面向無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的微波整流技術(shù)研究.pdf

1、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展,為無(wú)線通信產(chǎn)業(yè)提供了巨大機(jī)遇,尤其是以無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)為代表的短距離通信,在軍事國(guó)防、環(huán)境科學(xué)、醫(yī)療健康、搶險(xiǎn)救災(zāi)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景，而且已經(jīng)延伸到空間探索領(lǐng)域，用于空間目標(biāo)探測(cè)與識(shí)別、空間的環(huán)境檢測(cè)等。但傳感器節(jié)點(diǎn)的能量來(lái)源主要來(lái)自電池，這時(shí)安置在復(fù)雜環(huán)境中的傳感器節(jié)點(diǎn)往往會(huì)受到能量的限制,當(dāng)電池能量耗竭時(shí),傳感器節(jié)點(diǎn)的壽命也隨之終結(jié)。微波能量收集技術(shù)作為一種可持續(xù)、環(huán)保的供電方式是解決此類無(wú)線網(wǎng)絡(luò)能

2、量續(xù)航的可實(shí)施方案，同時(shí)也避免了因線纜在移動(dòng)或纏繞時(shí)有磨損而造成短路的風(fēng)險(xiǎn)。
　　針對(duì)以上問(wèn)題，本文提出了一種針對(duì)無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的微波能量接收方案,對(duì)整流電路和DC-DC電路進(jìn)行了分析和研究。由于無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)所處環(huán)境能量密度低，所以要求整流電路能在低輸入功率情況下可以工作；針對(duì)整流電路輸出電壓較低，整流器輸出阻抗與負(fù)載不匹配造成電能存儲(chǔ)效率較低的問(wèn)題，設(shè)計(jì)出一個(gè)自動(dòng)匹配升壓電路。
　　本文設(shè)計(jì)了一種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的整流電路，在設(shè)

3、計(jì)過(guò)程中，對(duì)不同型號(hào)的二極管特性、負(fù)載和電容對(duì)整流效率的影響進(jìn)行了仿真分析，通過(guò)實(shí)物測(cè)量，該整流電路可以在低功率水平下進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，在輸入15dBm的功率時(shí)，整流效率達(dá)到50.4％；本文設(shè)計(jì)了一個(gè)“智能”微控制器的電源管理系統(tǒng)，可以在線進(jìn)行效率優(yōu)化與最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT），提高了能量傳輸效率，最后測(cè)試得出升壓電路的效率大于60％。
　　最后，本文使用普通平板陣列天線作為接收天線，對(duì)微波能量收集系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試。在前端發(fā)射機(jī)發(fā)出2