【摘要】：隨著現(xiàn)代無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展,移動通信基站和無線局域網(wǎng)絡(luò)變得越來越普及,空間中分布的電磁信號能量量級也得到很大程度的提升。因此射頻能量作為一種分布越來越廣泛的能量形式,將其收集回收再利用這一想法開始引發(fā)大家的思考,射頻能量收集概念也由此應(yīng)運(yùn)而生。射頻能量收集概念是由無線能量傳輸發(fā)展而來的,無線能量傳輸技術(shù)是將較大功率密度的電磁能量信號通過無線方式傳播,以完成對中遠(yuǎn)距離能量傳輸?shù)囊环N技術(shù),而射頻能量收集技術(shù)則是對周圍空間分布的較小能量密度的電磁能量進(jìn)行回收再利用的一種技術(shù)。兩者雖然都采用整流天線,但兩者在具體的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)上存在很大區(qū)別。目前,射頻能量收集技術(shù)還處于起步階段,在提高系統(tǒng)設(shè)計(jì)一體化、小型化、提升系統(tǒng)低能量密度時(shí)的整流效率、擴(kuò)展系統(tǒng)的工作帶寬等方面還有許多問題需要解決。本文圍繞射頻能量收集這一研究課題,首先設(shè)計(jì)了一款雙頻射頻能量收集系統(tǒng),并在其設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上分別對系統(tǒng)的接收天線和整流電路加以改進(jìn),進(jìn)而設(shè)計(jì)了一款三頻段的射頻能量收集系統(tǒng)。本文具體的內(nèi)容如下:1.提出了一款雙頻射頻能量收集系統(tǒng)。系統(tǒng)采用平面寬帶八木天線作為其接收天線部分。天線的工作頻段為1.54-2.34GHz,阻抗帶寬可完全覆蓋GSM1800和UMTS2100移動通信頻段,實(shí)測平均增益為5.5d Bi左右,并且具有良好的端射方向圖。系統(tǒng)的整流電路部分為工作在1.8GHz和2.1GHz的雙頻整流電路,且電路能夠在-20d Bm至-5d Bm較低輸入功率范圍內(nèi)獲得20%~45%左右的整流效率。雙頻無線射頻能量收集系統(tǒng)整體在室外環(huán)境中聯(lián)合測試時(shí),在電路負(fù)載電阻上能夠獲得約250~350m V的直流電壓。2.在上述雙頻能量收集系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上,設(shè)計(jì)了一款三頻段的射頻能量收集系統(tǒng)。接收天線部分選擇了能夠更好地接收各種極化來波的寬帶圓極化天線。天線的實(shí)測工作帶寬以及3d B軸比帶寬基本均可覆蓋1.6GHz-2.45GHz,其中包括了GSM1800/1900、UMTS2100以及2.4GHz的WLAN頻段;天線實(shí)測增益約為3d Bi。整流電路部分也在上一章整流電路的基礎(chǔ)上通過并聯(lián)支路的方式增加了2.4GHz的頻段,使電路能夠整流GSM1800、UMTS2100和WLAN2.4GHz三個(gè)頻段的射頻能量,且整流電路實(shí)測可以在低輸入功率下(-5d Bm左右)達(dá)到40%左右的整流效率。三頻無線射頻能量收集系統(tǒng)整體在室外環(huán)境中實(shí)際聯(lián)合測試時(shí),負(fù)載電阻上能夠獲得約200~400m V的直流電壓。通過上述的研究,豐富了射頻能量收集技術(shù)的研究與設(shè)計(jì)方法,為其未來在工程上的應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。
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第一章 緒論的接收天線的類型五花八門，各具特色。我們將對同分別進(jìn)行研究和總結(jié)。由于主要運(yùn)用視距范圍的微波輸能，所以天線的極要是采用半波振子等形式。如圖 1-1 所示為 1998 子整流天線，，該結(jié)構(gòu)直接采用共面帶狀線（Copla接收天線，并且在共面帶線上加縫隙以達(dá)到低通濾二極管、濾波電容以及負(fù)載電阻組成整流電路。

一款2.45GHz的偶極子整流天線
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN92

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 高艷艷;楊雪霞;周建永;;一種小型化的高效率微波整流電路分析與設(shè)計(jì)[J];上海大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2011年01期

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1 李奧博;無線能量傳輸系統(tǒng)中整流技術(shù)研究[D];上海交通大學(xué);2012年

本文編號：2650797