用于射頻能量收集的微帶陣列天線的設(shè)計(jì)研究.pdf

1、隨著電子信息技術(shù)的快速發(fā)展，大量微型、低功耗的無(wú)線傳感器得到了廣泛應(yīng)用，采用傳統(tǒng)的有線和電池供電存在著線路復(fù)雜和不可持續(xù)的一系列問(wèn)題，給無(wú)線傳感器的供電帶來(lái)了挑戰(zhàn)。通過(guò)收集環(huán)境中電磁波、太陽(yáng)能、熱能等能量，并將其轉(zhuǎn)換為可用電能的能量收集技術(shù)，是解決無(wú)線傳感器自供電的新方法。其中，射頻能量收集技術(shù)因?yàn)椴皇軙r(shí)間和自然條件的限制，成為近幾年的研究熱點(diǎn)。本文針對(duì)環(huán)境中的WIFI和4G通信中電磁波信號(hào)的能量收集技術(shù)，重點(diǎn)研究了微帶陣列收集天線和整

2、流升壓電路的設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。本文的工作主要從以下幾個(gè)方面展開(kāi)：
　　1.天線作為射頻能量收集系統(tǒng)的前端，決定了收集系統(tǒng)的最大功率和效率。本文對(duì)收集天線設(shè)計(jì)過(guò)程中所要考慮的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的分析。分析了所要實(shí)現(xiàn)的微帶陣列天線的尺寸計(jì)算方法、饋電網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)技術(shù)以及圓極化技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法。
　　2.針對(duì)環(huán)境中廣泛分布的無(wú)線WIFI和4G無(wú)線信號(hào)，利用天線設(shè)計(jì)軟件HFSS設(shè)計(jì)并仿真優(yōu)化了三種陣列天線，包括工作在2.45GHz的

3、2x2切角圓極化天線陣列、工作在2.45GHz的1x4線極化天線陣列、工作在2.6GHz的2x2雙極化陣列天線。
　　3.針對(duì)不同頻率的射頻能量收集，設(shè)計(jì)了工作在2.45GHz和2.6GHz的兩種不同頻率下的整流升壓電路。采用四階整流升壓電路，并利用電磁仿真軟件ADS，在不同的工作頻率和輸入信號(hào)的強(qiáng)弱情況下，分別設(shè)計(jì)了不同的匹配電路，并仿真計(jì)算了整流升壓電路的轉(zhuǎn)換效率，仿真的電路最佳效率達(dá)到了77％。
　　4.利用網(wǎng)絡(luò)分析儀