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，無線通信技術(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線通訊設(shè)備和無線傳感網(wǎng)絡(luò)可以通過收集環(huán)境中的射頻能量來為自身供電，從而逐漸擺脫對電池的依賴。盡管國內(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)來嘗試性地對這些

2、問題進(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。
　　針對共面波導(dǎo)型天線軸比帶寬相對較低的問題，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，通過采用在天線參考地面開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ADS仿真