2023年12月23日发(作者：)

一款双频段的能量采集电路，对GSM1800和WiFi频段的信号进行采集

摘要：

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。测量结果表明，能量采集电路在1.84 GHz和2.45 GHz处阻抗匹配良好。其次，在0 dBm的单频输入功率下，该电路在1.84 GHz和2.45

GHz处分别取得5.12%和9.97%的RF-DC效率，负载5.1 kΩ两端的输出电压分别为0.51 V和0.71 V；在0 dBm的双频输入功率下,能量采集电路的效率达到了14.9%，输出电压为0.87 V。将这些采集到的能量储存起来，足以驱动一些低功耗器件。

0 引言

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。利用周围无线能量进行供电成为目前研究的热点。由于无线通信的迅猛发展，环境中存在着大量来源广泛且稳定的无线射频能量，如4G/LTE、GSM900/1800、3G/UMTS、WiFi等,但是采集到这些周围射频信号往往功率很低[1]，这便要求能量采集系统能拥有尽可能高的射频-直流(Radio Frequency-Direct Current，RF-DC)能量转换效率。

目前大多数研究都针对单一频率的射频信号进行采集。文献[2]、[3]提出了单个频段的能量采集，文献[2]采集了2.45 GHz的射频能量，通过引入缺陷地结构的低通滤波器，将整流产生的高次谐波限制在整流电路与低通滤波器之间来提高整流效率，在0 dBm的输入功率下RF-DC的效率为11%。文献[3]提出了一种工作在5.8 GHz的整流电路，较之文献[2]，其在整流电路和输出端之间多引入了一个输出直通滤波器来提升整流效率；当输入功率为0 dBm时，效率为11.66%。但是由于环境中的射频能量过于微弱，即使在较高的转换效率下，最后输出的电压也十分有限。为了增加最后输出的电压，文献[4]提出了900 MHz和2.4 GHz的双频段能量采集，但是采集频率在低频段处偏移到了400 MHz，而在目标设计频率900 MHz和2.4 GHz处，在15 dBm的输入功率下才达到RF-DC效率的最大值，仅为13%和16%。此外，目前空间的周围射频信号主要来自于各种无线通信系统，这些无线通信系统都是有一定的频带范围，且跳频工作，而目前的文献无论是单频段的采集还是双