块包括微带接收天线阵列、输入滤波器、多倍压整流电路、输出滤波器和充电装置；微带接收天线阵列通过馈线电连接输入滤波器，输入滤波器与多倍压整流电路的输入端相连，多倍压整流电路的输出端顺序电连接输出滤波器和充电装置。该系统利用微波以无线传输方式对井下呈带状分布的无线传感器节点进行运动式无线充电，电能无线传输的有效距离达1米以上，大大提高了无线传感器节点的工作时长，系统中接收模块体积小、可直接和无线传感器节点集成在同一块电路板上，应用前景广阔。

Description

一种运动式电能无线传输系统
技术领域
本实用新型涉及一种电能传输系统，具体地说是一种运动式电能无线传输系统。 
 背景技术
目前，无线传感器网络中的无线传感器节点的电能供应均为电池供电，由于电池容量的限制，无线传感器节点的生存期受到巨大限制。传统的电能无线传输系统主要是采用线圈电磁耦合的方法实现电能的无线传输，有效传输距离只有几毫米，并且只能进行静止充电，无法进行中等距离和运动式电能无线传输。 
 发明内容
本实用新型的目的是为了克服传统电能无线传输系统有效传输距离短和只能进行静止充电的不足，而提供一种运动式电能无线传输系统。 
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种运动式电能无线传输系统，包括运动式微波发射基站和接收模块；运动式微波发射基站包括微波发射机和机车，微波发射机固定在机车上；接收模块包括微带接收天线阵列、输入滤波器、多倍压整流电路、输出滤波器和充电装置；微带接收天线阵列通过馈线电连接输入滤波器，输入滤波器与多倍压整流电路的输入端相连，多倍压整流电路的输出端顺序电连接输出滤波器和充电装置；微波发射机固定在机车上，可以在运动过程中对充电装置充电，微带接收天线阵列包括16个微带贴片天线元和馈线，微带贴片天线元电连接在馈线上，微带接收天线阵列、输入滤波器、多倍压整流电路、输出滤波器和充电装置集成在同一块电路板上，充电装置为无线传感器节点以及任何低功耗的电子产品。 
本实用新型的有益效果是：一种运动式电能无线传输系统利用微波对井下呈带状分布的无线传感器节点进行运动式无线充电，电能无线传输的有效距离达1米以上，从而大大提高了无线传感器节点的工作时长，系统中接收模块体积小、可直接和无线传感器节点集成在同一块电路板上。 
 附图说明
下面结合附图对本实用新型进一步说明。 
图1是本实用新型的系统总体结构框图。 
图2是本实用新型的运动式微波发射基站结构示意图。 
图3是本实用新型的接收模块内部结构框图。 
图4是本实用新型的微带贴片天线元结构图。 
图5是本实用新型的微带接收天线阵列印刷电路版图。 
图6是本实用新型的输入滤波器俯视图。 
图7是本实用新型的输入滤波器前视图。 
图8是本实用新型的多倍压整流电路图。 
图9是本实用新型的输出滤波器电路图。 
 具体实施方式
在图1中，一种运动式电能无线传输系统包括运动式微波发射基站(1)和接收模块(2)，运动式微波发射基站(1)将直流能量转化为微波能量，向自由空间发射微波，接收模块(2)接收微波，并将微波能量转化为可以直接使用的直流能量。 
参照图2、图3、图5、图8和图9，运动式微波发射基站(1)包括微波发射机(3)和机车(4)，微波发射机(3)固定在机车(4)上，系统正常工作时，运动式微波发射基站(2)在井下布有无线传感器节点的巷道中运动，并通过微波发射机(3)向自由空间发射微波，对充电装置(9)进行运动式充电，接收模块(2)包括微带接收天线阵列(5)、输入滤波器(6)、多倍压整流电路(7)、输出滤波器(8)和充电装置(9)，微带接收天线阵列(5)包括16个微带贴片天线元(13)和馈线(14)，微带贴片天线元(13)电连接在馈线(14)上，微带接收天线阵列(5)通过馈线(14)电连接输入滤波器(6)，输入滤波器(6)与多倍压整流电路(7)的输入端(16)相连，多倍压整流电路(7)的输出端(17)顺序电连接输出滤波器(8)和充电装置(9)，充电装置(9)为无线传感器节点以及任何低功耗的电子产品。 
参照图4、图5、图6和图7，微带贴片天线元(13)由薄金属贴片(10)、厚度均匀的介质基板(11)和金属地板(12)组成，微带贴片天线元(13)可以接收由运动式微波发射基站(1)发射的微波；输入滤波器(6)由阶梯形金属贴片(15)、厚度均匀的介质基板(11)和金属地板(12)组成，接收模块(2)上的整个电路印制在厚度均匀的介质基板(11)上。 

Claims (4)

1.一种运动式电能无线传输系统，其特征在于：包括运动式微波发射基站(1)和接收模块(2)；运动式微波发射基站(1)包括微波发射机(3)和机车(4)，微波发射机(3)固定在机车(4)上；接收模块(2)包括微带接收天线阵列(5)、输入滤波器(6)、多倍压整流电路(7)、输出滤波器(8)和充电装置(9)；微带接收天线阵列(5)通过馈线(14)电连接输入滤波器(6)，输入滤波器(6)与多倍压整流电路(7)的输入端(16)相连，多倍压整流电路(7)的输出端(17)顺序电连接输出滤波器(8)和充电装置(9)。
2.根据权利要求1所述的一种运动式电能无线传输系统，其特征在于：微带接收天线阵列(5)包括16个微带贴片天线元(13)和馈线(14)，微带贴片天线元(13)电连接在馈线(14)上。
3.根据权利要求1所述的一种运动式电能无线传输系统，其特征在于：微带接收天线阵列(5)、输入滤波器(6)、多倍压整流电路(7)、输出滤波器(8)和充电装置(9)集成在同一块电路板上。
4.根据权利要求1所述的一种运动式电能无线传输系统，其特征在于：所述充电装置(9)为无线传感器节点。 
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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