基于电磁超材料的射频能量收集器设计及性能验证
文档名：基于电磁超材料的射频能量收集器设计及性能验证
摘要：设计了一种用于2.45GHz射频(RF)能量收集的超材料能量收集器,为典型的三明治结构,超材料谐振结构为互补开口谐振环(CSRR),介质层选用具有低损耗角正切特性的F4B材质.通过在CSRR的开口处打孔并加载负载电阻,实现了WiFi频段电磁(EM)能量的完美吸收.通过对收集器输入阻抗及多物理场分布的仿真,从不同方面分析了超材料能量收集器的吸波机理.样品的测试结果表明:所设计的超材料能量收集器能够在2.5GHz达到89.3％的能量收集效率.验证了所设计的超材料谐振结构用于WiFi能量收集的可行性,可用于低功耗消费电子、医疗植入设备、物联网传感器节点等的主要或供电辅助来源.
Abstract：Ametamaterialenergyharvesterfor2.45GHzradiofrequency(RF)energyharvestingisdesigned.Itconsistsofatypicalsandwichstructurewitharesonantstructureofcomplementarysplitresonantring(CSRR)andthemiddledielectriclayerismadeupofF4Bmaterialwithlowlossangletangentperformance.Theperfectabsorptionofelectromagnetic(EM)energyintheWiFibandisachievedbypunchingholesatthesplitoftheCSRRandloadingtheloadresistor.Then,theabsorptionmechanismofthemetamaterialenergyharvesterisanalyzedfromdifferentaspectsbysimulatingtheinputimpedanceandmultiphysicsfielddistribution.Themeasurementresultsoftheprototypeshowthatthedesignedmetamaterialenergyharvesterisabletoachieveanenergyharvestingefficiencyof89.3％at2.5GHz.ItvalidatesthefeasibilityofthedesignedmetamaterialresonantstructureforenergyharvestingintheWiFiband,whichcanbeusedasaprimaryorpower-assistedsourceforlow-powerconsumerelectronics,medicalimplantabledevices,IoTsensornodes,andsoon.
作者：尉易庆杨慧敏Author：WEIYiqingYANGHuimin
作者单位：忻州师范学院电子系,山西忻州034000
刊名：传感器与微系统
Journal：TransducerandMicrosystemTechnologies
年，卷(期)：2024, 43(1)
分类号：TP212TB34
关键词：超材料能量收集欧姆损耗电磁谐振
Keywords：metamaterialenergyharvestingOhmiclosselectromagnetic(EM)resonance
机标分类号：
在线出版日期：2024年1月17日
基金项目：山西省高等学校科技创新计划资助项目基于电磁超材料的射频能量收集器设计及性能验证[
期刊论文]传感器与微系统--2024, 43(1)尉易庆杨慧敏设计了一种用于2.45GHz射频(RF)能量收集的超材料能量收集器,为典型的三明治结构,超材料谐振结构为互补开口谐振环(CSRR),介质层选用具有低损耗角正切特性的F4B材质.通过在CSRR的开口处打孔并加载负载电阻,实现了WiFi...参考文献和引证文献
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