無線射頻能量收集裝置設(shè)計

1.24萬字 40頁 原創(chuàng)作品，獨家提交，已通過查重系統(tǒng)

目 錄
第一章 緒論 1
1.1 選題背景 1
1.2國內(nèi)外發(fā)展 1
1.3論文主要研究工作 3
第二章 微帶天線結(jié)構(gòu)與工作原理 5
2.1射頻能量 5
2.2微帶天線 6
2.3微帶天線的結(jié)構(gòu) 7
2.4微帶天線的輻射原理與工作原理 7
2.5饋電方式 9
2.6微帶天線的主要分析方法 11
第三章 系統(tǒng)仿真設(shè)計環(huán)境 13
3.1 仿真軟件HFSS 13
3.2 HFSS設(shè)計流程 14
3.3模型建立 15
第四章 天線的性能 27
4.1查看 掃頻分析結(jié)果 27
第五章 實物的制作與測試 30
5.1 熱轉(zhuǎn)印紙的打印與處理 30
5.2熱轉(zhuǎn)印紙圖形轉(zhuǎn)印與腐蝕 30
第六章 總結(jié)與展望 33
致 謝 34
參考文獻 35


摘要：
隨著硅微電子技術(shù)的發(fā)展，電子系統(tǒng)的功耗進入到微瓦級范圍，這使得系統(tǒng)從周圍環(huán)境中收集能量以供自身持續(xù)工作成為可能，稱為自供電系統(tǒng)。本文即針對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展中的傳感器節(jié)點可靠有效供電問題，定位于環(huán)境中普遍而豐富的射頻電磁波能量，通過仿真研究和模型建立，設(shè)計一個中心頻率1.9GHz的矩形微帶天線進行射頻能量收集。該天線可以收集空間中無限射頻能量并轉(zhuǎn)換為電能，為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中低功耗無線傳感節(jié)點提供電能，從而解決無線傳感器網(wǎng)絡(luò)電源難以更換的問題。主要內(nèi)容如下：
首先對微帶天線的特點、結(jié)構(gòu)及工作原理進行詳細的介紹。微帶天線的工作原理是在一塊厚度遠小于工作波長的介質(zhì)基片的一面敷以金屬輻射片，一面全部敷以金屬薄層作接地板而成。輻射片可以根據(jù)不同的要求設(shè)計成各種形狀。
論文重點分析了在HFSS仿真環(huán)境中的天線仿真及模型設(shè)計，并進行優(yōu)化?；诿绹鳤nsoft公司開發(fā)的全波三維電磁仿真軟件HFSS，在標準的Windows圖形用戶界面和自動化的設(shè)計流程下，采用自適應網(wǎng)絡(luò)剖分技術(shù)，對微波天線進行仿真設(shè)計，使其工作在1.9GHz中心頻率下?；谒O(shè)計的天線結(jié)構(gòu)模型，根據(jù)設(shè)計要求進行優(yōu)化使天線回波損耗在-15db以下。
最后根據(jù)仿真設(shè)計的模型和尺寸參數(shù)，進行了矩形微帶天線的實物制作，并通過網(wǎng)絡(luò)分析儀進行了實物測試，給出了測試波形。對天線功能實現(xiàn)的實驗結(jié)果顯示，該天線可以正常穩(wěn)定地工作，實現(xiàn)收集中心頻率為1.9GHz的無線射頻能量。


關(guān)鍵詞：射頻能量、HFSS、微帶天線、回波損耗、增益