無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的整流天線技術(shù)研究進(jìn)展

2017-05-01 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(wirelesssensornetwork,WSN)是一種新興的網(wǎng)絡(luò)技術(shù),由微小的無線傳感器組成,其無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)具備感應(yīng)、信息處理和無線通信能力。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)有廣闊的應(yīng)用前景,可廣泛用于軍事、環(huán)境、醫(yī)療保健、空間探索及各種商業(yè)運(yùn)用。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與其他普通數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(諸如互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)adhoc網(wǎng)絡(luò)、電話網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等)相比具有一些共同的特性,同時(shí)也具有一些自己的特點(diǎn)。盡管其他數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)業(yè)已成熟的解決方案可以借用到無線傳感器網(wǎng)絡(luò)上來,但是基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)自身的用途和優(yōu)點(diǎn),仍需要開發(fā)專用的通信協(xié)議和路由算法,這已經(jīng)成為了當(dāng)前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域內(nèi)亟待研究的課題。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)獨(dú)特的通信信道所具有的不確定性、隨機(jī)性、色散特性、多徑效應(yīng)、能量急劇衰減等特點(diǎn),給無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)帶來了前所未有的難題,目前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究在安全、能量、容錯(cuò)機(jī)制、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等4個(gè)方面還存在著許多關(guān)鍵技術(shù)尚未解決。近來興起的時(shí)間反演(TR)算法在國際上被廣泛地運(yùn)用于通信、電磁仿真、微波乳腺癌探測(cè)、寬帶天線、環(huán)境溫度監(jiān)控等各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域,美國Houston大學(xué)的RichardJ.Barton教授也正在研究基于協(xié)同時(shí)間反演算法的無線傳感器網(wǎng)絡(luò),但是目前的這些研究才剛剛開始,很多技術(shù)和理論上的問題亟待解決。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)眾多,并且需要進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)、數(shù)據(jù)處理,一般節(jié)點(diǎn)均采用電池供電,可使用的電量非常有限,且對(duì)成千上萬個(gè)節(jié)點(diǎn)更換電池非常困難,而太陽能電池顯然體積過于龐大。為了使無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有持久的工作能力,目前的解決方法是通過制定讓大多數(shù)節(jié)點(diǎn)處于自適應(yīng)休眠和喚醒的工作模式來節(jié)省電能的消耗,并利用時(shí)間反演技術(shù)的時(shí)—空聚焦特性,對(duì)沒有電的無線傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行無線輸能。根據(jù)國際上最新發(fā)布的研究成果來看,將無線輸能技術(shù)和時(shí)間反演算法相互結(jié)合正在成為解決無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中能量問題的一個(gè)重要研究趨勢(shì)。

整流天線的研究現(xiàn)狀

近代無線輸能技術(shù)的系統(tǒng)研究是從20世紀(jì)60年代初開始的,當(dāng)時(shí)應(yīng)用在太陽能衛(wèi)星、直升飛機(jī)空中通信接力平臺(tái)以及地面兩地間的輸送電能上,以解決沙漠、孤島、峽谷等復(fù)雜環(huán)境中的電能輸送問題。20世紀(jì)90年代以來,微波集成和半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展又為無線輸能開拓了新的應(yīng)用領(lǐng)域——微系統(tǒng)領(lǐng)域,如電子標(biāo)簽和微型機(jī)械。微型機(jī)械因體積小重量輕,限制了其在機(jī)燃料的重量和電池壽命,而無線輸能系統(tǒng)可彌補(bǔ)此缺陷。

微波能量傳輸分為3個(gè)步驟:第一步直流電能轉(zhuǎn)為射頻能量;第二步射頻能量經(jīng)自由空間傳送到一些遠(yuǎn)距離點(diǎn);第三步,在接收點(diǎn),能量被收集后轉(zhuǎn)換為直流能量。在無線輸能系統(tǒng)中,核心技術(shù)就是用于將射頻能量轉(zhuǎn)換為直流能量的整流天線,它是由接收天線、匹配網(wǎng)絡(luò)、整流二極管、直流負(fù)載組成的能高效地將微波轉(zhuǎn)換成直流的裝置。

對(duì)整流天線的研究主要在縮小整流天線的物理尺寸,提高二極管的工作效率、天線捕獲微波能量的效率、整流天線的轉(zhuǎn)換效率和入射波的頻率上。隨著二極管性能的不斷提高和整流天線結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化,其微波—直流的轉(zhuǎn)換效率可以達(dá)到90%。另外微波傳輸?shù)墓ぷ黝l率也在不斷提高。由于不同頻率的微波受大氣層的衰減影響不同,過去的微波傳輸都傾向于采用2.45GHz的工作頻率,因?yàn)樵擃l率微波受大氣影響衰減小,相關(guān)技術(shù)比較成熟。近年來,隨著高頻技術(shù)的發(fā)展,相關(guān)技術(shù)有了顯著提高,采用高頻可大大減小系統(tǒng)體積,從而可降低整個(gè)系統(tǒng)的成本,所以在現(xiàn)在的微波輸能技術(shù)中采用更高的頻率如5.8GHz、l0GHz、35 GHz、94 GHz甚至245 GHz成為研究方向。另外利用雙頻天線、圓極化天線作為接收天線可以提高能量的捕獲效率,現(xiàn)也實(shí)現(xiàn)了在移動(dòng)平臺(tái)中的應(yīng)用。

整流二極管天線按天線與整流電路間的連接方式不同,可分為天線和整流電路在一個(gè)平面內(nèi)直接連接和天線與整流電路之間通過孔徑耦合來實(shí)現(xiàn)連接兩種;按使用的頻率數(shù)量可分為單頻整流天線和雙頻整流天線;按接收天線的類型可分為平面印刷偶極子天線作為接收天線的整流天線和微帶天線作為接收天線的整流天線。本文按最后一種分類方法來介紹整流二極管天線。

2.1偶極子天線作為接收天線

參考文獻(xiàn)[1]介紹了一種印刷整流天線單元,如圖1所示,整個(gè)單元為一個(gè)雙平面形式,印刷整流二極管天線電路平行地放置于一個(gè)金屬反射平板之上。基片材料為RogersDuroid5880且厚度為10mil,在基片的一面印制平行偶極子天線和共面帶狀線傳輸線,另一面是3條微帶構(gòu)成的低通濾波器,濾波器可通過5.8 GHz信號(hào)并抑制由二極管產(chǎn)生的高次諧波,而且能在偶極子天線和二極管之間起到阻抗匹配的作用。47 pF的貼片電容用于隔離射頻能量和通過直流能量,以達(dá)到最大化二極管轉(zhuǎn)換效率。阻抗負(fù)載放置于CPS(共面帶狀線)帶阻濾波器的終端,為二極管輸入阻抗的1.3~1.52倍。該整流天線工作在5.8 GHz頻率時(shí),接入326 Ω的負(fù)載,最大微波—直流的轉(zhuǎn)換效率為82%。

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圖1 5.8GHz整流二極管天線單元結(jié)構(gòu)

參考文獻(xiàn)[2]介紹了一種工作于2.45GHz的整流二極管天線單元,此整流二極管天線工作在2.45GHz頻率時(shí)可作為微波能量整流器,工作在3.3GHz頻率時(shí)可作為振蕩器。如圖2所示,兩條鋁帶形成偶極子天線和對(duì)稱傳輸線,半波偶極子、兩節(jié)低通濾波器、二極管、輸出電容構(gòu)成了該整流天線。低通濾波器用于阻止高階諧波進(jìn)入偶極子天線再輻射,輸出電容用于短路射頻能量,負(fù)載阻抗為165 Ω。作為整流器時(shí),其射頻—直流轉(zhuǎn)換效率為85%;作為振蕩器時(shí),其直流—射頻轉(zhuǎn)換效率為1%。

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圖2 半波偶極子整流天線單元結(jié)構(gòu)

雙頻偶極子整流二極管天線可以根據(jù)能量的可獲率(poweravailability),在兩個(gè)頻率中選擇其中一個(gè)進(jìn)行能量傳輸,以接收最大的微波能量。參考文獻(xiàn)[3]介紹了一種工作在2.45GHz和5.8GHz的新型雙頻整流二極管天線,其結(jié)構(gòu)如圖3所示。該整流天線由1個(gè)雙頻偶極子天線、1個(gè)共面帶狀線輸入濾波器、2個(gè)CPS帶阻濾波器、1個(gè)整流二極管、1個(gè)微波阻滯電容構(gòu)成。雙頻偶極子天線具有雙向輻射和雙面結(jié)構(gòu),工作在2.45 GHz和5.8 GHz:長偶極子天線工作在2.45 GHz,短偶極子天線工作在5.8 GHz。為了增加天線的增益和獲得單方向性輻射,增放一個(gè)反射平板于天線下部17 mm處。CPS低通濾波器由帶阻濾波器構(gòu)成,其截止頻率為7 GHz,所以它可以通過2.45 GHz和5.8 GHz的信號(hào),并抑制5.8 GHz信號(hào)中頻率為11.6 GHz的二階諧波,但同時(shí)也讓2.45 GHz信號(hào)中頻率為4.9 GHz的二階諧波和頻率為7.35 GHz的三階諧波通過。為了解決此問題,可在CPS條帶外添加新型的終端T型條帶CPS帶通濾波器,用以抑制4.9 GHz和7.35 GHz的高階諧波,抑制4.9 GHz二階諧波的帶阻濾波器的長度為20.1 mm,抑制7.35 GHz三階諧波的帶阻濾波器的長度為10.5 mm,該帶通濾波器結(jié)構(gòu)如圖4所示。在2.45 GHz和5.8 GHz的工作頻率下,由新型雙頻印刷偶極子天線和新型的CPS濾波器相連構(gòu)成的整流天線的轉(zhuǎn)換效率可分別達(dá)到84.4%和82.7%。

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圖3 雙頻整流二極管天線結(jié)構(gòu)

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圖4 帶有帶阻濾波器的CPS低通濾波器結(jié)構(gòu)

2.2微帶天線作為接收天線

參考文獻(xiàn)[4]介紹了一種工作于5.5GHz的帶有積分帶阻濾波器的微型整流二極管天線?；鍨殡p層結(jié)構(gòu),上層采用材料為Duroid5880、厚度為3.175mm的接收天線基片,在此基片上面安裝了圓極化微帶貼片天線;下層采用材料為RO4003、厚度為1.524 mm的介質(zhì)基片,此基片的下面為帶阻濾波器,兩基片之間為共用地板。在貼片天線上沿貼片的左對(duì)角線開兩個(gè)相互連接的槽,用以產(chǎn)生右旋圓極化波。整流天線的尺寸為40 mm×40 mm×4.7 mm,微帶天線的尺寸為14.8 mm×14.8 mm。濾波器的結(jié)構(gòu)如圖5所示,在5.5 GHz時(shí),濾波器有小于1 dB的插損;在11 GHz時(shí),濾波器的插損達(dá)50 dB,這使得它能很好地抑制頻率為11 GHz的二階諧波。經(jīng)過測(cè)量,當(dāng)收發(fā)天線彼此之間相距40 cm、傳輸功率為7 W時(shí),最大輸出電壓為2.15 V,最大轉(zhuǎn)換效率為74%;并且當(dāng)能量密度高于0.75 mW/cm2 時(shí),轉(zhuǎn)換效率接近常數(shù)。此整流二極管天線在5.5 GHz時(shí),可用于接收微波能量,也可以用于在5.15~5.35 GHz的數(shù)據(jù)通信。

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圖5 帶有濾波器的微型整流二極管天線濾波器結(jié)構(gòu)

參考文獻(xiàn)[5]介紹了一種新型有限地板共面波導(dǎo)(FG-CPW)高增益整流二極管天線,如圖6所示。整流天線采用的FG-CPW結(jié)構(gòu)不僅具有傳統(tǒng)CPW(共面波導(dǎo))的優(yōu)勢(shì),而且減小了地板面積顯得更為緊湊。為了產(chǎn)生單反向輻射并增加接收天線的增益,在接收天線下面增加了一個(gè)金屬板,用以減小反向輻射。整流天線采用緊湊CPW諧振單元(CCRC)作為濾波器,CCRC濾波器通過來自接收天線的5.8GHz信號(hào)并且阻止由整流設(shè)備激發(fā)的11.6GHz的二階諧波進(jìn)入接收天線,其結(jié)構(gòu)如圖7所示。經(jīng)過測(cè)量,在沒有CCRC時(shí),整流天線在負(fù)載為270Ω、輸入能量為18 dBm時(shí),轉(zhuǎn)換效率的峰值為62.5%,在引入CCRC后,轉(zhuǎn)換效率有6%的提高。

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圖6 FG-CPW整流二極管天線結(jié)構(gòu)

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圖7 CCRC濾波器結(jié)構(gòu)

大多數(shù)整流裝置的研究集中在2.45GHz和5.8GHz的工作頻率上。在35GHz工作頻率上,整流天線和發(fā)射裝置的效率較低,但這個(gè)頻率上的設(shè)備的優(yōu)勢(shì)在于尺寸更小、傳輸距離更長,在長距離傳輸時(shí),同樣的天線尺寸下,35 GHz系統(tǒng)整體效率比2.45 GHz 和5.8 GHz系統(tǒng)的要高。參考文獻(xiàn)[6]介紹了一種工作在35 GHz的整流天線裝置,其接收天線為貼片天線,尺寸為2.84 mm×2.84 mm,并利用了微帶連接到平板邊緣進(jìn)行直接饋電,饋線的特性阻抗為50 Ω、0.78 mm寬,插入深度為0.95 mm。整流二極管使用安捷倫HscH-9201砷化鎵肖特基勢(shì)壘二極管,該二極管一端接地,一端接入微帶線。輸出濾波器由1/4波長的微帶線和47 pF的電容組成,用于通過偶次諧波和直流電流并阻止奇次諧波通過。輸入濾波器用以阻止直流和諧波流回接收天線。該整流二極管天線的最高轉(zhuǎn)換效率為52%,此時(shí)輸出功率為25.6 mW。

整流天線雙極化有兩個(gè)優(yōu)勢(shì):它能使每個(gè)單元區(qū)域接收的能量翻倍和整流天線能接收雙線極化或單圓極化信號(hào)。另外使用分層設(shè)計(jì)的方法可以有效地縮小整流天線的尺寸。參考文獻(xiàn)[7]介紹了一種雙極化分層結(jié)構(gòu)縫隙耦合整流二極管天線。該整流天線工作于8.51GHz,使用貼片天線作為接收天線,貼片天線由較輕的泡沫支撐,泡沫的相對(duì)介質(zhì)常數(shù)為1.07,可幫助減少不需要的表面波模式。在泡沫上有由Duroid5880和Sheldahl'sNovaclad G2200兩種材料構(gòu)成的基片,天線置于最頂上。天線和微帶饋電電路彼此分離,利用縫隙或耦合槽進(jìn)行從饋電電路到貼片天線的電磁能量耦合。地板包含耦合縫隙,用于分離天線和饋電電路,這樣設(shè)計(jì)使地板即保護(hù)饋電電路免受入射射頻能量的干擾,同時(shí)也阻止了由二極管激發(fā)的諧波再輻射。二極管電路置于地板之下。在此設(shè)計(jì)中,還采用了對(duì)兩個(gè)垂直極化波分別使用獨(dú)立的整流電路的結(jié)構(gòu),通過兩整流電路之間適當(dāng)?shù)倪B接使輸出電壓兩倍于單極化的輸出電壓。

在大多數(shù)整流二極管天線設(shè)計(jì)中,結(jié)構(gòu)大都為傳輸線饋電的窄帶天線加上傳統(tǒng)的匹配電路和濾波器。參考文獻(xiàn)[8]介紹了一種結(jié)構(gòu)新穎的寬帶整流二極管天線,如圖8所示,在此等角螺旋線中心安裝一肖特基二極管,二極管的尺寸用以限制此寬帶天線的上限頻率,天線的總尺寸用以限制下限頻率。此等角螺旋線采用這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)在于:單平面結(jié)構(gòu)便于二極管的連接,可產(chǎn)生雙極化波,便于在螺旋線的頂端連接直流輸出線。將二極管直接安裝在天線中,使天線既可以提供匹配功能,又能對(duì)輸出信號(hào)濾波,不僅減小了整流天線的尺寸,還增加了帶寬。

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圖8 螺旋型整流二極管天線結(jié)構(gòu)

在無線能量傳輸過程中,收發(fā)天線需要相互精確地直線對(duì)準(zhǔn),當(dāng)不能正確地直線對(duì)準(zhǔn)時(shí),最大輸出電壓會(huì)急劇下降,而傳統(tǒng)的能量發(fā)射和接收部分通常波束寬度狹窄,直線對(duì)準(zhǔn)較難。參考文獻(xiàn)[9]介紹了一種新型的蝴蝶結(jié)型反向硅整流二極管天線,它能夠解決直線對(duì)準(zhǔn)問題。如圖9所示,此整流天線印制在材料為RogersDuroid5880、厚度為0.7874mm的基片上,工作頻率為5.8 GHz。它的主要組成部分為:兩對(duì)由共面帶狀線饋電的蝴蝶結(jié)天線、兩個(gè)帶通濾波器、一個(gè)整流二極管和一個(gè)負(fù)載阻抗。蝴蝶結(jié)型天線工作在5.8 GHz頻率時(shí)具有8.45 dBi的增益,比矩形天線高。此結(jié)構(gòu)使用的兩對(duì)蝴蝶結(jié)天線,其中一對(duì)為接收端,接收微波能量;另一對(duì)為發(fā)射端,用于調(diào)整天線陣列的主波束,使其對(duì)準(zhǔn)能量源。兩個(gè)帶通濾波器均用于抑制高階諧波。外加150 Ω的電阻進(jìn)行測(cè)試,當(dāng)能量密度為10 mW/cm2時(shí),整流天線的輸出為2.83 V,轉(zhuǎn)換效率為84.4%,且輸出電壓和轉(zhuǎn)換效率會(huì)隨能量密度的增加而增加。

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圖9 蝴蝶結(jié)型反向硅整流二極管天線的幾何結(jié)構(gòu)

在大多數(shù)整流天線設(shè)計(jì)中,增加轉(zhuǎn)化效率的常用方法是抑制由二極管產(chǎn)生的諧波,所以需在二極管和接收天線中加入一個(gè)低通濾波器。可通過使天線具有抑制諧波的特性從而去掉接收天線和整流二極管之間的低通濾波器,以達(dá)到減小尺寸和降低成本的目的。參考文獻(xiàn)[10]介紹了一種以扇形天線作為接收天線來抑制諧波的整流天線,微帶扇形天線的扇形角為240°,饋電角為30°,扇形天線可以有效地阻止由非線性二極管產(chǎn)生的4.8GHz和7.2GHz的高階諧波再輻射。該天線還在負(fù)載和二極管之間加了一個(gè)低通濾波器,以阻止高階諧波進(jìn)入負(fù)載。通過測(cè)試,扇形天線的增益為4.677dBi,其能有效地阻止4.8 GHz和7.2 GHz諧波的再輻射;整流天線的輸入能量為10 dBm、負(fù)載為150 Ω時(shí)轉(zhuǎn)換效率達(dá)到最大,為77.8%。圖10展示了扇形接收天線的尺寸,圖11為該整流天線的結(jié)構(gòu)。

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圖10 扇形接收天線的尺寸

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圖11 扇形整流二極管天線結(jié)構(gòu)

3 時(shí)間反演算法

時(shí)間反演技術(shù)是1992年由M.Fink首先提出的,最初用于超聲波探測(cè),采用這種技術(shù)能使在均勻和非均勻媒質(zhì)中傳播的聲波實(shí)現(xiàn)時(shí)間和空間的同步聚焦,因此可用于復(fù)雜媒質(zhì)中目標(biāo)的探測(cè)。其他的一些技術(shù),如自適應(yīng)時(shí)間延遲聚焦法、相位共扼法等,對(duì)于所探測(cè)目標(biāo)的位置和周圍媒質(zhì)的特性等都有一些特殊的要求。而采用TR技術(shù)進(jìn)行目標(biāo)探測(cè)則具有更多的自由度,可以在更多情況下實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的高分辨率成像。TR技術(shù)在超聲波探癌、水下的聲波通信等方面取得了一定的成果[11~14]。

近幾年,人們開始研究TR技術(shù)在電磁波領(lǐng)域的應(yīng)用[15~21]。人們發(fā)現(xiàn),在電磁波的傳播中利用TR技術(shù)同樣可以實(shí)現(xiàn)電磁波的時(shí)間和空間同步聚焦,因此,它還可用于目標(biāo)的探測(cè),如微波成像[19]、醫(yī)學(xué)治癌[20,21]等。同時(shí),也逐步開展了其在現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)中的應(yīng)用研究。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中TR技術(shù)的基本原理是利用“一到多”和“多到一”的信道傳輸模式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸。其具體實(shí)現(xiàn)可分為3個(gè)步驟:首先,由信號(hào)源向周邊多個(gè)傳感器發(fā)送一個(gè)沖擊信號(hào)(“一到多”傳輸),以確立空間傳輸信道的物理特性(或者是獲得空間物理信道的沖擊響應(yīng)特性),如圖12(a)所示;其次,周邊的傳感器對(duì)自身所接收的沖擊響應(yīng)信號(hào)hr(t)進(jìn)行數(shù)據(jù)“存儲(chǔ)”;最后,周邊的傳感器分別將自身所接收的沖擊響應(yīng)信號(hào)以反向時(shí)間hr(T-t)進(jìn)行發(fā)送和傳輸(“多到一”傳輸),通過空間傳播后,各信號(hào)重新匯聚于信源,構(gòu)成無線傳播信號(hào)的空間聚焦,如圖12(b)所示。同時(shí),由于各個(gè)傳感器所記錄的信道響應(yīng)已充分考慮了不同路徑所引入的空間相位延遲以及非均勻介質(zhì)所帶來的影響,所以,來自周邊各個(gè)傳感器的信號(hào)除了能夠在空間上匯聚于一點(diǎn)之外,而且還可以實(shí)現(xiàn)在同一時(shí)刻到達(dá),即同時(shí)實(shí)現(xiàn)時(shí)間與空間上的聚焦。正是由于TR技術(shù)能夠在復(fù)雜的電磁環(huán)境中實(shí)現(xiàn)時(shí)-空聚焦,所以能很好地解決非均勻介質(zhì)、色散媒質(zhì)中的無線信號(hào)傳輸以及信號(hào)源的自我定位。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的整流天線技術(shù)研究進(jìn)展HFSS分析案例圖片12

圖12 時(shí)間反演無線空間數(shù)據(jù)傳輸過程

基于TR技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究,目前在國際上仍處于研究初期,僅有美國RichardJ.Barton教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組取得了一些成果。但是可以深刻認(rèn)識(shí)到利用時(shí)間反演算法的時(shí)-空聚焦特性,可以解決無線信道傳輸中的多徑效應(yīng)、非均勻介質(zhì)中的信號(hào)傳輸、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的精確定位等問題,進(jìn)而解決傳感器能量供應(yīng)與補(bǔ)充、網(wǎng)絡(luò)信息的安全性與可靠性傳輸?shù)葐栴}。TR技術(shù)在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究中的巨大應(yīng)用潛力遠(yuǎn)沒被人們發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識(shí)。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的能量問題可以通過TR技術(shù)和整流天線技術(shù)相結(jié)合來解決,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的整流天線是無線通信和無線輸能兩種功能的復(fù)用,對(duì)基于TR技術(shù)的整流天線的研究,將為中國在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究領(lǐng)域里搶占新的至高點(diǎn),為未來低成本、低耗能、高安全可靠、持久工作的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供一系列的最新技術(shù)及解決方案。

4 結(jié)束語

整流天線技術(shù)和時(shí)間反演算法是解決無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能量補(bǔ)充問題的重要研究途徑。通過上述介紹,可以看出目前的整流二極管天線與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)所需要的整流天線還存在一定差異,設(shè)計(jì)出體積小、重量輕、轉(zhuǎn)換效率高的整流二極管天線是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)無線輸能技術(shù)的研究目標(biāo)。

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