一种无线能量吸收系统技术方案

本实用新型专利技术实施例公开了一种无线能量吸收系统，包括：天线阵列，覆盖至少一个频段，用于对空间中的射频能量进行耦合，并输出耦合能量；能量匹配模块，与天线阵列电连接；电源转换模块，与能量匹配模块电连接；能量存储模块，与电源转换模块电连接，用于接收电能，对电能进行存储；数字处理模块，分别与天线阵列和能量匹配模块电连接，用于调节天线阵列接收射频能量的频段以及能量匹配模块的匹配阻抗。本实用新型专利技术实施例提供的无线能量吸收系统，通过数字处理模块对天线阵列和能量匹配模块的智能控制，使能量传输最大化，实现射频能量吸收的智能化和高效化。

【技术实现步骤摘要】
一种无线能量吸收系统
本技术实施例涉及通信技术，尤其涉及一种无线能量吸收系统。
技术介绍
在生产生活的各个领域，各种功能的设备都在应用中执行各自的功能，很多设备工作时都需要有电源供电，如采用电池供电的方式。目前，现有的很多小型或者微型设备，特别是便携或者远程电气设备，都是电池供电，但电池需要充电或者定期更换，很多设备在具体应用场景上无法或者不容易通过充电方式或者人工更换方式进行更换电池。而采用太阳能、热能或者机械振动方式来给予能量的补充方案，此类方法有其可行之处，但对于很多微型设备，在体积受限或者地域受限的地方，此类方法无法正常使用。
技术实现思路
本技术实施例提供一种无线能量吸收系统，通过数字处理模块对天线阵列和能量匹配模块的智能控制，使能量传输最大化，实现射频能量吸收的智能化和高效化。本技术实施例提供了一种无线能量吸收系统，包括：天线阵列，覆盖至少一个频段，用于对空间中的射频能量进行耦合，并输出耦合能量；能量匹配模块，与天线阵列电连接，用于对耦合能量进行阻抗匹配；电源转换模块，与能量匹配模块电连接，用于接收耦合能量，并对耦合能量进行转换得到稳定的电能；能量存储模块，与电源转换模块电连接，用于接收电能，对电能进行存储；数字处理模块，分别与天线阵列和能量匹配模块电连接，用于调节天线阵列接收射频能量的频段以及能量匹配模块的匹配阻抗。可选的，能量匹配模块包括可变电容匹配单元和能量检测单元，可变电容匹配单元和能量检测单元分别与数字处理模块电连接；能量检测单元用于检测耦合能量的大小；数字处理模块具体用于：根据耦合能量的大小，调节可变电容匹配单元的电容量以及天线阵列接收射频能量的频段，以使耦合能量最大化。可选的，可变电容匹配单元包括多个开关电容器，或至少一个压控可变电容器，或开关电容器和压控可变电容器的组合，开关电容器和/或压控可变电容器与数字处理模块电连接。可选的，数字处理模块还与电源转换模块电连接，用于根据耦合能量的大小，控制电源转换模块对耦合能量进行整流和/或变压。可选的，电源转换模块包括CMOS、整流二极管、升降压开关电源电路和电荷泵中的至少一种。可选的，电源转换模块包括整流二极管、升降压开关电源电路和旁路开关；整流二极管的输入端与能量匹配电路的输出端电连接，整流二极管的输出端与旁路开关的第一端以及升降压开关电源电路的输入端电连接，旁路开关的第二端以及升降压开关电源电路的输出端与能量存储模块的输入端电连接，升降压开关电源电路的控制端以及旁路开关的控制端与数字处理模块电连接。可选的，数字处理模块还与能量存储模块电连接，用于调节能量存储模块的电能存储量。可选的，能量存储模块包括多个并联的开关存储单元，各开关存储单元均与数字处理模块电连接。可选的，能量存储模块的输出端与数字处理模块电连接，用于为数字处理模块供电。可选的，天线阵列覆盖Sub-6GHz主流频段，Sub-6GHz主流频段至少包括0.7GHz、0.9GHz、1.8GHz、2.1GHz、2.6GHz、3.6GHz和4.8GHz。本技术实施例提供的无线能量吸收系统，包括天线阵列、能量匹配模块、电源转换模块和数字处理模块，天线阵列覆盖至少一个频段，对空间中的射频能量进行耦合，并输出耦合能量，能量匹配模块与天线阵列电连接，对耦合能量进行阻抗匹配，电源转换模块与能量匹配模块电连接，接收耦合能量，并对耦合能量进行转换得到稳定的电能，能量存储模块与电源转换模块电连接，接收电能并对电能进行存储，数字处理模块分别与天线阵列和能量匹配模块电连接，调节天线阵列接收射频能量的频段以及能量匹配模块的匹配阻抗。本技术实施例提供的无线能量吸收系统，通过数字处理模块对天线阵列和能量匹配模块的智能控制，调节天线阵列的频段和能量匹配模块的电容量，使能量传输最大化，实现射频能量吸收的智能化和高效化。附图说明图1是本技术实施例提供的一种无线能量吸收系统的结构框图；图2是本技术实施例提供的另一种无线能量吸收系统的结构框图；图3是本技术实施例提供的另一种无线能量吸收系统的结构框图；图4是本技术实施例提供的另一种无线能量吸收系统的结构框图；图5是本技术实施例提供的另一种无线能量吸收系统的结构框图；图6是本技术实施例提供的另一种无线能量吸收系统的结构框图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本技术，而非对本技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本技术相关的部分而非全部结构。基于现有的微型设备在具体应用场景上无法或者不容易通过充电方式或者人工更换方式进行更换电池，而采用太阳能、热能或者机械振动方式来给予能量，在设备体积受限或者地域受限的地方无法正常使用，本实施例提供了一种无线能量吸收系统，可将射频能量转换成电能，适用于为小型或微型器件(如微型传感器)供电。示例性地，参考图1，图1是本技术实施例提供的一种无线能量吸收系统的结构框图，该无线能量吸收系统包括：天线阵列10、能量匹配模块20、电源转换模块30、能量存储模块40和数字处理模块50；天线阵列10覆盖至少一个频段，用于对空间中的射频能量进行耦合，并输出耦合能量；能量匹配模块20与天线阵列10电连接，用于对耦合能量进行阻抗匹配；电源转换模块30与能量匹配模块20电连接，用于接收耦合能量，并对耦合能量进行转换得到稳定的电能；能量存储模块40与电源转换模块30电连接，用于接收电能，对电能进行存储；数字处理模块50分别与天线阵列10和能量匹配模块20电连接，用于调节天线阵列10接收射频能量的频段以及能量匹配模块20的匹配阻抗。具体的，天线阵列10对空间中的射频能量进行耦合，并输出耦合能量至能量匹配模块20，能量匹配模块20接收耦合能量并对耦合能量进行阻抗匹配，数字处理模块50根据耦合能量的大小调节能量匹配模块20的匹配阻抗，并且调节天线阵列10接收射频能量的频段，实现对耦合能量的阻抗匹配，以使传输的耦合能量最大化。示例性的，数字处理模块50调节能量匹配模块20至一匹配阻抗，在该匹配阻抗下，数字处理模块50对调节天线阵列10的各频段进行逐一调节，当某一频段下的耦合能量的大小达到或超过预期设定值时，固定能量匹配模块20的匹配阻抗以及天线阵列10接收射频能量的频段(固定至上述某一频段)，此时，便可实现能量匹配模块20对耦合能量的阻抗匹配，使得耦合能量的传输达到最大化。当数字处理模块50调节能量匹配模块20至一匹配阻抗，在该匹配阻抗下，若调节天线阵列10接收射频能量的频段至其任意覆盖的频段，耦合能量的大小均低于预期设定值，则数字处理模块50调节能量匹配模块20至另一匹配阻抗，再对调节天线阵列10的各频段进行逐一调节，以此通过调节能量匹配模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线能量吸收系统，其特征在于，包括：/n天线阵列，覆盖至少一个频段，用于对空间中的射频能量进行耦合，并输出耦合能量；/n能量匹配模块，与所述天线阵列电连接，用于对所述耦合能量进行阻抗匹配；/n电源转换模块，与所述能量匹配模块电连接，用于接收所述耦合能量，并对所述耦合能量进行转换得到稳定的电能；/n能量存储模块，与所述电源转换模块电连接，用于接收所述电能，对所述电能进行存储；/n数字处理模块，分别与所述天线阵列、所述能量匹配模块和所述电源转换模块电连接，用于调节所述天线阵列接收所述射频能量的频段以及所述能量匹配模块的匹配阻抗，并根据所述耦合能量的大小，控制所述电源转换模块对所述耦合能量进行整流和/或变压。/n

【技术特征摘要】
1.一种无线能量吸收系统，其特征在于，包括：
天线阵列，覆盖至少一个频段，用于对空间中的射频能量进行耦合，并输出耦合能量；
能量匹配模块，与所述天线阵列电连接，用于对所述耦合能量进行阻抗匹配；
电源转换模块，与所述能量匹配模块电连接，用于接收所述耦合能量，并对所述耦合能量进行转换得到稳定的电能；
能量存储模块，与所述电源转换模块电连接，用于接收所述电能，对所述电能进行存储；
数字处理模块，分别与所述天线阵列、所述能量匹配模块和所述电源转换模块电连接，用于调节所述天线阵列接收所述射频能量的频段以及所述能量匹配模块的匹配阻抗，并根据所述耦合能量的大小，控制所述电源转换模块对所述耦合能量进行整流和/或变压。


2.根据权利要求1所述的无线能量吸收系统，其特征在于，所述电源转换模块为GaN电源转换模块。


3.根据权利要求2所述的无线能量吸收系统，其特征在于，所述电源转换模块包括CMOS、整流二极管、升降压开关电源电路和电荷泵中的至少一种。


4.根据权利要求1所述的无线能量吸收系统，其特征在于，所述电源转换模块包括整流二极管、升降压开关电源电路和旁路开关；
所述整流二极管的输入端与所述能量匹配电路的输出端电连接，所述整流二极管的输出端与所述旁路开关的第一端以及所述升降压开关电源电路的输入端电连接，所述旁路开关的第二端以及所述升降压开关电源电路的输出端与所述能量存储模块的输入端电连接，所述升降压开关电源电路的控制端以及所述旁路开关的控制端与所述数字处理模块电连接。
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【专利技术属性】
技术研发人员：潘宇，
申请(专利权)人：苏州能讯高能半导体有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32