CN219476980U - 一种简易射频能量收集天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种简易射频能量收集天线，包括：天线板和反射板；所述天线板和反射板；所述天线板的上表面具有4个半圆弧形天线和一个半圆天线，所述天线板的下表面具有接地板；4个所述半圆弧形天线的首尾相交、圆弧顶点朝向外侧，构成一个对称的花朵状闭合天线；所述半圆天线位于所述闭合天线内，所述半圆天线的圆心并与所述闭合天线的中心重合。本实用新型提供的简易射频能量收集天线，使用天线板在射频Wi MAX的三频接收能量,在频率2.55GHz、3.5GHz、5.2GHz的各种频率处工作均显示具有相当良好可靠的接收性能;在天线板的基础上增加反射板,有效的增强改善了天线的增益效率和功率收集处理能力。充分回收利用稳定与可靠的无线和射频数据传输系统能量。

Description

一种简易射频能量收集天线

技术领域

本实用新型涉及一种简易射频能量收集天线，属于无线供电技术领域。

背景技术

环境能源中存在的各种分布式的能量，通过能量收集技术的多种方式逐步转换而为多种可用的电能,此种利用方法也称为多能量收集技术。与环境介质系统中和一些其他的能源介质中相比,射频信息数据的空间平均频率分布的空间密度系数通常均较低,因此射频信号的收集以及传输设备整体系统的射频信号处理性能往往都比较难以做到直接地达到其实际工程应用性能要求级别。

各种新型的家用电器、基站、信号发射塔台等的发展，其周边环境空间中产生出来的各种电磁辐射能量会越来越多，越来越密集，通过收集射频能量，能够为一些小功率的设备供电，从而解决一些不方便接入供电的设备的供电问题。相较于太阳能，这种供电方式的稳定性更好，缺点是能量较小。但是，太阳能的使用环境具有一些限制，例如夜晚、阴雨、建筑遮蔽和太阳能板的安装空间等问题。而射频能量通过合适的手段进行收集后，能够为一些低功率设备进行供电。相较于太阳能，设备体积更小，对环境要求更低，从而填补太阳能的不适用的空间。

实用新型内容

本实用新型要解决技术问题是：克服上述技术的缺点，提供一种能够广泛应用于各种射频能量有效收集的接收天线。

为了解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案是：一种简易射频能量收集天线，包括：天线板和反射板；所述天线板和反射板；所述天线板的上表面具有4个半圆弧形天线和一个半圆天线，所述天线板的下表面具有接地板；4个所述半圆弧形天线的首尾相交、圆弧顶点朝向外侧，构成一个对称的花朵状闭合天线；所述半圆天线位于所述闭合天线内，所述半圆天线的圆心并与所述闭合天线的中心重合；沿着所述半圆天线的对称轴，朝向所述闭合天线延伸有连接线，且连接线连接到所述半圆弧形天线其中一个的圆弧顶点；所述连接线穿过所述半圆弧形天线后，继续延伸至所述天线板的边缘，构成外接线；所述接地板为矩形并与外接线连接，其上边缘至连接所述外接线的半圆弧形天线圆弧顶点处，下边缘至所述天线板的边缘；所述接地板的两侧边和底边的两侧具有开槽；所述接地板的顶边的中间具有矩形缺口；所述反射板朝向所述天线板的一面具有反射天线；所述发射天线呈矩形，其内部均匀的排布有若干矩形窗口；所述发射板具有反射天线的一面面对所述天线板的下表面布置，所述发射板和天线板具有一定的间隔距离。

上述方案进一步的改进在于：所述天线板和反射板是FR4覆铜板；其上的天线为覆铜。

上述方案进一步的改进在于：所述天线板和反射板中间通过10mm的泡沫板连接。

上述方案进一步的改进在于：所述天线板的尺寸小于所述反射板。

本实用新型提供的简易射频能量收集天线，使用天线板在射频Wi MAX的三频接收能量,在频率2.55GHz、3.5GHz、5.2GHz的各种频率处工作均显示具有相当良好可靠的接收性能;在天线板的基础上增加反射板,有效的增强改善了天线的增益效率和功率收集处理能力。充分回收利用稳定与可靠的无线和射频数据传输系统能量。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型一个优选的实施例结构示意图。

图2是图1的侧视结构示意图。

图3是图1中的天线板上表面结构示意图。

图4是图1中的天线板下表面结构示意图。

图5是图1中的反射板的上表面结构示意图。

具体实施方式

实施例

本实施例的简易射频能量收集天线，如图1和图2所示包括：天线板7和反射板8；天线板7和反射板8中间以10mm厚的泡沫板9作为隔离连接层。天线板7的位于反射板8之上，且天线板7的尺寸小于反射板8。

如图3所示，天线板的上表面具有4个半圆弧形天线和一个半圆天线2， 4个半圆弧形天线的首尾相交、圆弧顶点朝向外侧，构成一个对称的花朵状闭合天线1；半圆天线2位于闭合天线1内，半圆天线2的圆心并与闭合天线1的中心重合；半圆天线2的圆弧顶点处，沿着半圆天线2的对称轴，朝向闭合天线1延伸有连接线3，且连接线3连接到半圆弧形天线其中一个的圆弧顶点；连接线3穿过半圆弧形天线后，继续延伸至天线板的边缘，构成外接线4。

如图4所示，天线板7的下表面具有接地板5；接地板5为矩形并与外接线4连接，其上边缘至连接外接线3的半圆弧形天线的圆弧顶点处，下边缘至天线板7的边缘；接地板5的两侧边和底边的两侧具有开槽；接地板5的顶边的中间具有矩形缺口。

如图5所示，反射板8朝向天线板7的一面具有反射天线；发射天线呈矩形，其内部均匀的排布有若干矩形窗口。

天线板7和反射板8均为FR4覆铜板；其上的天线为覆铜。

天线板7上的闭合天线1、半圆天线2和接地板5能够分别接收2.55GHz、3.5GHz和5.2GHz这三个频段周围的一定范围内的电磁波。

本实施例的简易射频能量收集天线中，各个结构的尺寸，只影响对电磁波的接收效率，而不影响对电磁波本身的接收功能。

天线板7上表面构成基础带隙结构的天线，下表面是拥有缺陷结构的接地板。矩形缺口使天线获得了更好的阻抗匹配；开槽增加了电磁带隙结构，提高了天线的增益，开槽和缺口还能够展宽在 5.2GHz 处的频率范围。本实施例的天线一方面减小了天线在中心频率的回波损耗，很好地抑制了该频率下天线的反射波；另一方面天线的表面波和高阶模式得到了显著抑制。在带隙结构的天线基础上，通过在天线板下方增加反射板得到了一种改进的天线，获得了更好的增益。

通过试验，与基础带隙结构的天线相比，本实施例的天线增益改善了1.26dBi。更进一步的，为了检验本实施例的天线实际的接收性能，将本实施例的天线、低通滤波器和整流电路进行联合测试，向中心频率为 2.45GHz的本实施例的天线分别输入0dBm、10dBm、15dBm 的发射功率，在40cm 处使用能量收集模块进行收集，把300Ω的负载电阻接在整流电路的输出端，测量输出端的电压值。最终结果证明，在2.45GHz时，最大增益能够达到约5.01dBi。

本实用新型不局限于上述实施例。凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种简易射频能量收集天线，其特征在于，包括：天线板和反射板；所述天线板和反射板；所述天线板的上表面具有4个半圆弧形天线和一个半圆天线，所述天线板的下表面具有接地板；4个所述半圆弧形天线的首尾相交、圆弧顶点朝向外侧，构成一个对称的花朵状闭合天线；所述半圆天线位于所述闭合天线内，所述半圆天线的圆心并与所述闭合天线的中心重合；所述半圆天线的圆弧顶点处，沿着所述半圆天线的对称轴，朝向所述闭合天线延伸有连接线，且连接线连接到所述半圆弧形天线其中一个的圆弧顶点；所述连接线穿过所述半圆弧形天线后，继续延伸至所述天线板的边缘，构成外接线；所述接地板为矩形并与外接线连接，其上边缘至连接所述外接线的半圆弧形天线圆弧顶点处，下边缘至所述天线板的边缘；所述接地板的两侧边和底边的两侧具有开槽；所述接地板的顶边的中间具有矩形缺口；所述反射板朝向所述天线板的一面具有反射天线；所述反射天线呈矩形，其内部均匀的排布有若干矩形窗口；所述反射板具有反射天线的一面面对所述天线板的下表面布置，所述反射板和天线板具有间隔距离。

2.根据权利要求1所述的简易射频能量收集天线，其特征在于：所述天线板和反射板是FR4覆铜板；其上的天线为覆铜。

3.根据权利要求1所述的简易射频能量收集天线，其特征在于：所述天线板和反射板中间通过10mm的泡沫板连接。

4.根据权利要求1所述的简易射频能量收集天线，其特征在于：所述天线板的尺寸小于所述反射板。