小型化宽带射频能量收集系统的设计
随着科学技术的快速发展，人类逐渐进入了物联网时代。通过网络将人与人、人与物、物与物紧密相连，届时将实现万物相连并且实时进行信息交换，这将极大地方便人们的日常生活。然而，有一个难题摆在人们的面前，那就是如何给众多传感器供电！射频能量收集技术很好地解决了这一难题。随着无线通讯技术的迅猛发展，基站、无线通讯终端设备随处可见，这使得环境中的电磁波能量密度大大提高，同时随着半导体技术的发展，电子器件逐渐实现了小型化、低功耗，这使得收集环境中的电磁波能量为电子器件供电成为可能。这不仅解决了电子设备的供电问题，同时也节省了能源。 本文设计了一款小型化宽带射频能量收集系统。通过对实数频率参数法进行研究，完成LC匹配电路的设计，并将LC匹配电路转换成微带匹配电路。在匹配器地板上引入缺陷地结构，大大减小了匹配电路的体积，实现了系统的小型化。对系统的收集天线进行设计，完成了1.6-2.6GHz频段宽带偶极子天线的设计与加工。本论文实现了宽带环境射频能量收集系统的设计、实物制作、焊接、与测试，对测试结果分析、总结。达到了预期的设计目标，实现了在1.62-2.52GHz（覆盖GSM-1800/4G、3G/UMTS-2100、WLAN等频段）的宽频带上对环境射频能量进行收集。本文工作主要分为以下几个部分： （1）对环境射频能量收集技术的发展背景、研究意义进行了详细的分析与总结，并对国内外发展现状进行了系统论述，介绍了今后的发展趋势以及应用环境。 （2）对系统的整体结构、组成部分、各部分的功能以及各部分之间的相互联系进行了详细的介绍。针对本文设计要求和工作特点决定了电路的工作指标、各个部分的组成结构，同时完成整流器件的选取。 （3）应用实数频率参数算法完成了LC匹配电路的设计，并将其转换为微带结构的匹配电路。同时对缺陷地结构的特性进行学习与研究，并且在匹配电路中引入缺陷地结构成功实现了小型化。 （4）对所设计的各模块进行实物加工和焊接，对各部分分别进行测试，对测量结果进行总结与分析。完成了对系统实验平台的搭建，对所设计射频能量收集系统整体的工作性能进行测试。实测结果与设计目标基本吻合。
射频能量收集系统;电路设计;实数频率参数法;偶极子天线
安徽大学
硕士
电磁场与微波技术
李民权
2020
中文
TN86
2020-08-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）