研究目的
设计一种能量收集装置,将环境中的电磁波(主要来自2.4 GHz工业科学医疗无线电频段(RF)信道)转换为直流电(DC),用于设备的无线充电。
研究成果
该能量收集装置采用微带贴片天线和升压电路,在2.45 GHz频段对低功耗设备进行无线充电具有潜力。该设计紧凑、易于制造,并使用最先进的组件实现高效功率传输。未来的工作旨在改进整流电路设计以提高转换效率并实现紧凑型产品制造。
研究不足
该研究假设存在显著的整流损耗,因为未使用单独的整流电路。天线的手工物理制作引入了过多噪声,影响了电压曲线的精确度。
1:实验设计与方法选择:
本研究涉及设计一款工作在2.4GHz频段的微带贴片天线及无线能量传输(WPT)升压电路。研究方法包括在制作前使用CST Studio软件进行天线设计仿真。
2:4GHz频段的微带贴片天线及无线能量传输(WPT)升压电路。研究方法包括在制作前使用CST Studio软件进行天线设计仿真。 样本选择与数据来源:
2. 样本选择与数据来源:微带天线采用RT Duroid 5880基板制作,升压电路使用LTC 3108芯片实现电压升压。
3:实验设备与材料清单:
微带天线实验套件、压控振荡器(VCO)、驻波比测试仪、示波器、LTC 3108芯片、WE-EHPI能量收集耦合电感器及陶瓷电容器。
4:实验流程与操作步骤:
通过微带天线实验套件测试天线性能,采用不同输入电压测试升压电路并测量输出效率。
5:数据分析方法:
基于回波损耗、驻波比及输出电压测量值分析天线与升压电路的性能表现。
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获取完整内容-
RT Duroid 5880
Rogers Corporation
Used as the dielectric substrate for the microstrip patch antenna due to its low dielectric constant and loss tangent, enabling maximum radiation.
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LTC 3108
Linear Technology
Ultralow voltage step-up converter and power manager used in the booster circuit to step up input voltage from as low as 20 mV to usable levels for charging devices.
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WE-EHPI Energy Harvesting Coupled Inductor
74488540250
Small step-up transformer used with LTC3108 for energy harvesting applications, enabling operation at very low voltages.
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Schottky HSMS-2820 diode
Used in the rectifying circuit for its low built-in voltage, fast-switching resistance, good RF characteristics, and low series resistance.
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