一種應(yīng)用于2.45GHz的微帶整流天線設(shè)計
2.2 整流天線整流效率測試
文中所設(shè)計的2.45 GHz整流天線實物如圖6所示,測試整流天線整流效率過程如下:由Agilent E8257D FSG信號發(fā)生器產(chǎn)生2.45 GHz輸入信號,經(jīng)Agilent 8449B前置信號放大器對輸入信號放大,由萬用表對整流電路輸出端電壓進行測量。將輸入功率從0 dBm到18 dBm逐漸增大,整流電路負載端分別接阻值為200 Ω、250 Ω、300 Ω的電阻,該整流電路的輸出電壓會隨輸入功率變化,其變化關(guān)系如圖7(a)所示,由公式

由圖7可知,整流天線的整流效率隨著輸入功率的加大而逐漸提高,該整流天線在負載為250歐姆時的最大輸出電壓為3.15 V,最高整流效率為63%;在負載為200歐姆時的最大輸出電壓為2.75 V,最高整流效率為60%;在負載為300歐姆時的最大輸出電壓為3.39 V,最高整流效率為61%。
為了測試整流天線的整流電路對不同頻率信號的接收整流能力,將信號源的輸入頻率由2.3 GHz到2.6 GHz以步長0.05 GHz逐漸調(diào)節(jié),保持幅度為18 dBm不變,可以得出整流電路整流效率隨頻率的變化關(guān)系如圖8所示。
由圖8可知,該整流電路在2.45 GHz時整流效率達到最高,為63%,在頻率偏離2.45 GHz時,由于整流二極管不能很好的與微帶線進行匹配,整流效率下降,整流效果惡化。
3 結(jié)論
近年來,應(yīng)用于低功耗負載的整流天線越來越多地得到了人們的關(guān)注,如何減小整流天線的尺寸成為大家研究的重點。本文設(shè)計了一種應(yīng)用于ISM波段的2.45 GHz新型整流天線,通過引入光子晶體結(jié)構(gòu)和缺陷地式結(jié)構(gòu)有效地簡化了整流天線的設(shè)計,減小了它的尺寸,更加便于系統(tǒng)的集成。通過測試,該整流天線的增益為4.29 dBi。在負載為250歐姆時的最大輸出電壓為3.15 V,最高整流效率為63%;在負載為200歐姆時的最大輸出電壓為2.75 V,最高整流效率為60%;在負載為300歐姆時的最大輸出電壓為3.39 V,最高整流效率為61%。本文設(shè)計的整流天線通過引入新型結(jié)構(gòu)有效地減小了整流天線的尺寸,可以對射頻識別、無線傳感器、微機械系統(tǒng)等低功耗負載進行微波供能。
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