无线传能场景强弱电信号解耦射频通信电路的制作方法

本发明属于射频，具体涉及一种无线传能场景强弱电信号解耦射频通信电路。

背景技术：

1、感应式耦合电能传输系统(inductive coupling power transfer，icpt)无需电气连接就可实现电能传输，不但有效避免了传统插拔式供电因接插件磨损和老化带来的电火花、漏电等问题，而且具有便捷、灵活、环境适应性强等优点，已广泛应用于电动汽车、医疗、家用电器、3c等领域。为了实现用电装备的复杂、精准控制，传能的同时需要具备高速、可靠、保密的数据传输功能，即实现电能与数据的同介质同步传输。无线传能场景通信的实现分为远场通信和近场通信，远场通信因其简单，已被广泛应用于各种无线电能传输系统中，但其在水下探测、强磁场等复杂环境下可靠性较低，而且其为远场辐射，保密性差、易受干扰。所以，近场通信更适用于雷达、卫星、水下航行器等无线传能场景。

2、但是在大功率无线传能时，无线传能强信号对通信弱信号具有较大的干扰，甚至会阻塞通信。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种无线传能场景强弱电信号解耦射频通信电路。本发明方案能够解决上述现有技术中存在的问题。

2、本发明的技术解决方案：

3、一种无线传能场景强弱电信号解耦射频通信电路，包括传能与通信耦合机构和通信馈电电路，所述的通信馈电电路由原边和副边组成，所述的传能与通信耦合机构分别与所述的通信电电路由原边和副边连接，所述的通信馈电电路原边和副边的结构对称，包括串联的传能信号频域抑制模块和通信信号选频滤波模块，所述的传能信号频域抑制模块包括n阶可调谐lc串联网络，所述的通信信号选频滤波模块包括可调谐t型网络。

4、进一步的，所述的传能与通信耦合机构包括传能线圈和通信线圈，所述的传能线圈包括耦合系数为kp的原边传能线圈lp1、副边传能线圈lp2，其端口为pp1和pp2，所述的通信线圈包括耦合系数为kc的原边通信线圈la1、副边通信线圈la2，其端口为pa1和pa2，所述的通信线圈的原边与所述通信馈电电路的原边连接，所述的通信线圈的副边与所述通信馈电电路的副边连接。

5、进一步的，所述的通信信号选频滤波模块包括电感lc、lb和可调电容ct，其中可调电容ct一端连接到传能与通信耦合机构原边通信线圈的正端，可调电容ct另一端与电感lc相连，形成串联结构，电感lc另一端与原边通信端口pc1的正端相连，通信端口pc1的负端与原边通信线圈la1的负端相连；电感lc与可调电容ct1的连接点为原边第一滤波连接点，电感lb一端与原边第一滤波连接点相连，另一端与原边通信端口pc1的负端相连。

6、进一步的，所述的传能信号频域抑制模块包括n阶抑制单元，每个抑制单元包括频域抑制模块电感ld、电容ca、抗压电容cb和可调电容cc；其中，电感ld一端与电容ca一端相连，另一端连接到耦合机构原边通信线圈la1的正端；电感ld与电容ca的连接点为原边抑制连接点，抗压电容cb一端与抑制连接点相连，抗压电容cb另一端与可调电容cc相连；可调电容cc另一端与电容ca另一端相连，并连接到传能与通信耦合机构通信线圈la1的负端。

7、进一步的，传能信号频域抑制模块抑制单元的抑制频率由cd、ce、cf串并联网络等效电容与lg的串联谐振频率决定。

8、进一步的，所述的n的取值范围为[1,10]。

9、本发明与现有技术相比的有益效果：

10、本发明通过通信信号选频滤波模块能够实现带内阻抗匹配、可调谐的射频耦合通道，从而支持复杂电磁环境下射频耦合通道中心频率的动态灵活配置，使得该电路可方便地应用于无线传能场景中，有利于面向现场的电磁兼容设计；其传能信号频域抑制模块能够通过内部可调谐带阻网络，实现对传能信号基波及其主要谐波的抑制，支持射频耦合通道带外抑制能力的动态灵活配置，提升了对传能装置基波和谐波干扰频率变化的适应型。

技术特征：

1.一种无线传能场景强弱电信号解耦射频通信电路，其特征在于，包括传能与通信耦合机构和通信馈电电路，所述的通信馈电电路由原边和副边组成，所述的传能与通信耦合机构分别与所述的通信电电路由原边和副边连接，所述的通信馈电电路原边和副边的结构对称，包括串联的传能信号频域抑制模块和通信信号选频滤波模块，所述的传能信号频域抑制模块包括n阶可调谐lc串联网络，所述的通信信号选频滤波模块包括可调谐t型网络。

2.根据权利要求1所述的一种无线传能场景强弱电信号解耦射频通信电路，其特征在于，所述的传能与通信耦合机构包括传能线圈和通信线圈，所述的传能线圈包括耦合系数为kp的原边传能线圈lp1、副边传能线圈lp2，其端口为pp1和pp2，所述的通信线圈包括耦合系数为kc的原边通信线圈la1、副边通信线圈la2，其端口为pa1和pa2，所述的通信线圈的原边与所述通信馈电电路的原边连接，所述的通信线圈的副边与所述通信馈电电路的副边连接。

3.根据权利要求1所述的一种无线传能场景强弱电信号解耦射频通信电路，其特征在于，所述的通信信号选频滤波模块包括电感lc、lb和可调电容ct，其中可调电容ct一端连接到传能与通信耦合机构原边通信线圈的正端，可调电容ct另一端与电感lc相连，形成串联结构，电感lc另一端与原边通信端口pc1的正端相连，通信端口pc1的负端与原边通信线圈la1的负端相连；电感lc与可调电容ct1的连接点为原边第一滤波连接点，电感lb一端与原边第一滤波连接点相连，另一端与原边通信端口pc1的负端相连。

4.根据权利要求1所述的一种无线传能场景强弱电信号解耦射频通信电路，其特征在于，所述的传能信号频域抑制模块包括n阶抑制单元，每个抑制单元包括频域抑制模块电感ld、电容ca、抗压电容cb和可调电容cc；其中，电感ld一端与电容ca一端相连，另一端连接到耦合机构原边通信线圈la1的正端；电感ld与电容ca的连接点为原边抑制连接点，抗压电容cb一端与抑制连接点相连，抗压电容cb另一端与可调电容cc相连；可调电容cc另一端与电容ca另一端相连，并连接到传能与通信耦合机构通信线圈la1的负端。

5.根据权利要求4所述的一种无线传能场景强弱电信号解耦射频通信电路，其特征在于，传能信号频域抑制模块抑制单元的抑制频率由cd、ce、cf串并联网络等效电容与lg的串联谐振频率决定。

6.根据权利要求4所述的一种无线传能场景强弱电信号解耦射频通信电路，其特征在于，所述的n的取值范围为[1,10]。

技术总结
本发明提供一种无线传能场景强弱电信号解耦射频通信电路，包括传能与通信耦合机构和通信馈电电路，所述的通信馈电电路由原边和副边组成，所述的传能与通信耦合机构分别与所述的通信电电路由原边和副边连接，所述的通信馈电电路原边和副边的结构对称，包括串联的传能信号频域抑制模块和通信信号选频滤波模块，所述的传能信号频域抑制模块包括N阶可调谐LC串联网络，所述的通信信号选频滤波模块包括可调谐T型网络。本发明实现对传能信号基波及其主要谐波的抑制，支持射频耦合通道带外抑制能力的动态灵活配置，提升了对传能装置基波和谐波干扰频率变化的适应型。

技术研发人员：谢孟,向乾尹,魏清新,马红波,杜娟,韩宇飞,赵君力
受保护的技术使用者：北京机电工程研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16