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)備將是便攜式和無線的,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)中天線端起著重要的作用,天線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)的天線端反射板,用于提升天線的接收靈敏度。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)... 

【文章來源】： 金春陽 安徽大學(xué)

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

城市環(huán)境射頻能量測量圖

第一章緒論2系統(tǒng)中，作為最前端的接收天線的性能將起到?jīng)Q定性作用，天線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，天線通過加載金屬反射板和腔體等結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)天線增益的提高。根據(jù)鏡像原理可以知道天線與反射板的距離需要保持在1/4個(gè)工作波長，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（左）和方形貼片天線（右）同年，英國利物浦大學(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)用來抑制天線的諧波，通過調(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，使天線在高頻處阻抗失配，實(shí)現(xiàn)諧波的抑制。該整流天線陣列在寬帶范圍（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結(jié)構(gòu)和測量結(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[44]。天線的結(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形單極子天線通過在地板上設(shè)計(jì)帶有寄生的倒F單元技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)900MHz和1800MHz天線的設(shè)計(jì)[45]。天線采用兩個(gè)彎折線來實(shí)現(xiàn)小型化[46]。但是對(duì)于整個(gè)頻段來講，天線的增益非常低，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]無線傳感網(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)在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的研究與設(shè)計(jì)[J]. 柴韜.  無線互聯(lián)科技. 2017(08)



本文編號(hào)：2943108