【应用】Keysight 先进设计系统ADS助力无线能量收集电路延长物联网设备的使用寿命

2018-10-22 Keysight
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为了让物联网(IoT)设备更高效,常用的解决方案是采用无线能量收集电路,以达到延长物联网设备使用寿命的目的,从而保证设备能够在无人为干预的情况下运行数年。但是,对于耗电量大的物联网设备,仅有如下三种解决方案:优化设备功耗、增加设备电池尺寸以及持续为设备电池充电,以延长设备的使用寿命。


图1 物联网示意图


针对这种情况,相对有前景的解决方案是将电磁(EM)辐射转换成电能,以达到延长物联网设备使用寿命的目的。通过收集微波波段辐射(如2.45GHz Wi-Fi信号)转换为电能,以解决电力问题。例如,STMicroelectronics公司和法国大学合作研发的能够将射频能转换为直流电的“能量收集”电路。其原理就是利用天线和整流器,天线拦截一些电力以产生电流,整流器将电流从AC转换为DC。


但是,在驱动整流二极管时,来自天线的低阻信号无法满足高阻抗要求。因为天线通常是具有几十欧姆的阻抗,而提供整流的二极管则具有几千欧姆的阻抗。因此,需要进行大阻抗变换,并且还要考虑二极管的正向压降要求(通常0.2V~0.4V)。针对这种情况,利用电子设计自动化(EDA)工具,通过全面优化整流电路可以帮助工程师解决这个难题。


图2 利用KEYSIGHT的电路仿真工具ADS的应用电路


该团队最终采用的是Keysight Technologies(是德科技)推出的先进设计系统(ADS),利用其协同仿真功能,不仅可以进行精确设计,而且能够模拟能量收集解决方案中的整流电路。如图2所示,该设计团队最终成功创建了一个能够将环境2.45GHz无线信号转换为直流电源的能量收集系统。除了设计和模拟优化整流器之外,利用ADS还有助于优化匹配电容和SMA连接器之间的物理距离(如图2中的箭头d所示)。通过优化连接器和电容器之间的物理距离,能够进一步降低整流器的回波损耗。


通过协同仿真,使设计人员可以创建物理部件模型,并将其添加到电路仿真中。此时,设计人员便可以利用ADS的协同仿真功能来优化天线及整流器设计。同时,ADS中的3D平面场景解算器能够用于执行整流电路的无源建模和分析。此外,设计人员还可以使用ADS中的谐波平衡电路求解器在频域中模拟电路,与通用仿真程序中的AC分析不同,谐波平衡会考虑二极管的非线性特性。


图3 模拟和测量结果之间的相关性曲线


为了进行测试和验证天线及整流器设计,该团队利用了各种贴片天线。通过实验,得出的结论是具有等角螺旋形图案的天线的性能最优。在室外测试中,该设计产生了可用的DC功率,其阈值为-20dBm、估计效率为13%。在测试期间,消声室中使用校准光源,如图3所示,在输入功率为+20 dBm时,可提供68%的最大效率。可以看出,测试结果与其仿真结果具有良好的相关性,满足了电压和效率的设计目标。

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全部评论(2

  • FENT Lv8. 研究员 2019-09-10
    好好学习、、
  • 沉浮 Lv7. 资深专家 2018-10-22
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型号- B2911B,B2911A,N8926A,U8000,N5742A,N5766A,6632B,6644A,BV0003B,N6977A,N6735B,N6953A,6800C 系列,N5743A,N5767A,N1275A,6621A,6633B,6645A,N6780 系列,EL30000系列,N6976A,N6746B,B1506A,N6952A,N6734B,U8031A,N8948A,N5744A,N5768A,N1274A,E4361A,N3300A,6622A,6634B,66332A,N8924A,66102A,6600 系列,B1505A,N6701C,66000,N8949A,N8925A,N8937A,6624A,N5745A,N5769A,E4360A,6611C,N3301A,N1273A,6623A,B2901BL,N6700C,66101A,U8000 系列,N6736B,N6954A,E36100A 系列,N6700A,E5263A,6625A,6612C,N5746A,N3302A,N1272A,66104A,N1260A,U8032A,66321D,66321B,B2902B,B2902A,6626A,N5747A,N3303A,6613C,PA2203A,66103A,BV0012B,N1271A,N6702C,6060 系列,6060B,N6705C,B2901B,N8928A,6800B 系列,N7900 系列,B2901A,6627A,EL30000,N3304A,6614C,N5748A,6600,E4360,66106A,N6783A-BAT,N8929A,B2900A,B2912B,E5262A,6628A,B2912A,N3305A,N5749A,66311B,PV8922A,66105A,U8001A,E4368A,N3306A,E4356A,N5700,6672A,B1511B,6684A,PV8921A,RP7935A,CX3322A,BV9210B,RP7945A,RP7933A,B2962A,N8900 系列,N3307A,E4367A,RP7900 系列,N6900,B1510A,6673A,PV8932A,B2960,RP7946A,6620 系列,B2961B,B2961A,RP7932A,6674A,AC6906L,AC6918L,PV8931A,U2723A,U8002A,RP7943A,RP7931A,6675A,B1520A,6651A,PA2201A,U2722A,BV9201B,AC6900,N8760A,6652A,B2900A 系列,E36232A,AC6906H,66300,AC6918H,N6700,N8761A,6653A,E4362A,B1514A,6641A,E36231A,BV9211B,B2960系列,EDU36311A,N3300,B1513C,6654A,6642A,E36234A,N7900,CX3324A,667X,U2720,CX3300A,BV9200B,669X,E36200 系列,66000 系列,B1500A,6643A,B1512A,E36233A,6655A,6631B,AC6903L,668X,RP7936A,E36100B,AC6903H,E36100A,RP7962A,AC6804A,PV8900 系列,AC6804B,N8740A,E36103A,E36103B,N6791A,AC6912L,AC6912H,RP7973A,RP7961A,6035A,66309B,E36102B,E36102A,66309D,N8741A,AC6802B,RP7972A,AC6802A,E3600 系列,E36311A,N8762A,B2960 系列,E36105B,N6781A,E36105A,6690A,E3641A,RP7983A,N3300 系列,AC6803A,AC6803B,N8900,E36104B,E36104A,N6792A,E3640A,6691A,AC6800A,N6790,AC6800B,N6783A-MFG,RP7942A,E3600,6038A,N6900 系列,E36313A,6692A,N6783A,N8756A,6680A,N8732A,PV8900,N8950A,RP7941A,AC6801A,AC6801B,N6780,RP7953A,E36312A,N6782A,E36106B,E36106A,AC6900 系列,N8757A,6681A,N8733A,N8951A,RP7952A,N7971A,6682A,N6785A,N6773A,N6761A,N8754A,N8742A,RP7963A,RP7951A,N7970A,N8700,6683A,6671A,N6784A,N8755A,N8731A,N5770A,6629A,N7973A,E3647A,N6775A,N6763A,N8736A,N6751A,N8954A,N8930A,E36300 系列,E36340,6063B,E5260A,N5771A,N1259A,6812B,N7972A,E36100,E3646A,6811C,6811B,E36100 系列,N6786A,N8737A,N6774A,N6762A,N8943A,AC6800A 系列,N8955A,N8931A,E3634A,N5772A,N1258A,6813C,6813B,N7951A,6800C,E3649A,E36100B系列,6812C,6800B,AC6800B 系列,N6753A,N8758A,N6741B,N8734A,N6971A,N8952A,N6777A,N8940A,N6765A,EL30000 系列,E5270B,N5761A,N7950A,N7974A,N8700 系列,E3648A,N8759A,N6764A,N6752A,N6970A,N8735A,N8941A,N6776A,RP7982A,6030A,N5750A,N7953A,N7977A,N5762A,N1268A,N8934A,N6743B,N6731B,N8946A,N6973A,E36100B 系列,E3643A,E3631A,N6755A,14585A,CX3300A 系列,6031A,N7976A,N5763A,N5751A,E36300,N7952A,N1267A,N6972A,N8923A,N6790 系列,N8935A,N6742B,E3630A,E3642A,N6766A,N6754A,N5700 系列,N8738A,6032A,6030 系列,N5752A,N5764A,RP7900,B2910BL,N1266A,N6951A,N8932A,N8944A,N8920A,E3645A,N6745B,E3633A,N6733B,N8739A,6033A,N7954A,N5741A,N5765A,66319B,N1265A,N6950A,N8945A,N6732B,N8957A,N8921A,E3632A,E3620A,N6756A,N6974A,E3644A,N6744B,66319D

选型指南  -  KEYSIGHT  - 2021年11月16日 PDF 中文 下载

Keysight SystemVue 2023高级电子设计自动化软件,为复杂射频系统提供先进原型设计平台,仿真速度更快

Keysight SystemVue是一款高级的电子设计自动化软件,旨在支持通信系统和雷达系统等领域的设计、开发、验证和优化。它有着丰富的特性和功能,包括系统建模、仿真和验证、波形分析、数字信号处理、射频设计和测试等,可以大大提高系统设计的效率和精度。

产品    发布时间 : 2024-06-21

是德科技解析ADS软件的功能和用途

为了设计高性能的电路并评估其性能,工程师需要使用先进的设计和仿真工具,ADS就是比较主流的一个软件。那么ADS是什么软件?ADS软件是干什么的?下面介绍一下ADS软件的功能和用途。

技术探讨    发布时间 : 2023-10-24

Taoglas(陶格斯)天线/滤波器/电缆/连接器选型指南

目录- Products &Services Catalog    Company Profile and Products Application    Cellular antennas    GNSS antennas    Combination antennas    LPWA/ISM antennas    UHF antennas    Wi-Fi/ZigBee/Public Safety antennas    Ultra-wideband antennas    DSRC antennas    UAV antennas    SATCOM antennas    NFC antennas    FirstNet antennas    Ceramic Filters    Cable Assemblies    Connectors    Services   

型号- PC81,FXR.08.A,CAB.922,LWB02,LWB01,GSA.10,CGGP.25.4,MAT.03A,TG45,DCP.5900.12,PCUWB.01,MA460.K,OMB.868,GPDF.47,FXR.07.52.0075X.A,PA.711.A,GSA.20,GGBTP.35.3,SDDCP.5900,TG.22.0111,FW.80.SMA.M,PCS.06.A,TG.22.0112,OMB.433.B03F21,FXR.06.A.DG,TLS.20.1F21,GW.05.0E23,CAB.916,CAB.917,TG35,WMA.328,CGGP.18.4.C,FXP290,IS.01.B,MA700.B,WLP.25,MA120,MA241,GGBTP.35,MA240,MB.TG30,TG.22.0221,GLA.01,WCM.02,TG.22.0222,SGGP.18A,GSA.8827R,TLS.01,CSA.10,UWC.40,FXP280,MA131,MA252,FXP14R,MA130,MA251,CAB.J05,MA250,FXP14,SDWA.01,TCP.02,G20.WMC,WCM.10,PCS.07.A,PC91,DSGP.1575.18.4,GW.59,SDCP.5900,DSGP.1575.18.2,FMA253,CSA.21,WPC.25B,FW.24,WPC.25A,CSA.20,TI.19,TI.18,FXR.07,SWLPD.12,SXP.25.4,FXR.06,FXR.06.A,FXP29,FXR.08,AP.35A,GW.71,SGGP.12A,OMB.450.B06F21,OMB.8912,HAD.B.10,FMA103,CSA.32,CSA.33,CSA.34,MA710.B,UWC.20,CSA.30,CSA.31,TG.30.8112,TG.30.8113,OMB.915.B12F21,CSA.36,CSA.37,A.01.C,FW.24.SMA.M,SGGP.25A,AP.10H,AP.10G,FXR.05.52.0075X.A.DG,WDP.25,FR4 PCB,FXP40,PCB.MMCXFSTJ.HT,GSA.8859,FW.45,TG.30.8111,UWB.41,G20,G24,MA1060.A,FXR.07.A,PA.25A,TG.45.8113,SGGP.18.4.A.08,TG.08.0723,RG-178,ISPC.868.A,FW.95.B.SMA.M,UWB.31,GLAD.01,UWC.01,PA.710.A,CSA.50,AP.25E.07.0054A,RG-174,CSA.51,WLP.4958,UWB.30,TI.08,RECE.20449.001E.01,G30,G35,DCP.5900.25,CGIP.25.4,NMODM.34.N.YN,MA170,FXP07B,DSGP.25,ISM.20.5,FMA459,ISM.20.4,ISM.20.3,CGGP.35.3,ISM.20.2,HAD.A.10,DCP.5900,FXUWB01.01,UWB.20,LLP.2500.X.B.30,TI.10,IS.04.B,CGGP.35.2,FXUWB01.07,TI.16,OMB.433.B06F21,FNS.01.30WW111,BPF.58.01,WA.500W,FXP70,AGGBP.25A,FXP74,GSA.8827,WS.01.B,LMA101,UWB.10,LMA100,FXP72,CAB.D05,GSA.8821,TLS.30.105111,GSA.8822,FXP75,IMA.01,OMB.242.08F21,AP.10H.01,AGGBP.25B,A.03.C,OMB.450,PA.26A,DTAD.01,PCB.SMAFSTJ.B.HT,GPSF.36.7.A.30,GW.26.0112.HT,GRS.01,STS.01,GPSDSF.35.7,FW.80,BPF.24.01,FW.86,AP.10G.01,FW.24.NTY.M,IS.05.B,PC104R,AQHA.50,LBP.2450.X.C.30,CAB.622,CAB.V11,CAB.V12,CAB.V13,AA.162,GSA.8841,FW.92,CGGP.35.2.A.08,FW.90,LA.02,CAB.628,WS.02.B,MA210.K,FW.95,GSA.8845,TG.22.0112.HT,GGBSFTP.45,PC SERIES,OMB.868.B05F21,IS.05,IS.04,PCS.26.A,AJA.02,ISPC.915.A,WCM.02.0121,AA.170,AA.171,DBP.1575.W.A.30,TG.08.0113,IS.01,GSA.8830,CAB.V08,MA1270.A.LBICGTY.001,CAB.V09,TI.10.0112,CAB.V05,BGSA.20.2,TI.10.0111,FXR.07.A.DG,PCB.SMAFST.2H.A.HT,FXUB64.18.0150C,WDP.2458,PAD.71X.A,AP.25F.07.0078A,CAB.721,SWLP.12,AJA.10,GRS.01.A,CAB.W11,FXUB70,CAB.0130,CAB.W12,FXUB71,SWLP.10,CAB.W13,CAB.720,PCB.SMAFSTJ.A.HT,FXUB68,WCM.01.0111W,CSA.31L,CA.69,PCB.SMAFST.2H.B.HT,SWDP.2458,FXP810,CAB.953,CAB.954,CAB.955,FXUB65,FXUB66,FXUB63,LPF.12.01,PCS.06,PCS.07,FXUB64,CAB.951,CAB.718,CAB.719,CAB.W08,CAB.W09,CAB.956,CAB.W05,AA.109,CC.001,AA.105,EMPCB.SMAFSTJ.C.HT,NFR SERIES,CSA.32L,AA.107,AA.108,SXP.22.4,WM.90,CSA.33L,AQHA.11,CGGBP.35,CAB.942,CAD.A.69,FMA959,CAB.940,GW.26.0111.HT,DXP.02.A,MA1509,CM.02,RECE.20369.001E.01,WTSP.2400,EMPCB.SMAFSTJ.B.HT,OMB.450.B03F21,GGSFTP.50.7.A.08,CA.51,CA.50,CAB.X06,NCS.5820,CAB.X07,TLS.30.1F21,CAB.X04,TLS.01.305111,CAB.X05,GP.1575.18.4,GWSFTP.50.3,WM.80,GP.1575.18.2,PCB.SMAFRA.HT,LBP.2450.X.A.30,TLS.01.1F21,FMA939,AP.35A.07.0054A,GP.1575.35,MFX3,DXP.01.A,GWSFTP.50.3.A.08,TG.35.8113,TLS.30.1F11,MA750.B,MA930,SP.1615.25,AA SERIES,SGGP.25.2.A.02,FXUWB10.01,FXP611,TLS.01.1F11,FXP612,GW.11.A113,GA.111,GA.110,FXUWB10.07,AGGP.25F,CGGBP.18.4,ISA.40,MA705,WPC.25B.35,GA.107,LLP.5875.Y.A.30,MA700,FXR.01.A,ALA.01,ASGP.1575.25B.4.A.0,SDDCP.5900.25.10.A.08,FXP840,OMB.868.B08F21,CAB.0114,HA.10.A,AP.10E.07.0039B,GLWA,FXR.08.52.0075X.A,CSA.31L.1,CSA.31L.2,CSA.31L.3,DBP.868.U.A.30,WLAD.01,EMPCB.MMCXFSTJ.A.HT,DSGP.1575.25,CAB.618.C,GSA.20.1,MA912,CAB.A02,GSA.20.5,GSA.20.4,MA910,GSA.20.3,CAB.01402,FXR.06.52.0075X.A,ISMP.868,WCM.10.005QQ111,FXP830,FXP831,HA.21.A,CAB.695,CAB.R01,CAB.0101,CAB.R02,OMB.915.B08F21,WSA.2458,MCS6,CSA.30L,LBP.5410.Z.A.30,FXP543,FNS.01.1F11,FW.91.TNC.M,GL SERIES,AA.180,MAT.500.B,MAT.500.A,PCB.MMCXFSTJ.SMD.HT,AP.17E.07.0064A,WSA.2400,ISMP.868.35.6,AP.12F.07.0045A,WS.02,MA750,ILA.08,ILA.09,FXP534,ILA.02,CAB.S01,ILA.01,CAB.S02,GWSFTP.50,GPDF.47.8.A.02,FW.43.B.SMA.M,GWLA.01,MA501,MA741,GP.1575.15.4,GW.20.A151,FXR.08.A.DG,GP.1575.25.2,FXP523,FXP524,HA.31.A,ISM.10,DSGP.1575.12.4,WMA.328.A.001,ISA.51,ISA.50,GWLA.10,GW.11.A153,MCS6.A,NSA.20.1,MA710,TLS.20.105111,MA950,FXR.08.52.0075X.A.DG,CBD.01,CBD.02,GP.1575.25.4,FW.81.SMA.M,NSA.20.2,TD.10,MA850,LBP.2450.X.B.30,G21.B,DBP.433.T.A.30,WCM.01W,TGC-200,AGGP.35F,ISM.20,CAB.T01,CSA.30L.1,CSA.30L.2,CGGP.25,CSA.30L.3,NCP.5820,FXR.07.52.0075X.A.DG,HLA.01,MA600,RECE.20279.001E.0,MA760.B,MA961,WSA.5800,MA605,MA603,MA602,MA1130,CGGBP.25.2,CGGBP.25.4,TI.08.A,TI.08.C,WLP.4958.12.4,HLAD.01,FW.45.B.SMA.M,MGA1,TS.07,CSA.70,CSA.71,CGIP.25,A.41.A,MA413,GP.1575,MA412,MA411,TG.45,PC140,MA75X,ISMP.915.35.6,HA.10,MA673,MA310,MA672,MA671,DBP.2450.X.A.30,DSGP.1575.15.4,PA.710,A.30,FW.86.B.SMA.M,PA.711,MA303,MA301,SM.20.1,RG.02.02,CSA.51.5,RG.02.01,ISMP.915,CSA.51.6,TG.19,MA520,FXR.05.A,MA761,MA760,OMB.868.B10F21,AP.25F,TG.10R,DCP.5900.12.4.A.02,A.41,A.40,A.40.A,LLP.2500.X.A.30,AGGBP,MA510,TG.22,MA752,PC27,MA515,FW.90.SMA.M,GP.1575.35.3,ILAD.02,GP.1575.12.4,ILAD.01,MA41

选型指南  -  TAOGLAS  - Rev.19  - 2019/11/26 PDF 英文 下载

解析混动汽车和电动汽车DC/DC变换器的工作原理、设计和测试

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FloTHERM热仿真

提供稳态、瞬态、热传导、对流散热、热辐射、热接触、和液冷等热仿真分析,通过FloTHERM软件帮助工程师在产品设计初期创建虚拟模型,对多种系统设计方案进行评估,识别潜在散热风险。

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散热方案设计

使用FloTHERM和Smart CFD软件,提供前期热仿真模拟、结构设计调整建议、中期样品测试和后期生产供应的一站式服务,热仿真技术团队专业指导。

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