射頻能量收集技術

我們的日常生活中有越來越多的電子設備，它們都需要某種形式的電源才能正常運作。 幸運的是，我們周圍有多種形式的能量，它們可以將風能、光能、物體的動能轉換為電能，甚至可以從高頻無線電訊號的傳輸中收穫一些能量。

較不常見但快速普及的是射頻/微波訊號能量收集方案，可以從無線電/電視廣播站和無線設備收集能量。 這種能量收集方案可以取代物聯網 (IoT) 感測器和無線射頻識別 (RFID) 標籤等低功耗應用中的電池。 重複利用能源可降低營運成本並提高現有電子系統和設備的能源效率。

射頻是一種豐富的能量收集源，它從世界各地數十億個無線電發射器發射，包括行動電話、行動電話基地台和電視/無線電訊號傳輸基地台。 因此，利用射頻能量為一些低功耗電路供電已成為一種趨勢。

從射頻收集能量的概念並不新鮮，過程也相對簡單。 無線電波到達天線並導致其整個長度上的電位差發生變化。 此電位差導致電荷載子沿著天線的長度移動，以試圖均衡場，並且RF-DC積體電路能夠從這些電荷載流子的移動中捕獲能量。 能量暫時儲存在電容器中，然後用於在負載處產生所需的電位差。

RF能量訊號是透過天線接收的，因此天線的工作頻率必須與接收訊號的頻率相同。 透過天線接收RF訊號後，既可用於RF-DC轉換器，也可用於純RF應用； RF-DC轉換器將射頻訊號轉換為直流訊號，從而將獲得的能量儲存在儲能裝置中； 此儲能元件可為RF-DC轉換器、RF元件和低功耗應用提供能量。

可以使用現成的元件來建立一個電路來為子系統執行射頻到直流轉換。 利用天線、無線充電線圈、PMIC（電源管理 IC）、功率接收器晶片、激勵器發射器等的各種組合可以創建能夠從射頻收集能量的系統。

RF能量訊號是透過天線接收的，因此天線的工作頻率必須與接收訊號的頻率相同。 透過天線接收RF訊號後，既可用於RF-DC轉換器，也可用於純RF應用； RF-DC轉換器將射頻訊號轉換為直流訊號，從而將獲得的能量儲存在儲能裝置中； 此儲能元件可為RF-DC轉換器、RF元件和低功耗應用提供能量。