多射频复合式能量采集器的设计及仿真

多言数穷

摘要
/ K1 H; N6 c$ g& C4 t+ T: t如今，随着科学技术越来越发达，无线网络的普及，无线方便可携带式电子产品被
人们大量的应用于日常的生活中、工业生产中以及交流通信等领域，它们给人们带来了
极大的便利。然而在这些方便可携带的电子产品及无线网络中，一个亟待解决的问题就
7 n' J. ~$ q2 U# `是如何为他们供电。比较传统的做法是利用普通的电池来为他们提供电能。但由于电池
/ S" e' G) z) Q6 ]$ C7 t自身的缺点，无法自我补充电能，所以电量十分有限，从而限制了- -些电子产品的使用，
如医用人体内部器官。由于无法得到能量补充，这些电子产品的使用时间大大缩短。对
于无线网络，由于电能的补充麻烦，繁琐，如传感器用于高空、高寒、高辐射的环境中，
更增加了更换电池的难度，所以整个系统的利用率、可用性，寿命都受到极大的限制门。
# ~' W6 X# w; A针对此缺陷，本文提出了一种可以同时收集多种不同频率大小，不同强度大小的电磁波
1 q8 }3 c: k, i8 {  ]* N6 e' v信号的方法，消除了这种过度依靠电池来供电而造成的不利因素。依据该理论方法而设
计的系统能够将我们生活的空间环境中的无线电磁波信号，转化成可供负载直接使用的
直流信号。当然，也可以通过芯片的控制，来实现能量的存储。经过长时间对多射频无
# Z1 ?' b& K7 ~- I4 z' F线射频能量收集方面资料的查询，木课题在研究方法上实现了-些突破。本论文的内容
7 N6 s- r# z7 o* [) i( D7 Y包括以下几个方面:
()完成了多射频复合式能量采集器的电路设计。本文的多射频复合式能量采集器
是一种无源设备，它能将发射源发射的无线电磁波能量转变成电能给传感器节点(负载)
供电或者储存起来。无线充电模块-般主要包含多频率电磁能量接收单元、射频能量转
换前端单元、自动管理单元3个部分，其中多频率电磁能量接收单元主要负责收集信号
源发射的电磁波能量，并对能量进行捕获。射频前端模块主要实现射频能量的收集、整
流、升压。智能管理模块分为智能充电模块和充电管理模块，自动充电单元的主要任务
  _+ o& H$ `; }4 H, F是控制整个电路系统中的信号处理以及电流模的采集、比较、判断，自动管理单元负责
对电池充电的管理，防止充电电池过充，过放。本论文着重研究了后两者，即射频前端
模块和智能管理模块。
0 `4 o) Y( {8 |6 e2 O  P6 D(2)设计了小信号低功耗升压整流电路。本文在针对传统整流电路阈值高、内损大
* k- G( Q; c/ y" `( S, p+ ~" E的缺陷，提出了一种基于CMOS管的整流电路。这种改进后的新型整流电路，在对小
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