應(yīng)用于射頻能量收集的雙頻段圓極化整流天線設(shè)計(jì).pdf

1、從周圍環(huán)境提取能量產(chǎn)生電能的過(guò)程稱為能量收集。隨著無(wú)線通信技術(shù)的迅速發(fā)展，蜂窩移動(dòng)基站，數(shù)字電視和無(wú)線路由等功率源的廣泛應(yīng)用，環(huán)境中的射頻能量功率密度顯著增加。相比其他能量源，射頻能量源可用于全天候，室外和室內(nèi)，可以減小收集系統(tǒng)的尺寸并且降低成本。為了延長(zhǎng)電池壽命或者避免使用電池，射頻能量收集已被應(yīng)用于便攜式設(shè)備和小型電子設(shè)備。由于工作頻率在915MHz和2.45GHz的射頻識(shí)別系統(tǒng)以及頻段在2.45GHz的無(wú)線終端設(shè)備越來(lái)越廣泛地應(yīng)用

2、，使得915MHz和2.45GHz成為獲取射頻能量的主要頻段。
　　本文研究設(shè)計(jì)射頻能量收集的整流天線部分，包括接收天線和整流電路。為了提高功率轉(zhuǎn)換量，減少因入射電磁波與接收天線極化方式不同帶來(lái)的極化損失，本文設(shè)計(jì)一種915MHz和2.45GHz雙頻段圓極化天線。首先在基于微帶天線理論的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)天線的雙頻段和圓極化設(shè)計(jì)理論分析，采用多片法和多饋法分別實(shí)現(xiàn)雙頻段和圓極化性能。該天線采用寬頻功分器和90°移相器級(jí)聯(lián)的雙饋電網(wǎng)絡(luò)，

3、通過(guò)接地板上兩個(gè)正交放置的H型縫隙和空氣層向兩個(gè)同心方環(huán)狀輻射貼片耦合饋電，天線尺寸為150mm×150mm。結(jié)果顯示天線在915MHz和2.45GHz兩個(gè)頻段實(shí)現(xiàn)的相對(duì)帶寬分別為29.8％和10.9％，3-dB軸比帶寬分別為8.5％和16.8％，峰值增益分別為3.14dBi和8.29dBi，天線達(dá)到雙頻段圓極化要求。本文設(shè)計(jì)天線的阻抗帶寬和軸比帶寬在文中參考引用的同類型天線中具有顯著的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)具有較好的增益。
　　其次，確定整

4、流電路由輸入低通濾波器、雙頻段匹配網(wǎng)絡(luò)、倍壓整流電路和輸出直通濾波器組成。分析濾波器和倍壓整流電路設(shè)計(jì)理論，確定設(shè)計(jì)參數(shù);采用微帶開路枝節(jié)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)雙頻段阻抗匹配電路，確定設(shè)計(jì)參數(shù)。利用ADS仿真設(shè)計(jì)整流電路，仿真結(jié)果顯示整流電路在輸入功率為16dBm時(shí)，雙頻段匹配網(wǎng)絡(luò)在915MHz和2.45GHz處分別實(shí)現(xiàn)阻抗由67.992-j25.243Ω到50.055-j0.237Ω、38.115-j29.248Ω到53.451-j2.189Ω的