电子设备的制作方法

专利2025-04-28  19


本公开涉及通信,尤其涉及一种电子设备。


背景技术:

1、无线携能通信(simultaneous wireless information and power transfer,swipt)可以用于高速射频标签(rfid)、物联网以及各类移动终端之间的信息交换与能量传输,在实现高速信息交换的同时,通过提取接收信号中的能量有效地向各种终端设备馈电,从而取代传统有线或电池供电所带来的不便,减小了终端设备的体积与成本,并极大地延长其待机时间。


技术实现思路

1、本公开提供一种电子设备,以解决上述技术问题。

2、根据本公开的第一方面,提供一种电子设备,包括天线模组、接收机系统和负载;所述接收机系统分别与所述天线模组和所述负载电连接;

3、所述天线模组用于接收射频信号;

4、所述接收机系统用于对所述射频信号进行时间分割和功率分割,并将分割后的所述射频信号转换成与所述负载相匹配的目标功率和目标信号。

5、可选地,所述接收机系统包括分割模组和转换模组;所述分割模组分别与所述天线模组和所述转换模组电连接,所述转换模组和所述负载电连接;

6、所述分割模组用于在每个时隙周期对所述射频信号进行时间分割和功率分割;

7、所述转换模组用于将分割后的所述射频信号转换成与所述负载相匹配的目标功率和目标信号。

8、可选地,所述时隙周期包括:第一时隙和第二时隙;

9、所述分割模组用于在所述第一时隙传输与所述射频信号对应的供电能量和通信信号,以及在所述第二时隙传输与所述射频信号对应的通信信号;

10、所述转换模组用于将所述供电能量转换成与所述负载相匹配的目标功率,以及将所述通信信号转换成所述负载相匹配的目标信号。

11、可选地,所述分割模组包括时间分割子模组、功率分割子模组和信号解码子模组;所述时间分割子模组分别与所述功率分割子模组和所述信号解码子模组电连接;所述功率分割子模组和所述信号解码子模组分别与所述转换模组电连接;

12、所述时间分割子模组用于在每个时隙周期的第一时隙将所述天线模组切换到第一开关状态以及在每个时隙周期的第二时隙将所述天线模组切换到第二开关状态;

13、所述功率分割子模组用于在所述天线模组切换到所述第一开关状态时输出所述射频信号对应的供电能量和通信信号给所述转换模组;

14、所述信号解码子模组用于在所述天线模组切换到所述第二开关状态时输出所述射频信号对应的通信信号给所述转换模组。

15、可选地,所述时间分割子模组包括通信检测控制单元和第一切换开关;所述通信检测控制单元分别与所述天线模组和所述第一切换开关电连接;所述第一切换开关分别与所述功率分割子模组和信号解码子模组电连接;

16、所述通信检测控制单元用于获取所述第一时隙和所述第二时隙的分割点,并在所述第一时隙和所述第二时隙的分割点处控制所述第一切换开关从所述第一开关状态切换到所述第二开关状态;

17、所述第一切换开关在所述第一开关状态时连接至所述功率分割子模组,所述第一切换开关在所述第二开关状态时连接至所述信号解码子模组。

18、可选地,所述功率分割子模组包括能量收集单元、能量检测控制单元和第二切换开关;所述能量收集单元分别与第一切换开关和所述能量检测控制单元电连接,所述能量检测控制单元与所述第二切换开关电连接。

19、可选地,所述能量收集单元用于收集所述射频信号中的能量;

20、所述能量检测控制单元用于确定所述能量的比率,得到第一比率和第二比率;在所述能量的比率为第一比率时将所述第二切换开关切换到第一开关状态,以及在所述能量的比率为第二比率时将所述第二切换开关切换到第二开关状态。

21、可选地,所述信号解码子模组包括信号接收单元;所述信号接收单元分别与所述第一切换开关和所述转换模组电连接;

22、所述信号接收单元用于在所述第一切换开关切换到第二开关状态时接收所述射频信号对应的通信信号并输出给所述转换模组。

23、可选地,所述转换模组包括能量转换子模组、信号转换子模组、控制器子模组和整流滤波子模组;所述能量转换子模组分别与所述分割模组、所述控制器子模组和整流滤波子模组电连接,所述信号转换子模组分别与所述分割模组、所述控制器子模组和整流滤波子模组电连接。

24、可选地,所述能量转换子模组用于转换和存储所收集的能量并输出给所述整流滤波子模组;

25、所述信号转换子模组用于解码所接收的通信信号,并将解码信号输出给所述控制器子模组和所述整流滤波子模组;

26、所述控制器子模组用于根据所述解码信号控制所述能量转换子模组收集能量的速率,以调整输出能量的功率;还用于根据所述解码信号控制所述信号转换子模组接收能量的速率,以调整输出解码信号的功率;

27、所述整流滤波子模组用于对供电能量和解码信号整流和滤波处理,以匹配所述负载。

28、可选地,所述能量转换子模组包括:能量收集器单元、功率分配单元和储能单元;所述功率分配单元分别与所述能量收集器单元和所述储能单元电连接;所述能量收集器单元与所述分割模组电连接;所述储能单元与所述整流滤波子模组电连接;

29、所述能量收集器单元用于收集射频信号中大于或等于第一比率的供电能量;

30、所述功率分配单元用于对所述大于或等于第一比率的供电能量进行功率分配操作并输出给所述储能单元。

31、可选地,所述信号转换子模组包括:信号接收单元、信号放大单元和信号解调单元;所述信号放大单元分别与所述信号接收单元和所述信号解调单元电连接;所述信号接收单元与所述分割模组电连接,所述信号解调单元分别与所述控制器子模组和所述整流滤波子模组电连接;

32、所述信号接收单元用于从所述射频信号中第二比率的能量中提取初始信号;

33、所述信号放大单元用于对所述初始信号进行放大处理,得到放大信号;

34、所述信号解调单元用于对所述放大信号进行解调处理,得到通信信号。

35、可选地,所述整流滤波子模组包括输入滤波单元、阻抗匹配网络单元、射频直流转换单元、低通滤波单元和输出单元;所述输入滤波单元分别与所述能量转换子模组、所述信号转换子模组和所述阻抗匹配网络单元电连接,所述射频直流转换单元分别与所述阻抗匹配网络单元和所述低通滤波单元电连接,所述输出单元与所述低通滤波单元电连接。

36、可选地,所述输入滤波单元用于对所输入的供电能量和解码信号进行滤波处理;

37、所述阻抗匹配网络单元用于对滤波处理后的供电能量或解码信号进行阻抗匹配;

38、所述射频直流转换单元用于将高频信号转换成直流信号;

39、所述低通滤波单元用于对所述直流信号进行低通滤波处理;

40、所述输出单元用于将低通滤波处理后的直流信号输出给所述负载。

41、可选地,还包括充电保护模组;所述充电保护模组分别与所述转换模组和所述负载电连接;

42、所述充电保护模组用于在所述目标功率超过预设功率阈值或者目标信号超过预设信号阈值时生成保护控制信号,并将所述保护控制信号发送给所述转换模组,以使所述目标功率小于所述预设功率阈值或者所述目标信号小于所述预设信号阈值。

43、本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果:

44、本实施例提供的电子设备可以包括天线模组、接收机系统和负载;所述接收机系统分别与所述天线模组和所述负载电连接;所述天线模组用于接收射频信号;所述接收机系统用于对所述射频信号进行时间分割和功率分割,并将分割后的所述射频信号转换成与所述负载相匹配的目标功率和目标信号。这样,本实施例可以对射频信号进行时间分割和功率分割,达到对射频信号进行时间与功率混合分割的效果,有利于提高信息传输和能量传输的性能。

45、应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本公开。


技术特征:

1.一种电子设备,其特征在于,包括天线模组、接收机系统和负载;所述接收机系统分别与所述天线模组和所述负载电连接;

2.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,所述接收机系统包括分割模组和转换模组;所述分割模组分别与所述天线模组和所述转换模组电连接,所述转换模组和所述负载电连接;

3.根据权利要求2所述的电子设备,其特征在于,所述时隙周期包括:第一时隙和第二时隙;

4.根据权利要求2所述的电子设备,其特征在于,所述分割模组包括时间分割子模组、功率分割子模组和信号解码子模组;所述时间分割子模组分别与所述功率分割子模组和所述信号解码子模组电连接;所述功率分割子模组和所述信号解码子模组分别与所述转换模组电连接;

5.根据权利要求4所述的电子设备,其特征在于,所述时间分割子模组包括通信检测控制单元和第一切换开关;所述通信检测控制单元分别与所述天线模组和所述第一切换开关电连接;所述第一切换开关分别与所述功率分割子模组和信号解码子模组电连接;

6.根据权利要求4所述的电子设备,其特征在于,所述功率分割子模组包括能量收集单元、能量检测控制单元和第二切换开关;所述能量收集单元分别与第一切换开关和所述能量检测控制单元电连接,所述能量检测控制单元与所述第二切换开关电连接。

7.根据权利要求6所述的电子设备,其特征在于,所述能量收集单元用于收集所述射频信号中的能量;

8.根据权利要求5所述的电子设备,其特征在于,所述信号解码子模组包括信号接收单元;所述信号接收单元分别与所述第一切换开关和所述转换模组电连接;

9.根据权利要求2所述的电子设备,其特征在于,所述转换模组包括能量转换子模组、信号转换子模组、控制器子模组和整流滤波子模组;所述能量转换子模组分别与所述分割模组、所述控制器子模组和整流滤波子模组电连接,所述信号转换子模组分别与所述分割模组、所述控制器子模组和整流滤波子模组电连接。

10.根据权利要求9所述的电子设备,其特征在于,所述能量转换子模组用于转换和存储所收集的能量并输出给所述整流滤波子模组;

11.根据权利要求10所述的电子设备,其特征在于,所述能量转换子模组包括:能量收集器单元、功率分配单元和储能单元;所述功率分配单元分别与所述能量收集器单元和所述储能单元电连接;所述能量收集器单元与所述分割模组电连接;所述储能单元与所述整流滤波子模组电连接;

12.根据权利要求9所述的电子设备,其特征在于,所述信号转换子模组包括:信号接收单元、信号放大单元和信号解调单元;所述信号放大单元分别与所述信号接收单元和所述信号解调单元电连接;所述信号接收单元与所述分割模组电连接,所述信号解调单元分别与所述控制器子模组和所述整流滤波子模组电连接;

13.根据权利要求9所述的电子设备,其特征在于,所述整流滤波子模组包括输入滤波单元、阻抗匹配网络单元、射频直流转换单元、低通滤波单元和输出单元;所述输入滤波单元分别与所述能量转换子模组、所述信号转换子模组和所述阻抗匹配网络单元电连接,所述射频直流转换单元分别与所述阻抗匹配网络单元和所述低通滤波单元电连接,所述输出单元与所述低通滤波单元电连接。

14.根据权利要求13所述的电子设备,其特征在于,所述输入滤波单元用于对所输入的供电能量和解码信号进行滤波处理;

15.根据权利要求2所述的电子设备,其特征在于,还包括充电保护模组;所述充电保护模组分别与所述转换模组和所述负载电连接;


技术总结
本公开提供一种电子设备,包括:天线模组、接收机系统和负载;所述接收机系统分别与所述天线模组和所述负载电连接;所述天线模组用于接收射频信号;所述接收机系统用于对所述射频信号进行时间分割和功率分割,并将分割后的所述射频信号转换成与所述负载相匹配的目标功率和目标信号。本实施例可以对射频信号进行时间分割和功率分割,达到对射频信号进行时间与功率混合分割的效果,有利于提高信息传输和能量传输的性能。

技术研发人员:张锐
受保护的技术使用者:北京小米移动软件有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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