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1)宽频化是电磁能量收集系统的主要发展方向,但目前在宽带匹配网络以及宽带整流电路的设计方面,尚存在较大的难度,缺乏统一有效的设计方法和完整的理论分析,从而影响了整个系统的宽频响应。
2)天线的尺寸是制约应用的关键因素,但天线的小型化往往会带来增益和带宽的下降,从而使可收集的电磁功率下降。尽管超材料的应用可以有效减小收集系统的体积,但仍需克服窄带宽的缺点。
3)由于入射的电磁波随时间和环境的波动性强,且负载条件往往也会发生改变,要提高应用的可靠性研究,就必须引入功率管理电路。但在周围射频功率密度较低时,功率管理电路会由于功率不足而失效,不具有可行性。
4)目前绝大多数的研究工作主要针对某些已知的射频发射源或由信号发生器产生的特定发射源,而周围分布式的电磁能量功率密度低、频率范围广、波动性强等特点并未得到充分的研究,也造成了研究工作难以转化为实际应用。
尽管电磁能量收集技术尚不成熟,但不受时间和空间限制的电磁波以及无线应用的急剧增长,都使得电磁能量收集有着很大的发展潜能和应用前景。
电磁能量收集在今后的发展趋势主要体现在:
1)研究有效的宽带匹配网络和整流电路,提高整个系统的宽带性能。
2)进一步研究整流器件和低功耗的电子电路,提高整个系统的功率灵敏度,进而提高系统的应用范围。
3)开展天线的小型化和集成化研究,推动电磁能量收集系统在移动便携式设备上的应用。
4)充分利用超材料在体积和收集效率方面的优势,通过超材料的宽频化设计及电磁“黑洞”的概念,有望对现有的技术水平取得突破。
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