基于共面波導(dǎo)天線的射頻能量收集器設(shè)計(jì).pdf

1、近年來(lái)，無(wú)線通信技術(shù)和微電子技術(shù)得到了迅猛發(fā)展，使得微型或便攜式無(wú)線通訊設(shè)備和無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)可以通過(guò)收集環(huán)境中的射頻能量來(lái)為自身供電，從而逐漸擺脫對(duì)電池的依賴(lài)。盡管?chē)?guó)內(nèi)外的學(xué)者在電磁能量收集技術(shù)方面已經(jīng)研究了很多年，但是該技術(shù)相對(duì)于其他能量收集技術(shù)（如振動(dòng)能量、熱能等）研究得還是不夠充分，還有一些問(wèn)題需要解決，如工作在ISM和WLAN頻段的電磁能量收集系統(tǒng)寬頻化、多級(jí)化設(shè)計(jì)問(wèn)題。本文設(shè)計(jì)了一種基于共面波導(dǎo)天線的整流天線系統(tǒng)來(lái)嘗試性地對(duì)這些

2、問(wèn)題進(jìn)行研究改善。
　　為了實(shí)現(xiàn)電磁能量收集系統(tǒng)的寬頻化，首先設(shè)計(jì)了一款工作在0.915GHz的共面波導(dǎo)型單極子天線;然后設(shè)計(jì)了一款采用三叉戟饋電的共面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)單極子寬帶天線，它的阻抗帶寬達(dá)到了111％(0.8-2.8GHz)，可有效覆蓋0.915GHz和2.4GHz的射頻信號(hào);與工作在同頻段的微帶天線相比，該天線的尺寸減少了近1/3。
　　針對(duì)共面波導(dǎo)型天線軸比帶寬相對(duì)較低的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一款基于共面波導(dǎo)變形結(jié)構(gòu)的寬頻帶圓極

3、化天線，通過(guò)采用在天線參考地面開(kāi)相互垂直的矩形槽和拼接相互垂直的枝節(jié)的方法，使該天線的軸比帶寬達(dá)到了47.6％(1.6-2.6GHz)，同時(shí)天線的阻抗帶寬為35.3％(1.75-2.5GHz)，有效覆蓋了GSM(1800)、3G(1.8/1.9/2.1GHz)和WLAN(2.4-2.45GHz)通信頻段。
　　最后設(shè)計(jì)了一階倍壓整流電路，采用雙枝節(jié)變形結(jié)構(gòu)進(jìn)行阻抗匹配使其工作在0.915GHz和2.4GHz雙頻段處。經(jīng)過(guò)ADS仿真