一種無線傳能超寬帶定位標簽制造技術

本實用新型專利技術公開一種無線傳能超寬帶定位標簽，包括UWB天線、環形器、無線傳能電路模塊、低壓線型穩壓器和UWB發射電路模塊；UWB天線與環形器電連接，環形器與無線傳能電路模塊及UWB發射電路模塊分別電連接，無線傳能電路模塊分別與低壓線型穩壓器和UWB發射電路模塊電連接，UWB天線接收UWB信號通過環形器傳輸給無線傳能電路模塊，無線傳能電路模塊將UWB信號轉換為電能后通過低壓線型穩壓器向UWB發射電路模塊供電；UWB發射電路模塊再發射UWB信號通過環形器由UWB天線向外發射，識別該無線傳能超寬帶定位標簽位置。該無線傳能超寬帶定位標簽通過無線傳能電路模塊將UWB信號轉換成電能進行供電，無需有線電源。無需有線電源。無需有線電源。

【技術實現步驟摘要】
一種無線傳能超寬帶定位標簽


[0001]本技術涉及超寬帶定位標簽，具體涉及一種無線傳能超寬帶定位標簽。

技術介紹

[0002]超寬帶(Ultra Wide Band，UWB)是近幾年新興的室內定位技術，具有抗多徑、低復雜度、時間同步等方面具有先天性優勢。超寬帶技術是一種新型短距離高速率無線通信技術，規定相對帶寬大于20％或者絕對帶寬大于500MHz。
[0003]室內定位不管人員定位還是物資定位均需佩戴或安裝超寬帶定位標簽，而實際使用中由于超寬帶標簽需要傳統電源適配器充電，不僅降低人員使用感還增加了有線充電的繁瑣工作。
[0004]遠場無線能量傳輸將成為未來物聯網中革命性的技術，取代基于傳統電池的現有物聯網設備供電技術。無線能量傳輸技術的使用可以大大延長物聯網設備的壽命，避免電池頻繁充電或更換電池的人工干預，尤其適用于移動終端設備。
[0005]目前無線能量傳輸方式主要有三類：第一類：是基于電感耦合理論的感應耦合式無線輸能，適用于毫米級的短距離能量傳輸。第二類：是基于近場耦合共振原理的耦合諧振式無線輸能，屬于中程輸電方式。第三類，是基于電磁場空間傳輸理論的電磁波無線輸能，適用于高功率，長距離，是無賴無線輸電技術重要方式。本技術所提出的則無線傳能方式是采用第三類電磁波無線輸能方式。
[0006]帶有放大器的超寬帶標簽近距離時可發射超寬帶信號功率10dBm/GHz,距離稍遠時多個超寬帶發射設備也可發射10dBm/GHz功率。超寬帶定位系統在超寬帶定位環境下正常使用或者超寬帶標簽存儲時都會許多超寬帶設備發射超寬帶信號能量，將這些超寬帶能通過無線傳能電路收集，用來給超寬標簽供電，因此超寬標簽供電就無需使用傳統適配器充電。
[0007]中國專利文獻(CN115276263A)公開了一種基于UWB定位技術的無線充電桌，包括充電座、UWB基站和充電基站；充電座包括UWB標簽、信標天線、逆變電路、整流電路、交/直流輸出接口；UWB標簽向UWB基站發送脈沖信號，信標天線接收來自充電基站3的定向毫米波，逆變電路、整流電路和交/直流輸出接口將定向毫米波轉化為電能；UWB基站利用雙向飛行時間法算出自身與UWB標簽的距離數據；充電基站包括定位軟件和相控陣天線；定位軟件根據UWB基站的距離數據計算出充電座的位置數據，相控陣天線向充電座1發送定向毫米波。該技術方案中UWB標簽僅是一個傳統的發射UWB信號的標簽，并沒有無線無線傳能功能，還需有線供電或者更換電池或者給電池充電。而本技術提出的無線傳能超寬帶定位標簽，不僅具有傳統發射UWB信號功能，還實現了標簽無線能量傳輸功能，標簽無需有線供電、無需更換電池、無需給電池充電，且標簽無線能量傳輸收集是UWB基站和UWB標簽或其他設備的UWB信號，因此無需再專門為無線傳能超寬帶定位標簽設計無線能量傳輸的發射源。同時該無線傳能超寬帶定位標簽，不僅提高了人員使用感，還減免了有線充電(或更換電池)的繁瑣工作，還大大降低了無線傳能整天系統成本。
[0008]中國專利文獻(CN207301310U)公開了一種基于LF和UWB的室內定位標簽節點，包括MCU電路，以及分別與MCU電路相連的電池與電源變換電路、UWB通信電路、LF通信電路和表帶斷裂檢測與報警電路，MCU電路實現整個標簽節點的LF數據收發、UWB數據發送、表帶斷裂檢測與報警的管理和控制。本技術可以解決室內高密度標簽節點布置和高功耗等問題。該技術方案是為了解決近距離傳輸時定位效果不好的UWB的室內定位標簽，仍是傳統的UWB標簽，標簽內部電池還需正常充電或有線供電或更換電池，并不涉及無線傳輸能量。而本技術提出的無線傳能超寬帶定位標簽，省去了傳統上的有線充電，提升了人員佩戴或使用體驗感，且省去了充電或更換電池繁瑣工作。
[0009]傳統超寬帶定位標簽需要向電池充電，降低人員使用感還增加了有線充電的繁瑣工作，尤其是充電不方便的環境下，又無其他無線信號或其它無線信號很弱的環境下，因此，需要一款無需充電或更換電池的超寬帶定位標簽。

技術實現思路

[0010]本技術要解決的技術問題是，提供一種無線傳能超寬帶定位標簽，采用環形器使接收端與發射端隔離，通過定位標簽接收的UWB信號轉換為電能向定位標簽進行供電，無需向定位標簽的電源進行充電，實現了超寬帶定位標簽無需要充電或更換電池。
[0011]為了解決上述技術問題，本技術的技術方案為：該無線傳能超寬帶定位標簽，包括UWB天線、環形器、無線傳能電路模塊、低壓線型穩壓器和UWB發射電路模塊；所述UWB天線與所述環形器電連接，所述環形器與所述無線傳能電路模塊及所述UWB發射電路模塊分別電連接，所述無線傳能電路模塊分別與所述低壓線型穩壓器和所述UWB發射電路模塊電連接，所述UWB天線接收UWB信號并通過環形器傳輸給無線傳能電路模塊，所述無線傳能電路模塊收集UWB信號能量并將UWB信號能量轉換為電能后，再通過低壓線型穩壓器向UWB發射電路模塊供電；所述UWB發射電路模塊再發射UWB信號通過環形器后由UWB天線向外發射UWB信號，用來識別該無線傳能超寬帶定位標簽位置。
[0012]采用上述技術方案，依靠UWB天線收集環境中存在的UWB信號，通過環形器將UWB接收端和發射端進行隔離，環形器將UWB信號傳輸給無線傳能電路模塊，通過無線傳能電路模塊將UWB射頻信號轉換成電能，并通過低壓線型穩壓器向UWB發射電路模塊供電；其中環形器作用是接收和射頻隔離、天線共用器。因為無線傳能超寬帶定位標簽的無線能量傳輸收集是UWB基站和UWB標簽或其他設備的UWB信號，因此無需再專門為無線傳能超寬帶定位標簽設計無線能量傳輸的發射源，大大降低了無線傳能整天系統成本。該無線傳能超寬帶定位標簽解決了傳統超寬帶定位標簽需要向電源充電的問題，提高了了人員使用感，避免了有線充電的繁瑣工作。同時無線傳能電路模塊需要接收的是UWB信號，UWB發射電路模塊接收和發射的也是UWB信號，因此在采用環形器使UWB信號的接收端與發射端隔離后，無線傳能電路模塊與UWB發射電路模塊均可以用UWB天線，即使用一個UWB天線實現整UWB信號接收，無線傳能電路模塊中的UWB信號接收，以及UWB發射電路模塊中的UWB信號發射和接收。該無線傳能超寬帶定位標簽的UWB發射天線與整流天線共用，可大大減少天線占用空間，從而減小設備尺寸，且該無線傳能超寬帶定位標簽收集是超寬帶設備發射超寬帶能量，即便是在完全沒有其他無線信號的環境下，無線傳能超寬帶定位標簽也可正常工作。該無線傳能超寬帶定位標簽在傳統的超寬帶定位標簽基礎上，增加了無線傳能功能，省去了傳統有
線充電的電源線，依靠收集環境中存在的UWB信號來給電池充電，并向超寬帶UWB發射模塊供電。
[0013]優選地，所述無線傳能電路模塊包括整流電路、濾波穩壓電路、電源管理芯片和電源；所述無線傳能電路模塊接收UWB信號后依次通過整流電路、濾波穩壓電路和電源管理芯片，向電源充電并存儲能量，再傳輸給低壓線型穩壓器。UWB信號依次經過整流電路、濾波穩壓電路轉換成電能本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種無線傳能超寬帶定位標簽，其特征在于，包括UWB天線、環形器、無線傳能電路模塊、低壓線型穩壓器和UWB發射電路模塊；所述UWB天線與所述環形器電連接，所述環形器與所述無線傳能電路模塊及所述UWB發射電路模塊分別電連接，所述無線傳能電路模塊分別與所述低壓線型穩壓器和所述UWB發射電路模塊電連接，所述UWB天線接收UWB信號并通過環形器傳輸給無線傳能電路模塊，所述無線傳能電路模塊收集UWB信號能量并將UWB信號能量轉換為電能后，再通過低壓線型穩壓器向UWB發射電路模塊供電；所述UWB發射電路模塊再發射UWB信號通過環形器后由UWB天線向外發射UWB信號，用來識別該無線傳能超寬帶定位標簽位置。2.根據權利要求1所述的無線傳能超寬帶定位標簽，其特征在于，所述無線傳能電路模塊包括整流電路、濾波穩壓電路、電源管理芯片和電源；所述無線傳能電路模塊接收UWB信號后依次通過整流電路、濾波穩壓電路和電源管理芯片，向電源充電并存儲能量，再傳輸給低壓線型穩壓器。3.根據權利要求2所述的無線傳能超寬帶定位標簽，其特征在于，所述UWB發射電路模塊包含UWB發射芯片和控制芯片MCU，所述控制芯片MCU控制UWB發射芯片發射UWB信號，再通過環形器發射UWB信號。4.根據權利要求3所述的無線傳能超寬帶定位標簽，其特征在于，所述UWB發射電路模塊還包括放大器，所述放大器與所述UWB發射芯片電連接，UWB發射芯片發射的UWB信...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李冀，劉麗珍，王棟，馬琳琳，劉文志，陳鐸，
申請(專利權)人：河南省聯睿智能科技研究院有限公司，
類型：新型
國別省市：