无线传感器网络节点的能量补充技术的研究
无线传感器网络技术的诞生带来了现代信息技术的又一次革命，极大地改变了人们社会生产、生活的方式。但是无线传感器网络节点的能量补充问题成为制约其发展的障碍。所以如何利用自然界中的能量为无线传感器节点补充能量成为人们研究的重点。 本文的研究方向是利用空间电磁波的能量为无线传感器网络节点补充能量。具体的实现方法是设计宽带、高增益的天线来接收电磁波，将电磁能转化成电能。文章从国际规定的频段范围和减小天线的尺寸出发，围绕超高频（UHF）和2.45GHz这两个频段，分别针对技术成熟、应用广泛且尺寸较小的偶极子天线和微带天线这两类天线进行设计。主要工作有： 文章研究了偶极子天线的辐射原理和偶极子天线的参数特性，介绍典型偶极子天线，弯折偶极子天线特点并分析其性能。针对课题的需要，设计了一款超宽带高增益的偶极子天线，并使用高频三维仿真软件HFSS进行仿真。仿真结果显示其相对带宽达到了111％，最大增益为4.2dB。在最佳接收状态下，假设偶极子天线处的来波功率密度为1mW/m2，偶极子天线传输给负载的功率为30.0955μW。 文章还研究了微带天线的性质，包括天线结构、馈电结构、辐射场的性质及天线的特性参数。研究微带天线的小型化和宽带宽技术。设计了一款典型的微带天线，根据仿真报告对天线的性能做出讨论，在此基础上分析不同介质基片对天线性能的影响。最后根据前文分析结果，设计了一款宽带宽高增益微带天线，并使用HFSS进行了仿真。由仿真结果来看该天线相对带宽达到了32.12%，最大增益为9.5dB，且在频带范围内增益大于8dB。在最佳接收状态下，假设微带天线处的来波功率密度为1mW/m2，微带天线传输给负载的功率为11.26μW。
无线传感器网络;能量补充;偶极子天线;辐射原理
河北工业大学
硕士
物理电子学
徐晓辉
2013
中文
TP212
76
2015-07-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）