2.45/5.8GHz射频能量收集器设计
发布时间：2021-08-28 06:28
本文设计了一种工作在2.45GHz和5.8GHz双频段的射频能量收集器,该射频能量收集器主要由接收天线、匹配网络和整流电路构成。接收天线主要用于接收来自射频能量发射器的信号或者捕获周围环境中的射频能量,从而为整流电路提供输入功率;匹配网络的作用是使整流电路和接收天线之间达到共轭匹配,使接收天线收集到的能量能被整流电路充分利用,实现最大整流效率;整流电路的功能是通过肖特基二极管将接收到的射频信号整流成直流信号为负载供能。本文主要从以下几个方面具体展开对射频能量收集器的设计工作。1.了解和分析国内外射频能量收集技术的研究现状以及当下需要解决的技术难题和发展新方向。基于射频能量收集系统的构成和工作原理,探讨了接收天线的设计方法。通过对比分析常见的几种整流电路,选择合适的整流电路结构。2.利用天线的曲流技术引入倒L型和Hilbert曲线结构,提出了一种中心频率为2.45GHz和5.8GHz的小型化双频单极子微带天线。天线采用FR4材质,其尺寸为18.9mm×15.4mm×1.6mm。仿真结果表明:天线在两个中心频点的带宽(S11≤-10dB)分别为50MHz（2430
【文章来源】：江苏科技大学江苏省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.3 本文主要工作及创新
1.4 本文主要研究内容和结构
第2章 射频能量收集技术
2.1 射频能量收集系统
2.2 接收天线
2.2.1 天线基本参数
2.2.2 天线性能研究
2.2.3 天线接收理论
2.3 整流电路
2.3.1 整流电路模型
2.3.2 整流电路结构
2.3.3 整流效率
2.4 匹配网络
2.5 电源管理和能量存储
2.6 本章小结
第3章 双频单极子接收天线设计
3.1 接收天线设计思路
3.2 接收天线结构与原理
3.3 接收天线优化与分析
3.3.1 电路参数分析
3.3.2 仿真结果分析
3.4 改进型双频单极子天线
3.5 本章小结
第4章 整流电路设计
4.1 整流电路设计方法
4.2 直通滤波器设计
4.3 整流二极管
4.3.1 整流二极管特性分析
4.3.2 整流结构选择
4.3.3 整流二极管选型
4.4 倍压整流电路设计与分析
4.4.1 电容对电路性能的影响
4.4.2 负载对电路性能的影响
4.4.3 整流电路阶数选择
4.5 双频整流电路设计
4.6 双频整流电路仿真
4.7 本章小结
第5章 射频能量收集器测试
5.1 实物制作流程
5.2 接收天线的测量
5.3 整流电路的测量
5.4 本章总结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]射频能量收集的小型化双频整流天线设计[J]. 周晓萌,郭松涛. 重庆大学学报. 2018(11)
[2]一种新型多频段共形微带天线的研究与设计[J]. 税明月,姜兆能,李晓阳,梁庆,卢笑池,刘凡. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2018(06)
[3]一种降压型直流开关稳压电源的设计[J]. 胡克用,章真亮,倪莉莉,张慧熙,叶霞,陈仙明. 微型机与应用. 2017(21)
[4]一种基于开口谐振环的高增益宽带双极化天线设计[J]. 任宇辉,丁君,郭陈江. 电子与信息学报. 2017(11)
[5]共面耦合馈电小型化E-E形及半E-E形宽带微带天线[J]. 杨放,卫铭斐,周军妮,王纯,王民. 电信科学. 2017(07)
[6]整流天线研究进展及设计方法概述[J]. 杨雪霞. 南京信息工程大学学报(自然科学版). 2017(01)
[7]GaAs平面掺杂势垒二极管[J]. 张宇,车相辉,于浩,宁吉丰,杨中月,杨实,陈宏泰. 半导体技术. 2017(01)
[8]一种新型低功率双频微波整流电路[J]. 张煦,王志红,张海力,李乐,林金俊. 微波学报. 2016(03)
[9]EBG结构宽频带双极化基站天线的设计[J]. 朱剑青,薛锋章,任超. 重庆邮电大学学报(自然科学版). 2016(03)
[10]一种六边形缝隙宽带微波天线设计[J]. 谭菲菲,黄何平,刘长军. 太赫兹科学与电子信息学报. 2016(02)
博士论文
[1]小型化可植入柔性射频天线研究[D]. 邱义杰.电子科技大学 2015
硕士论文
[1]ISM频段双频无线传能电路研究[D]. 吴芳.中国科学技术大学 2018
[2]应用于射频能量收集的双频段圆极化整流天线设计[D]. 黄小明.天津工业大学 2018
[3]应用于射频能量收集系统的整流天线研究与设计[D]. 龚见国.重庆邮电大学 2017
[4]射频能量收集技术及其应用研究[D]. 王惠中.北京邮电大学 2017
[5]双频微波整流电路研究[D]. 张煦.电子科技大学 2016
[6]915MHz超高频无线能量获取电路的设计[D]. 吕峰.贵州师范大学 2016
[7]射频微能量采集系统的设计与实现[D]. 赵强.电子科技大学 2016
[8]低功率射频能量采集系统的研制[D]. 张昊.南京邮电大学 2015
[9]Ku波段低旁瓣微带反射阵天线研究[D]. 王策.电子科技大学 2015
[10]具有谐波抑制功能的整流天线系统研制[D]. 陈彬.南京邮电大学 2014
本文编号：3367993
【文章来源】：江苏科技大学江苏省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.3 本文主要工作及创新
1.4 本文主要研究内容和结构
第2章 射频能量收集技术
2.1 射频能量收集系统
2.2 接收天线
2.2.1 天线基本参数
2.2.2 天线性能研究
2.2.3 天线接收理论
2.3 整流电路
2.3.1 整流电路模型
2.3.2 整流电路结构
2.3.3 整流效率
2.4 匹配网络
2.5 电源管理和能量存储
2.6 本章小结
第3章 双频单极子接收天线设计
3.1 接收天线设计思路
3.2 接收天线结构与原理
3.3 接收天线优化与分析
3.3.1 电路参数分析
3.3.2 仿真结果分析
3.4 改进型双频单极子天线
3.5 本章小结
第4章 整流电路设计
4.1 整流电路设计方法
4.2 直通滤波器设计
4.3 整流二极管
4.3.1 整流二极管特性分析
4.3.2 整流结构选择
4.3.3 整流二极管选型
4.4 倍压整流电路设计与分析
4.4.1 电容对电路性能的影响
4.4.2 负载对电路性能的影响
4.4.3 整流电路阶数选择
4.5 双频整流电路设计
4.6 双频整流电路仿真
4.7 本章小结
第5章 射频能量收集器测试
5.1 实物制作流程
5.2 接收天线的测量
5.3 整流电路的测量
5.4 本章总结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]射频能量收集的小型化双频整流天线设计[J]. 周晓萌,郭松涛. 重庆大学学报. 2018(11)
[2]一种新型多频段共形微带天线的研究与设计[J]. 税明月,姜兆能,李晓阳,梁庆,卢笑池,刘凡. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2018(06)
[3]一种降压型直流开关稳压电源的设计[J]. 胡克用,章真亮,倪莉莉,张慧熙,叶霞,陈仙明. 微型机与应用. 2017(21)
[4]一种基于开口谐振环的高增益宽带双极化天线设计[J]. 任宇辉,丁君,郭陈江. 电子与信息学报. 2017(11)
[5]共面耦合馈电小型化E-E形及半E-E形宽带微带天线[J]. 杨放,卫铭斐,周军妮,王纯,王民. 电信科学. 2017(07)
[6]整流天线研究进展及设计方法概述[J]. 杨雪霞. 南京信息工程大学学报(自然科学版). 2017(01)
[7]GaAs平面掺杂势垒二极管[J]. 张宇,车相辉,于浩,宁吉丰,杨中月,杨实,陈宏泰. 半导体技术. 2017(01)
[8]一种新型低功率双频微波整流电路[J]. 张煦,王志红,张海力,李乐,林金俊. 微波学报. 2016(03)
[9]EBG结构宽频带双极化基站天线的设计[J]. 朱剑青,薛锋章,任超. 重庆邮电大学学报(自然科学版). 2016(03)
[10]一种六边形缝隙宽带微波天线设计[J]. 谭菲菲,黄何平,刘长军. 太赫兹科学与电子信息学报. 2016(02)
博士论文
[1]小型化可植入柔性射频天线研究[D]. 邱义杰.电子科技大学 2015
硕士论文
[1]ISM频段双频无线传能电路研究[D]. 吴芳.中国科学技术大学 2018
[2]应用于射频能量收集的双频段圆极化整流天线设计[D]. 黄小明.天津工业大学 2018
[3]应用于射频能量收集系统的整流天线研究与设计[D]. 龚见国.重庆邮电大学 2017
[4]射频能量收集技术及其应用研究[D]. 王惠中.北京邮电大学 2017
[5]双频微波整流电路研究[D]. 张煦.电子科技大学 2016
[6]915MHz超高频无线能量获取电路的设计[D]. 吕峰.贵州师范大学 2016
[7]射频微能量采集系统的设计与实现[D]. 赵强.电子科技大学 2016
[8]低功率射频能量采集系统的研制[D]. 张昊.南京邮电大学 2015
[9]Ku波段低旁瓣微带反射阵天线研究[D]. 王策.电子科技大学 2015
[10]具有谐波抑制功能的整流天线系统研制[D]. 陈彬.南京邮电大学 2014
本文编号：3367993
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