天线、能量转换及通信系统的制作方法

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种天线、能量转换及通信系统。

背景技术

目前的一些穿戴式移动通信产品，体积要求非常小，产品的空间有限，在产品里，容纳供电电路的空间也极为有限，因此，供电电路所能提供的总电量也十分有限，这就出现了移动通信产品待机时间不长的问题。如何解决通信产品的待机时间短的问题，成为了穿戴式移动通信产品研发过程中的一大课题。

技术实现要素：

有鉴于此，有必要提供一种天线、能量转换及通信系统，以解决上述的问题。

本发明实施方式提供的一种天线，用于提供电能及射频通信。天线包括：第一微带线，第二微带线，反射板及光电转换板。其中，第一微带线设置于基板上，用于接收电磁波并转换为电能及馈入信号。第二微带线设置于基板上，第二微带线形成一个带缺口的包围空间，用于与第一微带线进行耦合。反射板与第二微带线电性连接，用于辐射、接收电磁波及反射光波。光电转换板用于接收光波并转换为电能。其中，部分第一微带线处于包围空间内，另一部分第一微带线从缺口向外延伸。

优选地，第一微带线呈l形。

优选地，第一微带线的第一端作为天线的信号馈入端和电能输出端，第一微带线的第二端悬空。

优选地，光电转换板设置于基板上，且光电转换板设置于基板的区域包括包围空间所在区域。

优选地，第二微带线包括：第一边，第二边，第三边及第四边。其中，第一边的第一端悬空。第二边的第一端垂直电性连接第一边的第二端。第三边的第一端垂直电性连接第二边的第二端。四边的第一端垂直电性连接第三边的第二端，第四边的第二端悬空。

优选地，反射板包括：第一板，第二板，第三板及第四板。其中，第一板呈长方体的形状，第一板的一侧面与第一边重叠并电性连接。第二板呈长方体的形状，第二板的一侧面与第二边重叠并电性连接。第三板呈长方体的形状，第三板的一侧面与第三边重叠并电性连接。第四板呈长方体的形状，第四板的一侧面与第四边重叠并电性连接。

优选地，第一板，第二板，第三板和第四板所在的平面皆与基板所在的平面呈一夹角，以将光波反射至光电转换板。

优选地，光电转换板设置于第一板，第二板，第三板和第四板上。

一种能量转换及通信系统，用于转换能量及进行射频通信。能量转换及通信系统包括：上述的天线，射频电路及能量储存电路。其中，射频电路，射频电路用于对射频信号进行处理，射频电路与天线中的第一微带线和第二微带线电性连接，以通过天线进行射频通信。能量储存电路，能量储存电路与天线中的第一微带线和第二微带线电性连接，以储存电能。

本发明提供的一种天线、能量转换及通信系统，在有限的空间内构建了能够提供更多电能的架构，有利于延长轻薄短小的移动通信产品的待机时间。

附图说明

图1为本发明能量转换及通信系统一实施方式的示意图。

图2为本发明天线一实施方式的示意图。

图3为本发明天线一实施方式的示意图。

图4为本发明天线一实施方式的回波损耗测量图。

图5为本发明天线一实施方式在频率2.4ghz时x-z平面方向的增益示意图。

图6为本发明天线一实施方式在频率2.45ghz时y-z平面方向的增益示意图。

图7为本发明天线一实施方式在频率2.5ghz时y-x平面方向的增益示意图。

主要元件符号说明

天线a

射频电路b

能量储存电路c

第一微带线10

第二微带线20

包围空间21

第一边22

第二边23

第三边24

第四边25

光电转换板30

反射板40

第一板41

第二板42

第三板43

第四板44

信号馈入端和电能输出端f

最大增益g1，g2，g3

基板pcb

缺口q

能量转换及通信系统r

负输入端s

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

本发明实施方式提供的一种能量转换及通信系统r，通过接收外界的电磁波能量和太阳能，并将这些能量转换为电能，以对移动通信产品进行供电，在最大程度利用能量资源的条件下，将能量流向所需的移动通信产品中，增加供电的总电量，以延长移动通信产品的待机时间，从而可以减少移动通信产品连接市电进行充电的次数。

请参阅图1，图1为本发明能量转换及通信系统r一实施方式的示意图。

能量转换及通信系统r用于转换能量及进行射频通信，包括天线a，射频电路b及能量储存电路c。其中，射频电路b用于对射频信号进行处理，如使用收发器构建的收发电路，对射频信号进行收发。射频电路b与天线a进行电性连接，通过天线a接收电磁波作为射频信号，然后射频电路b进行相关信号处理，如解调降噪等处理。因此同时，也可以通过天线a将处理后的射频信号发送出去。能量储存电路c与天线a电性连接，以获取天线a接收到的电磁波能量和太阳能，并储存电磁波能量和太阳能转换而来的电能。

请参阅图2，图2为本发明天线a一实施方式的示意图。

本实施方式提供的天线a用于提供电能及射频通信。天线a包括：第一微带线10，第二微带线20，反射板40及光电转换板30。

其中，第一微带线10设置于基板pcb上，用于接收电磁波并转换为电能及馈入信号。第二微带线20设置于基板pcb上，形成一个带缺口q的包围空间21，用于与第一微带线10进行耦合。在本实施方式中，第一微带线10呈l形。如图2所示，部分第一微带线10处于包围空间21内，另一部分第一微带线10从缺口q向外延伸。第一微带线10的第一端作为天线a的信号馈入端和电能输出端f，第一微带线10的第二端悬空。第二微带线20包括第一边22，第二边23，第三边24及第四边25。其中，第一边22的第一端悬空。第二边23的第一端垂直电性连接第一边22的第二端。第三边24的第一端垂直电性连接第二边23的第二端。四边的第一端垂直电性连接第三边24的第二端，第四边25的第二端悬空。第三边24的第二端用于连接射频电路b及能量储存电路c的端口，如射频电路b及能量储存电路c的负输入端s或接地端等。

反射板40与第二微带线20电性连接(图未示)，用于辐射、接收电磁波及反射光波。反射板40可以与基板pcb形成一定的角度，如15-45度等，以最大程度辐射、接收电磁波及反射光波。反射板40可以与基板pcb中的一部分或全部围起来，以形成一个共振腔，以提高接收电磁波的效率，也能提高反射光波的效率。具体的一个实施方式可以参阅图3之叙述。

光电转换板30用于接收光波并转换为电能。在本实施方式中，光电转换板30可以设置于基板pcb上，通过反射板40的反射，以最大程度获得太阳能，如图2所示，光电转换板30可以设置于包围空间21所在的区域。甚至在不影响其他电路摆放的前提下，光电转换板30可以覆盖在基板pcb的大部分位置中。光电转换板30可以应用日常使用的太阳能板的材料制成，如单晶硅太阳能板，多晶硅太阳能板，非晶硅太阳能板，多元化合物太阳能板等。

请参阅图3，图3为本发明天线a一实施方式的示意图。

建立的三维空间坐标轴如图3所示，基板pcb所在平面为x-y平面，y-z垂直基板pcb所在平面。在图3所示的实施方式中，第一微带线10和第二微带线20皆如图2的实施方式叙述，在此不再重复。反射板40包括：第一板41，第二板42，第三板43及第四板44。其中，第一板41呈长方体的形状，第一板41的一侧面与第一边22重叠并电性连接。第二板42呈长方体的形状，第二板42的一侧面与第二边23重叠并电性连接。第三板43呈长方体的形状，第三板43的一侧面与第三边24重叠并电性连接。第四板44呈长方体的形状，第四板44的一侧面与第四边25重叠并电性连接。第一板41，第二板42，第三板43及第四板44共同形成一共振腔，提高了天线a的效率。

在本实施方式中，第一板41，第二板42，第三板43和第四板44皆为反光较好的金属板，其表面可以为抛光过的表面，以提高发射光波的能力。第一板41，第二板42，第三板43和第四板44所在的平面皆与基板pcb所在的平面呈一夹角，以将光波反射至光电转换板30。在其他实施方式中，第一板41，第二板42，第三板43和第四板44所在的平面可以与基板pcb所在的平面呈不同的夹角，具体可以根据天线a放置的位置而，调整各夹角的角度，使天线a的第一板41，第二板42，第三板43和第四板44能够更好的接收电磁波和反射光波。光电转换板30的一部分亦可设置于第一板41，第二板42，第三板43和第四板44上，以第一板41，第二板42，第三板43和第四板44充当光电转换板30的支架，直接通过调整上述夹角，让光波入射方向与光电转换板30垂直，使得光电转换板30能够以最佳的角度接收更多的光波。

在本发明能量转换及通信系统r中，射频电路b的输入端与天线a中的第二微带线20第三边24的第二端电性连接，射频电路b的输出端与天线a中的第一微带线10的第一端电性连接，以通过天线a进行射频通信。能量储存电路c正负输入端与天线a中的第一微带线10的第一端及第二微带线20电性连接，光电转换板30也与能量储存电路c正负输入端电性连接，以储存电能。

请参阅图4，图4为本发明天线a一实施方式的回波损耗测量图。

在本实施方式中，本发明天线a、能量转换及通信系统r主要应用于2.4ghz附近频段，经测量，频点2.4ghz的回波损耗为-15.08db，频点2.45ghz的回波损耗为-15.26db，频点2.5ghz的回波损耗为-11.2db，且从图中可以看到在频率约2.3ghz到2.5ghz的范围内，回波损耗皆低于-10db。

请一并参阅图5至图7，图5为本发明天线a一实施方式的在频率2.4ghz时x-z平面方向的增益示意图。图6为本发明天线a一实施方式的在频率2.45ghz时y-z平面方向的增益示意图。图7为本发明天线a一实施方式的在频率2.5ghz时y-x平面方向的增益示意图。

经测量，图5中的最大增益g1为3.30dbi，天线a整体的效率为94％。图6中的最大增益g2为3.46dbi，天线a整体的效率为98％。图7中的最大增益g3为3.42dbi，天线a整体的效率为96％。由以上测量可知，本发明的天线a非常适用于能量转换及射频通信。

可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。