無線射頻能量收集裝置設計

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國內外發(fā)展 1
1.3論文主要研究工作 3
第二章 微帶天線結構與工作原理 5
2.1射頻能量 5
2.2微帶天線 6
2.3微帶天線的結構 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)仿真設計環(huán)境 13
3.1 仿真軟件HFSS 13
3.2 HFSS設計流程 14
3.3模型建立 15
第四章 天線的性能 27
4.1查看 掃頻分析結果 27
第五章 實物的制作與測試 30
5.1 熱轉印紙的打印與處理 30
5.2熱轉印紙圖形轉印與腐蝕 30
第六章 總結與展望 33
致 謝 34
參考文獻 35


摘要：
隨著硅微電子技術的發(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)。本文即針對農業(yè)物聯(lián)網快速發(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換為電能，為農業(yè)物聯(lián)網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絡電源難以更換的問題。主要內容如下：
首先對微帶天線的特點、結構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計流程下，采用自適應網絡剖分技術，對微波天線進行仿真設計，使其工作在1.9GHz中心頻率下?；谒O計的天線結構模型，根據(jù)設計要求進行優(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，并通過網絡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。


關鍵詞：射頻能量、HFSS、微帶天線、回波損耗、增益