18、用于无线能量收集的高增益紧凑型天线设计

用于无线能量收集的高增益紧凑型天线设计

一、引言

随着技术的发展，射频（RF）无线能量收集（WEH）受到了研究人员的广泛关注，它能从各种RF能源中收集更多能量，如Wi - Fi、WLAN、便携式设备等。物联网（IoT）的应用让更多用户能够自由连接。当用户使用次数增加，电池耗电量增大时，RF能量收集就显得尤为重要。无线能量收集的理念已经延续了二十多年，存在多种可用于能量收集的环境能源，例如：
- 振动能源（约200µW/cm²）
- 太阳能（约100mW/cm²）
- RF能量（约1µW/cm²）
- 热能（约60µW/cm²）

无线功率传输（WPT）分为发射和接收两部分，接收部分即RF WEH，在过去几十年中得到了广泛发展。RF能量收集在健康监测、环境监测、国防、监视等不利应用中非常有用。

二、相关背景

Rectenna系统设计用于RF WEH，它由天线（可以是微带天线等）、整流电路（由电容器、电感器和低阈值二极管组成，用于将RF波转换为直流电（DC））和存储设备组成。不同的研究对RF能量收集进行了探索，例如：
|研究内容|相关文献|
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|高效2.4和5.8 GHz双频Rectenna用于能量收集应用|(Bhatt et al., 2019)|
|基于分形几何的紧凑型Rectenna，具有高面积转换能效|(Chuma et al., 2018)|
|用于环境RF能量收集的双频Rectenna设计与实验|(Khemar et al., 2018)|

三、天线设计

无线能量收集系统可以用下面的流程图