一种微波电能转换装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种微波电能转换装置，包括箱体、宽带天线、工作指示灯、开关按钮、显示屏、电路板、蓄电池和外接插口，其中宽带天线安装于箱体的顶部，箱体的侧壁上设有工作指示灯、开关按钮、显示屏和外接插口，箱体的内部安装有蓄电池，箱体的内侧底板上经电路板安装有控制电路。本发明结构简单，操作方便，微波电能转换效率较高，在微波密度分布较小的场所亦能保持较高的转换效率，进而保证微功率器件的正常运行。
【专利说明】
一种微波电能转换装置
技术领域
[0001]本发明属于能量转换装置技术领域，具体涉及一种微波电能转换装置。
【背景技术】
[0002]随着经济社会的飞速发展和人们生活水平的日益提高，人们对生活质量提出了更高的要求。随之带来的是对资源的加速消耗，自然界的固有资源日益枯竭，寻找和发现新型能源或者可利用的能源越来越重要，在微器件、传感器节点和无线网络节点等方面需要电池为其提供电能，然而，随着时间的积累，电池电能被用完，更换电池费用高、费时费力；由于大气中分布于大量的、密度较小的微波，倘若能将其加以利用转化为供这些微型器件工作的电能，将会给我们的生活带来极大的益处。
【发明内容】
[0003]本发明解决的技术问题是提供了一种能够将大气中微波转换成电能的微波电能转换装置。
[0004]本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种微波电能转换装置，其特征在于包括箱体、宽带天线、工作指示灯、开关按钮、显示屏、电路板、蓄电池和外接插口，其中宽带天线安装于箱体的顶部，箱体的侧壁上设有工作指示灯、开关按钮、显示屏和外接插口，箱体的内部安装有蓄电池，箱体的内侧底板上经电路板安装有控制电路。
[0005]进一步优选，所述的宽带天线包括η个级联天线阵列，每个级联天线阵列由4个天线、4个整流管、2个电容和蓄电池构成，整流管DOO的反相端连接天线a，整理管DOO的正相端分别连接电容COO的一端、天线c和整流管D02的反相端，整流管DOl的正相端连接天线b，整流管DOl的反相端分别连接电容COO的另一端、天线d和整流管D03的正相端，整流管D02的正相端分别连接电容COl的一端和蓄电池的负极，整流管D03的反相端分别连接电容COl的另一端和蓄电池的正极。
[0006]进一步优选，所述的控制电路包括匹配电路单元、整流单元和电路相加单元，其中匹配电路单元由η个阻抗匹配电路组成，每个阻抗匹配电路分别包括天线阻抗Z、可调电容VC、电容Cl、电容C2、电感LI和电感L2，可调电容VC的一端分别连接电感LI的一端和天线阻抗Z的一端，可调电容VC的另一端经宽带天线馈点M与电容Cl的一端连接，电容Cl的另一端分别与电容C2的一端和电感L2的一端连接，电容C2的另一端、电感LI的另一端和天线阻抗Z的另一端分别接地，电感L2的另一端与整流单元中电容C3的一端连接;整流单元由η个整流电路组成，每个整流电路分别包括电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电感L3、整流管D1、整流管D2、整流管D3和整流管D4，电容C3的另一端分别与电感L3的一端、电容(34的一端和电容C5的一端连接，电容(34的另一端分别与整流管Dl的正相端、电感L3的另一端和电容C6的一端连接，整流管Dl的反相端分别与电容C5的另一端、整流管D2的正相端和电容C7的一端连接，整流管D2的反相端分别与电容C6的另一端、电容C8的一端和整流管D3正相端连接，整流管D3的反相端分别与电容C7的另一端和整流管D4的正相端连接，整流管D4的反相端分别与电容C8的另一端和电路相加单元中电阻R连接；电路相加单元包括加法器U1、电阻Rl和η个电阻R，电阻R的另一端均与电阻Rl的一端和加法器Ul的2脚连接，电阻Rl的另一端与加法器UI的6脚连接，加法器UI的3脚接地，加法器UI的4脚与3V电源的正极连接，加法器Ul的7脚与3V电源的负极连接。
[0007]进一步有限，所述的加法器Ul的型号为Ad8009AN，可调电容VC的型号为TZ03Z070F169B00。
[0008]本发明结构简单，操作方便，仅需正确连接线路即可实现能量转换，并且微波电能转换效率较高，在微波密度分布较小的场所亦能保持较高的转换效率，保证微功率器件的正常运行。
【附图说明】
[0009]图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中宽带天线的线路连接图；
图3是本发明的工作原理图；
图4是本发明的线路连接图。
[0010]图中:1、箱体，2、宽带天线，3、工作指示灯，4、开关按钮，5、显示屏，6、电路板，7、蓄电池，8、外接插口。
【具体实施方式】
[0011]结合附图详细描述本发明的具体内容。一种微波电能转换装置，包括箱体1、宽带天线2、工作指示灯3、开关按钮4、显示屏5、电路板6、蓄电池7和外接插口 8，其中宽带天线2安装于箱体I的顶部，箱体I的侧壁上设有工作指示灯3、开关按钮4、显示屏5和外接插口 8，箱体I的内部安装有蓄电池7，箱体I的内侧底板上经电路板安装有控制电路。
[0012]所述的宽带天线包括η个级联天线阵列，每个级联天线阵列由4个天线、4个整流管、2个电容和蓄电池构成，整流管DOO的反相端连接天线a，整理管DOO的正相端分别连接电容COO的一端、天线c和整流管D02的反相端，整流管DOl的正相端连接天线b，整流管DOl的反相端分别连接电容COO的另一端、天线d和整流管D03的正相端，整流管D02的正相端分别连接电容COl的一端和蓄电池的负极，整流管D03的反相端分别连接电容COl的另一端和蓄电池的正极。
[0013]所述的控制电路包括匹配电路单元、整流单元和电路相加单元，其中匹配电路单元由η个阻抗匹配电路组成，每个阻抗匹配电路分别包括天线阻抗Z、可调电容VC、电容Cl、电容C2、电感LI和电感L2，可调电容VC的一端分别连接电感LI的一端和天线阻抗Z的一端，可调电容VC的另一端经宽带天线馈点M与电容Cl的一端连接，电容Cl的另一端分别与电容C2的一端和电感L2的一端连接，电容C2的另一端、电感LI的另一端和天线阻抗Z的另一端分别接地，电感L2的另一端与整流单元中电容C3的一端连接;整流单元由η个整流电路组成，每个整流电路分别包括电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电感L3、整流管D1、整流管D2、整流管D3和整流管D4，电容C3的另一端分别与电感L3的一端、电容C4的一端和电容C5的一端连接，电容C4的另一端分别与整流管DI的正相端、电感L3的另一端和电容C6的一端连接，整流管Dl的反相端分别与电容C5的另一端、整流管D2的正相端和电容C7的一端连接，整流管D2的反相端分别与电容C6的另一端、电容C8的一端和整流管D3正相端连接，整流管D3的反相端分别与电容C7的另一端和整流管D4的正相端连接，整流管D4的反相端分别与电容C8的另一端和电路相加单元中电阻R连接;电路相加单元包括加法器U1、电阻Rl和η个电阻R，电阻R的另一端均与电阻Rl的一端和加法器Ul的2脚连接，电阻Rl的另一端与加法器UI的6脚连接，加法器UI的3脚接地，加法器UI的4脚与3V电源的正极连接，加法器Ul的7脚与3V电源的负极连接。
[0014]所述的加法器Ul的型号为Ad8009AN，可调电容VC的型号为TZ03Z070F169B00。
[0015]本发明使用过程中，宽带天线对大气中的导行微波进行吸收，将其转化为适合在导线中传导的高频电流，高频电流经过阻抗匹配电路以此实现输出功率达到最大的效果，经过整流电路变为直流电，电流相加单元将各支路的直流电进行相加、累计，使输出的电能达到微功率器件的正常工作的能量要求。
[0016]本发明的具体操作过程为:首先打开开关按钮，电路开始工作，对于每一个支路而言，级联天线阵列吸收某一频段的微波，将其转化为高频电流，通过可调电容的作用，使其输出转换的高频电流效率达到最高，也就是在阻抗匹配电路的作用下，输出电流最大，高频电流流进整流电路，在超低功耗整流管的作用下，输出平稳的直流电;每个电路都是这样的工作方式，η个电路的叠加，使得经加法器输出的电能较高，足以满足微功率器件的工作要求。
[0017]以上显示和描述了本发明的基本原理，主要特征和优点，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围。
【主权项】
1.一种微波电能转换装置，其特征在于包括箱体、宽带天线、工作指示灯、开关按钮、显示屏、电路板、蓄电池和外接插口，其中宽带天线安装于箱体的顶部，箱体的侧壁上设有工作指示灯、开关按钮、显示屏和外接插口，箱体的内部安装有蓄电池，箱体的内侧底板上经电路板安装有控制电路。2.根据权利要求1所述的微波电能转换装置，其特征在于:所述的宽带天线包括η个级联天线阵列，每个级联天线阵列由4个天线、4个整流管、2个电容和蓄电池构成，整流管DOO的反相端连接天线a，整理管DOO的正相端分别连接电容COO的一端、天线c和整流管D02的反相端，整流管DOl的正相端连接天线b，整流管DOl的反相端分别连接电容COO的另一端、天线d和整流管D03的正相端，整流管D02的正相端分别连接电容COl的一端和蓄电池的负极，整流管D03的反相端分别连接电容COl的另一端和蓄电池的正极。3.根据权利要求1所述的微波电能转换装置，其特征在于:所述的控制电路包括匹配电路单元、整流单元和电路相加单元，其中匹配电路单元由η个阻抗匹配电路组成，每个阻抗匹配电路分别包括天线阻抗Ζ、可调电容VC、电容Cl、电容C2、电感LI和电感L2，可调电容VC的一端分别连接电感LI的一端和天线阻抗Z的一端，可调电容VC的另一端经宽带天线馈点M与电容CI的一端连接，电容Cl的另一端分别与电容C2的一端和电感L2的一端连接，电容C2的另一端、电感LI的另一端和天线阻抗Z的另一端分别接地，电感L2的另一端与整流单元中电容C3的一端连接;整流单元由η个整流电路组成，每个整流电路分别包括电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电感L3、整流管D1、整流管D2、整流管D3和整流管D4，电容C3的另一端分别与电感L3的一端、电容C4的一端和电容C5的一端连接，电容C4的另一端分别与整流管DI的正相端、电感L3的另一端和电容C6的一端连接，整流管Dl的反相端分别与电容C5的另一端、整流管D2的正相端和电容C7的一端连接，整流管D2的反相端分别与电容C6的另一端、电容C8的一端和整流管D3正相端连接，整流管D3的反相端分别与电容C7的另一端和整流管D4的正相端连接，整流管D4的反相端分别与电容CS的另一端和电路相加单元中电阻R连接；电路相加单元包括加法器U1、电阻Rl和η个电阻R，电阻R的另一端均与电阻Rl的一端和加法器UI的2脚连接，电阻RI的另一端与加法器UI的6脚连接，加法器UI的3脚接地，加法器UI的4脚与3V电源的正极连接，加法器UI的7脚与3V电源的负极连接。4.根据权利要求3所述的微波电能转换装置，其特征在于:所述的加法器Ul的型号为Ad8009AN，可调电容 VC 的型号为 TZ03Z070F169B00。
【文档编号】H02J50/27GK105896749SQ201610335638
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年5月19日
【发明人】张瑜, 徐庶, 李雪萍, 邝倍靖
【申请人】河南师范大学