射频能量收集装置的研究进展

随着无线通信技术的发展,射频能量资源变得越来越丰富,这很可能使低功耗电子设备利用射频能量为自身供电。本文在分析了射频能量收集技术发展现状的基础之上,系统介绍了射频能量收集器的整体结构。基于整体结构的介绍,对关键部分,包括天线、RF-DC转换电路进展进行了总结;对关键问题,包括天线、灵敏度和转换效率进行了分析。最后阐述了射频能量装置的发展趋势。     

无线射频能量收集与存储系统设计

对空间中广泛覆盖的各类无线射频信号进行能量收集与存储利用,可为各类负载终端提供电力支持。因此,如何对无线射频能量进行有效收集及存储再利用成为一个研究热点问题。针对上述问题,文章设计实现了一套无线射频能量收集与存储系统,利用倍压检波电路将无线射频能量转换成可供负载使用的直流电,基于电源管理芯片BQ25504设计并实现了能量存储与管理电路。实验结果表明,本设计将倍压检波电路与能量管理电路相结合,可以为物联网低功耗设备进行持续稳定的供电,从而减少对传统电池的依赖,具有广泛的应用前景。     

基于射频能量收集的无线中继网络资源分配

针对现有射频能量收集网络资源分配研究局限于单个数据源场景,无法适配于多数据源网络的问题,提出了一种适用于多数据源场景的射频能量收集中继网络传输协议框架,在该框架内节点可作为源节点或中继节点传输自身数据或转发数据,并在其他节点的数据传输过程中完成射频能量收集.以协议框架为基础,分别以系统吞吐量及用户公平性为优化目标设计两种资源分配方案.仿真表明,两种方案可有效改善网络吞吐量及资源分配公平性.     

用于射频能量收集的整流天线设计

设计了一款具有陷波功能的天线,用来提高射频能量收集系统的能量采集效率.由于射频能量收集系统后端整流电路中二极管具有非线性效应,在整流过程中会产生高次谐波.产生的高次谐波会反向传输至天线并向外辐射,从而造成能量损耗,降低整个射频能量收集系统的效率.为了抑制高次谐波,通常可在整流二极管前加载带通滤波器.但滤波器的使用会增加...     

基于微波无线能量传输多径效应的多角度超表面能量收集器的研究

为了提高具有多径效应的无线功率传输中接收系统效率,提出并设计了一款工作在5.7～5.9 GHz频段的4×4小型化L槽能量收集超表面。该超表面与传统的整流天线相比,具有广入射角度和极化不敏感特性。研究分析了不同入射角下超表面的能量收集效率,仿真表明超表面在5.8 GHz、入射角为0°时具有99.3%的吸波效率,91.3%的收集效率。实验过程中入射角在0°～40°的范围内保持50%以上的收集效率。超表面阵列尺寸为8.64 cm×8.64 cm×0.762 cm。     

非线性能量收集下的鲁棒性波束赋形

在无线信息能量同步传输系统中,考虑实际电路实现中的非线性能量收集模型,提出了一种具有鲁棒性的波束赋形设计方案。为了提升系统用户间的公平性,对最小的用户信干噪比进行优化,并构建了一个非凸的优化问题。针对问题的非凸特性以及引入信道估计误差带来的限制条件,基于S过程对问题进行变形,并通过半定松弛技术对问题进行凸化,提出了一种基于二分法的迭代波束赋形算法。仿真结果表明,相比于非鲁棒性算法,所提的算法能够获得25%到50%的性能增益。因此,所提算法更加适用于实际系统中的非理想信道环境。仿真结果还表明所提算法相比于线性能量收集模型或迫零波束赋形等方法,能够取得更好的公平性能。      

无线传感器网络能量收集技术分析

对无线传感器网络节点的能量供应及其管理技术的现状进行了讨论。分析研究了无线传感器网络节点的能量收集原理、技术与方法,认为无线传感器网络节点能量管理应从节能与供能两方面去解决。对环境中存在的各种能源的收集原理与方法进行了分析,这些能源包括太阳能、风能、声能、振动、热电以及电磁场能等。最后提出了传感器节点应该采用尽可能多的方法从环境中吸取能量,以确保传感器节点能够长期、稳定、可靠地工作。     

无线传感器网络能量收集技术分析

对无线传感器网络节点的能量供应及其管理技术的现状进行了讨论。分析研究了无线传感器网络节点的能量收集原理、技术与方法,认为无线传感器网络节点能量管理应从节能与供能两方面去解决。对环境中存在的各种能源的收集原理与方法进行了分析,这些能源包括太阳能、风能、声能、振动、热电以及电磁场能等。最后提出了传感器节点应该采用尽可能多的方法从环境中吸取能量,以确保传感器节点能够长期、稳定、可靠地工作。     

无线传感器网络能量收集技术分析

对无线传感器网络节点的能量供应及其管理技术的现状进行了讨论.分析研究了无线传感器网络节点的能量收集原理、技术与方法,认为无线传感器网络节点能量管理应从节能与供能两方面去解决.对环境中存在的各种能源的收集原理与方法进行了分析,这些能源包括太阳能、风能、声能、振动、热电以及电磁场能等.最后提出了传感器节点应该采用尽可能多的方法从环境中吸取能量,以确保传感器节点能够长期、稳定、可靠地工作.     

无线能量收集式超高频物联网标签设计

设计了一种环境无线能量收集式超高频蜂窝物联网标签的系统架构,包括无线能量收集电路、环境温度感知电路、超高频RFID标签电路、嵌入式程序等软硬件,研制出无线能量收集式超高频蜂窝物联网标签,其兼容ISO/IEC 18000-6C超高频RFID空口标准协议,具有温度感知与射频识别功能.无线能量收集式超高频蜂窝物联网标签收集环...     

射频/微波能量收集系统的整流电路研究进展

射频/微波能量收集系统以可持续、环保等优点在无线传感器网络、可穿戴设备等领域具有广泛应用前景。对近年来射频/微波能量收集系统的整流电路的研究进展进行了概述。分析并讨论了整流电路的技术指标和电路结构,分别从器件研究和电路设计两个方面对整流电路的研究进展进行分析、归纳。从原理、性能提升等方面分析具有低的零偏压电阻值的自旋二极管应用于微瓦量级信号整流电路的潜力;从微弱信号整流、宽输入功率范围信号整流、高功率转换效率整流、阻抗去敏感化4个方面分析了整流电路设计的关键问题,归纳出有效的解决途径并对整流电路的发展趋势进行了展望。     

射频高压试验装置测量不确定度分析

阐述了射频高压的试验原理,确定了系统的测量不确定度的来源,并以中国电子科技集团公司第二十三研究所研制的RF-3500型射频高压试验装置为例,结合实际测试数据给出了具体的测量不确定度分析.     

环境电磁能量拾取动力学模型分析

大规模机器类通信是第5代移动通信的三大应用场景之一,也是下一代移动通信技术研究的重点。未来环境中的物联网节点将越来越多,以环境电磁能量拾取作为能量供给,可以更好地应对物端节点的能源供给问题。文中针对环境电磁能量拾取过程,分析了从环境电磁能量摄入、整流再到储能器件等获取直流能量值的影响,构建了环境电磁能量拾取动力学模型,分析了目标频率、整流电路、电容器件等因素对于环境能量拾取的影响,文中采用实际环境中电磁能量数据作为输入,进行了仿真与理论模型的对比分析,结果显示,理论模型能够为未来环境电磁取能具体应用设计提供技术支撑。     

美国军用射频连接器的发展

通过描述美国军用小型射频连接器,特别是射频频率远高于1 GHz下工作的军用射频连接器的发展情况.给出的军用射频连接器有基本互连连接器、非常用互连连接器和精密测量连接器.重点介绍了SMA,K,BNC,N,APC-7mm,SMB,SMC,W,V,3.5 mm,2.9 mm,1.85 mm和1.0 mm型射频连接器的发展.     

采用前端变压器的射频电磁波能量收集器设计

为了实现高灵敏度的电磁波能量收集,提出了一种采用前端变压器的射频电磁波能量收集器。该电路具有一个前端变压器和18级整流器,可使收集电路与一个标准的50天线相匹配,同时提供电压增益,从而减少了18级整流器的“死区”。设计的电路采用了标准130-nmCMOS工艺,面积为200 × 250 μm2。实验结果表明,提出的能量收集器电路能够与50Ω天线相匹配,且具有?25 dBm灵敏度。     

压电发电能量储存方法的初步研究

分析了压电陶瓷正压电效应的特点,探讨了将压电陶瓷通过正压电效应产生的电能,利用镍氢电池储存的可行性,进行了初步实验研究。研究发现,通过一个低频脉冲信号激振单晶片压电振子,使压电振子弯曲变形,压电振子发出的电量能使一个15 mAh的电池在2 h内充满电,80 mAh的电池在7 h内充满电。这种利用可充电电池为储存媒介的储能方法,适用于数据处理等微电子设备,对无源条件下微型电子设备自身供能的研究开辟了新的途径。     

射频MEMS技术在雷达中的应用现状与优势

射频MEMS技术为实现微型化、集成化及智能化,以及探索具有新原理和新功能的器件与系统提供了重要途径。概述了射频MEMS的主要优势和在雷达领域的主要应用方向,在此基础上重点介绍了国外基于射频MEMS技术的T/R组件设计、X波段相控阵天线演示验证系统及针对Ka波段低成本无源相控阵的探索情况,并给出了新一代MEMS高集成度电子扫描阵列研究项目的最新进展。