基于电磁超材料的射频能量收集器设计及性能验证

作     者：尉易庆 杨慧敏 WEI Yiqing;YANG Huimin

作者机构：忻州师范学院电子系山西忻州034000 

出 版 物：《传感器与微系统》 (Transducer and Microsystem Technologies)

年 卷 期：2024年第43卷第1期

页      面：91-94,98页

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：山西省高等学校科技创新计划资助项目(2023L293) 

主　　题：超材料 能量收集 欧姆损耗 电磁谐振 

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2.5 GHz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。