8、无线射频能量收集与传输技术解析

无线射频能量收集与传输技术解析

1. 环境射频能量收集技术

环境射频能量收集（ambient RF EH）技术旨在从周围环境中的射频信号获取能量。根据环境射频源的性质，可将其分为静态和动态两种类型，并给出了各自的典型示例。

在未来无线系统中，还探讨了采用混合式（EH - 电网）实现方式来满足更苛刻的能源需求的可能性。同时，研究了三种关键的能量使用协议：HU、HSU 和 HUS，并举例说明了它们的相对性能。其中，常用的 HU 协议性能最差，因为它不允许节能；而 HUS 和 HSU 协议的优越性取决于电池的损耗情况，总体而言 HUS 更具优势。

为实现高效的环境射频能量收集，提出了以下几种方法：
- 采用高增益多向整流天线 ：高增益多向整流天线可增强整流器输入端的射频能量，适用于中大型设备。
- 部署大面积能量收集表面 ：在建筑物外墙、房间墙壁或天花板等位置部署大面积的能量收集表面，有助于回收大量的环境能量。
- 使用可调谐频段收集器 ：可调谐频段收集器是单频段电路和多频段电路的有效替代方案。单频段电路在环境射频能量收集应用中并非最优，而多频段电路通常需要更复杂的硬件设计。

此外，还讨论了近期的环境射频测量活动，并强调了基于任意分布和随机几何的随机模型对于能量到达特征描述的必要性。通过随机几何方法，研究了能量收集物联网设备在与不同射频源重叠的大面积区域中的部署情况。在数值评估中，选择电视塔、LTE 基站、LTE 移动设备和 WiFi 发射器作为射频源，并将其建模为四个独立的齐次泊松点过程（HPPPs）。分析了单频段、多频段