多射频复合式能量采集器的设计及仿真

多言数穷

摘要
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
# J# J1 O9 G3 W# p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
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
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，
8 R4 t% ~6 E  {" h1 Q+ R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。
8 J  [, ^2 U3 i0 f' z  q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
2 ]6 E$ z+ s/ L0 Z0 M, _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
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
包括以下几个方面:
) k3 ~2 b( p# k# o) C/ }2 w()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
- T0 b( G0 P1 f3 H; O2 s" y! l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
$ }3 T9 T+ \; P6 b1 s$ f! X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
" [7 _+ k+ ~  Y+ P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
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。
4 N4 S7 S( l- ^' i" J(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
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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