实测效率最高时的输入功率为5 dBm，在此输入功率下电路S11参数的实测与仿真结果如图5所示。由图可知，无论是仿真还是实测，在2.45 GHz处都能获得较好的阻抗匹配。在2.45 GHz处，实测的S11参数为-37 dB且在2.37 GHz～2.51 GHz的频率范围内S11参数均小于-10 dB。

2 仿真和实测结果分析

所提出的整流电路的整体实测图片如图6所示，它包括了匹配电路、倍压肖特基二极管、直通滤波器和一个负载电阻。该整流电路通过一个信号发射器和一个传统的电压表来进行测试，信号发生器用于提供2.45 GHz的射频能量，而传统的电压表则用于测量负载两端的电压值。整流电路的RF-DC整流效率(η)定义如下：

式中：Pinc为射频发射功率；PDC为直流输出功率；VL为直流输出电压；RLoad为负载电阻。

当优化选择后的负载RLoad为5 kΩ，输入能量频点为2.45 GHz时，实测与仿真的输出直流电压随输入功率的变化曲线图如图7所示。显然，当输入功率为5 dBm时，实测整流电路可获得3.45 V的直流输出电压。在同等条件下，实测与仿真的整流效率随输入功率的变化曲线图如图8所示。可以观察到，理论和实验结果实现了较好的吻合，当输入功率为5 dBm时，实测效率到达了峰值75.3%，当输入功率处于-2.5 dBm～6.5 dBm的范围内时，整流电路的效率都保持在60%以上。

实测效率与仿真效率相比有所降低，其主要smd功率电感器原因如下：(1)二极管在实际使用的情况下，由于工作温度、周围电磁环境、基板的趋肤效应等影响下，工作性能会有一些不同；(2)实测电路中的SMA接头存在损耗；(3)耦合电容、二极管及SMA接头的焊接会引入寄生电容、寄生电感及电阻效应，而ADS建模仿真时不会考虑这些寄生参量，从而会影响结果的准确性。

3 结论

本文提出了一种基于低功耗贴片肖特基二极管BAT15-04W的整流电路，实测表明它能够高效地吸收低输入射频功率。实验结果显示，在输入功率为5 dBm的情况下，整流电路具有75.3%的整流效率，并对实测与仿真结果存在的偏差进行了具体的分析。在未来的工作中，为了构建一个完整的微波整流天线，我们的关注点将是在发射天线和整流电路间加入一个高增大功率电感益和指向性较强的端射天线作为接收天线，而为了能在更小的输入功率和更大的传输距离下获得高效率整流，我们还将关注天线阵列的设计。

参考文献

[1] BROWN W C.The history of power transmission by radio wave[J].IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques，1984(9)：1230-1242.

[2] SHINOHARA N.Power without wires[J].IEEE Microwave Magazihttp://www.dgfpc.com/电感厂家ne，2011，12(7)：S64-S73.

[3] FRANCESCHETTI G，GERVASIO V.Wireless power transmission.A new science is borne[C].2012 IEEE MTT-S International Microwave Workshop Series on Innovative Wireless Power Transmission：Technologies，Systems,and Applications(IMWS)，pp.21-23，10-11 May.2012.

[4] CASARES M，VURAN M C，VELIPASALAR S.Design of a wireless vision sensor for object tracking in wireless vision sensor networks[C].Second ACM/IEEE International Conference on Distributed Smart Cameras，pp.1-9，7-11 Sept.2008.

[5] Gao Yuan，Zheng Yuanjin，Diao Shengxi，et al.Low-power ultrawideband wireless telemetry transceiver for medical sensor applications[J].IEEE Transactions on Biomedical Engineering，2011(3)：768-772.

[6] Mo Lingfei，Liu Shaopeng，GAO R X，et al.Wireless design of a multisensor system for physical activity monitoring[J].IEEE Transactions on Biomedical Engineering，2012，59(11)：3230-3237.

[7] BOAVENTURA A J S，CARVALHO N B.A batteryless RFID remote control system[J].IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques，2013(6)：2727-2736.

[8] TAKHEDMIT H，MERABET B，CIRIO L，et al.A 2.45-GHz low cost and efficient Rectenna[C].Proceedings of The Fourth European Conference on Antennas and Propagation，2010：1-5，12-16.大电流电感

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