5、无线射频能量传输与环境射频能量收集技术解析

无线射频能量传输与环境射频能量收集技术解析

1. 实现高效射频无线能量传输的关键技术

1.1 分布式天线系统（DAS）

能量收集（EH）系统的端到端效率会随着能量发射器与 EH 设备之间距离的增加而迅速下降，遵循幂律规律。在这种情况下，分布式天线系统（DAS）成为未来物联网网络的重要推动者。它能够消除信号盲区，使给定区域内的能量分布更加均匀，支持无处不在的能量获取。让每个多天线发射器负责为一小部分 EH 设备供电，还能缓解信道状态信息（CSI）获取的问题。

未来的无线能量传输（WET）系统将受益于新型的 DAS 部署，例如经济高效的无线电条纹系统。在这些系统中，实际的功率信标（PB）由电缆或条纹保护壳内的天线元件和电路芯片组成。与传统天线部署相比，无线电条纹可以实现隐形安装，解决部署许可问题。此外，电缆具有可弯曲性，且由于其分布式功能，整个系统对故障具有较强的恢复能力。然而，还需要优化资源分配方案、电路实现、原型设计以及高效的分布式处理架构，以避免天线元件之间的高成本信令。

1.2 硬件和介质的改进

1.2.1 超低功耗接收器

超低功耗的接收架构对于将 WET 高效应用于未来各种物联网应用至关重要。功率管理单元（PMU）的集成可能是实现超低功耗接收器的关键。这些电路模块可以监测收集到的能量水平，并为电容器或电池等能量存储单元提供充电控制和保护。但 PMU 可部署的智能程度受其允许的能量消耗限制。未来几年，通过优化整个 EH 硬件，如将天线/整流天线以优化的紧密连接方式集成到设备封装中，以及设计和集成能够优化净收集能量（收集的能量减去随时间的功耗）的 PMU，可以实现显著的功率降低和效率提升。此外，还可以采用唤