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射频能量采集技术

2021-12-14 09:42:00    
日常生活中的电子设备越来越多了,它们都需要某种形式的电源才能维持正常工作。幸运的是,我们周围存在很多种能量形式,既可以把风能、光能、物体运动动能转换成电能,甚至从高频无线电信号的传输中也可以收集部分能量。
  相比之下没有那么普遍但是正在迅速普及的则是从RF/微波信号中收集能量的方案,它可以从无线电/电视广播站和无线设备上获取能量。在物联网(IoT)传感器和射频识别(RFID)标签等低功耗应用中,这种能量收集方案可以替换电池。重复使用能量可以降低运营成本,并提高现有电子系统和设备的能源使用效率。
 RF是能量收集的丰富来源,它正在从世界各地数十亿的无线电发射器中发射而出,这些发射器包括移动电话、移动电话基站和电视/电台信号发射基站等。因此,利用射频能量来为一些低功耗电路供电已经成为一种趋势。
  从RF获取能量的概念并不新鲜,而且过程相对简单。无线电波到达天线并导致其长度上的电位差变化。该电位差使得电荷载流子沿着天线的长度移动以试图使场均衡,并且RF-DC集成电路能够从这些电荷载流子的移动中捕获能量。能量暂时存储在电容器中,然后用于在负载处产生所需的电位差。
  射频能量信号是通过天线接收的,所以天线的工作频率必须与所接收到信号的频率相同,射频信号通过天线接收后既可以用在RF-DC转换器上又可以用在单纯的RF应用上;RF-DC转换器将RF信号转换为DC信号,从而可以将获取的能量存储在能量储存装置中;能量储存装置可以给RF-DC转换器、RF装置、低功耗应用提供能量。