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电磁能量收集技术现状及发展趋势

2015-07-28 07:01来源:电气技术关键词:传感器电磁能量整流器收藏点赞

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微带贴片天线被广泛使用,是因其剖面薄、重量轻和体积小,可用印刷电路技术批量生产,加工简便,造价低,以及便于实现多样化的极化和工作频带等特性。但与此同时,微带天线本身具有窄带特性,不适用于宽频带能量收集。目前已有多种途径,如可采用增加基片厚度,降低介质介电常数等途径来展宽微带天线的频带。

除了微带贴片天线外,其他类型天线如棒状天线(rod antenna)、单极子天线、偶极子天线、环形天线、等角螺旋天线、对数周期天线等也在电磁能量收集系统中得到了应用。为了提高接收天线收集电磁波的能力,许多针对接收天线的研究工作主要集中在宽频带、多极化、小型化以及阵列化等主要研究方向上。

3.2.1 宽频化

由于周围环境中分布着不同频带的电磁波,实现电磁能量收集的宽频化是提高收集功率的有效方法。宽频能量收集系统有两种实现方式,如图5所示。

系统1每个天线单元工作在单一频率,可以独立设计匹配网络和整流电路,但会增加系统尺寸和复杂度[58]。系统2使用宽频天线代替多个天线单元组合,降低了系统的复杂度,减小了尺寸,便于应用,但同时也给后级的阻抗匹配和整流电路的设计增加了难度。

在电磁能量收集系统中使用的宽频化天线有分频段的双频天线、多频天线,也有在一个频带范围内的宽频天线。

电磁能量收集系统中常用的宽频天线是平面等角螺旋天线,示意图见图6a。由于平面等角螺旋天线具有自互补结构,即金属部分和空隙部分形状相同,理论上,其输入阻抗不随频率变化,因而具有宽频特性。另外,设计了基于平面单极子天线(图6b)的宽带电磁能量收集系统,频率覆盖900 MHz-3 GHz。其他类型的宽频天线还有宽频差分天线和十字形偶极子天线[14]等。

原标题:电磁能量收集技术现状及发展趋势
投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

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