微波输能应用中整流天线阵列接收效率的研究

整流天线阵列是微波无线能量传输系统的重要组成部分,其接收和转换效率关系到能量无线传输的成败。在5.8 GHz频段采用矩形、圆形和三角形3种微带贴片单元,分别以发射天线阵列最大口径效率和接收天线阵列最高接收效率为目标进行优化,仿真计算了各天线阵列对空间电磁来波的接收效率。结果表明,天线单元形状会影响整流天线阵列的接收效率,相对于按发射天线阵列最大口径效率设计,以最高接收效率优化排布的整流天线阵列,对空间电磁来波的接收效果较好。     

一种用于无线输能的2.45 GHz微带贴片整流天线

为了提高大信号输入下整流天线的整流效率,利用Ansoft Designer仿真软件,设计制作了一种工作在2.45 GHz的微带整流天线,接收天线采用二元串联微带矩形贴片阵列,单元贴片之间引入两个短枝节以调节方向图指向;整流电路采用二极管串联双管倍压电路。实验结果与仿真结果二者吻合良好,实测得到输入功率为100 mW时,微波-直流转换效率达到64%,同单管并联电路相比,大大提高了整流电路的输入功率,使整流天线的实际转换效率更高。     

宽带圆极化整流天线的研究与设计

针对空间微弱射频能量收集,提出了一种宽带圆极化整流天线,其主要由射频能量接收天线和多频整流电路构成.为了获得宽频带特性,接收天线的辐射贴片采用对数周期交叉偶极子.同时,两对交叉偶极子均由环形的90°相位延迟线连接,且相互正交,从而实现天线的圆极化特性.多频整流电路由两个单阶电压倍压整流电路并联而成,为了提高整流电路的性能和效率,引入了具有两个枝节的新型阻抗匹配电路.仿真结果表明:接收天线的阻抗带宽和3 dB轴比带宽分别为1 100 MHz和350 MHz;多频整流电路的功率灵敏度达到-35 dBm,最大RF-DC整体转换效率可达76.5%.在辐射强度为6.02 μT,负载电阻为700 Ω时,测得整流天线负载端的输出电压约为139 mV,因此该整流天线适用于低功率射频能量收集应用.     

无线传感器网络中的整流天线技术研究进展

本文介绍了适用于无线传感器网络的、能进行无线输能的整流天线和能进行无线定位的时间反演算法.适用于无线传感器网络的整流天线要求紧凑的天线结构,高效的微波能量到直流电量的转换效率以及较高的入射波频率.利用时间反演算法的时-空聚焦特性,可解决无线传感器网络中节点无线定位问题,以提高整流天线的效率.     

一种新型圆极化可重构天线

本文利用最大功率传输效率法(MMPTE),通过4个相同左旋圆极化贴片单元作为子阵来实现阵列天线圆极化可重构.通过在被设计阵列(作为发射阵列)远场区引入极化控制接收天线,可以将整个收发系统看作一个无线功率传输系统,这样就可以把阵列天线的设计问题转换为一个天线之间的传输效率最优化的问题.通过调节接收天线的极化方式和接收位置...     

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。     

环境电磁能量收集Vivaldi多频整流天线

提出了一种收集环境电磁能量的Vivaldi多频整流天线。接收天线为新型高增益对趾Vivaldi宽带天线,通过在两个金属臂外侧刻蚀两列不等长的锥形槽来延长其表面电流路径,从而改善低频辐射模式,天线在2～4.5 GHz低频带内增益提高了1～4.2 dBi。天线在1.16～6 GHz宽带内S₁₁参数小于-10 dB,在该频段内设计三频整流电路,其Π型和T型两级阻抗匹配网络用于接收天线和整流二极管输入阻抗的匹配。将接收天线和整流电路集成,实验结果表明：当接收功率为2 dBm时,整流天线在2.06,3.43,5.25 GHz三频点处的最大转换效率分别为44.2%,42.8%,39.7%。该多频整流天线可用于物联网中的低功耗电子设备供电。     

一种新颖的5.8GHz圆极化接收整流天线

提出了一种新颖的用于微波能量传输的圆极化接收整流天线。截角矩形微带天线作为接收天线,在工作频率为5.8GHz时得到的轴比为1.2dB,使用肖特基势垒二极管作为整流部分。通过测量接收整流天线的能量转换效率,证明发射天线和接收整流天线之间的极化未对准对于输出功率和能量转换效率的影响都很小,所以这种接收整流天线非常适用于移动物体间的微波能量传输。     

家用小功率电器的微波无线供电研究

智能家居热度不减,而家用电器的无线供电也是人们研究的热点.微波无线能量传输具有定向性好、传输距离远的特点,在无线输电领域具有广泛的研究前景.通过仿真计算确定印制偶极子天线的基本参数,完成了偶极子天线的设计和制作.以印制偶极子天线为微波的接收天线,结合椭圆滤波器和整流二极管等制作的整流电路,完成了2.45 GHz频率下的微波输电实验.实验获得了72.7％的RF-DC整流效率及197 mW的直流能量,为家用电器的无线供电提供了一种可供探索的方式.     

基于可重构天线的能量收集器特性研究

基于频率可重构原理设计的五频段天线,通过调节寄生单元和馈电线的长度来改变天线的局部结构,从而获得不同的工作频段。该天线可在470~770MHz,800~930MHz,934~960MHz,1 854~1892MHz,2 407~2 509MHz五种频段之间实现可重构,覆盖了无线通信系统工作频段,各个状态具有较好的特性。在此基础上,搭建的能量收集器可以对接收到的信号能量进行收集,环境能量收集器系统包括可重构天线、匹配网络和整流升压。通过仿真软件ADS和HFSS对收集器各部分优化、仿真,仿真结果显示各部分性能良好,该收集器的灵敏度较高。最后经过实测,佐证了收集器的整体效率较高,最大收集效率可达58...