面向無線傳感器節(jié)點的微波整流技術研究.pdf

1、移動互聯(lián)網和物聯(lián)網的蓬勃發(fā)展,為無線通信產業(yè)提供了巨大機遇,尤其是以無線傳感器網絡為代表的短距離通信,在軍事國防、環(huán)境科學、醫(yī)療健康、搶險救災等領域有著廣泛的應用前景，而且已經延伸到空間探索領域，用于空間目標探測與識別、空間的環(huán)境檢測等。但傳感器節(jié)點的能量來源主要來自電池，這時安置在復雜環(huán)境中的傳感器節(jié)點往往會受到能量的限制,當電池能量耗竭時,傳感器節(jié)點的壽命也隨之終結。微波能量收集技術作為一種可持續(xù)、環(huán)保的供電方式是解決此類無線網絡能

2、量續(xù)航的可實施方案，同時也避免了因線纜在移動或纏繞時有磨損而造成短路的風險。
　　針對以上問題，本文提出了一種針對無線傳感器節(jié)點的微波能量接收方案,對整流電路和DC-DC電路進行了分析和研究。由于無線傳感器節(jié)點所處環(huán)境能量密度低，所以要求整流電路能在低輸入功率情況下可以工作；針對整流電路輸出電壓較低，整流器輸出阻抗與負載不匹配造成電能存儲效率較低的問題，設計出一個自動匹配升壓電路。
　　本文設計了一種基礎結構的整流電路，在設

3、計過程中，對不同型號的二極管特性、負載和電容對整流效率的影響進行了仿真分析，通過實物測量，該整流電路可以在低功率水平下進行能量轉換，在輸入15dBm的功率時，整流效率達到50.4％；本文設計了一個“智能”微控制器的電源管理系統(tǒng)，可以在線進行效率優(yōu)化與最大功率點跟蹤（MPPT），提高了能量傳輸效率，最后測試得出升壓電路的效率大于60％。
　　最后，本文使用普通平板陣列天線作為接收天線，對微波能量收集系統(tǒng)進行了測試。在前端發(fā)射機發(fā)出2