一款2.4GHz～2.5GHz 的RF 能量收集系統設計*

嚴 莉

（荊州學院 荊州 434000）

1 引言

智能城市的概念越來越多地被用來整合城市環境中的信息和通信技術。因此，無線傳感器網絡（WSN）中的公共接入終端具有許多改善人們生活的應用。特別是，無線傳感器網絡越來越多地應用于多種應用中，包括結構監測、居住監測、健康監測和物聯網環境等。無線傳感器網絡部署中的一個主要限制是它的能量依賴性，傳感器節點是電池供電的，在某些情況下，更換電池或給電池充電等相關維護操作可能代價高昂。對于物聯網（在建筑物監控中）等應用，電池更換可能是不現實的。最近，能量收集技術包括將一次能源（即光、振動、氣流、電磁波、熱量）轉換為直流能源（傳感器節點可直接使用）被視為電池充電的解決方案。

近年來，能量回收（EH）技術因其能有效延長低功耗電子產品的使用時長而廣受關注［1～3］。EH技術可在能量受限的應用場景如無線傳感器網絡中發揮重要作用。無線傳感器網絡由傳感器節點組成，傳感器節點之間可以進行無線通信，并且可以連接到互聯網［4～5］，由微處理器、傳感器模塊、無線收發器和清量級電源（如微型電池）構成的傳感器節點，其電池的有限能量決定了無線傳感器網絡的性能［6～7］，而且傳感器節點的電池在一些環境下更換往往不便捷或完全不可行。實際上，能量可以從環境中的能源中獲取，如太陽能、熱能、振動和射頻（RF）能源。與其他能源相比，射頻能量采集技術具有低成本和高可用性的主要優點［8～9］，由于無線電波的場傳播特性，在家庭自動化、醫療保健、監控、交通運輸等實際無線傳感器網絡應用中，無線電波信號可以廣泛應用于傳感器節點的供電。……