雙頻微波整流電路研究.pdf

1、隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，其核心無線傳感技術發(fā)展迅速，而作為無線傳感技術的重要載體無線傳感器及其他無線器件卻一直面臨一個巨大的難題：供能續(xù)航。目前而言，已經提出的供能方式有太陽能電池供電、利用震動產生的能量供電以及熱能供電等，但這些供電方法都有其各自的局限性。相比之下，利用環(huán)境微波能量收集技術，將周圍環(huán)境中分布的各種微波能量收集起來，給各種傳感器供電具有更大優(yōu)勢。
　　環(huán)境微波能量收集技術脫胎于微波能量傳輸(MPT)技術，主要通過MPT技

2、術的接收模塊——整流天線實現(xiàn)。整流天線技術應用非常廣泛，但在環(huán)境微波收集方面卻一直面臨兩個困境。其一，通過接收天線接收到的環(huán)境微波能量較為微弱，導致后端整流電路輸入功率很低，難以達到高效整流。其次，整流電路整流后輸出電壓過低，難以收集利用。本文通過設計一種低功率輸入下的雙頻微波整流電路，嘗試對這兩個問題進行研究改善。
　　文章的主要內容如下：
　　通過研究微波整流電路的基本原理，了解幾種不同的整流結構，并進行分析對比，總結其

3、優(yōu)劣，掌握整流電路的設計思路與方法。再通過對整流二極管工作時的電壓電流特性進行公式推導，研究整流二極管各個參數(shù)對整流電路性能的影響，得出整流二極管在低功率輸入下高效整流的基本參數(shù)要求以及二極管輸入阻抗和電路整流效率的計算公式，為低功率輸入的整流電路設計打好基礎。
　　通過研究阻抗匹配的相關原理，對幾種基本的阻抗匹配方式進行了掌握，重點關注了雙頻阻抗匹配的實現(xiàn)方法，并用ADS進行仿真分析，通過一種∏型雙頻阻抗匹配網(wǎng)絡設計方法實現(xiàn)整流

4、二極管在850 MHz和1900 MHz上的雙頻阻抗匹配，以此將微波整流電路的工作頻率拓寬到850 MHz和1900 MHz上，實現(xiàn)雙頻微波整流。
　　使用ADS軟件對設計出的低功率輸入雙頻微波整流電路進行仿真驗證，得出結果，該整流電路，可同時工作于850 MHz和1900 MHz。在輸入為1 mW的情況下，分別在850 MHz和1900 MHz取得了輸出電壓0.66 V整流功率72.6％和輸出電壓0.64 V整流功率68.1%的