一款2.4GHz～2.5GHz 的RF 能量收集系统设计*

严 莉

（荆州学院 荆州 434000）

1 引言

智能城市的概念越来越多地被用来整合城市环境中的信息和通信技术。因此，无线传感器网络（WSN）中的公共接入终端具有许多改善人们生活的应用。特别是，无线传感器网络越来越多地应用于多种应用中，包括结构监测、居住监测、健康监测和物联网环境等。无线传感器网络部署中的一个主要限制是它的能量依赖性，传感器节点是电池供电的，在某些情况下，更换电池或给电池充电等相关维护操作可能代价高昂。对于物联网（在建筑物监控中）等应用，电池更换可能是不现实的。最近，能量收集技术包括将一次能源（即光、振动、气流、电磁波、热量）转换为直流能源（传感器节点可直接使用）被视为电池充电的解决方案。

近年来，能量回收（EH）技术因其能有效延长低功耗电子产品的使用时长而广受关注［1～3］。EH技术可在能量受限的应用场景如无线传感器网络中发挥重要作用。无线传感器网络由传感器节点组成，传感器节点之间可以进行无线通信，并且可以连接到互联网［4～5］，由微处理器、传感器模块、无线收发器和清量级电源（如微型电池）构成的传感器节点，其电池的有限能量决定了无线传感器网络的性能［6～7］，而且传感器节点的电池在一些环境下更换往往不便捷或完全不可行。实际上，能量可以从环境中的能源中获取，如太阳能、热能、振动和射频（RF）能源。与其他能源相比，射频能量采集技术具有低成本和高可用性的主要优点［8～9］，由于无线电波的场传播特性，在家庭自动化、医疗保健、监控、交通运输等实际无线传感器网络应用中，无线电波信号可以广泛应用于传感器节点的供电。……