有世界各地有許多無線設備在工作，這使人們的生活在許多方面都變得輕松舒適，但是所有這些無線設備都需要反復充電才能使用。但是，如果我們可以使用傳輸數據的相同射頻為設備充電。這項技術將減少或省略使用電池為設備內部電路供電。這個想法是通過天線從射頻中獲取能量，而不是從運動或太陽能中產生能量。本文將詳細討論 RF能量收集。

RF能量收集如何工作？

有許多可用的RF來源，但首先要了解的重要問題是如何將RF轉換為能量或電能？該過程非常簡單，就像天線接收信號的正常過程一樣。因此，讓我們使用一個簡單的圖表來了解轉換過程。

來源（可以是任何設備或電子設備）電路）傳輸射頻信號，而具有內置能量轉換電路的應用電路接收射頻，射頻隨后在天線的整個長度上引起電勢差，并產生電荷載流子通過天線的運動。電荷載流子移至 RF到DC轉換電路，即，電荷現在使用臨時存儲在電容器中的電路轉換為DC電流。然后使用功率調節電路，將能量放大或轉換為負載所需的電勢值。

有許多發送RF信號的源，例如衛星站，無線電站，無線上網。任何裝有RF能量收集電路的應用程序都將接收信號并將其轉換為電能。

當接收天線接收到信號并導致整個天線長度上的電勢差，這進一步使天線的電荷載流子運動。這些來自天線的電荷載流子移動到通過導線連接的阻抗匹配電路。 阻抗匹配網絡（IMN）確保從天線（RF源）到整流器/電壓倍增器（負載）的功率傳輸最大。射頻電路中的阻抗與直流電路中的電阻一樣重要，這樣才能在源和負載之間實現最佳功率傳輸。

天線接收的RF信號具有正弦波形即是交流信號，需要轉換為直流信號。通過IMN后，整流器或倍壓電路根據應用需要對信號進行整流和放大。整流器電路不是半波，全波或橋式整流器，而是電壓倍增器（一種特殊的整流器）電路，可對信號進行整流，并根據應用需求對整流后的信號進行升壓。

使用電壓倍增器將交流電轉換為直流電，將其轉移到電源管理電路，該電路使用電容器或電池進行存儲，并在需要時將其提供給負載（應用程序）。

RF si的來源 是什么？

如前所述，有許多設備使用RF信號，這意味著將有許多接收RF信號的源來收集能量。

射頻源（可以用作能源）是：

無線電臺：陳舊但值得，廣播電臺定期發出可用作信號源的RF信號

電視臺：這也是一個古老但值得的信號源，它以24/7的頻率發送信號，被認為是很好的能量源。

移動電話和基站：數十億部移動電話及其基站發出RF信號，因此，RF信號是一種良好的能源。

無線網絡：隨處可見許多Wi-Fi路由器和無線設備，它們也應被視為從RF收集能量的良好來源。

這些是世界各地的主要設備是可以用來收集能量（即產生電能）的主要RF來源。

無線電能量收集的實際應用

使用RF系統的能量收集器的一些應用如下：

RFID卡： RFID（射頻識別）技術使用能量收集通過接收來自RFID閱讀器本身的RF信號為其“標簽”充電。可以在購物中心，地鐵，火車站，工業，大學和許多其他地方看到該應用程序。

研究或評估：公司Powercast推出了評估板-“ P2110評估板”，可用于研究目的或評估一些新應用程序，考慮到所需的和接收的功率以及評估后要進行的更改。

除了這些實際應用之外，還有許多領域可以使用能量收集技術，例如在工業監控，農業等領域。

RF能量收集的限制

具有良好的應用程序和許多優點，也有一些缺點，這些缺點是由于該方面的現有限制而引起的。

因此，RF的局限性能量收集系統是：

依賴性： RF能量收集系統的唯一依賴性是e接收到的射頻信號質量。由于大氣變化或物理障礙，RF值會降低，并且會阻止RF信號的傳輸，從而導致輸出功率較低。

效率：由電子組件組成，這些電子組件會隨著時間的流逝而失去功能，并且如果不進行相應的更改，其效果會很差。結果，這將影響整個系統的效率并提供不正確的輸出。

復雜性：需要根據系統的應用設計系統的接收器

頻率：任何旨在接收RF信號以收集能量的電路或設備都可以設計為可操作只有一個頻段，而不是多個頻段。因此，它僅限于該頻帶頻譜。

充電時間：：轉換的最大輸出功率以毫瓦或微瓦為單位。因此，應用程序所需的功率將需要很長時間才能產生。

除了這些局限性之外，使用射頻（RF）進行能量收集還具有許多優點

市場上出售的RF能量收集硬件

支持射頻能量收集的市場上可用的硬件是：

Powercast P2110B ：Powercast公司已經推出了P2110B，可以使用用于評估以及基于應用程序的使用。

應用程序：

無電池無線傳感器

工業監控

智能電網

國防

樓宇自動化

石油和天然氣

電池充電

紐扣電池

薄膜電池

低功率電子s

功能：

轉換效率高

轉換低電平RF信號以實現遠程應用

可調節的電壓輸出高達5。

輸出電流高達50mA

已接收信號強度指示器

整個RF工作范圍

低至-12 dBm輸入的操作

可外部復位以進行微處理器控制

工業溫度范圍

符合RoHS規定

Powercast P1110B：與P2110B和Powercast P1110B具有以下功能和應用程序。

功能：

高轉換效率，》 70％

低功耗

可配置的電壓輸出以支持鋰離子和堿性電池充電

從0V開始工作以支持電容器充電

接收信號強度指示器

寬工作范圍

操作低至-5 dBm輸入功率

工業溫度范圍

符合RoHS要求

應用程序：

無線傳感器

工業監控

智能電網

結構健康監控

國防

樓宇自動化

農業

石油和天然氣

位置感知服務

無線觸發器

低功耗電子設備。

這是兩個射頻市場上可買到的，由 Powercast公司

在IOT應用中使用RF能量收集的設備。/strong》

隨著物聯網（IoT）在電子設備自動化中的日益普及，正在為家庭和工業開發IoT應用程序，這些應用程序可能需要多年才能保持供電，等待觸發。借助能量收集功能，此類設備可以從空氣中抽出能量為自己的電池充電，或者從環境中收集足夠的能量，從而使電池甚至不需要任何外部電源即可充電。此類自供電傳感器現在被稱為“ 零功率” 無線傳感器，因為它們能夠使用沒有明顯能源的無線網關直接在IoT云上提供傳感器數據。通過從可用的RF能源中收集電力，可以為諸如遠程監控之類的低維護應用開發諸如物聯網傳感器之類的新一代超低功耗（ULP）無線設備。

能量收集被認為很像無線通信的“伴侶”技術，因為它可以延長移動設備的電池壽命，并可能使某些電子設備無需電池。
責任編輯：wv