環(huán)境射頻能量收集技術(shù)的研究進(jìn)展及應(yīng)用*

韋保林，韋雪明，徐衛(wèi)林，段吉海

(桂林電子科技大學(xué)信息與通信學(xué)院，廣西桂林541004)

0 引言

當(dāng)前，越來越多的微型或便攜式無線通信設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)節(jié)點被應(yīng)用于現(xiàn)實生活中，這些無線設(shè)備的主要能源供應(yīng)來源是電池。然而電池的使用給無線設(shè)備引入不小的體積;此外，電池的壽命有限，對于某些特定場合應(yīng)用的無線設(shè)備(如無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點、植入式電子設(shè)備等)，更換電池的代價是非常昂貴的，廢舊電池也容易引起環(huán)境污染。多年來，研究工作者們在降低系統(tǒng)功耗方面一直在不懈地探索，以期延長電池的壽命和無線設(shè)備的可持續(xù)工作時間。

隨著硅微電子技術(shù)的發(fā)展，電子系統(tǒng)的功耗越來越低，出現(xiàn)了微瓦級功耗的電子系統(tǒng)，使得系統(tǒng)能夠從周圍環(huán)境中收集能量以供自身持續(xù)工作成為可能［1－2］。這種能夠從周圍環(huán)境中收集能量以供自身持續(xù)工作的系統(tǒng)稱為自供電(self－powering)或者自充電(self－rechargeable)、免電池(battery－less)電子微系統(tǒng)，它是近幾年來對一些無法觸及或者難以更換電池的低功耗無線通信系統(tǒng)提供能量的一個研究熱點［1－5］。自供電(self－ powering)電子微系統(tǒng)的能量收集來源主要有:運動(振動或機械)能量、射頻能量、熱力梯度、壓力差、太陽能、光能、生物能等［5］。自供電電子微系統(tǒng)的核心部件是高效、靈敏的能量收集器，它能夠從周圍環(huán)境或特定的能量產(chǎn)生源捕獲微弱的能量并轉(zhuǎn)化為電能，然后進(jìn)行累積、存儲以供電子系統(tǒng)使用。不同的能量來源需要不同的能量收集器，迄今為止，這些能量收集器所能收集到的電能還很低，通常是毫瓦級，但能量收集技術(shù)在低功耗電子設(shè)備方面的應(yīng)用前景十分廣闊。

射頻能量是自供電(self－powering)電子微系統(tǒng)的重要能量來源之一，文中在總結(jié)介紹國內(nèi)外有關(guān)對環(huán)境射頻能量進(jìn)行收集利用的技術(shù)研究進(jìn)展及最新應(yīng)用的基礎(chǔ)上，討論其實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)及難點，并分析其發(fā)展方向。

1 發(fā)展歷史及其可行性

通過射頻電磁波傳輸功率的歷史可以回溯到海因里希·赫茲年代，赫茲證實了空間中電磁波的存在并首次實現(xiàn)了電磁波的收發(fā)［6］。1890年開始，現(xiàn)代交流電系統(tǒng)的奠基者尼古拉·特斯拉就開始嘗試采用射頻電磁波進(jìn)行無線供電的實驗，直到第一次世界大戰(zhàn)，尼古拉·特斯拉的無線電能傳輸實驗才無果而終，其原因除了資金短缺以外，最主要的是當(dāng)時射頻微波技術(shù)的缺乏［6－7］。一百多年以來，射頻無線電磁波收發(fā)技術(shù)得到不斷地發(fā)展，雖然其主要應(yīng)用于無線通信方面并使世界發(fā)生了天翻地覆的變化，但其在無線能量傳輸方面的研究并沒有停止過。本世紀(jì)以來，無線供電新技術(shù)取得不斷突破，各大公司和研究機構(gòu)紛紛推出其研究成果。如麻省理工大學(xué)在2007年6月，英特爾在2008年8月，微軟公司在2009年都分別推出了自己的無線充電裝置或設(shè)備;韓國在2010年3月也展示了一輛無線充電電動汽車，但是這些無線充電設(shè)備或裝置主要是針對近距離大功率用電，一般采用的是磁耦合共振或者電磁感應(yīng)技術(shù)，往往需要直徑達(dá)10 cm以上甚至幾米的銅線電感線圈。在功耗較小的電子微系統(tǒng)方面，射頻無線供電的一個最典型代表是無源RFID標(biāo)簽;RFID讀卡器通過天線發(fā)射高達(dá)幾瓦的電磁波，當(dāng)無源RFID標(biāo)簽靠近讀卡器天線時，標(biāo)簽天線感應(yīng)到讀卡器發(fā)射的信號，并將其進(jìn)行整流、倍壓，實現(xiàn)射頻能量收集以供其自身工作。通常情況下無源RFID應(yīng)用于近距離和低頻率，遠(yuǎn)距離的RFID一般采用有源標(biāo)簽。

無線射頻能量傳輸或收集可分為近場和遠(yuǎn)場兩類［8］。近場的無線射頻能量傳輸主要應(yīng)用于中等功率(幾瓦到上百瓦的功率要求)且距離很近(幾米以內(nèi))的應(yīng)用場合，一般工作于100 MHz以內(nèi)，其主要優(yōu)點是傳輸效率高、射頻輻射安全限制少，但是低頻段工作導(dǎo)致其傳輸線圈較大。遠(yuǎn)場無線射頻能量傳輸主要應(yīng)用于低功耗應(yīng)用場合，如低功耗無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)然也可用于高功率系統(tǒng)，如太空、軍事、工業(yè)等應(yīng)用;它一般采用幾百MHz以上的射頻或頻率更高的微波進(jìn)行傳輸，其主要優(yōu)點是需要的接收天線尺寸相對較小，但是傳輸效率較低［8－9］。文中主要針對遠(yuǎn)場無線射頻能量傳輸進(jìn)行討論。

遠(yuǎn)場射頻能量收集的能量來源主要有兩種:即特定的射頻能量發(fā)射器所發(fā)射的射頻能量，以及環(huán)境中存在的射頻能量。為實現(xiàn)射頻無線能量傳輸而設(shè)立的特定射頻能量發(fā)射器所發(fā)射的射頻能量能夠容易滿足低功耗用電設(shè)備的需要，因為操作者可容易控制其發(fā)射功率、方向等［10］;而周圍環(huán)境中存在的射頻能量能否被收集并轉(zhuǎn)化為電子微系統(tǒng)供電所用?近幾年來，科技工作者們圍繞這個問題開展了不少的研究，以下討論對環(huán)境射頻能量進(jìn)行收集利用的可行性。

首先，環(huán)境射頻能量無處不在。在通信技術(shù)高速發(fā)展的當(dāng)今，我們生活的周圍環(huán)境有許多射頻廣播基站，比如電視發(fā)射塔、WiFi、雷達(dá)、WLAN、GSM基站等等，這些設(shè)備基本上配備全向天線，可向所有方向發(fā)射射頻信號，雖然射頻信號所攜帶的能量較低，但是從那可獲得的功率足以使超低功耗傳感器節(jié)點或電路工作［11］。為了評價環(huán)境射頻能量收集的可行性，PINUELA M等對倫敦北郊地鐵站外的輸入可資用射頻功率進(jìn)行測試考察，結(jié)果如圖1所示，所有地鐵站不同頻帶內(nèi)的平均功率密度如表1所示，其中BTx表示基站發(fā)射，MTx表示移動設(shè)備發(fā)射;由此可見，數(shù)字電視(DTV)、GSM900、GSM1800、3 G以及WiFi均可作為環(huán)境射頻能量收集的潛在能量源［10］。VYAS R等也在亞特蘭大市中心距離電視發(fā)射塔6.5 km處，測出了在500～700 MHz頻率范圍內(nèi)不同頻道的電視信號強度分布在 －24.83～－16.92 dBm，可作為環(huán)境射頻能量收集的能量源［12］。

圖1 倫敦北郊地鐵站外的射頻功率密度測試結(jié)果［10］Fig.1 Input RF power density measurements outside the north London subway station［10］

表1 倫敦所有地鐵站不同頻段的平均射頻功率密度［10］Table 1 Average RF power density across all London subway stations for different band［10］

其次，電子微系統(tǒng)的功耗越來越低，使環(huán)境射頻能量收集應(yīng)用成為可能。射頻能量收集技術(shù)研究與發(fā)展的主要推手是超低功耗電子元器件及電路的出現(xiàn)。當(dāng)前許多常用的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點在睡眠狀態(tài)下功耗僅為幾個μW，在激活狀態(tài)下功耗也僅達(dá)到上百μW，許多商業(yè)化的元器件的功耗大約是:微處理器為160 μA/MHz、傳感器為120 μA、RS － 232 收發(fā)機為3 mA、RS －485 收發(fā)機為120 μA［13］。雖然環(huán)境射頻信號所攜帶的能量較低，但是經(jīng)過收集與存儲可獲得足以使這些超低功耗電子微系統(tǒng)電路工作的功率［11］。

再次，射頻能量收集技術(shù)的發(fā)展，使環(huán)境射頻能量收集應(yīng)用成為可能。環(huán)境射頻能量的功率非常低，如上述VYAS R測出的亞特蘭大市中心信號較強的某電視頻道的信號強度僅為 －16.92 dBm［12］;要想對這些微弱的環(huán)境射頻能量進(jìn)行收集，需要靈敏度較高的能量收集器。經(jīng)過近幾年的研究與發(fā)展，射頻能量收集器的靈敏度得以不斷提高，如文獻(xiàn)［14］報道的環(huán)境射頻能量收集器靈敏度可達(dá)－20 dBm，效率為18%，文獻(xiàn)［15］報道的射頻倍壓整流電路在采用50級低閾值管整流器的情況下，可將－32 dBm的射頻信號整流到1 V，這些成果為環(huán)境射頻能量收集應(yīng)用提供了一定的技術(shù)積累。

綜上所述，高靈敏度、高效率射頻能量收集技術(shù)的發(fā)展以及越來越多的微瓦級、亞微瓦級低功耗電子系統(tǒng)的出現(xiàn)，加上當(dāng)前環(huán)境中泛在的射頻信號，使得環(huán)境射頻能量收集利用成為可能。

2 發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用實例

近年來，超低功耗、低電壓電子元器件及電路的大量出現(xiàn)以及現(xiàn)實生活中大量不易更換電池的電子微系統(tǒng)的廣泛使用，引起了人們對環(huán)境射頻能量收集技術(shù)研究的廣泛關(guān)注。當(dāng)前，環(huán)境射頻能量收集的研究及應(yīng)用主要在低功耗且不易更換電池的無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點及植入式電子設(shè)備等方面。

2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)方面的應(yīng)用

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有廣泛的應(yīng)用價值，涉及工業(yè)、農(nóng)業(yè)、水文、軍事、生物醫(yī)學(xué)等各個領(lǐng)域。當(dāng)前，電池仍然是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的主要能量來源，但是電池的壽命、尺寸以及維護(hù)和更換費用等，在某些場合是不能忍受的。如在智能建筑中，每個建筑物至少有上百個的傳感器節(jié)點分布于建筑體中的各個部位，用于監(jiān)測溫度、亮度、人流量等參數(shù);通過布線為這些傳感器節(jié)點提供電源，其代價是十分昂貴的，而采用電池供電主要面臨的問題是往后如何判斷哪些節(jié)點的電池已耗盡并進(jìn)行更換，這在商業(yè)上是難以接受的，而采用環(huán)境射頻能量收集技術(shù)輔以可充電電池則是其比較理想的供電方式［16］。

近幾年，環(huán)境射頻能量收集技術(shù)在低功耗、分布廣、不易更換電池的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用研究取得了一些進(jìn)展。美國俄亥俄州立大學(xué)的OLGUN U等［17］針對無線傳感器等無線設(shè)備的應(yīng)用需要，設(shè)計了一種新型環(huán)境射頻能量收集器，通過對2.45 GHz WiFi信號能量進(jìn)行為時20 min的收集轉(zhuǎn)換，可輸出20 μA的最大電流，使帶LCD顯示的室內(nèi)外溫濕度監(jiān)測器持續(xù)工作10 min。SHIGETA R等［18］設(shè)計了一種具有儲能電容泄漏感知工作循環(huán)控制的環(huán)境射頻能量收集傳感器設(shè)備，采用自適應(yīng)工作循環(huán)控制技術(shù)對射頻能量收集進(jìn)行優(yōu)化，通過考慮能量泄漏問題使得感知率有所提高，通過對操作可靠性及泄漏衰退的合計評價控制而改善其效率;該傳感器設(shè)備已通過在距離東京電視發(fā)射塔6.3 km的11樓高度進(jìn)行現(xiàn)場測試，發(fā)現(xiàn)其可為傳感器設(shè)備提供2.68 V平均電壓。VYAS R J等［19］設(shè)計了一種免電池嵌入式傳感器平臺，采用環(huán)境中的無線數(shù)字電視射頻信號作為電源，可成功地為一個16位嵌入式傳感器微控制器提供電源使其持續(xù)工作，該能量收集器的靈敏度可達(dá)－18.86 dBm，系統(tǒng)原型如圖2所示。

圖2 環(huán)境射頻能量收集系統(tǒng)原型［19］Fig.2 Ambient wireless energy harvesting prototype system(E － WEHP)［19］

此外，還有不少應(yīng)用環(huán)境射頻能量為低功耗無線設(shè)備提供電能的能量收集器，它們分別利用不同的射頻源，如文獻(xiàn)［10，20］是采用環(huán)境GSM信號作為射頻源，文獻(xiàn)［21］則是采用環(huán)境WiFi信號作為射頻源。

2.2 生物醫(yī)學(xué)電子方面的應(yīng)用

隨著通信、計算機、傳感器以及微納電子技術(shù)等領(lǐng)域的研究不斷取得突破，生物醫(yī)學(xué)電子系統(tǒng)正朝集成化、微型化、無線化及智能化等方向迅速發(fā)展;同時隨著老齡化社會的到來以及人們生活水平的提高，各種應(yīng)用需求應(yīng)運而生，生物醫(yī)學(xué)電子設(shè)備的體積更小、功耗更低。電池是低功耗穿戴式或植入式生物醫(yī)學(xué)電子設(shè)備當(dāng)前的主要能量來源，但為了穿戴的舒適性或更易于植入，自供電顯然是其最佳選擇，不少科技工作者對此展開了研究。

BARRECA N 等［22］針對無線體域網(wǎng)(WBAN)的應(yīng)用需要，設(shè)計了一種包括雙帶天線及整流、倍壓電路的環(huán)境能量收集器，對GSM900/1800頻段射頻信號進(jìn)行收集，當(dāng)射頻源的信號強度不低于－10 dBm時，可使WBAN節(jié)點持續(xù)工作，但是其天線面積為12 cm×8 cm。MAHMOUD H 等［3］設(shè)計了一種帶5.2 GHz RF能量收集器的可植入式眼內(nèi)壓力檢測器芯片，模塊框圖如圖3所示，采用MOS電容進(jìn)行能量存儲，可提供0.8 V電壓，驅(qū)動功耗為100 μW的負(fù)載維持9 μs的工作時間;其效率可達(dá)42%，但需要至少7 dBm的射頻信號強度，若欲采用環(huán)境射頻能量，則需進(jìn)一步優(yōu)化，提高其靈敏度。

圖3 植入式傳感器的片內(nèi)射頻能量收集模型［3］Fig.3 On －chip RF power－h(huán)arvesting module utilized in an implantable sensor［3］

此外，環(huán)境射頻能量經(jīng)過收集、轉(zhuǎn)換，還可有望應(yīng)用于其它可穿戴式低功耗設(shè)備、無線供電手持設(shè)備、RFID標(biāo)簽、非接觸式晶圓級測試等場合［23－24］，具有廣闊的應(yīng)用前景，由于篇幅有限，此處不一一介紹。

3 關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展趨勢

3.1 關(guān)鍵技術(shù)

近年來，雖然環(huán)境射頻能量收集技術(shù)研究取得了不菲的進(jìn)展，但是其廣泛應(yīng)用仍面臨諸多關(guān)鍵技術(shù)和難點的挑戰(zhàn)，主要表現(xiàn)在以下幾個方面:

1)天線設(shè)計技術(shù)。通過科技工作者們多年的不懈努力，在天線設(shè)計技術(shù)方面取得了不凡的成果，但是小型化、寬頻帶的天線仍然是環(huán)境射頻能量收集技術(shù)在超低功耗電子微系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用所面臨關(guān)鍵技術(shù)之一。這主要源于以下兩個原因:首先，超低功耗電子微系統(tǒng)一般要求其體積盡量小以便于攜帶(如穿戴式生物醫(yī)學(xué)電子設(shè)備等)，而天線是影響系統(tǒng)體積的一個重要部分。其次，環(huán)境射頻能量比較低、所分布頻帶比較散。雖然不少文獻(xiàn)報道采用對單一頻帶(如 GSM900/1800、數(shù)字電視、WiFi等)射頻信號進(jìn)行能量采集，也可取得較好的效果［17－18，20－21］;但是若能同時對多個頻帶的環(huán)境射頻信號進(jìn)行收集，則其能量來源更可靠，這需要性能良好的寬帶天線或者天線陣列，而小型化的寬頻帶天線，特別是能夠與芯片集成在一起的小型化天線設(shè)計仍然是當(dāng)前的一個技術(shù)難點［4，22，25］。

2)能量收集器的靈敏度及效率。射頻能量收集主要關(guān)注的性能指標(biāo)是功率轉(zhuǎn)換效率、輸出功率、靈敏度等。對于完成能量收集后需要連續(xù)工作的系統(tǒng)，功率轉(zhuǎn)換效率和輸出功率是其最為重要的參數(shù)，然而，在一些不需要整個系統(tǒng)全時工作的場合，靈敏度更為重要，因為它決定了最大工作范圍。環(huán)境射頻能量比較低，對其進(jìn)行有效收集需要靈敏度較高的射頻能量收集器，影響靈敏度的因素主要有:天線與整流器之間的匹配情況、整流器件閾值電壓的影響等。經(jīng)過科研工作者的不斷努力，射頻能量收集器的靈敏度得以不斷提高，但是需要幾十級的整流電路或者在有源閾值消除電路中需要額外的電源［15］，導(dǎo)致芯片面積的增加、泄漏和寄生參數(shù)的增大以及整流器功率效率下降等。

功率轉(zhuǎn)換效率是射頻能量收集的另一個重要指標(biāo)，在近場的射頻無線能量傳輸中，射頻信號功率較大時，能量收集器的效率較高，可達(dá)到60% ～90%，但隨著射頻功率的下降，其效率也迅速降低［10］;環(huán)境射頻信號能量比較低，所以如何提高射頻能量收集器的效率也是該技術(shù)的技術(shù)關(guān)鍵之一。可通過尋求對器件性能參數(shù)進(jìn)行補償?shù)姆椒ǎ纳普髌鞯墓β兽D(zhuǎn)換效率;目前主要有采用外部閾值、內(nèi)部閾值、自閾值等補償法實現(xiàn)對整流MOS管進(jìn)行閾值補償，加快其導(dǎo)通速度;采用交叉耦合橋式連接和差分輸入結(jié)構(gòu)，以降低導(dǎo)通電阻、減小反向泄漏電流，提高低輸入信號時的功率轉(zhuǎn)換效率;此外，還有動態(tài)閾值消除技術(shù)、動態(tài)開關(guān)控制技術(shù)、自同步整流技術(shù)等等。但是當(dāng)前這些技術(shù)的效果還不是很理想，還有待于進(jìn)一步改進(jìn)，或發(fā)展低輸入功率情況下提高轉(zhuǎn)換效率的新方法。

3.2 發(fā)展趨勢

當(dāng)前，環(huán)境射頻能量收集技術(shù)正朝著小型化、集成化、陣列化、智能化等方向發(fā)展。一般情況下，采用單個硅整流二極管天線(rectenna)實現(xiàn)整流得到的功率往往難以滿足設(shè)備的供電要求，而通過天線陣列可最大限度地收集環(huán)境射頻能量并將其匯集在一起［17］;此外，每個天線可配備獨立的整流器，在整流器的輸出端通過并聯(lián)電流相加或串聯(lián)電壓相加、或者混合方式將直流疊加，以獲得更大的功率。智能化就是通過一定的優(yōu)化算法或自適應(yīng)控制技術(shù)使其效率最大化［18，26］;小型化、集成化的目標(biāo)是將射頻能量收集器甚至接收天線集成到用電系統(tǒng)芯片中。

4 結(jié)語

在通信技術(shù)高速發(fā)展的當(dāng)今，環(huán)境射頻信號無處不在，特別是在城區(qū)和近郊;而越來越低的電子系統(tǒng)功耗使得其從周圍環(huán)境中收集能量供自身所用成為可能，引起了科技工作者們對環(huán)境射頻能量收集應(yīng)用研究的廣泛興趣。文中對近五年來環(huán)境射頻能量收集應(yīng)用研究的成果以及所面臨的關(guān)鍵技術(shù)、難點和發(fā)展方向做了總結(jié)分析，希望能對從事自供電電子系統(tǒng)和微電子等方面研究的人員提供一些幫助，推動我國電子信息技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

［1］HUANG T C，HSIEH C Y，YANG Yao －yi，et al.A Battery－Free 217 nW Static Control Power Buck Converter for Wireless RF Energy Harvesting With Calibrated Dynamic On/Off Time and Adaptive Phase Lead Control［J］.IEEE Journal of Solid － State Circuits，2012，47(04):852 －862.

［2］ZHANG Yan － qing，ZHANG Fan，SHAKHSHEER Y，et al.A Batteryless 19 mW MICS/ISM －Band Energy Harvesting Body Sensor Node SoC for ExG Applications［J］.IEEE Journal of Solid －State Circuits，2013，48(01):199 －213.

［3］OUDA M H，ARSALAN M，MARNAT L，et al.5.2 －GHz RF Power Harvester in 0.18 － μm CMOS for Implantable Intraocular Pressure Monitoring［J］.IEEE Transactions on MicrowaveTheoryand Techniques，2013，61(05):2177－2184.

［4］徐雷鈞，楊曉東，白雪，等.一種基于縫隙結(jié)構(gòu)的小型雙頻段射頻能量接收天線［J］.通信技術(shù)，2014，47(01):106－110.XU Lei－ jun，YANG Xiao － dong，BAI Xue，et al.A Small Dual－Frequency Antenna based on Slot Structure for Wireless Energy Collection［J］.Communications Technology，2014，47(1):106 －110.

［5］HARB A.Energy Harvesting:State－of－ the－art［J］.Renewable Energy，2011(36):2641－2654.

［6］BROWN W.The History of Power Transmission by Radio Waves［J］.IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques，1984，MTT －32(09):1230－1242.

［7］WU Ke，CHOUDHURY D，MATSUMOTO H.Wireless Power Transmission Technology and Applications［J］.Proceedings of the IEEE，2013，101(06):1271－1275.

［8］GARNICA J，CHINGA R A，LIN J.Wireless Power Transmission:From Far Field to Near Field［J］.Proceedings of the IEEE，2013，101(06):1321－ 1331.

［9］BERND S II，CHANG Kai.Microwave Power Transmission:Historical Milestones and System Components［J］.Proceedings of the IEEE，2013，101(06):1379－1396.

［10］PINUELA M，MITCHESON P D，LUCYSZYN S.Ambient RF Energy Harvesting in Urban and Semi－Urban Environments［J］.IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques，2013，61(07):2715 －2726.

［11］AL－LAWATI M，AL－BUSAIDI M，NADIR Z.RF Energy Harvesting System Design for Wireless Sensors［C］//9th International Multi－ Conference on Systems，Signals and Devices.Chemnitz，Germany:IEEE Press，2012:1 －4.

［12］VYAS R，COOK B，KAWAHARA D Y，et al.A Self－Sustaining，Autonomous，Wireless Sensor Beacon Powered from Long － Range，Ambient，RF Energy［C］//IEEE MTT－S International Microwave Symposium Digest(IMS).Seattle，WA，USA:IEEE Press，2013:1 －3.

［13］JABBAR H，SONG Y S，JEONG T T.RF Energy Harvesting System and Circuits for Charging of Mobile Devices［J］.IEEE Transactions on Consumer Electronics，2010，56(01):247－253.

［14］MIKEKA C，ARAI H，GEORGIADIS A，et al.DTV Band Micro－Power RF Energy Harvesting Circuit Architecture and Performance Analysis［C］//IEEE International Conference on RFID－Technologies and Applications.Sitges，Spain:IEEE Press，2011:561 －567.

［15］OH S，WENTZLOFF D D.A －32dBm Sensitivity RF Power Harvester in 130 nm CMOS［C］//IEEE Radio Frequency Integrated Circuits Symposium (RFIC).Montreal，QC，Canada:IEEE Press，2012:483 －486.

［16］VISSER H J.Aspects of Far－Field RF Energy Transport［C］//Proceedings of the 42nd European Microwave Conference.Amsterdam，The Netherlands:IEEE Press，2012:317－320.

［17］OLGUN U，CHEN C C，VOLAKIS J L.Design of an Efficient Ambient WiFi Energy Harvesting System［J］.IET Microwaves，Antennas ＆ Propagation，2012，6(11):1200－1206.

［18］SHIGETA R，SASAKI T，QUAN D M，et al.Ambient RF Energy Harvesting Sensor Device With Capacitor－Leakage － Aware Duty Cycle Control［J］.IEEE Sensors Journal，2013，13(08):2973 －2983.

［19］VYAS R J，COOK B B，KAWAHARA Y，et al.E －WEHP:A Batteryless Embedded Sensor Platform Wirelessly Powered From Ambient Digital－ TV Signals［J］.IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques，2013，61(06):2491 －2505.

［20］RUSSOM，SOLIC P，STELLA M.Probabilistic Modeling of Harvested GSM Energy and its Application in Extending UHF RFID Tags Reading Range［J］.Journal of Electromagnetic Waves and Applications，2013，27(04):473－484.

［21］GUDAN K，CHEMISHKIAN S，HULL J J.Feasibility of Wireless Sensors Using Ambient 2.4 GHz RF Energy［C］//2012 IEEE Sensors.Taipei，Taiwan:IEEE Press，2012:1 －4.

［22］BARRECA N，SARAIVA H M，GOUVEIA P T.Antennas and Circuits for Ambient RF Energy Harvesting in Wireless Body Area Networks［C］//IEEE 24th International Symposium on Personal，Indoor and Mobile Radio Communications. London， United Kingdom: IEEE Press，2013:532 － 537.

［23］DINI M，F(xiàn)ILIPPI M，COSTANZO A，et al.A Fully－Autonomous Integrated RF Energy Harvesting System for Wearable Applications［C］//Proceedings of the 43rd European Microwave Conference.Nuremberg，Germany: ［s.n.］，2013:987 －990.

［24］HU Sanming，CHEONG J H，GAO Yuan，et al.A Low －Cost 2.45 － GHz Wireless Power Link for Biomedical Devices［C］//IEEE Asia － Pacific Conference on Antennas and Propagation.Singapore:IEEE Press，2012:215 －216.

［25］MARNAT L，OUDA M H，ARSALAN M，et al.On－Chip Implantable Antennas for Wireless Power and Data Transfer in a Glaucoma－Monitoring SoC［J］.IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters，2012(11):1671－1674.

［26］ROSEVEARE N，NATARAJAN B.An Alternative Perspective on Utility Maximization in Energy－Harvesting Wireless Sensor Networks［J］.IEEE Transactions on Vehicular Technology，2014，63(1):344－356.