环境WiFi能量采集系统的匹配网络与整流电路设计

设计了一款针对WiFi信号的环境能量采集系统,工作频率范围从2.4 GHz到2.485 GHz.该系统采用了4倍压整流电路,并设计了从天线到整流电路的宽带匹配电路,提升了能量采集的效率.设计的宽带匹配电路在WiFi工作频率范围内,S_(11)均小于-10 dB.整流电路可将采集信号增加4倍,能有效提高RF-DC转换效率.测试结果表明,所设计的电路达到了设计要求,在-10 dBm的输入功率下,达到了40%的RF-DC转换效率,并使超级电容在30 min内采集到了257 mV的电压.

基于传输线的单支路电阻压缩网络

本文提出了一个基于传输线的单支路电阻压缩网络(SRCN).该SRCN由一段短路线和一段开路线组成,当开路线和短路线的总长度接近λ0/4时,可以减小整流器输入阻抗对输入功率变化的敏感性.在此基础上,设计了一个工作于2.45GHz的基于SRCN的整流器,并对整流器的射频-直流(RF-dc)转换效率进行了仿真.结果表明:在使用了SRCN结构后,由于整流器输入阻抗随输入功率的变化显著减小,整流器的转换效率在0~20dBm的输入功率范围内提高了8%~15%.本文所提出的SRCN将整流电路简化为单个支路,简化了电路结构,降低了成本.

无线能量传输的整流电路与天线一体化研究

整流电路是无线能量传输的关键器件之一。传统的整流电路与天线一体化设计是将整流电路的输入端口及接收天线的馈电口的阻抗分别匹配至50Ω再相连。以此方法设计的整流电路与天线一体化设计存在插入接口损耗和额外的匹配微带线的缺陷,间接导致射频-直流(RF-DC)的转换效率偏低。因此,本文设计了一款整流电路的输入端口及接收天线的馈电口实现共轭匹配的整流电路与天线一体化设计,其工作频率为3.5GHz,在输入功率为6dBm情况下可获得最佳射频-直流(RF-DC)转换效率63.5%,同时在-9dBm~10dBm的输入功率范围内可实现超过30%的射频-直流(RF-DC)转换效率。