七电阻R7，所述第五电阻R5、所述第六电阻R6和所述第七电阻R7首尾连接成三角形整流桥，所述三角形整流桥串接在所述第四电容C4和所述第五电容C5之间。
[0038]如图3所示，所述微波功率可调放大器2包括微波切换电路21、微波放大电路22和功率调节电路23 ;所述微波切换电路21包括第三开关K3、第四开关K4、第五开关K5和第六开关K6，所述微波信号接入到互为并接的所述第三开关K3和所述第四开关K4的输入端；所述微波放大电路22包括微波放大芯片RFIC，所述第三开关K3的输出端接入所述微波放大芯片RFIC的第二管脚，所述第四开关K4的输出端接入所述微波放大芯片RFIC的第一管脚；所述功率调节电路23包括功率调节器KA，所述功率调节器KA为4位拨动开关，所述功率调节器KA经过运算放大器A后接入所述微波放大芯片RFIC的第三管脚，所述微波放大芯片RFIC的第六、七、八管脚输出功率放大后的所述微波信号。
[0039]如图4所示，所述阵列发射天线3包括多个小发射单元，所述小发射单元由互为并联的微带线与电容构成。
[0040]如图5所示，所述阵列接收天线4包括多个小接收单元，所述小接收单元由互为并联的微带线与电容构成。
[0041]如图6所示，所述整流及充电电路5包括谐振单元51、整流二极管52和充电电池53，所述谐振单元51为RC谐振电路，若干个所述谐振单元串接，所述整流二极管52串接在相邻的所述谐振单元51之间，所述谐振单元51的输出端接入所述充电电池53的输入端。
[0042]本实例的工作过程:如图1所示，微波信号发生器1、微波功率可调放大器2和阵列发射天线3安置在一个盒内，微波信号发生器1产生频率为2.45GHz或5.8GHz的微波信号，微波功率可调放大器2将微波信号发生器1产生微波信号进行放大，阵列发射天线3将功率放大的微波信号发射到自由空间；阵列接收天线4和整流及充电电路5安置在另一个盒内，阵列接收天线4将接收到的2.45GHz或5.8GHz的微波信号，并传输到整流及充电电路5，通过整流二极管52整流后将得到低电压值的直流电，多个低电压值的直流电串联得到适合充电电池充电的电压对充电电池53进行充电，多路适合充电电池53充电的电压并联可增大充电的电流。
[0043]如图2所示，微波信号发生器2由考必兹振荡电路11与放大输出级电路12构成，第一三极管Q1及周边元件构成考必兹振荡电路11，振荡电路的振荡频率受控于变容二极管CD1的电容值，变容二极管CD1的电容值受控于变容二极管CD1的反偏电压，若第一开关K1连通第一电源VI，则考必兹振荡电路11产生2.45GHz的微波信号，若第二开关K2连通第二电源V2，则考必兹振荡电路11产生5.8GHz的微波信号，滤波电路13起滤波作用，第二三极管Q2及周边元件构成放大输出级电路12，实现信号放大及与后级的阻抗匹配。
[0044]如图3所示，微波功率可调放大器由微波切换电路21、微波放大电路22与功率调节电路23构成，第三开关K3和第五开关K5闭合，第四开关K4和第六开关K6断开，2.45GHz的微波信号输入，第四开关K4和第六开关K6闭合，第三开关K3和第五开关K5断开，5.8GHz的微波信号输入，微波信号由微波放大芯片RFIC的1、2脚输入，由微波放大芯片RFIC的6、7,8脚输出功率放大的微波信号，微波由微波放大芯片RFIC的3脚是功率放大控制管脚，3脚取不同的电压值，则微波放大芯片RFIC的6、7、8脚输出不同功率的微波信号。功率调节器KA是4位拨动开关，拨不同的档位运算放大器A的同向端得到不同的电压值，经运放A跟随后微波放大芯片RFIC的3脚得到不同的电压值。
[0045]如图4所示，阵列发射天线3由多个小发射单元构成，每个小发射单元都由一个微带线与电容并联而成。阵列发射天线发射的信号是全部小发射单元所发射信号的合成。通过对小发射单元的电调节，可以便捷地调整天线所发出的能量波束的强度和方向。该阵列发射天线发射天线能兼容发射2.45GHz和5.8GHz微波。
[0046]如图5所示，阵列接收天线由多个小接收单元构成，每个小接收单元都由一个微带线与电容并联而成。小接收单元采用便于无线能量收集的双频微带馈电缝隙接收结构，通过添加微带分枝和槽实现了兼顾双频段工作特性，克服了微带缝隙天线频带较窄的缺陷，可以方便地接收2.45GHz和5.8GHz的微波能量和信号。
[0047]如图6所示，整流及充电电路由谐振单元51、整流二极管52和充电电池53构成，电感与电容构成谐振单元51，能有效地接收2.45/5.8GHz的微波信号，接收到的2.45/5.8GHz的微波通过整流二极管52整流后将得到低电压值的直流电，多个低电压值的直流电串联得到适合充电电池53充电的电压对电池进行充电，多路适合充电电池53充电的电压并联可增大充电的电流。
[0048]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于阵列天线的微波无线充电系统，其特征在于:包括微波信号发生器、微波功率可调放大器、阵列发射天线、阵列接收天线和整流及充电电路，所述微波信号发生器产生频率为2.45GHz或5.8GHz的微波信号，所述微波信号发生器输出端接入所述微波功率可调放大器的输入端，所述微波功率可调放大器的输出端接入所述阵列发射天线的输入端，所述阵列发射天线与所述阵列接收天线之间谐振连接，所述阵列接收天线的输出端接入所述整流及充电电路的输入端。2.根据权利要求1所述的基于阵列天线的微波无线充电系统，其特征在于:所述微波信号发生器包括用于产生所述微波信号的考必兹振荡电路和用于放大输出所述微波信号的放大输出级电路；所述考必兹振荡电路包括频率为2.45GHz的第一电源(VI)、频率为5.8GHz的第二电源(V2)、第一开关(K1)、第二开关(K2)、变容二极管(⑶1)和第一三极管(Q1)，所述第一电源(VI)和所述第一开关(K1)串接，所述第二电源(V2)和所述第二开关(K2)串接，所述第一开关(K1)和所述第二开关(K2)并接在所述变容二极管(CD1)的负极，所述变容二极管(CD1)的正极接地，所述变容二极管(CD1)的负极通过串接第一电阻(R1)和第一电容(C1)后，接入所述第一三极管(Q1)的基极，所述第一三极管(Q1)的基极与供能电源(Ucc)之间串接有第一电感(L1)、第三电阻(R3)和第三电感(L3)，所述第一三极管(Q1)的集电极与所述供能电源(Ucc)之间串接有第二电感(L2)和所述第三电感(L3)，所述第二电感(L2)和所述第三电感(L3)之间并接有第二电容(C2)，所述第一三极管(Q1)的集电极与所述第二电感(L2)之间并接有第三电容(C3)，所述第一三极管(Q1)的发射极通过第四电阻(R4)接地；所述放大输出级电路包括第二三极管(Q2)，所述第二三极管(Q2)的基极与所述第一三极管(Q1)的发射极通过滤波电路连接，所述第二三极管(Q2)的发射极接地，所述第二三极管(Q2)的集电极输出放大的所述微波信号。3.根据权利要求2所述的基于阵列天线的微波无线充电系统，其特征在于:所述滤波电路包括第四电容(C4)、第五电容(C5)、第五电阻(R5)、第六电阻(R6)和第七电阻(R7)，所述第五电阻(R5)、所述第六电阻(R6)和所述第七电阻(R7)首尾连接成三角形整流桥，所述三角形整流桥串接在所述第四电容(C4)和所述第五电容(C5)之间。4.根据权利要求1所述的基于阵列天线的微波无线充电系统，其特征在于:所述微波功率可调放大器包括微波切换电路、微波放大电路和功率调节电路；所述微波切换电路包括第三开关(K3)、第四开关(K4)、第五开关(K5)和第六开关(K6)，所述微波信号接入到互为并接的所述第三开关(K3)和所述第四开关(K4)的输入端；所述微波放大电路包括微波放大芯片RFIC，所述第三开关(K3)的输出端接入所述微波放大芯片RFIC的第二管脚，所述第四开关(K4)的输出端接入所述微波放大芯片RFIC的第一管脚；所述功率调节电路包括功率调节器KA，所述功率调节器KA为4位拨动开关，所述功率调节器KA经过运算放大器A后接入所述微波放大芯片RFIC的第三管脚，所述微波放大芯片RFIC的第六、七、八管脚输出功率放大后的所述微波信号。5.根据权利要求1所述的基于阵列天线的微波无线充电系统，其特征在于:所述阵列发射天线包括多个小发射单元，所述小发射单元由互为并联的微带线与电容构成。6.根据权利要求1所述的基于阵列天线的微波无线充电系统，其特征在于:所述阵列接收天线包括多个小接收单元，所述小接收单元由互为并联的微带线与电容构成。7.根据权利要求1所述的基于阵列天线的微波无线充电系统，其特征在于:所述整流及充电电路包括谐振单元、整流二极管和充电电池，所述谐振单元为RC谐振电路，若干个所述谐振单元串接，所述整流二极管串接在相邻的所述谐振单元之间，所述谐振单元的输出端接入所述充电电池的输入端。
【专利摘要】本实用新型提供了一种基于阵列天线的微波无线充电系统，包括微波信号发生器、微波功率可调放大器、阵列发射天线、阵列接收天线和整流及充电电路，微波信号发生器产生频率为2.45GHz或5.8GHz的微波信号，微波信号发生器将微波信号传输到微波功率可调放大器，并由微波功率可调放大器进行放大，放大后的微波信号传输到阵列发射天线，由阵列发射天线将微波信号发射进自由空间，阵列接收天线从自由空间接收微波信号，并由阵列接收天线将接收的微波信号传输到整流及充电电路，由整流及充电电路完成整流以及充电动作。有益效果是能够实现远距离和小微功率无线充电，很好地解决特定场合的充电、供电问题。
【IPC分类】H02J7/00, H02J50/23
【公开号】CN205029402
【申请号】CN201520832964
【发明人】刘南平, 刘松, 刘春恰, 李娜
【申请人】刘南平
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2015年10月23日