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无线传感器WiFi射频能量采集转换供电系统技术方案

技术编号:44967138 阅读:24 留言:0更新日期:2025-04-12 01:39
本申请提出了无线传感器WiFi射频能量采集转换供电系统,通过WiFi辐射源、接收天线、射频匹配网络、射频整流模块和终端负载,WiFi发射端将电磁波能量发射到空间当中,此时接收端的接收天线接收到电磁波信号,并且将其转化为电信号,再由射频匹配网络将射频交流信号传输至射频整流电路,接着射频整流模块对交流信号进行AC‑DC转化,升压将交流信号转化直流信号,最后输出至终端负载,实现1000米远的能量采集,射频电路模块的灵敏度达到30dBm;WiFi供能不增加传感器自身的重量和体积,有利于传感器的小型化,应用上更方便;不存在频繁更换电池和不稳定的问题;采集转换系统的效益不受自然环境的限制,特别是在更换电池不方便的场景下优势明显。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及一种传感器wifi能量采集转换系统,特别涉及一种无线传感器wifi射频能量采集转换供电系统,属于传感器wifi转换供电。


技术介绍

1、随着信息技术和传感网的发展,各种功能和形式的无线传感器网络节点,遍布于日常生活,无线传感器网络节点作为一个需要外部电源来持续供能的能量消耗单元,在目前传感器节点的能量供电依靠电池。但使用电池供电却有许多缺点,首先是引入了电池会增加传感器自身的重量和体积,不利于传感器的小型化,造成了应用上的不便;其次是电池电量有限,会有频繁更换电池的问题和不稳定的缺点;再次在某些特殊情况下,更换电池具有一定的危险性,对系统、人甚至环境会造成危害,如天空、地下等人不容易到达的地方。

2、为解决无线传感器的电源问题,人们将目光转向了太阳能、风能、射频能量、压力能量、振动能量甚至生物能采集方向,从而使无线传感器实现自我供电。但这些能量采集转换系统的效益受到了自然环境的限制。

3、射频能量采集与转换相比于其他的能量采集转换方式,有其独特的优势。在当前环境下﹐信号基站、移动电话、路由器、无线电台、无线电台站和某些射频本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.无线传感器WiFi射频能量采集转换供电系统,其特征在于,包括:WiFi辐射源、接收天线、射频匹配网络、射频整流模块和终端负载,WiFi发射端将电磁波能量发射到空间当中,此时接收端的接收天线接收到电磁波信号,并且将其转化为电信号,再由射频匹配网络将射频交流信号传输至射频整流电路,接着射频整流模块对交流信号进行AC-DC转化,升压将交流信号转化直流信号,最后输出至终端负载,实现1000米远的能量采集,射频电路模块的灵敏度为-30dBm;

2.根据权利要求1所述无线传感器WiFi射频能量采集转换供电系统,其特征在于,射频阻抗匹配:接收天线的阻抗和射频整流模块与射频阻抗匹配网络相...

【技术特征摘要】

1.无线传感器wifi射频能量采集转换供电系统,其特征在于,包括:wifi辐射源、接收天线、射频匹配网络、射频整流模块和终端负载,wifi发射端将电磁波能量发射到空间当中,此时接收端的接收天线接收到电磁波信号,并且将其转化为电信号,再由射频匹配网络将射频交流信号传输至射频整流电路,接着射频整流模块对交流信号进行ac-dc转化,升压将交流信号转化直流信号,最后输出至终端负载,实现1000米远的能量采集,射频电路模块的灵敏度为-30dbm;

2.根据权利要求1所述无线传感器wifi射频能量采集转换供电系统,其特征在于,射频阻抗匹配:接收天线的阻抗和射频整流模块与射频阻抗匹配网络相连接,测量射频整流模块的实际输入阻抗,单元射频整流电路在一个周期内其工作状态分为导通和截止两个不同状态,当电路处于导通状态时,整流二极管结电阻不计,此时整流管的串联电阻产生电路中的射频信号电流,当电路处于在截止状态时,结电容充放电产生的电流是整流二极管的电流,此时射频整流模块的输入阻抗与输入信号的功率密切相关,射频整流模块的阻抗周期性变化,并且阻抗是信号幅度的函数,射频整流模块的阻抗与天线阻抗相匹配,让传输功率最大化,此时射频整流模块的阻抗应当是周期时间平均值,即在输入信号变化一周期的平均值,不同输入功率射频整流模块的输入阻抗变化。

3.根据权利要求1所述无线传感器wifi射频能量采集转换供电系统,其特征在于,天线采集圆极化:采用微带贴片天线,阵列天线极化是其接收或者辐射的电磁波的极化,电磁波的极化是在最大接收或辐射方向上,电磁波的电场分量端点轨迹的走向,即在空间给定点的辐射场上电场矢量的端点随时间变化的特征,由端点在时间上形成的轨迹描述电磁波的极化特性;

4.根据权利要求3所述无线传感器wifi射频能量采集转换供电系统,其特征在于,确定切角圆极化天线的单元尺寸:本申请设计天线的介质板介电常数为2.33,损耗因子为0.0012,综合考虑介质板厚度对于微带天线带宽的影响,厚度采用1.6mm;

5.根据权利要求1所述无线传感器wifi射频能量采集转换供电系统,其特征在于,能量转换阵列化:通过对微带天线中的正方形辐射贴片进行切角,从而...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴元胜高强
申请(专利权)人:吴元胜
类型:发明
国别省市:

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