一种宽负载的双极化整流天线转让专利

申请号 : CN202210277554.0

文献号 : CN114792880B

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发明人 : 王健吴燕军霍建建陈臻奇

申请人 : 宁波大学

摘要 :

本发明公开了一种宽负载的双极化整流天线,包括双极化天线和双极化整流电路,双极化整流电路包括谐波抑制结构、匹配电路、阻抗压缩电路和整流电路,谐波抑制结构用于将双极化天线输出的交流电信号传输至匹配电路,并对交流电信号中由于整流电路非线性产生的二次谐波和三次谐波进行抑制,匹配电路用于对谐波抑制结构和阻抗压缩电路进行阻抗匹配,将阻抗压缩电路的输入阻抗匹配到50Ω,并将交流电信号输出至阻抗压缩电路,阻抗压缩电路用于将交流电信号输出给整流电路,并拓展整流电路的负载范围,整流电路用于将交流电信号转换为直流电压输出给负载供电;优点是在负载在1000欧至3500欧变化时仍然能够保持很高整流效率。

权利要求 :

1.一种宽负载的双极化整流天线,包括双极化天线和双极化整流电路,所述的双极化天线用来接收发射机发出的射频微波信号,并将该射频微波信号转换为交流电信号输出给所述的双极化整流电路,所述的双极化整流电路用于将输入其内的交流电信号转换为直流电压输出为负载供电,所述的射频微波信号为基频信号,其特征在于所述的双极化整流电路包括谐波抑制结构、匹配电路、阻抗压缩电路和整流电路,所述的谐波抑制结构用于将所述的双极化天线输出的交流电信号传输至所述的匹配电路,并对交流电信号中由于所述的整流电路非线性产生的二次谐波和三次谐波进行抑制,避免二次谐波和三次谐波返回到所述的双极化天线中被辐射出去而导致的交流电能量的流失,所述的匹配电路用于对所述的谐波抑制结构和所述的阻抗压缩电路进行阻抗匹配,将所述的阻抗压缩电路的输入阻抗匹配到50Ω,并将交流电信号输出至所述的阻抗压缩电路,所述的阻抗压缩电路用于将交流电信号输出给所述的整流电路,并拓展所述的整流电路的负载范围,使所述的整流电路的阻抗不会随负载的变化而出现较大的变化,实现阻抗压缩的目的,所述的整流电路用于将交流电信号转换为直流电压输出给负载供电;

所述的双极化天线具有第一输出端和第二输出端,所述的谐波抑制电路具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端,所述的匹配电路具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端,所述的阻抗压缩电路具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端,所述的整流电路具有第一输入端、第二输入端和输出端,所述的双极化天线的第一输出端和所述的谐波抑制电路的第一输入端连接,所述的双极化天线的第二输出端和所述的谐波抑制电路的第二输入端连接,所述的谐波抑制电路的第一输出端和所述的匹配电路的第一输入端连接,所述的谐波抑制电路的第二输出端和所述的匹配电路的第二输入端连接,所述的匹配电路的第一输出端和所述的阻抗压缩电路的第一输入端连接,所述的匹配电路的第二输出端和所述的阻抗压缩电路的第二输入端连接,所述的阻抗压缩电路的第一输出端和所述的整流电路的第一输入端连接,所述的阻抗压缩电路的第二输出端和所述的整流电路的第二输入端连接,所述的整流电路的输出端用于与负载连接;

所述的谐波抑制结构包括第一矩形微带线、第二矩形微带线、第三矩形微带线、第四矩形微带线、第五矩形微带线、第六矩形微带线、第一扇形微带线和第二扇形微带线,所述的第一矩形微带线的一端为所述的谐波抑制结构的第一输入端,所述的第一矩形微带线的另一端分别与所述的第二矩形微带线的一端、所述的第三矩形微带线的一端和所述的第一扇形微带线连接,所述的第三矩形微带线的另一端为所述的谐波抑制结构的第一输出端,所述的第二矩形微带线为开路枝节线,所述的第四矩形微带线的一端为所述的谐波抑制结构的第二输入端,所述的第四矩形微带线的另一端分别与所述的第五矩形微带线的一端、所述的第六矩形微带线的一端和所述的第二扇形微带线连接,所述的第六矩形微带线的另一端为所述的谐波抑制结构的第二输出端,所述的第五矩形微带线为开路枝节线,所述的第二矩形微带线和所述的第五矩形微带线的长度相等,且其取值范围为0.8λ1至1.2λ1,其中λ

1为二次谐波波长的四分之一,所述的第一扇形微带线和所述的第二扇形微带线的半径相等,且其取值范围为0.8λ2至1.2λ2,其中λ2为三次谐波波长的四分之一;

所述的匹配电路包括第七矩形微带线、第八矩形微带线、第九矩形微带线、第十矩形微带线、第十一矩形微带线和第十二矩形微带线,所述的第七矩形微带线的一端和所述的第八矩形微带线的一端连接且其连接端为所述的匹配电路的第一输入端,所述的第八矩形微带线的另一端和所述的第九矩形微带线的一端连接且其连接端为所述的匹配电路的第一输出端,所述的第九矩形微带线为短路枝节线,所述的第十矩形微带线的一端和所述的第十一矩形微带线的一端连接且其连接端为所述的匹配电路的第二输入端,所述的第十一矩形微带线的另一端和所述的第十二矩形微带线的一端连接且其连接端为所述的匹配电路的第二输出端,所述的第十二矩形微带线为短路枝节线;

所述的阻抗压缩电路包括第十三矩形微带线、第十四矩形微带线、第十五矩形微带线、第十六矩形微带线、第十七矩形微带线和第十八矩形微带线,所述的第十三矩形微带线的一端为所述的阻抗压缩电路的第一输入端,所述的第十三矩形微带线的另一端、所述的第十四矩形微带线的一端和所述的第十五矩形微带线的一端连接,所述的第十四矩形微带线的另一端接地,所述的第十五矩形微带线的另一端为所述的阻抗压缩电路的第一输出端,所述的第十四矩形微带线为短路枝节线,所述的第十六矩形微带线的一端为所述的阻抗压缩电路的第二输入端,所述的第十六矩形微带线的另一端、所述的第十七矩形微带线的一端和所述的第十八矩形微带线的一端连接,所述的第十七矩形微带线的另一端接地,所述的第十八矩形微带线的另一端为所述的阻抗压缩电路的第二输出端,所述的第十七矩形微带线为短路枝节线;

所述的整流电路包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第十九矩形微带线、第二十矩形微带线、第二十一矩形微带线、第二十二矩形微带线、第二十三矩形微带线、第二十四矩形微带线、第二十五矩形微带线和第二十六矩形微带线;所述的第一电容的一端为所述的整流电路的第一输入端,所述的第一电容的另一端和所述的第十九矩形微带线的一端连接,所述的第十九矩形微带线的另一端、所述的第一二极管的负极和所述的第二二极管的正极连接,所述的第一二极管的正极接地,所述的第二二极管的负极和所述的第二十矩形微带线的一端连接,所述的第二十矩形微带线的另一端、所述的第二十一矩形微带线的一端和所述的第二十二矩形微带线的一端连接,所述的第二十二矩形微带线的另一端和所述的第二电容的一端连接,所述的第二电容的另一端接地,所述的第二十一矩形微带线的另一端和所述的第二十五矩形微带线的一端连接且其连接端为所述的整流电路的输出端,所述的第三电容的一端为所述的整流电路的第二输入端,所述的第三电容的另一端和所述的第二十三矩形微带线的一端连接,所述的第二十三矩形微带线的另一端、所述的第三二极管的负极和所述的第四二极管的正极连接,所述的第三二极管的正极接地,所述的第四二极管的负极和所述的第二十四矩形微带线的一端连接,所述的第二十四矩形微带线的另一端、所述的第二十五矩形微带线的另一端和所述的第二十六矩形微带线的一端连接,所述的第二十六矩形微带线的另一端和所述的第四电容的一端连接,所述的第四电容的另一端接地。

2.根据权利要求1所述的一种宽负载的双极化整流天线,其特征在于所述的双极化天线包括辐射贴片、第一介质基板、接地贴片、第二介质基板、第一馈线和第二馈线,所述的第一介质基板位于所述的第二介质基板的上方且两者之间具有一段距离,所述的第一介质基板和所述的第二介质基板为尺寸完全相同的两块矩形板,所述的第一介质基板的前端面和所述的第二介质基板的前端面齐平,所述的第一介质基板的后端面和所述的第二介质基板的后端面齐平,所述的第一介质基板的左端面和所述的第二介质基板的左端面齐平,所述的第一介质基板的右端面和所述的第二介质基板的右端面齐平,所述的辐射贴片采用第一矩形金属片实现,所述的辐射贴片附着在所述的第一介质基板的上表面,所述的辐射贴片的中心轴线与所述的第一介质基板的中心轴线重合,所述的辐射贴片的前端面所在平面与所述的第一介质基板的前端面平行,所述的辐射贴片沿左右方向的长度小于所述的第一介质基板沿左右方向的长度,所述的辐射贴片沿前后方向的长度小于所述的第一介质基板沿前后方向的长度,所述的接地贴片采用第二矩形金属片实现,所述的接地贴片附着在所述的第二介质基板的上表面,所述的第二介质基板的前端面和所述的接地贴片的前端面齐平,所述的第二介质基板的后端面和所述的接地贴片的后端面齐平,所述的第二介质基板的左端面和所述的接地贴片的左端面齐平,所述的第二介质基板的右端面和所述的接地贴片的右端面齐平,所述的接地贴片上开设有两个缝隙,两个缝隙均为H形状,所述的第二介质基板在两个缝隙处暴露出现,将两个缝隙分别称为第一缝隙和第二缝隙,所述的第一缝隙和所述的第二缝隙二关于所述的接地贴片的左下顶点与右上顶点的对角线对称,所述的第一缝隙由第一矩形槽、第二矩形槽和第三矩形槽组成,所述的第一矩形槽沿左右方向延伸,所述的第二矩形槽位于所述的第一矩形槽的左侧,且垂直于所述的第一矩形槽,所述的第二矩形槽和所述的第一矩形槽连通,所述的第一矩形槽沿左右方向的对称线与所述的第二矩形槽沿左右方向的对称线重合,所述的第三矩形槽位于所述的第一矩形槽的右侧,所述的第三矩形槽和所述的第二矩形槽相对于所述的第一矩形槽左右对称,所述的第一矩形槽沿前后方向的对称线与所述的接地贴片沿前后方向的对称线重合,所述的第二缝隙由第四矩形槽、第五矩形槽和第六矩形槽组成,所述的第四矩形槽沿前后方向延伸,所述的第五矩形槽位于所述的第四矩形槽的前侧,且垂直于所述的第四矩形槽,所述的第五矩形槽和所述的第四矩形槽连通,所述的第四矩形槽沿前后方向的对称线与所述的第五矩形槽沿前后方向的对称线重合,所述的第六矩形槽位于所述的第四矩形槽的后侧,所述的第六矩形槽和所述的第五矩形槽相对于所述的第四矩形槽前后对称,所述的第四矩形槽沿左右方向的对称线与所述的接地贴片沿左右方向的对称线重合,所述的第一馈线和所述的第二馈线附着在所述的第二介质基板的下表面上,所述的第一馈线和所述的第二馈线关于所述的第二介质基板下表面的左下顶点与右上顶点的对角线对称,所述的第一馈线由第二十七矩形微带线和第二十八矩形微带线组成,所述的第二十七矩形微带线沿前后方向延伸,所述的第二十七矩形微带线沿前后方向的对称线与所述的第二介质基板沿前后方向的对称线重合,所述的第二十七矩形微带线的后端与所述的第二十八矩形微带线的一端连接,所述的第二十七矩形微带线的后端与所述的第二十八矩形微带线之间的夹角为135°,所述的第二十八矩形微带线平行于所述的第二介质基板下表面的左下顶点与右上顶点的对角线,所述的第二馈线由第二十九矩形微带线和第三十矩形微带线组成,所述的第二十九矩形微带线沿左右反向延伸,所述的第二十九矩形微带线沿左右方向的对称线与所述的第二介质基板沿左右方向的对称线重合,所述的第二十九矩形微带线的左端与所述的第三十矩形微带线的一端连接,所述的第二十九矩形微带线的后端与所述的第三十矩形微带线之间的夹角为

135°,所述的第三十矩形微带线平行于所述的第二介质基板下表面的左下顶点与右上顶点的对角线,所述的第二十八矩形微带线的另一端为所述的双极化天线的第一输出端,所述的第三十矩形微带线的另一端所述的双极化天线的第二输出端。

3.根据权利要求2所述的一种宽负载的双极化整流天线,其特征在于所述的第二十七矩形微带线的前端与所述的接地贴片的前端之间的距离为13.2mm,所述的第二十七矩形微带线沿左右方向的长度为1.8mm,沿前后方向的长度为11mm,所述的第二十八矩形微带线的一端到另一端的长度为6mm,所述的第二十八矩形微带线沿第二介质基板左上顶点与右下顶点的对角线方向的长度为1.8mm,所述的第一矩形槽沿前后方向的长度为8mm,沿左右方向的长度为2.2mm,所述的第一矩形槽的前端面与所述的接地贴片的前端面之间的距离为

15mm,所述的第二矩形槽沿前后方向的长度为0.3mm,沿左右方向的长度为10mm,所述的辐射贴片沿前后方向的长度为47mm,沿左右方向的长度为47mm,厚度为0.035mm,所述的第一介质基板沿前后方向的长度为70mm,沿左右方向的长度为70mm,厚度为0.813mm,所述的第二介质基板沿前后方向的长度为70mm,沿左右方向的长度为70mm,厚度为0.813mm,所述的接地贴片的厚度为0.035mm;所述的第一介质基板和所述的第二介质基板之间的距离为

4mm;

所述的双极化整流电路设置在所述的第二介质基板的下表面,所述的谐波抑制结构、所述的匹配电路、所述的阻抗压缩电路和所述的整流电路按照从左到右顺序依次排布,所述的第一矩形微带线沿左右方向的长度为6mm,沿前后方向的长度为1.8mm,所述的第二矩形微带线沿左右方向的长度(即所述的第二矩形微带线的宽度)为1.8mm,沿前后方向的长度(即所述的第二矩形微带线的长度)为5.1mm,所述的第三矩形微带线沿左右方向的长度为2mm,沿前后方向的长度为1.8mm,所述的第四矩形微带线沿左右方向的长度为6mm,沿前后方向的长度为1.8mm,所述的第五矩形微带线沿左右方向的长度(即所述的第五矩形微带线的宽度)为1.8mm,沿前后方向的长度(即所述的第五矩形微带线的长度)为5.1mm,所述的第六矩形微带线沿左右方向的长度为2mm,沿前后方向的长度为1.8mm,所述的第一扇形微带线的角度为90°,半径为6mm,所述的第二扇形微带线的角度为90°,半径为6mm,所述的第七矩形微带线沿左右方向的长度为1mm,沿前后方向的长度为11.6mm,所述的第八矩形微带线沿左右方向的长度为5mm,沿前后方向的长度为2.6mm,所述的第九矩形微带线沿左右方向的长度为1mm,沿前后方向的长度为5mm,所述的第十矩形微带线沿左右方向的长度为

1.8mm,沿前后方向的长度为11.6mm,所述的第十一矩形微带线沿左右方向的长度为5mm,沿前后方向的长度为1mm,所述的第十二矩形微带线沿左右方向的长度为2.6mm,沿前后方向的长度为5mm,所述的第十三矩形微带线沿左右方向的长度为11.6mm,沿前后方向的长度为

1mm,所述的第十四矩形微带线沿左右方向的长度为1.8mm,沿前后方向的长度为15mm,所述的第十五矩形微带线沿左右方向的长度为0.8mm,沿前后方向的长度为1.8mm,所述的第十六矩形微带线沿左右方向的长度为5mm,沿前后方向的长度为1.8mm,所述的第十七矩形微带线沿左右方向的长度为1.8mm,沿前后方向的长度为15mm,所述的第十八矩形微带线沿左右方向的长度为0.8mm,沿前后方向的长度为1.8mm,所述的第十九矩形微带线沿左右方向的长度为3.3mm,沿前后方向的长度为1.8mm,所述的第二十矩形微带线沿左右方向的长度为3mm,沿前后方向的长度为1.8mm,所述的第二十一矩形微带线沿左右方向的长度为

1.8mm,沿前后方向的长度为5.7mm,所述的第二十二矩形微带线沿左右方向的长度为

1.8mm,沿前后方向的长度为2.5mm,所述的第二十三矩形微带线沿左右方向的长度为

3.3mm,沿前后方向的长度为1.8mm,所述的第二十四矩形微带线沿左右方向的长度为3mm,沿前后方向的长度为1.8mm,所述的第二十五矩形微带线沿左右方向的长度为1.8mm,沿前后方向的长度为5.7mm,所述的第二十六矩形微带线沿左右方向的长度为1.8mm,沿前后方向的长度为2.5mm。

说明书 :

一种宽负载的双极化整流天线

技术领域

[0001] 本发明涉及一种双极化整流天线,尤其是涉及一种宽负载的双极化整流天线。

背景技术

[0002] 近些年来随着物联网的兴起,越来越多的传感器节点需要供电,而传统的电池供电方式对于不容易更换电池的应用环境显然不适用,比如管道中存在的一些埋在地下的传感节点。而且,电池的体积重量也不适用于在一些传感器节点之中。如果采用无线能量传输不仅能够避免这些缺点,而且微波输能中使用的超级电容几乎可以进行几十万次充能,大大减少了更换电池的频率,降低了对环境的危害。无线能量传输不受到环境的制约,它通过电磁波进行能量传送,不同于传统的电路需要借助导线进行传递电能。由此,通过整流天线提供能量为传感器节点供电得到了广泛的研究。
[0003] 传统的整流天线因为极化方向失配而导致能量的大量流失,而双极化整流天线能够解决这一问题。现有的双极化整流天线通常包括双极化天线和双极化整流电路,双极化天线用来接收发射机发出的射频微波能量并将其转换为交流电能量输出给双极化整流电路,双极化整流电路将输入其内的交流电电能转换为直流电压输出为负载(即传感器节点)供电。双极化整流电路的性能直接决定了双极化整流天线的整流效率(即供电效率)。现有的双极化整流电路通常包括用于和负载匹配的匹配电路和整流电路,而现阶段对于双极化整流电路的研究大都是基于确定的负载,匹配电路基于确定的负载进行设计,只能与该确定的负载进行匹配。然而在实际应用中,负载却是一直在变化的,此时负载与双极化整流天线将出现不匹配现象,导致双极化整流天线的整流效率的大幅度降低。

发明内容

[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种在负载在1000欧至3500欧变化时仍然能够保持很高整流效率的宽负载的双极化整流天线。
[0005] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种宽负载的双极化整流天线,包括双极化天线和双极化整流电路,所述的双极化天线用来接收发射机发出的射频微波信号,并将该射频微波信号转换为交流电信号输出给所述的双极化整流电路,所述的双极化整流电路用于将输入其内的交流电信号转换为直流电压输出为负载供电,所述的射频微波信号为基频信号,所述的双极化整流电路包括谐波抑制结构、匹配电路、阻抗压缩电路和整流电路,所述的谐波抑制结构用于将所述的双极化天线输出的交流电信号传输至所述的匹配电路,并对交流电信号中由于所述的整流电路非线性产生的二次谐波和三次谐波进行抑制,避免二次谐波和三次谐波返回到所述的双极化天线中被辐射出去而导致的交流电能量的流失,所述的匹配电路用于对所述的谐波抑制结构和所述的阻抗压缩电路进行阻抗匹配,将所述的阻抗压缩电路的输入阻抗匹配到50Ω,并将交流电信号输出至所述的阻抗压缩电路,所述的阻抗压缩电路用于将交流电信号输出给所述的整流电路,并拓展所述的整流电路的负载范围,使所述的整流电路的阻抗不会随负载的变化而出现较大的变化,实现阻抗压缩的目的,所述的整流电路用于将交流电信号转换为直流电压输出给负载供电。
[0006] 所述的双极化天线具有第一输出端和第二输出端,所述的谐波抑制电路具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端,所述的匹配电路具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端,所述的阻抗压缩电路具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端,所述的整流电路具有第一输入端、第二输入端和输出端,所述的双极化天线的第一输出端和所述的谐波抑制电路的第一输入端连接,所述的双极化天线的第二输出端和所述的谐波抑制电路的第二输入端连接,所述的谐波抑制电路的第一输出端和所述的匹配电路的第一输入端连接,所述的谐波抑制电路的第二输出端和所述的匹配电路的第二输入端连接,所述的匹配电路的第一输出端和所述的阻抗压缩电路的第一输入端连接,所述的匹配电路的第二输出端和所述的阻抗压缩电路的第二输入端连接,所述的阻抗压缩电路的第一输出端和所述的整流电路的第一输入端连接,所述的阻抗压缩电路的第二输出端和所述的整流电路的第二输入端连接,所述的整流电路的输出端用于与负载连接;所述的谐波抑制结构包括第一矩形微带线、第二矩形微带线、第三矩形微带线、第四矩形微带线、第五矩形微带线、第六矩形微带线、第一扇形微带线和第二扇形微带线,所述的第一矩形微带线的一端为所述的谐波抑制结构的第一输入端,所述的第一矩形微带线的另一端分别与所述的第二矩形微带线的一端、所述的第三矩形微带线的一端和所述的第一扇形微带线连接,所述的第三矩形微带线的另一端为所述的谐波抑制结构的第一输出端,所述的第二矩形微带线为开路枝节线,所述的第四矩形微带线的一端为所述的谐波抑制结构的第二输入端,所述的第四矩形微带线的另一端分别与所述的第五矩形微带线的一端、所述的第六矩形微带线的一端和所述的第二扇形微带线连接,所述的第六矩形微带线的另一端为所述的谐波抑制结构的第二输出端,所述的第五矩形微带线为开路枝节线,所述的第二矩形微带线和所述的第五矩形微带线的长度相等,且其取值范围为0.8λ1至1.2λ1,其中λ1为二次谐波波长的四分之一,所述的第一扇型微带线和所述的第二扇型微带线的半径相等,且其取值范围为0.8λ2至1.2λ2,其中λ2为三次谐波波长的四分之一;所述的匹配电路包括第七矩形微带线、第八矩形微带线、第九矩形微带线、第十矩形微带线、第十一矩形微带线和第十二矩形微带线,所述的第七矩形微带线的一端和所述的第八矩形微带线的一端连接且其连接端为所述的匹配电路的第一输入端,所述的第八矩形微带线的另一端和所述的第九矩形微带线的一端连接且其连接端为所述的匹配电路的第一输出端,所述的第九矩形微带线为短路枝节线,所述的第十矩形微带线的一端和所述的第十一矩形微带线的一端连接且其连接端为所述的匹配电路的第二输入端,所述的第十一矩形微带线的另一端和所述的第十二矩形微带线的一端连接且其连接端为所述的匹配电路的第二输出端,所述的第十二矩形微带线为短路枝节线;所述的阻抗压缩电路包括第十三矩形微带线、第十四矩形微带线、第十五矩形微带线、第十六矩形微带线、第十七矩形微带线和第十八矩形微带线,所述的第十三矩形微带线的一端为所述的阻抗压缩电路的第一输入端,所述的第十三矩形微带线的另一端、所述的第十四矩形微带线的一端和所述的第十五矩形微带线的一端连接,所述的第十四矩形微带线的另一端接地,所述的第十五矩形微带线的另一端为所述的阻抗压缩电路的第一输出端,所述的第十四矩形微带线为短路枝节线,所述的第十六矩形微带线的一端为所述的阻抗压缩电路的第二输入端,所述的第十六矩形微带线的另一端、所述的第十七矩形微带线的一端和所述的第十八矩形微带线的一端连接,所述的第十七矩形微带线的另一端接地,所述的第十八矩形微带线的另一端为所述的阻抗压缩电路的第二输出端,所述的第十七矩形微带线为短路枝节线;所述的整流电路包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第十九矩形微带线、第二十矩形微带线、第二十一矩形微带线、第二十二矩形微带线、第二十三矩形微带线、第二十四矩形微带线、第二十五矩形微带线和第二十六矩形微带线;所述的第一电容的一端为所述的整流电路的第一输入端,所述的第一电容的另一端和所述的第十九矩形微带线的一端连接,所述的第十九矩形微带线的另一端、所述的第一二极管的负极和所述的第二二极管的正极连接,所述的第一二极管的正极接地,所述的第二二极管的负极和所述的第二十矩形微带线的一端连接,所述的第二十矩形微带线的另一端、所述的第二十一矩形微带线的一端和所述的第二十二矩形微带线的一端连接,所述的第二十二矩形微带线的另一端和所述的第二电容的一端连接,所述的第二电容的另一端接地,所述的第二十一矩形微带线的另一端和所述的第二十五矩形微带线的一端连接且其连接端为所述的整流电路的输出端,所述的第三电容的一端为所述的整流电路的第二输入端,所述的第三电容的另一端和所述的第二十三矩形微带线的一端连接,所述的第二十三矩形微带线的另一端、所述的到第三二极管的负极和所述的第四二极管的正极连接,所述的第三二极管的正极接地,所述的第四二极管的负极和所述的第二十四矩形微带线的一端连接,所述的第二十四矩形微带线的另一端、所述的第二十五矩形微带线的另一端和所述的第二十六矩形微带线的一端连接,所述的第二十六矩形微带线的另一端和所述的第四电容的一端连接,所述的第四电容的另一端接地。该双极化整流电路的谐波抑制电路通过设置第二矩形微带线和第五矩形微带线的长度接近或者等于二次谐波波长的四分之一来形成二次谐波的带阻滤波器,实现二次谐波的抑制,第一扇型微带线和第二扇型微带线一方面用于防止谐波抑制电路通过电流而形成耦合,另一方面将第一扇型微带线和第二扇型微带线的半径设置为接近或者等于三次谐波波长的四分之一来形成三次谐波的带阻滤波器,实现三次谐波抑制,匹配电路采用的是双枝节匹配,其效果是能够使得双极化整流电路在更宽的输入功率的范围内保持较高的整流效率,然后引入了阻抗压缩电路的第十四矩形微带线和第十七矩形微带线为短路枝节先线,其作用相当于在双极化整流电路中引入了一段阻抗与整流电路的阻抗相并联,由于阻抗并联之后会变小,所以阻抗范围也会变小,从而达到阻抗压缩的效果,最后的整流电路采用的是倍压整流电路可将本来电压很低的交流电信号转换成为电压比较高的直流电信号。
[0007] 所述的双极化天线包括辐射贴片、第一介质基板、接地贴片、第二介质基板、第一馈线和第二馈线,所述的第一介质基板位于所述的第二介质基板的上方且两者之间具有一段距离,所述的第一介质基板和所述的第二介质基板为尺寸完全相同的两块矩形板,所述的第一介质基板的前端面和所述的第二介质基板的前端面齐平,所述的第一介质基板的后端面和所述的第二介质基板的后端面齐平,所述的第一介质基板的左端面和所述的第二介质基板的左端面齐平,所述的第一介质基板的右端面和所述的第二介质基板的右端面齐平,所述的辐射贴片采用第一矩形金属片实现,所述的辐射贴片附着在所述的第一介质基板的上表面,所述的辐射贴片的中心轴线与所述的第一介质基板的中心轴线重合,所述的辐射贴片的前端面所在平面与所述的第一介质基板的前端面平行,所述的辐射贴片沿左右方向的长度小于所述的第一介质基板沿左右方向的长度,所述的辐射贴片沿前后方向的长度小于所述的第一介质基板沿前后方向的长度,所述的接地贴片采用第二矩形金属片实现,所述的接地贴片附着在所述的第二介质基板的上表面,所述的第二介质基板的前端面和所述的接地贴片的前端面齐平,所述的第二介质基板的后端面和所述的接地贴片的后端面齐平,所述的第二介质基板的左端面和所述的接地贴片的左端面齐平,所述的第二介质基板的右端面和所述的接地贴片的右端面齐平,所述的接地贴片上开设有两个缝隙,两个缝隙均为H形状,所述的第二介质基板在两个缝隙处暴露出现,将两个缝隙分别称为第一缝隙和第二缝隙,所述的第一缝隙和所述的第二缝隙二关于所述的接地贴片的左下顶点与右上顶点的对角线对称,所述的第一缝隙由第一矩形槽、第二矩形槽和第三矩形槽组成,所述的第一矩形槽沿左右方向延伸,所述的第二矩形槽位于所述的第一矩形槽的左侧,且垂直于所述的第一矩形槽,所述的第二矩形槽和所述的第一矩形槽连通,所述的第一矩形槽沿左右方向的对称线与所述的第二矩形槽沿左右方向的对称线重合,所述的第三矩形槽位于所述的第一矩形槽的右侧,所述的第三矩形槽和所述的第二矩形槽相对于所述的第一矩形槽左右对称,所述的第一矩形槽沿前后方向的对称线与所述的接地贴片沿前后方向的对称线重合,所述的第二缝隙由第四矩形槽、第五矩形槽和第六矩形槽组成,所述的第四矩形槽沿前后方向延伸,所述的第五矩形槽位于所述的第四矩形槽的前侧,且垂直于所述的第四矩形槽,所述的第五矩形槽和所述的第四矩形槽连通,所述的第四矩形槽沿前后方向的对称线与所述的第五矩形槽沿前后方向的对称线重合,所述的第六矩形槽位于所述的第四矩形槽的后侧,所述的第六矩形槽和所述的第五矩形槽相对于所述的第四矩形槽前后对称,所述的第四矩形槽沿左右方向的对称线与所述的接地贴片沿左右方向的对称线重合,所述的第一馈线和所述的第二馈线附着在所述的第二介质基板的下表面上,所述的第一馈线和所述的第二馈线关于所述的第二介质基板下表面的左下顶点与右上顶点的对角线对称,所述的第一馈线由第二十七矩形微带线和第二十八矩形微带线组成,所述的第二十七矩形微带线沿前后方向延伸,所述的第二十七矩形微带线沿前后方向的对称线与所述的第二介质基板沿前后方向的对称线重合,所述的第二十七矩形微带线的后端与所述的第二十八矩形微带线的一端连接,所述的第二十七矩形微带线的后端与所述的第二十八矩形微带线之间的夹角为135°,所述的第二十八矩形微带线平行于所述的第二介质基板下表面的左下顶点与右上顶点的对角线,所述的第二馈线由第二十九矩形微带线和第三十矩形微带线组成,所述的第二十九矩形微带线沿左右反向延伸,所述的第二十九矩形微带线沿左右方向的对称线与所述的第二介质基板沿左右方向的对称线重合,所述的第二十九矩形微带线的左端与所述的第三十矩形微带线的一端连接,所述的第二十九矩形微带线的后端与所述的第三十矩形微带线之间的夹角为135°,所述的第三十矩形微带线平行于所述的第二介质基板下表面的左下顶点与右上顶点的对角线,所述的第二十八矩形微带线的另一端为所述的双极化天线的第一输出端,所述的第三十矩形微带线的另一端所述的双极化天线的第二输出端。该双极化天线主要通过贴片结构来实现,结构简单,易于制造,且体积较小,辐射贴片为方形贴片,最大程度上保证了接收电磁波信号的能力,从而使得双极化天线的增益比较高,辐射贴片接收到能量通过空气和两个H形状的缝隙耦合到两个馈线上,进而传递给双极化整流电路进行整流,两个馈线与辐射贴片分离,不会相互影响,进一步保证双极化天线的高增益。
[0008] 所述的第二十七矩形微带线的前端与所述的接地贴片的前端之间的距离为13.2mm,所述的第二十七矩形微带线沿左右方向的长度为1.8mm,沿前后方向的长度为
11mm,所述的第二十八矩形微带线的一端到另一端的长度为6mm,所述的第二十八矩形微带线沿第二介质基板左上顶点与右下顶点的对角线方向的长度为1.8mm,所述的第一矩形槽沿前后方向的长度为8mm,沿左右方向的长度为2.2mm,所述的第一矩形槽的前端面与所述的接地贴片的前端面之间的距离为15mm,所述的第二矩形槽沿前后方向的长度为0.3mm,沿左右方向的长度为10mm,所述的辐射贴片沿前后方向的长度为47mm,沿左右方向的长度为
47mm,厚度为0.035mm,所述的第一介质基板沿前后方向的长度为70mm,沿左右方向的长度为70mm,厚度为0.813mm,所述的第二介质基板沿前后方向的长度为70mm,沿左右方向的长度为70mm,厚度为0.813mm,所述的接地贴片的厚度为0.035mm;所述的第一介质基板和所述的第二介质基板之间的距离为4mm;所述的双极化整流电路设置在所述的第二介质基板的下表面,所述的谐波抑制结构、所述的匹配电路、所述的阻抗压缩电路和所述的整流电路按照从左到右顺序依次排布,所述的第一矩形微带线沿左右方向的长度为6mm,沿前后方向的长度为1.8mm,所述的第二矩形微带线沿左右方向的长度(即所述的第二矩形微带线的宽度)为1.8mm,沿前后方向的长度(即所述的第二矩形微带线的长度)为5.1mm,所述的第三矩形微带线沿左右方向的长度为2mm,沿前后方向的长度为1.8mm,所述的第四矩形微带线沿左右方向的长度为6mm,沿前后方向的长度为1.8mm,所述的第五矩形微带线沿左右方向的长度(即所述的第五矩形微带线的宽度)为1.8mm,沿前后方向的长度(即所述的第五矩形微带线的长度)为5.1mm,所述的第六矩形微带线沿左右方向的长度为2mm,沿前后方向的长度为1.8mm,所述的第一扇形微带线的角度为90°,半径为6mm,所述的第二扇形微带线的角度为90°,半径为6mm,所述的第七矩形微带线沿左右方向的长度为1mm,沿前后方向的长度为
11.6mm,所述的第八矩形微带线沿左右方向的长度为5mm,沿前后方向的长度为2.6mm,所述的第九矩形微带线沿左右方向的长度为1mm,沿前后方向的长度为5mm,所述的第十矩形微带线沿左右方向的长度为1.8mm,沿前后方向的长度为11.6mm,所述的第十一矩形微带线沿左右方向的长度为5mm,沿前后方向的长度为1mm,所述的第十二矩形微带线沿左右方向的长度为2.6mm,沿前后方向的长度为5mm,所述的第十三矩形微带线沿左右方向的长度为
11.6mm,沿前后方向的长度为1mm,所述的第十四矩形微带线沿左右方向的长度为1.8mm,沿前后方向的长度为15mm,所述的第十五矩形微带线沿左右方向的长度为0.8mm,沿前后方向的长度为1.8mm,所述的第十六矩形微带线沿左右方向的长度为5mm,沿前后方向的长度为
1.8mm,所述的第十七矩形微带线沿左右方向的长度为1.8mm,沿前后方向的长度为15mm,所述的第十八矩形微带线沿左右方向的长度为0.8mm,沿前后方向的长度为1.8mm,所述的第十九矩形微带线沿左右方向的长度为3.3mm,沿前后方向的长度为1.8mm,所述的第二十矩形微带线沿左右方向的长度为3mm,沿前后方向的长度为1.8mm,所述的第二十一矩形微带线沿左右方向的长度为1.8mm,沿前后方向的长度为5.7mm,所述的第二十二矩形微带线沿左右方向的长度为1.8mm,沿前后方向的长度为2.5mm,所述的第二十三矩形微带线沿左右方向的长度为3.3mm,沿前后方向的长度为1.8mm,所述的第二十四矩形微带线沿左右方向的长度为3mm,沿前后方向的长度为1.8mm,所述的第二十五矩形微带线沿左右方向的长度为1.8mm,沿前后方向的长度为5.7mm,所述的第二十六矩形微带线沿左右方向的长度为
1.8mm,沿前后方向的长度为2.5mm。
[0009] 与现有技术相比,本发明的优点在于通过谐波抑制结构、匹配电路、阻抗压缩电路和整流电路构成双极化整流电路,谐波抑制结构用于将双极化天线输出的交流电信号传输至匹配电路,并对交流电信号中由于整流电路非线性产生的二次谐波和三次谐波进行抑制,避免二次谐波和三次谐波返回到双极化天线中被辐射出去而导致的交流电能量的流失,匹配电路用于对谐波抑制结构和阻抗压缩电路进行阻抗匹配,将阻抗压缩电路的输入阻抗匹配到50Ω,并将交流电信号输出至阻抗压缩电路,阻抗压缩电路用于将交流电信号输出给整流电路,并拓展整流电路的负载范围,使整流电路的阻抗不会随负载的变化而出现较大的变化,实现阻抗压缩的目的,整流电路用于将交流电信号转换为直流电压输出给负载供电,由此本发明既能减少交流电能量的流失,又能拓展整流电路的负载范围,在负载在1000欧至3500欧变化时仍然能够保持很高整流效率。

附图说明

[0010] 图1为本发明的宽负载的双极化整流天线的双极化整流电路的电路图;
[0011] 图2为本发明的宽负载的双极化整流天线的双极化天线的俯视图;
[0012] 图3为本发明的宽负载的双极化整流天线的双极化天线的第二介质基板和接地贴片的结构示意图;
[0013] 图4为本发明的宽负载的双极化天线的双极化天线的第二介质基板和两根馈线的结构示意图;
[0014] 图5为本发明的宽负载的双极化天线的双极化天线的主视图;
[0015] 图6为本发明的宽负载的双极化天线的回波损耗、隔离度仿真和实测的对比图;
[0016] 图7为本发明的宽负载的双极化天线的仿真辐射方向图;
[0017] 图8为本发明的宽负载的双极化整流天线的效率仿真和实测的对比图;
[0018] 图9为本发明的宽负载的双极化整流天线在不同入射方向的效率实测图。
[0019] 图10为本发明的宽负载的双极化整流天线在不同负载的效率仿真和实测的对比图;

具体实施方式

[0020] 以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0021] 实施例:一种宽负载的双极化整流天线,包括双极化天线和双极化整流电路,双极化天线用来接收发射机发出的射频微波信号,并将该射频微波信号转换为交流电信号输出给双极化整流电路,双极化整流电路用于将输入其内的交流电信号转换为直流电压输出为负载供电,射频微波信号为基频信号,双极化整流电路包括谐波抑制结构、匹配电路、阻抗压缩电路和整流电路,谐波抑制结构用于将双极化天线输出的交流电信号传输至匹配电路,并对交流电信号中由于整流电路非线性产生的二次谐波和三次谐波进行抑制,避免二次谐波和三次谐波返回到双极化天线中被辐射出去而导致的交流电能量的流失,匹配电路用于对谐波抑制结构和阻抗压缩电路进行阻抗匹配,将阻抗压缩电路的输入阻抗匹配到50Ω,并将交流电信号输出至阻抗压缩电路,阻抗压缩电路用于将交流电信号输出给整流电路,并拓展整流电路的负载范围,使整流电路的阻抗不会随负载的变化而出现较大的变化,实现阻抗压缩的目的,整流电路用于将交流电信号转换为直流电压输出给负载供电。
[0022] 如图1所示,本实施例中,双极化天线具有第一输出端和第二输出端,谐波抑制电路具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端,匹配电路具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端,阻抗压缩电路具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端,整流电路具有第一输入端、第二输入端和输出端,双极化天线的第一输出端和谐波抑制电路的第一输入端连接,双极化天线的第二输出端和谐波抑制电路的第二输入端连接,谐波抑制电路的第一输出端和匹配电路的第一输入端连接,谐波抑制电路的第二输出端和匹配电路的第二输入端连接,匹配电路的第一输出端和阻抗压缩电路的第一输入端连接,匹配电路的第二输出端和阻抗压缩电路的第二输入端连接,阻抗压缩电路的第一输出端和整流电路的第一输入端连接,阻抗压缩电路的第二输出端和整流电路的第二输入端连接,整流电路的输出端用于与负载连接;谐波抑制结构包括第一矩形微带线TL1、第二矩形微带线TL2、第三矩形微带线TL3、第四矩形微带线TL4、第五矩形微带线TL5、第六矩形微带线TL6、第一扇形微带线M1和第二扇形微带线M2,第一矩形微带线TL1的一端为谐波抑制结构的第一输入端,第一矩形微带线TL1的另一端分别与第二矩形微带线TL2的一端、第三矩形微带线TL3的一端和第一扇形微带线M1连接,第三矩形微带线TL3的另一端为谐波抑制结构的第一输出端,第二矩形微带线TL2为开路枝节线,第四矩形微带线TL4的一端为谐波抑制结构的第二输入端,第四矩形微带线TL4的另一端分别与第五矩形微带线TL5的一端、第六矩形微带线TL6的一端和第二扇形微带线M2连接,第六矩形微带线TL6的另一端为谐波抑制结构的第二输出端,第五矩形微带线TL5为开路枝节线,第二矩形微带线TL2和第五矩形微带线TL5的长度相等,且其取值范围为0.8λ1至1.2λ1,其中λ1为二次谐波波长的四分之一,第一扇型微带线M1和第二扇型微带线M2的半径相等,且其取值范围为0.8λ2至1.2λ2,其中λ2为三次谐波波长的四分之一;匹配电路包括第七矩形微带线TL7、第八矩形微带线TL8、第九矩形微带线TL9、第十矩形微带线TL10、第十一矩形微带线TL11和第十二矩形微带线TL12,第七矩形微带线TL7的一端和第八矩形微带线TL8的一端连接且其连接端为匹配电路的第一输入端,第八矩形微带线TL8的另一端和第九矩形微带线TL9的一端连接且其连接端为匹配电路的第一输出端,第九矩形微带线TL9为短路枝节线,第十矩形微带线TL10的一端和第十一矩形微带线TL11的一端连接且其连接端为匹配电路的第二输入端,第十一矩形微带线TL11的另一端和第十二矩形微带线TL12的一端连接且其连接端为匹配电路的第二输出端,第十二矩形微带线TL12为短路枝节线;阻抗压缩电路包括第十三矩形微带线TL13、第十四矩形微带线TL14、第十五矩形微带线TL15、第十六矩形微带线TL16、第十七矩形微带线TL17和第十八矩形微带线TL18,第十三矩形微带线TL13的一端为阻抗压缩电路的第一输入端,第十三矩形微带线TL13的另一端、第十四矩形微带线TL14的一端和第十五矩形微带线TL15的一端连接,第十四矩形微带线TL14的另一端接地,第十五矩形微带线TL15的另一端为阻抗压缩电路的第一输出端,第十四矩形微带线TL14为短路枝节线,第十六矩形微带线TL16的一端为阻抗压缩电路的第二输入端,第十六矩形微带线TL16的另一端、第十七矩形微带线TL17的一端和第十八矩形微带线TL18的一端连接,第十七矩形微带线TL17的另一端接地,第十八矩形微带线TL18的另一端为阻抗压缩电路的第二输出端,第十七矩形微带线TL17为短路枝节线;整流电路包括第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第十九矩形微带线TL19、第二十矩形微带线TL20、第二十一矩形微带线TL21、第二十二矩形微带线TL22、第二十三矩形微带线TL23、第二十四矩形微带线TL24、第二十五矩形微带线TL25和第二十六矩形微带线TL26;第一电容C1的一端为整流电路的第一输入端,第一电容C1的另一端和第十九矩形微带线TL19的一端连接,第十九矩形微带线TL19的另一端、第一二极管D1的负极和第二二极管D2的正极连接,第一二极管D1的正极接地,第二二极管D2的负极和第二十矩形微带线TL20的一端连接,第二十矩形微带线TL20的另一端、第二十一矩形微带线TL21的一端和第二十二矩形微带线TL22的一端连接,第二十二矩形微带线TL22的另一端和第二电容C2的一端连接,第二电容C2的另一端接地,第二十一矩形微带线TL21的另一端和第二十五矩形微带线TL25的一端连接且其连接端为整流电路的输出端,第三电容C3的一端为整流电路的第二输入端,第三电容C3的另一端和第二十三矩形微带线TL23的一端连接,第二十三矩形微带线TL23的另一端、到第三二极管D3的负极和第四二极管D4的正极连接,第三二极管D3的正极接地,第四二极管D4的负极和第二十四矩形微带线TL24的一端连接,第二十四矩形微带线TL24的另一端、第二十五矩形微带线TL25的另一端和第二十六矩形微带线TL26的一端连接,第二十六矩形微带线TL26的另一端和第四电容C4的一端连接,第四电容C4的另一端接地。
[0023] 如图2‑图5所示,本实施例中,双极化天线包括辐射贴片1、第一介质基板2、接地贴片3、第二介质基板4、第一馈线和第二馈线,第一介质基板2位于第二介质基板4的上方且两者之间具有一段距离,第一介质基板2和第二介质基板4为尺寸完全相同的两块矩形板,第一介质基板2的前端面和第二介质基板4的前端面齐平,第一介质基板2的后端面和第二介质基板4的后端面齐平,第一介质基板2的左端面和第二介质基板4的左端面齐平,第一介质基板2的右端面和第二介质基板4的右端面齐平,辐射贴片1采用第一矩形金属片实现,辐射贴片1附着在第一介质基板2的上表面,辐射贴片1的中心轴线与第一介质基板2的中心轴线重合,辐射贴片1的前端面所在平面与第一介质基板2的前端面平行,辐射贴片1沿左右方向的长度小于第一介质基板2沿左右方向的长度,辐射贴片1沿前后方向的长度小于第一介质基板2沿前后方向的长度,接地贴片3采用第二矩形金属片实现,接地贴片3附着在第二介质基板4的上表面,第二介质基板4的前端面和接地贴片3的前端面齐平,第二介质基板4的后端面和接地贴片3的后端面齐平,第二介质基板4的左端面和接地贴片3的左端面齐平,第二介质基板4的右端面和接地贴片3的右端面齐平,接地贴片3上开设有两个缝隙,两个缝隙均为H形状,第二介质基板4在两个缝隙处暴露出现,将两个缝隙分别称为第一缝隙和第二缝隙,第一缝隙和第二缝隙二关于接地贴片3的左下顶点与右上顶点的对角线对称,第一缝隙由第一矩形槽5、第二矩形槽6和第三矩形槽7组成,第一矩形槽5沿左右方向延伸,第二矩形槽6位于第一矩形槽5的左侧,且垂直于第一矩形槽5,第二矩形槽6和第一矩形槽5连通,第一矩形槽5沿左右方向的对称线与第二矩形槽6沿左右方向的对称线重合,第三矩形槽7位于第一矩形槽5的右侧,第三矩形槽7和第二矩形槽6相对于第一矩形槽5左右对称,第一矩形槽5沿前后方向的对称线与接地贴片3沿前后方向的对称线重合,第二缝隙由第四矩形槽8、第五矩形槽9和第六矩形槽10组成,第四矩形槽8沿前后方向延伸,第五矩形槽9位于第四矩形槽8的前侧,且垂直于第四矩形槽8,第五矩形槽9和第四矩形槽8连通,第四矩形槽8沿前后方向的对称线与第五矩形槽9沿前后方向的对称线重合,第六矩形槽10位于第四矩形槽8的后侧,第六矩形槽10和第五矩形槽9相对于第四矩形槽8前后对称,第四矩形槽8沿左右方向的对称线与接地贴片3沿左右方向的对称线重合,第一馈线和第二馈线附着在第二介质基板4的下表面上,第一馈线和第二馈线关于第二介质基板4下表面的左下顶点与右上顶点的对角线对称,第一馈线由第二十七矩形微带线TL27和第二十八矩形微带线TL28组成,第二十七矩形微带线TL27沿前后方向延伸,第二十七矩形微带线TL27沿前后方向的对称线与第二介质基板4沿前后方向的对称线重合,第二十七矩形微带线TL27的后端与第二十八矩形微带线TL28的一端连接,第二十七矩形微带线TL27的后端与第二十八矩形微带线TL28之间的夹角为135°,第二十八矩形微带线TL28平行于第二介质基板4下表面的左下顶点与右上顶点的对角线,第二馈线由第二十九矩形微带线TL29和第三十矩形微带线TL30组成,第二十九矩形微带线TL29沿左右反向延伸,第二十九矩形微带线TL29沿左右方向的对称线与第二介质基板4沿左右方向的对称线重合,第二十九矩形微带线TL29的左端与第三十矩形微带线TL30的一端连接,第二十九矩形微带线TL29的后端与第三十矩形微带线TL30之间的夹角为135°,第三十矩形微带线TL30平行于第二介质基板4下表面的左下顶点与右上顶点的对角线,第二十八矩形微带线TL28的另一端为双极化天线的第一输出端,第三十矩形微带线TL30的另一端双极化天线的第二输出端。
[0024] 本实施例中,第二十七矩形微带线TL27的前端与接地贴片3的前端之间的距离为13.2mm,第二十七矩形微带线TL27沿左右方向的长度为1.8mm,沿前后方向的长度为11mm,第二十八矩形微带线TL28的一端到另一端的长度为6mm,第二十八矩形微带线TL28沿第二介质基板4左上顶点与右下顶点的对角线方向的长度为1.8mm,第一矩形槽5沿前后方向的长度为8mm,沿左右方向的长度为2.2mm,第一矩形槽5的前端面与接地贴片3的前端面之间的距离为15mm,第二矩形槽6沿前后方向的长度为0.3mm,沿左右方向的长度为10mm,辐射贴片1沿前后方向的长度为47mm,沿左右方向的长度为47mm,厚度为0.035mm,第一介质基板2沿前后方向的长度为70mm,沿左右方向的长度为70mm,厚度为0.813mm,第二介质基板4沿前后方向的长度为70mm,沿左右方向的长度为70mm,厚度为0.813mm,接地贴片3的厚度为
0.035mm;第一介质基板2和第二介质基板4之间的距离为4mm;双极化整流电路设置在第二介质基板4的下表面,谐波抑制结构、匹配电路、阻抗压缩电路和整流电路按照从左到右顺序依次排布,第一矩形微带线TL1沿左右方向的长度为6mm,沿前后方向的长度为1.8mm,第二矩形微带线TL2沿左右方向的长度(第二矩形微带线TL2的宽度)为1.8mm,沿前后方向的长度(第二矩形微带线TL2的长度)为5.1mm,第三矩形微带线TL3沿左右方向的长度为2mm,沿前后方向的长度为1.8mm,第四矩形微带线TL4沿左右方向的长度为6mm,沿前后方向的长度为1.8mm,第五矩形微带线TL5沿左右方向的长度(第五矩形微带线TL2的宽度)为1.8mm,沿前后方向的长度(第五矩形微带线TL2的长度)为5.1mm,第六矩形微带线TL6沿左右方向的长度为2mm,沿前后方向的长度为1.8mm,第一扇形微带线的角度为90°,半径为6mm,第二扇形微带线的角度为90°,半径为6mm,第七矩形微带线TL7沿左右方向的长度为1mm,沿前后方向的长度为11.6mm,第八矩形微带线TL8沿左右方向的长度为5mm,沿前后方向的长度为
2.6mm,第九矩形微带线TL9沿左右方向的长度为1mm,沿前后方向的长度为5mm,第十矩形微带线TL10沿左右方向的长度为1.8mm,沿前后方向的长度为11.6mm,第十一矩形微带线TL11沿左右方向的长度为5mm,沿前后方向的长度为1mm,第十二矩形微带线TL12沿左右方向的长度为2.6mm,沿前后方向的长度为5mm,第十三矩形微带线TL13沿左右方向的长度为
11.6mm,沿前后方向的长度为1mm,第十四矩形微带线TL14沿左右方向的长度为1.8mm,沿前后方向的长度为15mm,第十五矩形微带线TL15沿左右方向的长度为0.8mm,沿前后方向的长度为1.8mm,第十六矩形微带线TL16沿左右方向的长度为5mm,沿前后方向的长度为1.8mm,第十七矩形微带线TL17沿左右方向的长度为1.8mm,沿前后方向的长度为15mm,第十八矩形微带线TL18沿左右方向的长度为0.8mm,沿前后方向的长度为1.8mm,第十九矩形微带线TL19沿左右方向的长度为3.3mm,沿前后方向的长度为1.8mm,第二十矩形微带线TL20沿左右方向的长度为3mm,沿前后方向的长度为1.8mm,第二十一矩形微带线TL21沿左右方向的长度为1.8mm,沿前后方向的长度为5.7mm,第二十二矩形微带线TL22沿左右方向的长度为
1.8mm,沿前后方向的长度为2.5mm,第二十三矩形微带线TL23沿左右方向的长度为3.3mm,沿前后方向的长度为1.8mm,第二十四矩形微带线TL24沿左右方向的长度为3mm,沿前后方向的长度为1.8mm,第二十五矩形微带线TL25沿左右方向的长度为1.8mm,沿前后方向的长度为5.7mm,第二十六矩形微带线TL26沿左右方向的长度为1.8mm,沿前后方向的长度为
2.5mm。
[0025] 在本发明的输出端接上负载R,对本发明的宽负载的双极化整流天线进行仿真测试,本发明的宽负载的双极化整流天线的回波损耗、隔离度仿真实测图如图6所示,本发明的宽负载的双极化整流天线的辐射方向图如图7所示,本发明的宽负载的双极化整流天线的效率仿真图如图8所示。分析图6可知:双极化天线的S11、S12、S21、S22参数在工作频率为2.45GHz处分别为‑20.6dB、‑22dB、‑22dB、‑25dB,满足双极化天线的使用要求;分析图7可知:双极化天线的增益在0°时实现最大值为8dB。分析图8可知:在输入功率分别为0dBm,
5dBm,10dBm时,当负载范围在1000‑3000Ω时,输入功率为0dBm下的整流效率均大于50%,在输入功率为5dBm下的整流效率均大于55%,在输入功率为10dBm下的整流效率均大于
60%。在输入功率为10dBm,负载为2000欧时双极化整流电路取得最大整流效率为81%。