942MHz射频能量收集微带天线系统设计与仿真分析

"射频能量收集微带天线系统的设计与开发主要集中在利用微带天线技术进行无线能量传输，特别是在942MHz（GSM-900）频段。设计采用同轴探针馈电方式，简化了天线结构，同时优化了馈电位置、角截断和切缝的尺寸，以实现最佳的调谐和轴向比率带宽。研究表明，设计的微带天线具有35MHz的模拟输入阻抗带宽（VSWR≤2），而实际实现的轴向比率带宽为10.4MHz，这在可接受的电压驻波比范围内，证明了其在射频能量采集中的适用性。此外，文中还探讨了电压倍增器、整流器电路及匹配电路的仿真结果，这些组件是能量收集系统的关键部分，确保了从射频信号到可用直流电能的有效转换。测量结果与模拟结果的一致性进一步验证了该天线系统的性能，目前正在进行原型开发，以实现在实际环境中的应用。" 本文由Kinjal Jain、Chaitanya Kasambe、Preksha Hatolkar、Amey Rane和Kiran Rathod共同撰写，他们都是来自印度孟买K.J. Somaiya IEIT的本科生和助理教授。研究中，他们详细阐述了如何设计一个适合射频能量收集的微带天线系统，强调了天线谐振频率的选择、馈电机制的优化以及带宽和轴向比率的调整，这些都是提高能量收集效率和系统兼容性的关键因素。 微带天线（Square Microstrip Antenna, SMSA）因其结构简单、易于集成而被选中，其设计目标是在GSM-900频段（942MHz）工作。同轴探针馈电方式可以提供稳定的馈电特性，同时通过调整天线结构参数来优化带宽和轴向比率，从而增强天线的辐射性能和能量收集能力。通过仿真，研究人员发现了35MHz的宽输入阻抗带宽，这表示天线能有效地捕获和利用这个频率范围内的射频能量。 电压倍增器和整流器电路是射频能量收集系统中的核心部件，它们将接收到的射频信号转换为直流电，为设备供电或存储能量。匹配电路则确保天线与这些电子元件之间有最佳的阻抗匹配，以最大限度地提高能量转换效率。仿真结果显示，这些组件与天线设计相结合，能够实现高效的能量收集，而且实际测量结果与仿真结果相符，表明设计的可行性和可靠性。 该研究论文详尽地探讨了射频能量收集微带天线系统的设计方法和性能评估，展示了其在无线能量传输领域的重要潜力。随着原型开发的进行，这种天线系统有望在物联网设备、传感器网络等低功耗应用中发挥重要作用，实现自供电，减少对外部电源的依赖。