一種運動式電能無線傳輸系統的製作方法

2023-12-11 19:49:27 1

專利名稱：一種運動式電能無線傳輸系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電能傳輸系統，具體地說是一種運動式電能無線傳輸系統。
背景技術：
目前，無線傳感器網絡中的無線傳感器節點的電能供應均為電池供電，由於電池容量的限制，無線傳感器節點的生存期受到巨大限制。傳統的電能無線傳輸系統主要是採 用線圈電磁耦合的方法實現電能的無線傳輸，有效傳輸距離只有幾毫米，並且只能進行靜止充電，無法進行中等距離和運動式電能無線傳輸。發明內容本實用新型的目的是為了克服傳統電能無線傳輸系統有效傳輸距離短和只能進行靜止充電的不足，而提供一種運動式電能無線傳輸系統。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是一種運動式電能無線傳輸系統，包括運動式微波發射基站和接收模塊；運動式微波發射基站包括微波發射機和機車，微波發射機固定在機車上；接收模塊包括微帶接收天線陣列、輸入濾波器、多倍壓整流電路、輸出濾波器和充電裝置；微帶接收天線陣列通過饋線電連接輸入濾波器，輸入濾波器與多倍壓整流電路的輸入端相連，多倍壓整流電路的輸出端順序電連接輸出濾波器和充電裝置；微波發射機固定在機車上，可以在運動過程中對充電裝置充電，微帶接收天線陣列包括16個微帶貼片天線元和饋線,微帶貼片天線元電連接在饋線上,微帶接收天線陣列、輸入濾波器、多倍壓整流電路、輸出濾波器和充電裝置集成在同一塊電路板上，充電裝置為無線傳感器節點以及任何低功耗的電子產品。本實用新型的有益效果是一種運動式電能無線傳輸系統利用微波對井下呈帶狀分布的無線傳感器節點進行運動式無線充電，電能無線傳輸的有效距離達I米以上，從而大大提高了無線傳感器節點的工作時長，系統中接收模塊體積小、可直接和無線傳感器節點集成在同一塊電路板上。以下結合附圖
對本實用新型進一步說明。圖I是本實用新型的系統總體結構框圖。圖2是本實用新型的運動式微波發射基站結構示意圖。圖3是本實用新型的接收模塊內部結構框圖。圖4是本實用新型的微帶貼片天線元結構圖。圖5是本實用新型的微帶接收天線陣列印刷電路版圖。圖6是本實用新型的輸入濾波器俯視圖。圖7是本實用新型的輸入濾波器前視圖。圖8是本實用新型的多倍壓整流電路圖。圖9是本實用新型的輸出濾波器電路圖。
具體實施方式
在圖I中，一種運動式電能無線傳輸系統包括運動式微波發射基站(I)和接收模塊(2)，運動式微波發射基站(I)將直流能量轉化為微波能量，向自由空間發射微波，接收模塊(2)接收微波，並將微波能量轉化為可以直接使用的直流能量。參照圖2、圖3、圖5、圖8和圖9，運動式微波發射基站⑴包括微波發射機(3)和機車(4)，微波發射機(3)固定在機車(4)上，系統正常工作時，運動式微波發射基站(2)在井下布有無線傳感器節點的巷道中運動，並通過微波發射機(3)向自由空間發射微波，對充電裝置(9)進行運動式充電，接收模塊(2)包括微帶接收天線陣列(5)、輸入濾波器(6)、多倍壓整流電路(7)、輸出濾波器⑶和充電裝置(9)，微帶接收天線陣列(5)包括16個微帶貼片天線元(13)和饋線(14),微帶貼片天線元(13)電連接在饋線(14)上,微帶接收天線陣列(5)通過饋線(14)電連接輸入濾波器(6)，輸入濾波器(6)與多倍壓整流電路(7)的輸入端(16)相連，多倍壓整流電路(7)的輸出端(17)順序電連接輸出濾波器⑶和充 電裝置(9)，充電裝置(9)為無線傳感器節點以及任何低功耗的電子產品。參照圖4、圖5、圖6和圖7，微帶貼片天線元(13)由薄金屬貼片(10)、厚度均勻的介質基板(11)和金屬地板(12)組成，微帶貼片天線元(13)可以接收由運動式微波發射基站(I)發射的微波；輸入濾波器￠)由階梯形金屬貼片(15)、厚度均勻的介質基板(11)和金屬地板(12)組成，接收模塊(2)上的整個電路印製在厚度均勻的介質基板(11)上。
權利要求1.一種運動式電能無線傳輸系統，其特徵在於包括運動式微波發射基站(I)和接收模塊(2);運動式微波發射基站(I)包括微波發射機(3)和機車(4)，微波發射機(3)固定在機車(4)上；接收模塊(2)包括微帶接收天線陣列(5)、輸入濾波器(6)、多倍壓整流電路(7)、輸出濾波器⑶和充電裝置(9);微帶接收天線陣列(5)通過饋線(14)電連接輸入濾波器(6)，輸入濾波器(6)與多倍壓整流電路(7)的輸入端(16)相連，多倍壓整流電路(7)的輸出端(17)順序電連接輸出濾波器⑶和充電裝置(9)。
2.根據權利要求I所述的一種運動式電能無線傳輸系統，其特徵在於微帶接收天線陣列(5)包括16個微帶貼片天線元(13)和饋線(14)，微帶貼片天線元(13)電連接在饋線(14)上。
3.根據權利要求I所述的一種運動式電能無線傳輸系統，其特徵在於微帶接收天線陣列(5)、輸入濾波器(6)、多倍壓整流電路(7)、輸出濾波器⑶和充電裝置(9)集成在同一塊電路板上。
4.根據權利要求I所述的一種運動式電能無線傳輸系統，其特徵在於所述充電裝置(9)為無線傳感器節點。
專利摘要本實用新型涉及一種運動式電能無線傳輸系統，包括運動式微波發射基站和接收模塊，運動式微波發射基站包括微波發射機和機車，微波發射機固定在機車上；接收模塊包括微帶接收天線陣列、輸入濾波器、多倍壓整流電路、輸出濾波器和充電裝置；微帶接收天線陣列通過饋線電連接輸入濾波器，輸入濾波器與多倍壓整流電路的輸入端相連，多倍壓整流電路的輸出端順序電連接輸出濾波器和充電裝置。該系統利用微波以無線傳輸方式對井下呈帶狀分布的無線傳感器節點進行運動式無線充電，電能無線傳輸的有效距離達1米以上，大大提高了無線傳感器節點的工作時長，系統中接收模塊體積小、可直接和無線傳感器節點集成在同一塊電路板上，應用前景廣闊。
文檔編號H02J7/02GK202384850SQ201120450259
公開日2012年8月15日 申請日期2011年11月8日 優先權日2011年11月8日
發明者丁恩傑, 向潔, 張國圓, 邱瑋煒 申請人:中國礦業大學