專利名稱：一種運(yùn)動式電能無線傳輸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電能傳輸系統(tǒng)，具體地說是一種運(yùn)動式電能無線傳輸系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的無線傳感器節(jié)點的電能供應(yīng)均為電池供電，由于電池容量的限制，無線傳感器節(jié)點的生存期受到巨大限制。傳統(tǒng)的電能無線傳輸系統(tǒng)主要是采用線圈電磁耦合的方法實現(xiàn)電能的無線傳輸，有效傳輸距離只有幾毫米，并且只能進(jìn)行靜止充電，無法進(jìn)行中等距離和運(yùn)動式電能無線傳輸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是為了克服傳統(tǒng)電能無線傳輸系統(tǒng)有效傳輸距離短和只能進(jìn)行靜止充電的不足，而提供一種運(yùn)動式電能無線傳輸系統(tǒng)。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種運(yùn)動式電能無線傳輸系統(tǒng)，包括運(yùn)動式微波發(fā)射基站和接收模塊；運(yùn)動式微波發(fā)射基站包括微波發(fā)射機(jī)和機(jī)車，微波發(fā)射機(jī)固定在機(jī)車上；接收模塊包括微帶接收天線陣列、輸入濾波器、多倍壓整流電路、輸出濾波器和充電裝置；微帶接收天線陣列通過饋線電連接輸入濾波器，輸入濾波器與多倍壓整流電路的輸入端相連，多倍壓整流電路的輸出端順序電連接輸出濾波器和充電裝置；微波發(fā)射機(jī)固定在機(jī)車上，可以在運(yùn)動過程中對充電裝置充電，微帶接收天線陣列包括16個微帶貼片天線元和饋線，微帶貼片天線元電連接在饋線上，微帶接收天線陣列、輸入濾波器、多倍壓整流電路、輸出濾波器和充電裝置集成在同一塊電路板上，充電裝置為無線傳感器節(jié)點以及任何低功耗的電子產(chǎn)品。本發(fā)明的有益效果是一種運(yùn)動式電能無線傳輸系統(tǒng)利用微波對井下呈帶狀分布的無線傳感器節(jié)點進(jìn)行運(yùn)動式無線充電，電能無線傳輸?shù)挠行Ь嚯x達(dá)1米以上，從而大大提高了無線傳感器節(jié)點的工作時長，系統(tǒng)中接收模塊體積小、可直接和無線傳感器節(jié)點集成在同一塊電路板上。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖。圖2是本發(fā)明的運(yùn)動式微波發(fā)射基站結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明的接收模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。圖4是本發(fā)明的微帶貼片天線元結(jié)構(gòu)圖。圖5是本發(fā)明的微帶接收天線陣列印刷電路版圖。圖6是本發(fā)明的輸入濾波器俯視圖。圖7是本發(fā)明的輸入濾波器前視圖。圖8是本發(fā)明的多倍壓整流電路圖。
圖9是本發(fā)明的輸出濾波器電路圖。
具體實施例方式在圖1中，一種運(yùn)動式電能無線傳輸系統(tǒng)包括運(yùn)動式微波發(fā)射基站(1)和接收模塊O)，運(yùn)動式微波發(fā)射基站(1)將直流能量轉(zhuǎn)化為微波能量，向自由空間發(fā)射微波，接收模塊( 接收微波，并將微波能量轉(zhuǎn)化為可以直接使用的直流能量。參照圖2、圖3、圖5、圖8和圖9，運(yùn)動式微波發(fā)射基站⑴包括微波發(fā)射機(jī)(3)和機(jī)車G)，微波發(fā)射機(jī)C3)固定在機(jī)車(4)上，系統(tǒng)正常工作時，運(yùn)動式微波發(fā)射基站(2)在井下布有無線傳感器節(jié)點的巷道中運(yùn)動，并通過微波發(fā)射機(jī)(3)向自由空間發(fā)射微波，對充電裝置(9)進(jìn)行運(yùn)動式充電，接收模塊( 包括微帶接收天線陣列(5)、輸入濾波器(6)、 多倍壓整流電路(7)、輸出濾波器⑶和充電裝置(9)，微帶接收天線陣列(5)包括16個微帶貼片天線元(13)和饋線(14)，微帶貼片天線元(13)電連接在饋線(14)上，微帶接收天線陣列( 通過饋線(14)電連接輸入濾波器(6)，輸入濾波器(6)與多倍壓整流電路(7) 的輸入端(16)相連，多倍壓整流電路(7)的輸出端(17)順序電連接輸出濾波器⑶和充電裝置(9)，充電裝置(9)為無線傳感器節(jié)點以及任何低功耗的電子產(chǎn)品。參照圖4、圖5、圖6和圖7，微帶貼片天線元(13)由薄金屬貼片(10)、厚度均勻的介質(zhì)基板(11)和金屬地板(1 組成，微帶貼片天線元(1 可以接收由運(yùn)動式微波發(fā)射基站(1)發(fā)射的微波；輸入濾波器(6)由階梯形金屬貼片(15)、厚度均勻的介質(zhì)基板(11)和金屬地板(1 組成，接收模塊( 上的整個電路印制在厚度均勻的介質(zhì)基板(11)上。
權(quán)利要求
1.一種運(yùn)動式電能無線傳輸系統(tǒng)，其特征在于包括運(yùn)動式微波發(fā)射基站(1)和接收模塊O)；運(yùn)動式微波發(fā)射基站(1)包括微波發(fā)射機(jī)C3)和機(jī)車G)，微波發(fā)射機(jī)(3)固定在機(jī)車(4)上；接收模塊( 包括微帶接收天線陣列( 、輸入濾波器(6)、多倍壓整流電路 (7)、輸出濾波器⑶和充電裝置(9)；微帶接收天線陣列(5)通過饋線(14)電連接輸入濾波器(6)，輸入濾波器(6)與多倍壓整流電路(7)的輸入端(16)相連，多倍壓整流電路(7) 的輸出端(17)順序電連接輸出濾波器⑶和充電裝置(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種運(yùn)動式電能無線傳輸系統(tǒng)，其特征在于微波發(fā)射機(jī)(3) 固定在機(jī)車(4)上，可以在運(yùn)動過程中對充電裝置(9)充電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種運(yùn)動式電能無線傳輸系統(tǒng)，其特征在于微帶接收天線陣列(5)包括16個微帶貼片天線元(13)和饋線(14)，微帶貼片天線元(13)電連接在饋線 (14)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種運(yùn)動式電能無線傳輸系統(tǒng)，其特征在于微帶接收天線陣列(5)、輸入濾波器(6)、多倍壓整流電路(7)、輸出濾波器⑶和充電裝置(9)集成在同一塊電路板上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種運(yùn)動式電能無線傳輸系統(tǒng)，其特征在于所述充電裝置 (9)為無線傳感器節(jié)點以及任何低功耗的電子產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種運(yùn)動式電能無線傳輸系統(tǒng)，包括運(yùn)動式微波發(fā)射基站和接收模塊，運(yùn)動式微波發(fā)射基站包括微波發(fā)射機(jī)和機(jī)車，微波發(fā)射機(jī)固定在機(jī)車上；接收模塊包括微帶接收天線陣列、輸入濾波器、多倍壓整流電路、輸出濾波器和充電裝置；微帶接收天線陣列通過饋線電連接輸入濾波器，輸入濾波器與多倍壓整流電路的輸入端相連，多倍壓整流電路的輸出端順序電連接輸出濾波器和充電裝置。該系統(tǒng)利用微波以無線傳輸方式對井下呈帶狀分布的無線傳感器節(jié)點進(jìn)行運(yùn)動式無線充電，電能無線傳輸?shù)挠行Ь嚯x達(dá)1米以上，大大提高了無線傳感器節(jié)點的工作時長，系統(tǒng)中接收模塊體積小、可直接和無線傳感器節(jié)點集成在同一塊電路板上，應(yīng)用前景廣闊。
文檔編號H01Q1/38GK102386686SQ201110375988
公開日2012年3月21日 申請日期2011年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月8日
發(fā)明者丁恩杰, 向潔, 張國圓, 邱瑋煒 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)