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随着物联网的发展,各网络节点的供电问题成为制约物联网进一步发展的关键问题之一。周围环境能量采集电路可以捕获周围环境中特定频率的电磁波能量,并将其转化为直流能量,为这些网络节点供电。本文围绕高能量转换效率的能量采集电路设计,完成了如下工作:首先研究了能量采集电路的各组成模块,分析了各模块的基本工作原理以及影响能量转换效率的因素。根据这些影响因素,本文首先设计了一款Wi Fi频段的能量采集电路,电路采用倍压整流电路来提升输出电压。实物测试结果表明,能量采集电路的最佳匹配点是2.4675GHz,S11达到了-24.579d B,而且S11的-10d B带宽覆盖了整个Wi Fi频段。在-10d Bm的连续波输入下,RF-DC效率为26.2%,输出电压为512m V。在采用自激式DC-DC升压电路的情况下,输出电压能在10秒钟内上升到11.36V。由于周围环境中的射频能量功率很低,导致了采集到的能量过于微弱。为了提高输出电压和能量转换效率,本文设计了一款低输入功率下的双频段能量采集电路,采用T型匹配网络完成整流电路的输入匹配,并通过并联短截线拓宽了匹配带宽。通过信号源测试该电路在1.84GHz和2.45GHz处阻抗匹配良好。其次,在0d Bm的单频输入功率下,该电路在1.84GHz和2.45GHz处分别取得5.12%和9.97%的RF-DC效率,负载两端的输出电压分别为0.51V和0.71V;同时输入0d Bm的1.84GHz和2.45GHz信号,能量采集电路的效率达到了14.9%,输出电压为0.87V。为了采集环境中GSM1800和Wi Fi频段的射频能量,本文设计了一款倒“F”型双频段的微带天线。加工测试结果表明,天线匹配良好,谐振在1.82GHz和2.48GHz,S11分别为-29d B和-15d B,增益分别为2.56d B和-5.43d B。该天线与双频段能量采集电路配合使用,可实现对空间无线信号的采集,并转换为直流电压。两款能量采集电路的仿真与测试结果基本一致,具有较高的能量转换效率和采集带宽,基本达到了设计要求。