高度灵敏且紧凑的四频段环境射频能量收集器
系统与控制
2024-08-20 v1 系统与控制
摘要
本文提出一种基于扩展复合右左手传输线 (ECRLHTLs) 技术的高效且紧凑的四频段能量收集器 (QBEH) 电路。介绍基于 ECRLHTLs 的四个目标频率带的设计程序，以实现四频段匹配网络 (QBMN)。 proposed QBEH 在 f1=0.75 GHz、f2=1.8 GHz、f3=2.4 GHz 和 f4=5.8 GHz 四个频段工作。该 QBEH 的仿真和实验结果在分别在四个频率带同时激劫时，分别显示整体（端到端）效率为 55% 和 70%，对应输入功率为 -20 dBm (10 微瓦) 和 -10 dBm (100 微瓦)。通过应用多频段激励技术和射频 (RF) 组合方法，在 QBEH 电路中提高了灵敏度，产生足够的功率来实现使用环境低功率 RF 信号的自持传感器 (S3)。实现了在 -50 dBm 到 -10 dBm (0.01 到 100 微瓦) 广宽低输入功率范围内的良好阻抗匹配，使 proposed QBEH 能够在城市环境中收集环境射频能量。此外，本文基于 Volterra 级数和拉普拉斯变换提出了精确的理论分析，以最大化宽输入功率范围内的整流器输出直流电流。理论、仿真和测量结果高度一致，验证了 proposed 四频段结构的设计准确性。该提出的新型能量收集技术有望实际实现绿色能源收集解决方案，为低功耗传感器和物联网设备随时随地提供可行的能源来源。
引用
@article{arxiv.2408.09136,
title = {Highly Sensitive and Compact Quad-Band Ambient RF Energy Harvester},
author = {Rasool Keshavarz and Negin Shariati},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.09136},
year = {2024}
}