發(fā)布時(shí)間：2020-12-28 04:16

　　隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展,智能機(jī)器等設(shè)備可以連接到互聯(lián)網(wǎng),成為信息網(wǎng)絡(luò)的一部分。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將會(huì)改變我們監(jiān)測(cè)健康、環(huán)境和基礎(chǔ)設(shè)施的方式,提高設(shè)備的運(yùn)行效率、性能和服務(wù)質(zhì)量。在許多情況下,這些設(shè)備將是便攜式和無(wú)線(xiàn)的,需要用電池進(jìn)行供電,但是目前電池裝置的使用壽命是有限的,需要進(jìn)行定期更換。伴隨著物聯(lián)網(wǎng)的擴(kuò)展以及對(duì)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備更長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的需求增加,需要更換的電池裝置的數(shù)量將會(huì)變得巨大,這將會(huì)產(chǎn)生較大的代價(jià)。為了解決這一挑戰(zhàn),同時(shí)克服傳統(tǒng)的風(fēng)能、太陽(yáng)能等能量收集的方式受時(shí)間、空間、天氣等因素的限制,射頻能量收集的解決方案得到廣泛的研究。在射頻能量收集系統(tǒng)中天線(xiàn)端起著重要的作用,天線(xiàn)的靈敏度及接收范圍對(duì)系統(tǒng)的工作效率產(chǎn)生重要的影響。本文引入雙層緊湊型人工磁導(dǎo)體（Artificial Magnetic Conductor,AMC）結(jié)構(gòu)作為射頻能量收集系統(tǒng)的天線(xiàn)端反射板,用于提升天線(xiàn)的接收靈敏度。為了能夠使接收系統(tǒng)收集到環(huán)境中的射頻能量,設(shè)計(jì)了一款寬帶低功率整流電路,實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境射頻能量的接收。論文的工作主要包含以下幾個(gè)部分:（1）根據(jù)人工磁導(dǎo)體（AMC）結(jié)構(gòu)的基本理論,對(duì)單層和雙層AMC結(jié)構(gòu)特性進(jìn)... 

【文章來(lái)源】： 金春陽(yáng) 安徽大學(xué)

【文章頁(yè)數(shù)】：73 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

城市環(huán)境射頻能量測(cè)量圖

第一章緒論2系統(tǒng)中，作為最前端的接收天線(xiàn)的性能將起到?jīng)Q定性作用，天線(xiàn)收集到的能量多少將決定系統(tǒng)的最大輸出能力[31]。為了使射頻能量收集系統(tǒng)能夠盡可能多的接收射頻能量，天線(xiàn)需要具有寬頻帶、高增益、圓極化以及良好的方向性特性。在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，天線(xiàn)通過(guò)加載金屬反射板和腔體等結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)天線(xiàn)增益的提高。根據(jù)鏡像原理可以知道天線(xiàn)與反射板的距離需要保持在1/4個(gè)工作波長(zhǎng)，這在較低頻段的應(yīng)用會(huì)產(chǎn)生較大的體積限制，因此傳統(tǒng)的加載反射板的方式在低功率環(huán)境射頻能量收集系統(tǒng)的天線(xiàn)應(yīng)用上存在局限性[32]。人工磁導(dǎo)體結(jié)構(gòu)由于其具有類(lèi)似理想磁導(dǎo)體（PMC）的特性，具有同相反射的特性，可以突破使用平臺(tái)邊界條件的約束[33]。因此可以用于低功率射頻能量收集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)接收天線(xiàn)的小型化高增益，提高系統(tǒng)的工作性能。（a）（b）（c）圖1.1城市環(huán)境射頻能量測(cè)量圖圖1.2射頻能量收集系統(tǒng)框圖

第一章緒論4圖1.3圓形單極子天線(xiàn)（左）和方形貼片天線(xiàn)（右）同年，英國(guó)利物浦大學(xué)的ChaoyunSong和YiHuang等人設(shè)計(jì)了一種陣列結(jié)構(gòu)的射頻能量收集系統(tǒng)[42]。利用交叉偶極子天線(xiàn)所具有的平面雙極化的特性適用于任意極化的輸入信號(hào)接收。在之前的設(shè)計(jì)中使用了低通濾波器來(lái)抑制整流電路產(chǎn)生的高次諧波[43]。而在該設(shè)計(jì)中，一個(gè)花瓣形縫隙結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)用來(lái)抑制天線(xiàn)的諧波，通過(guò)調(diào)節(jié)花瓣形縫隙的尺寸，控制電流的路徑，使得二次諧波的阻抗得到改變，使天線(xiàn)在高頻處阻抗失配，實(shí)現(xiàn)諧波的抑制。該整流天線(xiàn)陣列在寬帶范圍（1.8-2.5GHz）內(nèi)實(shí)現(xiàn)高達(dá)20%到70%的整流效率。圖1.4提出的諧波抑制天線(xiàn)結(jié)構(gòu)和測(cè)量結(jié)果2016年，越南河內(nèi)大學(xué)的Dinh-KhanhHo和InesKharrat等人，設(shè)計(jì)了一款工作在900MHz和1800MHz的雙頻環(huán)境射頻能量整流天線(xiàn)[44]。天線(xiàn)的結(jié)構(gòu)如下圖1.5所示，介質(zhì)基板選用0.83mm厚的Rogers4003，整體尺寸為46*30*0.83mm3，該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思想源自印刷倒L形單極子天線(xiàn)通過(guò)在地板上設(shè)計(jì)帶有寄生的倒F單元技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)900MHz和1800MHz天線(xiàn)的設(shè)計(jì)[45]。天線(xiàn)采用兩個(gè)彎折線(xiàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)小型化[46]。但是對(duì)于整個(gè)頻段來(lái)講，天線(xiàn)的增益非常低，在GSM900MHz頻帶處甚至是負(fù)的。因此在GSM

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)能量收集策略的研究[J]. 張海.  物聯(lián)網(wǎng)技術(shù). 2019(12)
[2]低功耗技術(shù)在無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)中的研究與設(shè)計(jì)[J]. 柴韜.  無(wú)線(xiàn)互聯(lián)科技. 2017(08)



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