1. 研究目的与意义（文献综述）

近些年来，科学技术迅猛发展，尤其是电子信息科技的进步，让人类生产生活有了质的提升。尤其是无线传感网络在许多领域得到了应用，如灾害管理、基础设施监控等。然而所有的电子设备都是依靠电力驱动的，不管是大型设备，还是小型传感器，离开电能它们就无法工作。目前，传感器节点主要依靠电池供电，但随着传感器网络分布环境更广泛、更复杂，电池的维护和更换将成为非常棘手的问题。另外，电池本身的寿命有限，也会造成环境污染。这些问题使得人们开始关注并寻找电池的辅助或替代方案，即一种可持续、对环境友好的供电方式。其中能量收集技术在近几年受到了人们的广泛关注。

能量收集是一种将环境周围分布式能量进行收集并转换成可使用电能的技术。其中可收集的分布式能量有太阳能、热能、振动和电磁波等多种形式。电磁能量收集作为一种新的能量收集研究热点，拥有巨大的使用价值和市场。虽然空间中的电磁能量功率密度相对较低，但是周围环境中电视，无线电广播、手机通信、无线局域网等射频信号分布广泛，且随着社会的发展，空间中的射频能量信号的功率密度会继续提高，这就为电磁能量收集提供了丰富的能量来源。

早在19世纪末，在电气与无线电领域做出过突出贡献的尼古拉·特斯拉也曾致力于研究无线传输能量的可能性，特斯拉在纽约长岛建造了无线电能发射塔（沃登克里弗塔），设想利用地球本身和大气电离层为导体来实现大功率长距离的无线电能传输，特斯拉想用它来实现全球无线电力传输，可惜由于资金缺乏，这个塔最终并未建成。2007年美国麻省理工学院soljacic教授及其团队实现2米外点亮60w灯泡，这使得无线能量传输技术受到了越来越多的关注。无线能量能量传输技术是能量收集技术的基础，前者的是一种能量传输方式，关注的重点是如何更加高效的传输，后者是一种将本来会浪费掉的电磁能量加以利用的技术。

2. 研究的基本内容与方案

研究内容分为三个方面：

1）2.45ghz高增益微带天线的设计仿真，加工与测试

用hfss仿真各类天线，比较增益、效率等参数，选取最适宜的天线类型，根据仿真结果对天线的增益、效率以及天线的带宽等相关性能参数进行优化、调整、比较和选取，设计出能够实现对环境中指定频率（2.45ghz）的射频能量进行高效率接收的天线阵，并制作天线阵实物。

3. 研究计划与安排

第3-8周：完成天线及整流电路的仿真与加工测试。

第9-12周：完成整个能量收集装置的联调。

第13-15周：完成并修改毕业论文。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 邓红雷，孔力. 一种2.45ghz高效微带贴片接收整流天线 [j]. 无线电工程, 2004年, 第34卷(第12期):46-47.

[2] 张翼. 无线输电技术发展及应用[j]. 江苏机电工程, 2013年3月, 第32卷(第2期):82-84.

[3] 赵争鸣, 王旭东. 电磁能量收集技术现状及发展趋势[j]. 电 工 技 术 学 报, 2015年7月, 第30卷(第13期):1-9.