一種近場和遠場通用無線充電托盤天線制造技術

本發明專利技術公開了一種近場和遠場通用無線充電托盤天線。包括外殼，外殼內部有主電路板和液晶顯示模塊，主電路板為三層以上電路板，正面包括矩陣分布的貼片天線陣、交替排列在貼片天線陣間的互感線圈和設置在每個互感線圈中的紅外線對管；背面包括近場無線充電模塊、遠場無線充電模塊、傳感器模塊和控制模塊；中間層電路板均為電路走線層；控制模塊通過數據線與液晶顯示模塊、近場無線充電模塊、遠場無線充電模塊和傳感器模塊連接；主電路板正面電路與背面電路通過通孔相連。本發明專利技術可以使一個無線充電托盤天線兼具近場充電和遠場充電功能。通過傳感器檢測充電設備，關閉不需要工作的模塊，以及控制天線陣的能量輻射方向，從而節約能源。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及電子產品無線充電設備，具體涉及ー種近場和遠場通用無線充電托盤天線。
技術介紹
隨著無線充電技術的成熟，無線充電效率的提高，再加上無線充電技術免除了傳統充電方式對插座的依賴，更加安全與便捷，所以越來越多的產品采用了無線充電技術，預計未來這種無線充電技術會廣泛用于日常生活中，比如辦公室、機場、酒店等場合，給人們的日常生活提供了極大的便利。然而，現有無線充電主要以采用線圈互耦的近場充電方式為主，采用近場無線充電技術的充電設備需要將待充電設備放置在能量發射源表面，這樣也存在一定的不便性。
技術實現思路
為了克服近場無線充電設備工作距離過近的缺點，使無線充電設備兼具近場和遠場充電功能，本專利技術設計了一種近場和遠場通用的無線充電托盤天線。為了實現上述目的，本專利技術采用的技術方案如下近場和遠場通用無線充電托盤天線包括外売，外殼內部有主電路板和液晶顯示模塊， 主電路板為三層以上電路板，主電路板正面包括矩陣分布的貼片天線陣、交替排列在貼片天線陣間的互感線圈和設置在每個互感線圈中間的紅外線對管；主電路板背面包括近場無線充電模塊、遠場無線充電模塊、傳感器模塊和控制模塊；所有中間層電路板均為電路走線層；控制模塊通過數據線與液晶顯示模塊連接，控制模塊還與近場無線充電模塊、遠場無線充電模塊和傳感器模塊通過數據線連接，每個貼片天線通過各自的通孔與主電路板背面的遠場無線充電模塊連接，每個互感線圈的兩端分別通過各自的通孔與主電路板背面的近場無線充電模塊連接，每對紅外線對管與傳感器模塊連接。所述遠場無線充電模塊由ー個信號源產生正弦波信號，經過放大器放大后，再經過兩級一分四功分器分成十六路正弦波信號，每一路正弦波信號都先后經過射頻開關、可控移相器、功率放大器和帶通濾波器，最后正弦波信號通過微帶線傳給貼片天線。所述近場無線充電模塊由控制模塊產生低頻信號，經過ー個低通濾波器后分成九路信號，每一路信號都通過ー個可控開關，然后再由ー個N型場效應管對信號放大后傳給互感線圏。所述傳感器模塊包括紅外線對管，紅外線對管組成的電路產生的紅外傳感器信號通過數據線傳給控制模塊。所述控制模塊是ー塊FPGA芯片，FPGA芯片產生的射頻開關控制信號和相位控制信號通過數據線分別傳給遠場無線充電模塊中的射頻開關和可控移相器；FPGA芯片產生的開關控制信號通過數據線傳給近場無線充電模塊中的可控開關，FPGA芯片產生的低頻信號作為近場無線充電模塊的輸入信號；FPGAFPGA芯片產生的液晶控制信號通過數據線控3制液晶顯示模塊；傳感器模塊產生的紅外傳感器信號和按鍵電路產生的按鍵信號都通過數據線傳給FPGA芯片。所述托盤天線上表面有ー層透明保護層，其材質為玻璃或有機玻璃。本專利技術具有的有益的效果是1、本專利技術可以使ー個無線充電托盤天線兼具近場充電和遠場充電功能。2、本專利技術通過傳感器檢測充電設備，控制對應的線圈或者天線工作，減小因不必要部件工作造成的能量浪費。3、本專利技術通過控制天線陣的波束方向使能量朝指定方向輻射，提高充電效率。4、本專利技術具有使用簡單，功能強大，適用性廣等特點。附圖說明圖1是本專利技術的主視圖。圖2是圖1的剖視圖。圖3是本專利技術去除上表面透明保護層后的俯視圖。圖4是本專利技術中貼片天線的主視圖。圖5是圖4中貼片天線A-A面的剖視圖。圖6是本專利技術中貼片天線的后視圖。圖7是本專利技術中互感線圈和紅外線對管的結構圖。圖8是本專利技術中遠場無線充電模塊和控制模塊的原理框圖。圖9是本專利技術中近場無線充電模塊的原理框圖。圖10是本專利技術中傳感器模塊的電路原理圖。圖11是本專利技術中按鍵部分的電路原理圖。圖12是本專利技術中顯示模塊的原理框圖圖中1、透明保護層，2、外売，3、主電路板，4、DMF5001液晶顯示模塊，5、數據線，6、按鍵，7、貼片天線，8、互感線圏，9、控制面板，10、微帶線，11、中間層電路板，12、紅外線對管， 13、通孔。具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本專利技術作進ー步說明。如圖1、圖2所示，本專利技術近場和遠場通用無線充電托盤天線包括外殼2，外殼內部有主電路板3和DMF5001液晶顯示模塊4，主電路板3為三層以上電路板；如圖3所示，主電路板3正面包括4 χ 4矩陣分布的貼片天線7陣、3 χ 3矩陣分布的互感線圈8和設置在每個互感線圈8中間的紅外線對管12，每個互感線圈8在四個相鄰貼片天線7中間；主電路板3背面包括近場無線充電模塊、遠場無線充電模塊、傳感器模塊和控制模塊；所有中間層電路板11均為電路走線層；控制模塊通過數據線5與DMF5001液晶顯示模塊4連接，控制模塊還與近場無線充電模塊、遠場無線充電模塊和傳感器模塊通過數據線連接；如圖4、 圖5、圖6所示每個貼片天線7通過各自的通孔13經各自的微帶線10與主電路板3背面的遠場無線充電模塊連接；如圖7所示每個互感線圈8的兩端分別通過各自的通孔13與主電路板3背面的近場無線充電模塊連接，每對紅外線對管12與傳感器模塊連接。如圖8所示，所述遠場無線充電模塊由ー個信號源產生正弦波信號，經過放大器放大后，再經過兩級一分四功分器分成十六路正弦波信號，每一路正弦波信號都先后經過射頻開關、可控移相器、功率放大器和帶通濾波器，最后正弦波信號通過微帶線10傳給貼片天線7。如圖9所示，所述近場無線充電模塊由控制模塊產生低頻信號，經過ー個低通濾波器后分成九路信號，每一路信號都通過ー個可控開關，然后再由ー個N型場效應管對信號放大后傳給互感線圈8。如圖10所示，所述傳感器模塊主要由紅外線對管12組成，紅外線對管12組成的電路產生的紅外傳感器信號通過數據線傳給控制模塊。如圖8、圖11和圖12所示，所述控制模塊是ー塊FPGA芯片，FPGA芯片產生的射頻開關控制信號和相位控制信號通過數據線分別傳給遠場無線充電模塊中的射頻開關和可控移相器；FPGA芯片產生的開關控制信號通過數據線傳給近場無線充電模塊中的可控開關，FPGA芯片產生的低頻信號作為近場無線充電模塊的輸入信號；FPGA芯片產生的液晶控制信號通過數據線控制DMF5001液晶顯示模塊4 ；傳感器模塊產生的紅外傳感器信號和按鍵6產生的按鍵信號都通過數據線傳給FPGA芯片。所述托盤天線上表面有ー層透明保護層1，其材質為玻璃或有機玻璃。本專利技術的工作原理如下如圖6所示，在遠場無線充電情況下，ー個信號源產生的正弦波信號首先通過ー個放大器放大后，接著經過兩級一分四功分器分成完全相同的十六路正弦波信號，這十六路正弦波信號分別通過ー個由FPGA芯片控制的射頻開關和ー個由FPGA芯片控制的可控移相器后，再經過功率放大器放大，然后經帶通濾波器濾波，再通過微帶線10傳給貼片天線7，由貼片天線7將能量發射出去；本專利技術共有十六個貼片天線7組成天線陣列，可以通過FPGA 芯片控制可控移相器，改變十六路信號的相位，從而改變十六個貼片天線組成的天線陣列的輻射方向，使輻射方向對準需要充電的設備，降低能量損失。如圖7和圖8所示，在近場無線充電情況下，FPGA芯片產生的低頻信號首先通過一個低通濾波器濾波后分成九路信號，每一路信號分別通過ー個由FPGA開關控制信號控制的可控開關，再由ー個N型場效應管放大后傳給互感線圈8，當可控開關閉合吋，該可控開關對應的互感線圈工作；當可控開關分離時，該可控開關對應的互感線圈停止工作。當有一個待充電設備放在托本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：彭政諭，皇甫江濤，
申請(專利權)人：浙江大學，
類型：發明
國別省市：