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低功率密度下具有通信功能的整流天线

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低功率密度下具有通信功能的整流天线

江超杨雪霞龚波王业清

（上海大学通信与信息工程学院，上海，200072）

摘要：本文设计了一种在低功率密度条件下具有通信功能的整流天线。采用双端口馈电的双极化微带天

线，其中垂直极化端口用于整流，水平极化端口用于通信，分别工作于 5.8GHz 和 6.1GHz。通过等效电路

分析及软件仿真，整流电路在 10mW 接收功率下获得了 65%的实测整流效率。将接收天线和整流电路组合

测试，在 2 mW/cm²功率密度下获得 62.5%的实测整流效率。该整流天线可运用在需要通信功能的低功耗电

子器件供能中。

关键词：整流天线，低功率密度，双极化

Rectenna with Communication Function in Low Power Density

Jiang Chao，Yang Xue-xia，Gong Bo，Wang Ye-qing

（School of Communications and Information Engineering，Shanghai University，Shanghai 200072）

Abstract：A rectenna with communication function in low power density is presented in this paper. A dual-

polarized microstrip antenna is fed by two ports，including communication port and rectifying port whose

operating frequencies are 6.1GHz with horizontal polarization and 5.8GHz with vertical polarization，respectively.

After equivalent circuit analysis and software simulation，the rectifying circuit obtains 65% RF-DC efficiency

under 10mW input power. The measurement result of rectenna shows that 62.5% conversion efficiency is realized

under 2mW/cm²power density. This rectenna can be applied in low power electronic appliances to meet

communication demand.

Keywords：rectenna; low power density; dual polarization

率的下降，因此需要进行谐波抑制 [4]-[8]，文献

1 引言^

[4][5]把带通滤波器嵌入接收天线的后端来抑制谐

波，但整体结构的尺寸往往较大。文献[6]利用了天

整流天线是无线输能系统中的核心器件，拥有

线馈线上附加扇形枝节来抑制谐波，文献[7]采用馈

通信功能的整流天线更具实用性。文献[1]提出了一

线上的缺陷地结构对天线的高次谐波进行抑制。从

种工作在 WLAN 频段的整流天线，满足传感器通

本质上说，这类天线都不能称为谐波抑制天线，而

信的同时利用无线输能给电池充电。文献[2]采用整

文献[8]提出的口径耦合天线在无外加滤波器就可以

流天线和回溯天线一体化设计，在实现整流功能的

实现2-3 次谐波的抑制。

同时还将跟踪信号返回到发射端。另外，实现通信

本文提出了一种具有通信功能的整流天线，它

和整流的复用还可利用双端口双极化天线[3]。

包含了双端口双极化的微带天线以及工作在低功率

整流天线可能存在高次谐波的重辐射而导致效

密度下的整流电路。接收天线双端口具有较高隔离

度，减少了端口之间的相互影响。根据 IEEE 标准

基金项目：上海市重点学科和特种光纤与光接入网省部共建重点实验室

定义 5.8GHz 长时间暴露功率密度不超过

3.87mW/cm²[9]，该整流天线工作在 2mW/cm²的功

项目（S30108，08DZ2231100）

·31·

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