一个宽带插槽天线用于收获RF能量
Usman Yau1, Jun Jiat Tiang2, Surajo Muhammad3
1Centre for Wireless Technology, CoE for Intelligent Network, Faculty of Artificial Intelligence and Engineering, Multimedia University, Persiaran Multimedia, 63100, Cyberjaya, Selangor, Malaysia. usmanyau7@gmail.com.
本研究介绍了用于收获无线电频率能量 (RFEH) 的紧宽带槽天线. 这种高效的设计经过实验验证,显示出用于供电低功耗物联网设备的前景.
科学领域:
- 电磁学和天线设计
- 收集能源的技术 收集能源的技术
背景情况:
- 环境无线电频率 (RF) 能量采集 (RFEH) 对于为物联网传感器等低功耗设备供电至关重要.
- 有效的天线设计是捕获广泛频率范围内的环境射频能量的关键.
- 现有的天线经常面临带宽,大小和增益之间的权衡,限制了它们的RFEH适用性.
研究的目的:
- 为RFEH设计,模拟和实验评估一个紧的宽带插槽天线.
- 为了优化天线参数,从环境射频源获得最大的能量.
- 为了验证天线的性能及其与实用的RFEH应用程序的整合.
主要方法:
- 一种新的插槽天线设计,采用反转的T形和双个E形在矩形插槽内,由微条线输送.
- 使用标准软件工具进行性能预测的电磁模拟.
- 在FR-4基板上制造天线,并在无声室中进行实验性表征.
- 与调整器电路集成,以评估功率转换效率.
主要成果:
- 该天线实现了1.10GHz (模拟) 和1.05GHz (测量) 的宽阻抗带宽,从大约0.84GHz到1.97GHz (-10dB S11).
- 在一个紧的足迹 (0.59λ × 0.44λ) 中,实现的峰值增益达到4.97 dBi (模拟) 和4.86 dBi (测量).
- 实验结果与模拟数据密切匹配,证实了设计的准确性和可靠性.
结论:
- 拟议的紧宽带插槽天线对于环境无线电频率能量收集非常有效.
- 该设计在天线尺寸,带宽和增益之间提供了有利的平衡,适合为物联网设备供电.
- 实验验证证证实了天线在现实条件下运行的实际RFEH系统的潜力.
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