2.45/5.8GHz射頻能量收集器設計
發(fā)布時間:2021-08-28 06:28
本文設計了一種工作在2.45GHz和5.8GHz雙頻段的射頻能量收集器,該射頻能量收集器主要由接收天線、匹配網(wǎng)絡和整流電路構(gòu)成。接收天線主要用于接收來自射頻能量發(fā)射器的信號或者捕獲周圍環(huán)境中的射頻能量,從而為整流電路提供輸入功率;匹配網(wǎng)絡的作用是使整流電路和接收天線之間達到共軛匹配,使接收天線收集到的能量能被整流電路充分利用,實現(xiàn)最大整流效率;整流電路的功能是通過肖特基二極管將接收到的射頻信號整流成直流信號為負載供能。本文主要從以下幾個方面具體展開對射頻能量收集器的設計工作。1.了解和分析國內(nèi)外射頻能量收集技術的研究現(xiàn)狀以及當下需要解決的技術難題和發(fā)展新方向。基于射頻能量收集系統(tǒng)的構(gòu)成和工作原理,探討了接收天線的設計方法。通過對比分析常見的幾種整流電路,選擇合適的整流電路結(jié)構(gòu)。2.利用天線的曲流技術引入倒L型和Hilbert曲線結(jié)構(gòu),提出了一種中心頻率為2.45GHz和5.8GHz的小型化雙頻單極子微帶天線。天線采用FR4材質(zhì),其尺寸為18.9mm×15.4mm×1.6mm。仿真結(jié)果表明:天線在兩個中心頻點的帶寬(S11≤-10dB)分別為50MHz(2430
【文章來源】:江蘇科技大學江蘇省
【文章頁數(shù)】:89 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究背景及意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要工作及創(chuàng)新
1.4 本文主要研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu)
第2章 射頻能量收集技術
2.1 射頻能量收集系統(tǒng)
2.2 接收天線
2.2.1 天線基本參數(shù)
2.2.2 天線性能研究
2.2.3 天線接收理論
2.3 整流電路
2.3.1 整流電路模型
2.3.2 整流電路結(jié)構(gòu)
2.3.3 整流效率
2.4 匹配網(wǎng)絡
2.5 電源管理和能量存儲
2.6 本章小結(jié)
第3章 雙頻單極子接收天線設計
3.1 接收天線設計思路
3.2 接收天線結(jié)構(gòu)與原理
3.3 接收天線優(yōu)化與分析
3.3.1 電路參數(shù)分析
3.3.2 仿真結(jié)果分析
3.4 改進型雙頻單極子天線
3.5 本章小結(jié)
第4章 整流電路設計
4.1 整流電路設計方法
4.2 直通濾波器設計
4.3 整流二極管
4.3.1 整流二極管特性分析
4.3.2 整流結(jié)構(gòu)選擇
4.3.3 整流二極管選型
4.4 倍壓整流電路設計與分析
4.4.1 電容對電路性能的影響
4.4.2 負載對電路性能的影響
4.4.3 整流電路階數(shù)選擇
4.5 雙頻整流電路設計
4.6 雙頻整流電路仿真
4.7 本章小結(jié)
第5章 射頻能量收集器測試
5.1 實物制作流程
5.2 接收天線的測量
5.3 整流電路的測量
5.4 本章總結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術成果
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]射頻能量收集的小型化雙頻整流天線設計[J]. 周曉萌,郭松濤. 重慶大學學報. 2018(11)
[2]一種新型多頻段共形微帶天線的研究與設計[J]. 稅明月,姜兆能,李曉陽,梁慶,盧笑池,劉凡. 合肥工業(yè)大學學報(自然科學版). 2018(06)
[3]一種降壓型直流開關穩(wěn)壓電源的設計[J]. 胡克用,章真亮,倪莉莉,張慧熙,葉霞,陳仙明. 微型機與應用. 2017(21)
[4]一種基于開口諧振環(huán)的高增益寬帶雙極化天線設計[J]. 任宇輝,丁君,郭陳江. 電子與信息學報. 2017(11)
[5]共面耦合饋電小型化E-E形及半E-E形寬帶微帶天線[J]. 楊放,衛(wèi)銘斐,周軍妮,王純,王民. 電信科學. 2017(07)
[6]整流天線研究進展及設計方法概述[J]. 楊雪霞. 南京信息工程大學學報(自然科學版). 2017(01)
[7]GaAs平面摻雜勢壘二極管[J]. 張宇,車相輝,于浩,寧吉豐,楊中月,楊實,陳宏泰. 半導體技術. 2017(01)
[8]一種新型低功率雙頻微波整流電路[J]. 張煦,王志紅,張海力,李樂,林金俊. 微波學報. 2016(03)
[9]EBG結(jié)構(gòu)寬頻帶雙極化基站天線的設計[J]. 朱劍青,薛鋒章,任超. 重慶郵電大學學報(自然科學版). 2016(03)
[10]一種六邊形縫隙寬帶微波天線設計[J]. 譚菲菲,黃何平,劉長軍. 太赫茲科學與電子信息學報. 2016(02)
博士論文
[1]小型化可植入柔性射頻天線研究[D]. 邱義杰.電子科技大學 2015
碩士論文
[1]ISM頻段雙頻無線傳能電路研究[D]. 吳芳.中國科學技術大學 2018
[2]應用于射頻能量收集的雙頻段圓極化整流天線設計[D]. 黃小明.天津工業(yè)大學 2018
[3]應用于射頻能量收集系統(tǒng)的整流天線研究與設計[D]. 龔見國.重慶郵電大學 2017
[4]射頻能量收集技術及其應用研究[D]. 王惠中.北京郵電大學 2017
[5]雙頻微波整流電路研究[D]. 張煦.電子科技大學 2016
[6]915MHz超高頻無線能量獲取電路的設計[D]. 呂峰.貴州師范大學 2016
[7]射頻微能量采集系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 趙強.電子科技大學 2016
[8]低功率射頻能量采集系統(tǒng)的研制[D]. 張昊.南京郵電大學 2015
[9]Ku波段低旁瓣微帶反射陣天線研究[D]. 王策.電子科技大學 2015
[10]具有諧波抑制功能的整流天線系統(tǒng)研制[D]. 陳彬.南京郵電大學 2014
本文編號:3367993
【文章來源】:江蘇科技大學江蘇省
【文章頁數(shù)】:89 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究背景及意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要工作及創(chuàng)新
1.4 本文主要研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu)
第2章 射頻能量收集技術
2.1 射頻能量收集系統(tǒng)
2.2 接收天線
2.2.1 天線基本參數(shù)
2.2.2 天線性能研究
2.2.3 天線接收理論
2.3 整流電路
2.3.1 整流電路模型
2.3.2 整流電路結(jié)構(gòu)
2.3.3 整流效率
2.4 匹配網(wǎng)絡
2.5 電源管理和能量存儲
2.6 本章小結(jié)
第3章 雙頻單極子接收天線設計
3.1 接收天線設計思路
3.2 接收天線結(jié)構(gòu)與原理
3.3 接收天線優(yōu)化與分析
3.3.1 電路參數(shù)分析
3.3.2 仿真結(jié)果分析
3.4 改進型雙頻單極子天線
3.5 本章小結(jié)
第4章 整流電路設計
4.1 整流電路設計方法
4.2 直通濾波器設計
4.3 整流二極管
4.3.1 整流二極管特性分析
4.3.2 整流結(jié)構(gòu)選擇
4.3.3 整流二極管選型
4.4 倍壓整流電路設計與分析
4.4.1 電容對電路性能的影響
4.4.2 負載對電路性能的影響
4.4.3 整流電路階數(shù)選擇
4.5 雙頻整流電路設計
4.6 雙頻整流電路仿真
4.7 本章小結(jié)
第5章 射頻能量收集器測試
5.1 實物制作流程
5.2 接收天線的測量
5.3 整流電路的測量
5.4 本章總結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術成果
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]射頻能量收集的小型化雙頻整流天線設計[J]. 周曉萌,郭松濤. 重慶大學學報. 2018(11)
[2]一種新型多頻段共形微帶天線的研究與設計[J]. 稅明月,姜兆能,李曉陽,梁慶,盧笑池,劉凡. 合肥工業(yè)大學學報(自然科學版). 2018(06)
[3]一種降壓型直流開關穩(wěn)壓電源的設計[J]. 胡克用,章真亮,倪莉莉,張慧熙,葉霞,陳仙明. 微型機與應用. 2017(21)
[4]一種基于開口諧振環(huán)的高增益寬帶雙極化天線設計[J]. 任宇輝,丁君,郭陳江. 電子與信息學報. 2017(11)
[5]共面耦合饋電小型化E-E形及半E-E形寬帶微帶天線[J]. 楊放,衛(wèi)銘斐,周軍妮,王純,王民. 電信科學. 2017(07)
[6]整流天線研究進展及設計方法概述[J]. 楊雪霞. 南京信息工程大學學報(自然科學版). 2017(01)
[7]GaAs平面摻雜勢壘二極管[J]. 張宇,車相輝,于浩,寧吉豐,楊中月,楊實,陳宏泰. 半導體技術. 2017(01)
[8]一種新型低功率雙頻微波整流電路[J]. 張煦,王志紅,張海力,李樂,林金俊. 微波學報. 2016(03)
[9]EBG結(jié)構(gòu)寬頻帶雙極化基站天線的設計[J]. 朱劍青,薛鋒章,任超. 重慶郵電大學學報(自然科學版). 2016(03)
[10]一種六邊形縫隙寬帶微波天線設計[J]. 譚菲菲,黃何平,劉長軍. 太赫茲科學與電子信息學報. 2016(02)
博士論文
[1]小型化可植入柔性射頻天線研究[D]. 邱義杰.電子科技大學 2015
碩士論文
[1]ISM頻段雙頻無線傳能電路研究[D]. 吳芳.中國科學技術大學 2018
[2]應用于射頻能量收集的雙頻段圓極化整流天線設計[D]. 黃小明.天津工業(yè)大學 2018
[3]應用于射頻能量收集系統(tǒng)的整流天線研究與設計[D]. 龔見國.重慶郵電大學 2017
[4]射頻能量收集技術及其應用研究[D]. 王惠中.北京郵電大學 2017
[5]雙頻微波整流電路研究[D]. 張煦.電子科技大學 2016
[6]915MHz超高頻無線能量獲取電路的設計[D]. 呂峰.貴州師范大學 2016
[7]射頻微能量采集系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 趙強.電子科技大學 2016
[8]低功率射頻能量采集系統(tǒng)的研制[D]. 張昊.南京郵電大學 2015
[9]Ku波段低旁瓣微帶反射陣天線研究[D]. 王策.電子科技大學 2015
[10]具有諧波抑制功能的整流天線系統(tǒng)研制[D]. 陳彬.南京郵電大學 2014
本文編號:3367993
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