本實用新型涉及電磁技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種無線輸能收接收裝置。

背景技術(shù)：

近年來，空間太陽能傳輸(Solar Power Transmission，SPT)和微波無線輸能(WPT)越來越受到人們的重視，電磁能量采集是其中一項關(guān)鍵技術(shù)。目前，微波無線輸電技術(shù)主要應(yīng)用在架設(shè)導(dǎo)線不切實際或架設(shè)導(dǎo)線輸電風(fēng)險較大、成本較高的一些場合，如高空永久作業(yè)平臺、大規(guī)模無線傳感節(jié)點的供電等，從而導(dǎo)致無線輸能的效率較低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種無線輸能接收裝置，能夠提高對電磁能量的采集效率，以提高無線輸能的效率。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種無線輸能接收裝置，包括基板、線極化電磁能量接收機構(gòu)以及匹配負載，所述基板上設(shè)置有通孔，所述通孔與所述基板的左側(cè)邊緣以及所述基板的右側(cè)邊緣之間的距離相等，所述線極化電磁能量接收機構(gòu)由彎曲的銅導(dǎo)線構(gòu)成，所述銅導(dǎo)線包括一體成型的第一段、第二段以及第三段，其中，所述第二段的首尾分別銜接所述第一段和所述第三段，所述第一段與所述第三段均與所述基板的上表面垂直，所述第二段與所述基板的上表面平行，所述第一段貫穿所述通孔并與位于所述基板下表面的所述匹配負載相連，所述線極化電磁能量接收機構(gòu)與所述匹配負載構(gòu)成LC振蕩回路，所述第一段的長度大于所述第三段的長度，所述第二段的長度小于所述基板的較長邊的長度，所述基板的下表面為等效地平面。

進一步地，所述第二段在所述基板上表面的投影與所述基板的較長邊相平行。

進一步地，所述基板的較長邊長度為所述基板的較短邊長度的兩倍。

進一步地，所述基板的較長邊長度為28毫米，所述基板的較短邊長度為14毫米，所述基板的高為3毫米。

進一步地，在所述第一段與所述通孔的內(nèi)壁之間還填充有絕緣材料。

進一步地，所述匹配負載的阻值為50歐姆。

由以上本實用新型提供的技術(shù)方案可見，本實用新型中的線極化電磁能量接收機構(gòu)，能夠通過改變結(jié)構(gòu)尺寸大小使得接收諧振頻率可調(diào)。因此，本實用新型提供的無線輸能接收裝置具有很好的可調(diào)性；此外，所述的匹配負載將所述線極化電磁能量接收機構(gòu)和等效地平面相連，從而實現(xiàn)回路導(dǎo)通，通過調(diào)節(jié)匹配負載的阻值大小可以改變所述裝置的諧振點，使得匹配負載能夠高效接收到電磁能量，實驗測得所述匹配負載接收無線電磁能量的效率達99％以上；再者，本實用新型中的線極化電磁能量接收機構(gòu)能夠進行周期性擴展，使得結(jié)構(gòu)靈活多變，當(dāng)單元周期數(shù)增加時，電磁能量接收效率變大，易于實現(xiàn)應(yīng)用量產(chǎn)。

附圖說明

圖1為本實用新型中無線輸能接收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型中無線輸能接收裝置的側(cè)視圖；

圖3為本實用新型中無線輸能接收裝置的回波損耗；

圖4為本實用新型中無線輸能接收裝置在不同頻段處匹配負載吸收效率的示意圖。

具體實施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本申請中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本申請實施方式中的附圖，對本申請實施方式中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施方式僅僅是本申請一部分實施方式，而不是全部的實施方式?；诒旧暾堉械膶嵤┓绞剑绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施方式，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請保護的范圍。

圖1為本實用新型中無線輸能接收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型中無線輸能接收裝置的側(cè)視圖。請參閱圖1和圖2，所述無線輸能接收裝置，包括基板1、線極化電磁能量接收機構(gòu)以及匹配負載(未示出)，所述基板1上設(shè)置有通孔(未示出)，所述通孔與所述基板1的左側(cè)邊緣以及所述基板1的右側(cè)邊緣之間的距離相等，所述線極化電磁能量接收機構(gòu)由彎曲的銅導(dǎo)線構(gòu)成，所述銅導(dǎo)線包括一體成型的第一段21、第二段22以及第三段23，其中，所述第二段22的首尾分別銜接所述第一段21和所述第三段23，所述第一段21與所述第三段23均與所述基板1的上表面垂直，所述第二段22與所述基板1的上表面平行，所述第一段21貫穿所述通孔并與位于所述基板1下表面的所述匹配負載相連，所述線極化電磁能量接收機構(gòu)與所述匹配負載構(gòu)成LC振蕩回路，所述第一段21的長度h大于所述第三段23的長度g，所述第二段22的長度b小于所述基板1的較長邊的長度L，所述基板1的下表面為等效地平面。

在本實施方式中，所述基板1采用銅材料基板，此材質(zhì)的基板特點是造價低，能夠?qū)⑽盏哪芰扛玫霓D(zhuǎn)化為可用的能量。所述匹配負載的作用是將線極化電磁能量接收機構(gòu)和基板相連，并且將所述線極化電磁能量接收機構(gòu)接收到的能量更好的轉(zhuǎn)換到匹配負載上。同時，所述匹配負載具有調(diào)諧作用，直接影響所述裝置的諧振點頻率。所述基板的下表面可以等效為地平面，所述線極化電磁能量接收機構(gòu)和匹配負載可以等效為LC振蕩回路。

在本實施方式中，所述線極化電磁能量接收機構(gòu)的特點在于該機構(gòu)簡單易加工，工作在2.45GHz且具有非常高的接收效率，通過改變接收機構(gòu)的尺寸大小可以方便的調(diào)節(jié)諧振頻率，具有良好的可調(diào)性。工作于2.45GHz的線極化電磁能量接收機構(gòu)可以為一種基于線極化的周期結(jié)構(gòu)，能很好地諧振產(chǎn)生較強的表面電流，從而將每個電磁能量接收機構(gòu)上諧振產(chǎn)生的表面電流導(dǎo)出，通過匹配負載的方式將每個電磁能量接收機構(gòu)的電流消耗在負載電阻上，實現(xiàn)回路導(dǎo)通。

在本申請一優(yōu)選實施方式中，所述第二段在所述基板上表面的投影與所述基板的較長邊相平行。

在本申請一優(yōu)選實施方式中，所述基板的較長邊長度為所述基板的較短邊長度的兩倍。

在本申請一優(yōu)選實施方式中，所述基板的較長邊長度為28毫米，所述基板的較短邊長度為14毫米，所述基板的高為3毫米。

在本申請一優(yōu)選實施方式中，在所述第一段與所述通孔的內(nèi)壁之間還填充有絕緣材料3，所述絕緣材料例如可以為四氟乙烯。

在本申請一優(yōu)選實施方式中，所述匹配負載的阻值為50歐姆。

在實際應(yīng)用場景中，所述線極化電磁能量接收機構(gòu)與所述匹配負載可以將諧振點位于2.45GHz，從而可以高效地吸收2.45GHz的電磁能量。在本實施方式中，入射波的電場方向應(yīng)與線極化電磁能量接收機構(gòu)上的諧振壁相平行，從而達到最強諧振效果。當(dāng)線極化電磁能量接收機構(gòu)諧振時，在線極化電磁能量接收機構(gòu)表面產(chǎn)生表面電流，表面電流通過諧振壁導(dǎo)出，通過匹配負載收集每個線極化電磁能量接收機構(gòu)的導(dǎo)出電流，從而使得匹配負載能夠高效的獲得電磁能量。

在本實施方式中，所述匹配負載位于所述基板的下表面，其作用是將2.45GHz的線極化電磁能量接收機構(gòu)和基板相連，將所述裝置接收到的能量更好的轉(zhuǎn)換到匹配負載上，匹配負載的阻值為50歐姆。由圖4可見，匹配負載在2.45GHz處達到最大接收效率，最大接收效率為99％。

請參閱圖3，本實施方式中的線極化電磁能量接收機構(gòu)的中心諧振頻率2.45GHz的回波損耗達到了-24.2dB，表明此線極化電磁能量接收機構(gòu)的匹配良好。

如圖1和圖2所示，線極化電磁能量接收機構(gòu)和匹配負載在結(jié)構(gòu)上具有對稱性，能夠進行擴展應(yīng)用并且可以通過諧振壁將線極化電磁能量接收機構(gòu)的表面電流導(dǎo)入匹配負載。實驗表明，匹配負載的阻值在50歐姆時具有良好的匹配特性。

由以上本實用新型提供的技術(shù)方案可見，本實用新型中的線極化電磁能量接收機構(gòu)，能夠通過改變結(jié)構(gòu)尺寸大小使得接收諧振頻率可調(diào)。因此，本實用新型提供的無線輸能接收裝置具有很好的可調(diào)性；此外，所述的匹配負載將所述線極化電磁能量接收機構(gòu)和等效地平面相連，從而實現(xiàn)回路導(dǎo)通，通過調(diào)節(jié)匹配負載的阻值大小可以改變所述裝置的諧振點，使得匹配負載能夠高效接收到電磁能量，實驗測得所述匹配負載接收無線電磁能量的效率達99％以上；再者，本實用新型中的線極化電磁能量接收機構(gòu)能夠進行周期性擴展，使得結(jié)構(gòu)靈活多變，當(dāng)單元周期數(shù)增加時，電磁能量接收效率變大，易于實現(xiàn)應(yīng)用量產(chǎn)。

上面對本申請的各種實施方式的描述以描述的目的提供給本領(lǐng)域技術(shù)人員。其不旨在是窮舉的、或者不旨在將本實用新型限制于單個公開的實施方式。如上所述，本申請的各種替代和變化對于上述技術(shù)所屬領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的。因此，雖然已經(jīng)具體討論了一些另選的實施方式，但是其它實施方式將是顯而易見的，或者本領(lǐng)域技術(shù)人員相對容易得出。本申請旨在包括在此已經(jīng)討論過的本實用新型的所有替代、修改、和變化，以及落在上述申請的精神和范圍內(nèi)的其它實施方式。

本說明書中的各個實施方式均采用遞進的方式描述，各個實施方式之間相同相似的部分互相參見即可，每個實施方式重點說明的都是與其他實施方式的不同之處。

雖然通過實施方式描繪了本申請，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員知道，本申請有許多變形和變化而不脫離本申請的精神，希望所附的權(quán)利要求包括這些變形和變化而不脫離本申請的精神。