本发明属于无线能量传输领域，涉及一种紧凑型远距离无线能量接收装置。
背景技术
小型功耗设备目前普遍采用的均为电池供电，但是电池供电具有一定的时间限制，当电池的电量用完时需要更换电池，这对已经投入应用中的小型功耗设备来说增加了重新组装的成本。微波输能技术可以通过电磁波传播能量的方式来实现能量的远距离传输，目前利用这一技术的应用研究主要为空间太阳能电站能量的传输、直升机的微波驱动等大功率远距离能量传输。将这一技术应用于充电电池的充电可实现对小型功耗设备的无线充电，大大改善了小型功耗设备在实际应用中的便利程度，避免了频繁的更换电池所带来的组装成本。
为了实现小型功耗设备的无线充电，现在有一种微波输能的简单系统(见haruichikanaya，shoichirotsukamotoandtakuyahirabaru.“energyharvestingcircuitonaone-sideddirectionalflexibleantenna”.ieeemicrowaveandwirelesscomponentsletters2013)，该系统由发射天线、整流天线组成，整流天线通过接收发射天线发射的微波能量然后转换成直流能量点亮了20cm处的led灯，但是该系统只是研究实验了led灯这种小型号功耗设备的无线供电而并没有考虑小型功耗设备实际的使用环境。
技术实现要素：
本发明的目的是为了克服小型功耗设备在使用过程中安装空间较大的以及具体使用环境对接收装置工作频率影响的缺点，提出了一种紧凑型远距离无线能量接收装置，大大改善了小型功耗设备在实际应用中的便利程度。
本发明的技术方案是：一种紧凑型远距离无线能量接收装置，包括第一介质基板、多功能接收天线、第一金属地板、第二介质基板、第二金属地板、紧凑型整流稳压模块、垂直互连金属通孔；其特征在于：所述的多功能接收天线印刷在第一介质基板的上表面，第一金属地板印刷在第一介质基板的下表面；第二金属地板印刷在第二介质基板的上表面，紧凑型整流稳压模块印刷在第二介质基板的下表面；第一介质基板、第一金属地板、第二介质基板以及第二金属地板尺寸相同通过半固化片层叠在一起；多功能接收天线通过垂直互连金属通孔与紧凑型整流稳压模块垂直互连。
进一步的，所述的多功能接收天线包括主辐射贴片、接地金属通孔、第一频率调节枝节、第二频率调节枝节和阻抗调节枝节；第一频率调节枝节和第二频率调节枝节位于主辐射贴片上边缘两侧角，接地金属通孔位于主辐射贴片下边缘两侧，阻抗调节枝节位于下边缘中部；接地金属通孔形成短路效应大幅度减小多功能接收天线的尺寸大小；调节第一频率调节枝节和第二频率调节枝节的长度来改变多功能接收天线的工作频率以适应具体应用环境的变化；调节阻抗调节枝节的长度来实现多功能接收天线与紧凑型整流稳压模块之间的阻抗匹配。
进一步的，所述的紧凑型整流稳压模块包括小型化整流电路和稳压模块，小型化整流电路与稳压模块的正级通过跳线相连，负极为共用的第二金属地板；整流电路包含倒f型微带连接枝节、第一二极管、第二二极管、第一微带接地枝节、l型微带连接枝节、第二微带接地枝节和交流滤波电容；倒f型微带连接枝节内嵌匹配电感与隔直匹配电容来调节小型化整流电路与多功能接收天线之间的阻抗匹配；第一二极管一端与第一微带接地枝节相连，另一端与倒f型微带连接枝节相连；第二二极管一端与倒f型微带连接枝节相连，另一端与l型微带连接枝节相连；l型微带连接枝节与第二微带接地枝节之间通过交流滤波电容相连。
本发明的优点和有益效果：
(1)本发明的整体尺寸大小非常紧凑，仅为2cm*3.5cm*6mm，有利于实际应用中节省小型功耗设备的安装空间。
(2)本发明的多功能接收天线可以调节工作频率来适应外部使用环境的变化，增加了实际应用中的可使用性。
(3)本发明采用多层平面印刷层叠结构，有利于加工，可批量生产同时成本较低。
附图说明
图1是本发明的总体结构示意图
图2是本发明的多功能接收天线示意图
图3是本发明的紧凑型整流稳压模块示意图
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明：一种紧凑型远距离无线能量接收装置，包括第一介质基板1、多功能接收天线2、第一金属地板3、第二介质基板4、第二金属地板5、紧凑型整流稳压模块6、垂直互连金属通孔7；其特征在于：所述的多功能接收天线2印刷在第一介质基板1的上表面，第一金属地板3印刷在第一介质基板1的下表面；第二金属地板5印刷在第二介质基板1的上表面，紧凑型整流稳压模块6印刷在第二介质基板4的下表面；第一介质基板1为f4b基板，介电常数为2.5，损耗正切角为0.02，厚度为2mm，第二介质基板4为f4b，介电常数为2.5，损耗正切角为0.02，厚度为0.8mm；第一介质基板1、第一金属地板3、第二介质基板4以及第二金属地板5尺寸相同通过半固化片层叠在一起；多功能接收天线2通过垂直互连金属通孔7与紧凑型整流稳压模块6垂直互连，垂直互连金属通孔7半径为0.5mm。
所述的多功能接收天线2包括主辐射贴片21、接地金属通孔22、第一频率调节枝节23、第二频率调节枝节24和阻抗调节枝节25；第一频率调节枝节23和第二频率调节枝节24位于主辐射贴片21上边缘两侧角，接地金属通孔22位于主辐射贴片21下边缘两侧，阻抗调节枝节25位于下边缘中部，接地金属通孔22的半径为0.4mm；接地金属通孔22形成短路效应大幅度减小多功能接收天线2的尺寸大小；调节第一频率调节枝节23和第二频率调节枝节24的长度来改变多功能接收天线2的工作频率以适应具体应用环境的变化；调节阻抗调节枝节25的长度来实现多功能接收天线2与紧凑型整流稳压模块6之间的阻抗匹配。
所述的紧凑型整流稳压模块6包括小型化整流电路61和稳压模块62，小型化整流电路61与稳压模块62的正级通过跳线63相连，负极为共用的第二金属地板4；整流电路61包含倒f型微带连接枝节611、第一二极管614、第二二极管615、第一微带接地枝节616、l型微带连接枝节617、第二微带接地枝节618和交流滤波电容619；第一二极管614和第二二极管615均为agilenthsms-281c，该管反向偏压为25v，能够承受中高输入功率的整流，交流滤波电容619为100pf；倒f型微带连接枝节611内嵌匹配电感613与隔直匹配电容612来调节小型化整流电路61与多功能接收天线2之间的阻抗匹配，匹配电感613的感值为6.2nh，隔直匹配电容612得容值为12pf；第一二极管614一端与第一微带接地枝节616相连，另一端与倒f型微带连接枝节611相连；第二二极管615一端与倒f型微带连接枝节611相连，另一端与l型微带连接枝节617相连；l型微带连接枝节617与第二微带接地枝节618之间通过交流滤波电容619相连。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。