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全双工中继协作下认知MIMO系统的自干扰收集
1
作者 鲍慧 李梦辉 赵伟 《华中科技大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期17-22,共6页
针对传统基于能量收集的全双工认知多输入多输出(MIMO)系统忽略自干扰对提高能量利用率的作用问题,建立了基于全双工MIMO的认知中继网络,通过能量收集技术进行自干扰收集.研究了系统能量效率最大化问题,在满足中继发送功率限制等约束条... 针对传统基于能量收集的全双工认知多输入多输出(MIMO)系统忽略自干扰对提高能量利用率的作用问题,建立了基于全双工MIMO的认知中继网络,通过能量收集技术进行自干扰收集.研究了系统能量效率最大化问题,在满足中继发送功率限制等约束条件下,对传输信号协方差和功率划分因子进行联合优化.利用半定松弛算法将系统优化问题转化成凸优化问题,并结合注水功率算法分析得到最优解.仿真结果表明:与传统自干扰消除模式相比,所提方案在保证系统频谱效率的同时,系统能量效率还可提高13.9%;在自干扰收集模式下,与系统容量最大化方案相比,所提方案每传输1 bit信息可降低近0.1 J的功率消耗. 展开更多
关键词 能量收集 全双工 认知多输入多输出 自干扰收集 能量效率
无线能量收集协作系统的节能中继选择方法 预览
2
作者 江泽远 肖琨 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第9期82-86,94共6页
在无线能量收集协作通信系统中,针对中继处可能出现的能量瓶颈,提出优化源节点和中继的传输功率的节能中继选择方法。利用源节点与中继之间发射功率的比例关系计算源节点的发射功率,选择信道容量最大的中继链路进行数据转发,并考虑源节... 在无线能量收集协作通信系统中,针对中继处可能出现的能量瓶颈,提出优化源节点和中继的传输功率的节能中继选择方法。利用源节点与中继之间发射功率的比例关系计算源节点的发射功率,选择信道容量最大的中继链路进行数据转发,并考虑源节点与中继的发射功率约束。在此基础上,推导系统的平均信道容量和中断性能。仿真结果表明,该方法可显著提高系统能量效率,节约源节点的能量消耗。 展开更多
关键词 协作系统 能量收集 中继选择 能量效率 中断性能 信道容量
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基于SWIPT的协作中继系统动态时间分配策略 预览
3
作者 宁倩丽 李陶深 王哲 《广西大学学报:自然科学版》 CAS 北大核心 2019年第3期696-702,共7页
无线信息与能量同步传输技术为通信系统中能量受限型节点提供了解决方案,可延长节点生命周期。为研究时间分配对系统中断性能的影响,针对采用解码转发策略的SWIPT协作中继系统,研究构建系统信道容量模型,在满足系统最低传输速率的约束下... 无线信息与能量同步传输技术为通信系统中能量受限型节点提供了解决方案,可延长节点生命周期。为研究时间分配对系统中断性能的影响,针对采用解码转发策略的SWIPT协作中继系统,研究构建系统信道容量模型,在满足系统最低传输速率的约束下,提出一种中继动态时间分配策略来优化传输。该策略首先对系统目的端节点的中断概率进行分析,推导得出系统中断概率与时间分配系数之间关系的表达式,然后以最小化中断概率为目的构建优化求解模型,利用迭代算法得到问题的解。仿真结果表明,与现有的传输策略相比,动态时间分配策略可以显著减少系统中断概率,能较好地改善系统传输性能,保障系统的可靠运行。 展开更多
关键词 能量收集 无线信息与能量同步传输 协作中继 动态时间分配策略 中断概率
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基于非线性能量收集的DF中继网络性能分析 预览
4
作者 李乐乐 王天赐 +2 位作者 李波 刘继明 王彦本 《计算机工程与设计》 北大核心 2019年第8期2123-2127,2195共6页
研究基于非线性能量收集的单向解码转发多中继的能量受限网络问题。对于传统的单中继网络,结合信息和能量同传(simultaneous wireless information and power transfer,SWIPT)技术,提出一种基于粒子群算法的功率分离策略。由于单中继网... 研究基于非线性能量收集的单向解码转发多中继的能量受限网络问题。对于传统的单中继网络,结合信息和能量同传(simultaneous wireless information and power transfer,SWIPT)技术,提出一种基于粒子群算法的功率分离策略。由于单中继网络传输的局限性,进一步设计非线性多中继的系统模型,该系统模型使用非对称功率分离策略,把提高系统中断吞吐量作为优化目标,将该系统模型方案与基于线性的同级比较方案进行比较。仿真结果验证了设计算法的有效性,表明时间切换因子、传输速率等因素对系统中断吞吐性能存在影响。 展开更多
关键词 非线性 能量收集 信息和能量同传 粒子群优化 非对称功率分离
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能量收集型无线传感器网络的功率分配算法 预览
5
作者 康亚威 姚彦鑫 《电脑知识与技术:学术版》 2019年第7期37-39,共3页
近年来,无线传感器网络获得了蓬勃发展,极大地方便了人们的生产生活,能量收集系统大大提升了其工作寿命。首先总结了通过考虑几种常见的能量收集系统,用来确定能量收集通信的信息理论极限。其次考虑能量收集时间和数量的离线以及在线优... 近年来,无线传感器网络获得了蓬勃发展,极大地方便了人们的生产生活,能量收集系统大大提升了其工作寿命。首先总结了通过考虑几种常见的能量收集系统,用来确定能量收集通信的信息理论极限。其次考虑能量收集时间和数量的离线以及在线优化,最后,列出了能量收集通信广泛领域的一些未来方向。 展开更多
关键词 无线传感器网络 能量收集 能量调度 最优分配
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基于信息中继节点的能量和信息同传模型及协议 预览
6
作者 郝腾蛟 王宏志 《长春工业大学学报:自然科学版》 CAS 2019年第1期38-43,共6页
建立基于自身节点作为中继的信息和能量同时传输模型,中继节点既可以发送自身采集的信息到源节点,又可作为中继节点帮助源节点与目的节点进行能量和信息的传输。采用能量分割(Power Splitting, PS)协议,中继对信号采用解码转发方案,运... 建立基于自身节点作为中继的信息和能量同时传输模型,中继节点既可以发送自身采集的信息到源节点,又可作为中继节点帮助源节点与目的节点进行能量和信息的传输。采用能量分割(Power Splitting, PS)协议,中继对信号采用解码转发方案,运用非线性规划算法对该模型和协议进行优化并得到最优解。仿真结果表明,该最优解可使模型的吞吐量最大,靠近目节点位置为最优中继节点位置。 展开更多
关键词 无线体域网 信息和能量 同时传输 能量收集
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智能穿戴设备及其能量收集技术简述 预览
7
作者 王文琦 费廷伟 +1 位作者 王学勇 孔祥营 《军民两用技术与产品》 2019年第4期59-62,共4页
本文介绍了智能穿戴设备的发展现状及未来发展趋势,给出了能量收集技术的定义、原理简介及收集能量的常用方法,分析了具有能量收集能力的智能穿戴设备,以及其未来在的具体应用场景,并对现阶段智能穿戴设备和能量收集技术发展中的关键问... 本文介绍了智能穿戴设备的发展现状及未来发展趋势,给出了能量收集技术的定义、原理简介及收集能量的常用方法,分析了具有能量收集能力的智能穿戴设备,以及其未来在的具体应用场景,并对现阶段智能穿戴设备和能量收集技术发展中的关键问题进行了简要的分析说明。 展开更多
关键词 智能穿戴设备 能量收集 军民两用 应用场景
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L型宽频压电能量收集装置仿真分析与优化设计 预览
8
作者 余震 张斯阳 《磁性材料及器件》 CAS CSCD 2019年第1期31-34,共4页
在提出L型宽频压电能量收集装置的结构与原理的基础上,建立了L型压电振子有限元模型,并对其进行仿真分析。仿真分析出其一阶和三阶谐振频率所对应的电压分别为0.06V和0.183V,虽然比一般的压电振子产生的电压高,但其一阶模态与三阶模态... 在提出L型宽频压电能量收集装置的结构与原理的基础上,建立了L型压电振子有限元模型,并对其进行仿真分析。仿真分析出其一阶和三阶谐振频率所对应的电压分别为0.06V和0.183V,虽然比一般的压电振子产生的电压高,但其一阶模态与三阶模态不够接近,对拓宽带宽所起的作用不大。在此研究基础上,进一步建立多悬臂梁的L型压电振子的有限元模型,并对其结构尺寸进行优化得到其二阶、三阶谐振电压非常接近,其带宽可以达到12.5Hz,可以起到拓宽带宽的作用。该多悬臂梁L型压电振子可应用于各种对机械能进行收集的装置或器件中。 展开更多
关键词 压电智能结构 能量收集 L型压电振子 电压 仿真 设计
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中继协同的无线物联能量收集和信息传输算法 预览
9
作者 邢冰冰 冀保峰 +5 位作者 李玉琦 王毅 李鹏 李春国 韩瑽琤 文红 《信号处理》 CSCD 北大核心 2019年第7期1235-1241,共7页
本文针对两跳无线物联通信系统,对中继节点利用收集的能量采用功率分流法进行能量收集和信息传输算法进行了设计,其中算法设计是基于能效最大化的优化准则,能效函数定义为瞬时吞吐量与硬件电路总功耗的比值,中继节点利用源节点发送的信... 本文针对两跳无线物联通信系统,对中继节点利用收集的能量采用功率分流法进行能量收集和信息传输算法进行了设计,其中算法设计是基于能效最大化的优化准则,能效函数定义为瞬时吞吐量与硬件电路总功耗的比值,中继节点利用源节点发送的信号进行能量收集,考虑EARTH计划中实际的功率转换效率和硬件电路损耗的功耗因子,推导了中继协同的无线物联系统能量收集和信息传输的最优功率分配方案的解析解,由于优化问题是非凸问题,为了解决该问题,本文利用高信噪比近似法并通过拉格朗日算法和Lambert W函数获得了优化问题的渐近最优解,数值仿真验证了所提方案的正确性和有效性。 展开更多
关键词 能量收集 信息传输 无线物联 中继协同
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基于能量收集的多对双向MIMO AF中继系统的和速率分析 预览
10
作者 李高祥 杨霖 林旭彬 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期531-537,共7页
采用基于中继功率分配的能量收集方法,中继将接收到的部分射频信号转化为能量并利用收集到的能量放大和转发剩下的信号,通过在中继使用最大比合并/最大比传送的接收和预编码技术,推导出每个用户的遍历速率的下界表达式,然后研究了使所... 采用基于中继功率分配的能量收集方法,中继将接收到的部分射频信号转化为能量并利用收集到的能量放大和转发剩下的信号,通过在中继使用最大比合并/最大比传送的接收和预编码技术,推导出每个用户的遍历速率的下界表达式,然后研究了使所有用户和速率最大的最佳中继功率分配比.仿真结果说明了在最佳中继功率分配比的条件下可以得到最大的和速率,同时给出了和速率与中继天线数和用户对数的关系,并表明了在用户总功率一定的条件下,能量收集中继系统的性能优于传统的没有能量收集的中继系统. 展开更多
关键词 双向中继系统 多对用户 能量收集 中继功率分配 最大比合并/最大比传送 和速率
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EH-MIMO协作网络中数据与能量天线选择性能分析 预览
11
作者 王晖 肖琨 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2019年第15期128-134,160共8页
为了实现有效的能量利用和数据传输,针对无线EH-MIMO协作系统,提出了在节点的多根天线中选择部分天线进行能量收集和部分天线进行数据传输的遍历最优算法。选择结果即是所提出的EH-MIMO协作模型信道容量最大化问题的遍历解决方案,因此... 为了实现有效的能量利用和数据传输,针对无线EH-MIMO协作系统,提出了在节点的多根天线中选择部分天线进行能量收集和部分天线进行数据传输的遍历最优算法。选择结果即是所提出的EH-MIMO协作模型信道容量最大化问题的遍历解决方案,因此在容量性能方面是最优的。为了降低算法的复杂度,进一步提出了递增天线选择和递减天线选择的两种次优天线选择算法,并与最优算法进行了对比。仿真结果表明,次优算法在系统信道容量和能量效率方面接近最优算法,同时具有较低的复杂度。 展开更多
关键词 绿色通信 能量收集 EH-MIMO 天线选择 信道容量
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具有直接链路的能量收集认知协作中继网络中断概率分析 预览
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作者 罗轶 施荣华 +2 位作者 董健 唐锟 王雨婷 《中南大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1857-1865,共9页
针对能量受限认知中继网络生存期短和中断概率高的问题,提出一种具有多个主接收端、多个次目的节点、次网络直接链路和次网络节点硬件损伤的功率信标(PB)辅助能量收集认知协作中继网络,推导出在瑞利块衰落信道下采用机会中继选择策略和... 针对能量受限认知中继网络生存期短和中断概率高的问题,提出一种具有多个主接收端、多个次目的节点、次网络直接链路和次网络节点硬件损伤的功率信标(PB)辅助能量收集认知协作中继网络,推导出在瑞利块衰落信道下采用机会中继选择策略和选择合并方式的次网络精确和渐近中断概率,并对理论分析结果进行蒙特卡洛(Monte Carlo)仿真验证。研究结果表明:主接收端干扰约束或者PB发射功率的提升会使中断概率单调下降并趋于饱和;中断概率随着次网络节点硬件损伤水平、主接收端数目和次网络端到端信道容量的增大而增加,并随着中继和次目的节点数目的增多而减小;恰当设定能量收集比率能有效降低中断概率。 展开更多
关键词 直接链路 认知协作中继网络 能量收集 硬件损伤 中断概率
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能量收集与协作网络安全容量优化技术 预览
13
作者 吴嘉鑫 武继刚 +1 位作者 陈龙 隋秀峰 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期533-543,共11页
基于协作通信与能量收集技术,研究在能量收集认知无线电网络中,主用户和次用户的信道资源配置问题,目标是主用户安全容量最大.在该网络中,次用户发送节点具有能量收集功能,且帮助主用户发送节点进行协作传输.作为回报,在次用户协作主用... 基于协作通信与能量收集技术,研究在能量收集认知无线电网络中,主用户和次用户的信道资源配置问题,目标是主用户安全容量最大.在该网络中,次用户发送节点具有能量收集功能,且帮助主用户发送节点进行协作传输.作为回报,在次用户协作主用户通信结束后,主用户发送节点分配频谱资源给次用户发送节点.在保证次用户服务质量的前提下,设计主用户安全容量最大化的计算方法.仿真实验结果表明:安全容量与能量收集因子成反比关系,与协作通信因子成正比关系.提出的算法可以保证主用户传输的安全容量.最后,假设次用户以恒定小功率工作,当协作通信因子从0.2~0.5变化时,提出的算法比现有策略在安全容量上平均高出79.28%,80.46%,64.23%,78.85%,此外,提出的算法比现有算法的计算效率平均高出7.34倍. 展开更多
关键词 认知无线电 协作通信 能量收集 安全容量 窃听者
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能量收集型无线传感器网络中高效的能量调度算法 预览
14
作者 康亚威 姚彦鑫 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2019年第4期94-98,132共6页
为了通过控制能量调度来最大化数据吞吐量,研究了随机能量到达和电池容量有限情况下的能量采集无线传感器节点的离线调度问题。假设能量收集大小在一个传输时间段T内为恒定的,但不同阶段之间能量收集服从随机模型,提出一个离线能量调度... 为了通过控制能量调度来最大化数据吞吐量,研究了随机能量到达和电池容量有限情况下的能量采集无线传感器节点的离线调度问题。假设能量收集大小在一个传输时间段T内为恒定的,但不同阶段之间能量收集服从随机模型,提出一个离线能量调度策略。基于能量随机变化的特性,能量调度策略可根据能量收集的分布来改变,并且数据吞吐量可达到最优离线算法的99%。仿真结果进一步验证了所提离线算法的效率。 展开更多
关键词 无线传感器网络 能量收集 离线调度 吞吐量最大化
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无源感知网络中能耗和延迟平衡的机会路由协议 预览
15
作者 高宏超 陈晓江 +3 位作者 徐丹 彭瑶 汤战勇 房鼎益 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第8期2528-2544,共17页
部署于野外的感知网络在应用时广泛存在节点能量不足的问题,而新型的使用能量收集技术的节点可以通过周期性地从环境中获取能量来延长网络的生存周期.因此,针对使用能量收集型节点的无源感知网络,能耗不再像有源节点网络那样成为制约网... 部署于野外的感知网络在应用时广泛存在节点能量不足的问题,而新型的使用能量收集技术的节点可以通过周期性地从环境中获取能量来延长网络的生存周期.因此,针对使用能量收集型节点的无源感知网络,能耗不再像有源节点网络那样成为制约网络性能最关键的因素.综合考虑能耗和延迟,可以在使节点获得较长生存周期的同时提高数据到达基站的速度.针对现有应用于无源感知网络的路由协议大多不能兼顾能耗和延迟性能的问题,提出了能耗和延迟平衡的机会路由协议(balance of energy and delay opportunistic routing protocol,简称 EDOR).该协议通过分析节点通信过程来估算节点的预期能耗值,使得节点选择令自己能耗较低的邻居节点作为转发候选.在最终确定转发节点时,该协议通过结合候选节点下一跳邻居节点的占空比信息来进行决策,使得发送节点选择能够更快将数据转发出去的候选节点来降低延迟,从而实现能耗和延迟性能的平衡.最后,该协议还通过设计退避策略来实现转发节点的单一性,减少机会路由过程中产生的不必要的数据包副本数量. 展开更多
关键词 无源感知网络 能量收集 机会路由 延迟
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多用户移动边缘计算迁移的能量管理研究
16
作者 王璐瑶 张文倩 张光林 《物联网学报》 2019年第1期73-81,共9页
在移动边缘计算系统中,通过将计算任务从移动设备迁移到移动边缘计算服务器,可以大幅度提高计算质量。考虑将可再生能源纳入多用户移动边缘计算系统中,并在模型中加入电池作为能量收集装置以实现能量收集和存储。通过提出的基于强化学... 在移动边缘计算系统中,通过将计算任务从移动设备迁移到移动边缘计算服务器,可以大幅度提高计算质量。考虑将可再生能源纳入多用户移动边缘计算系统中,并在模型中加入电池作为能量收集装置以实现能量收集和存储。通过提出的基于强化学习的资源管理算法制定了移动边缘计算系统中的任务分配策略,实现了移动设备成本最优化(包括时延成本和能耗成本)。仿真结果表明,与其他算法相比,该算法显著减少了移动设备的成本。 展开更多
关键词 能量收集 可再生能源 移动边缘计算 成本优化 强化学习
基于Buck变换器控制的压电能量收集电路研究 预览
17
作者 魏胜 《深圳职业技术学院学报》 CAS 2019年第1期10-14,共5页
传统的压电能量收集电路在外接优化电阻时效率最高,但实际中外接负载具有多样性,很难实现优化电阻.笔者设计了一种基于Buck变换器控制的压电能量收集电路,可在不依赖外部负载的条件下,保证稳定的直流电输出,提高能量收集效率.对电路工... 传统的压电能量收集电路在外接优化电阻时效率最高,但实际中外接负载具有多样性,很难实现优化电阻.笔者设计了一种基于Buck变换器控制的压电能量收集电路,可在不依赖外部负载的条件下,保证稳定的直流电输出,提高能量收集效率.对电路工作原理进行理论分析,建立了该电路的输出功率数学模型,设计和制作了储能电路模块,并通过实验验证了电路的工作性能. 展开更多
关键词 BUCK变换器 压电 能量收集 电路
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液滴型振动式能量收集器的实验研究
18
作者 丁靖 范士岡 陶文铨 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1205-1210,共6页
能量收集是一种将环境中微小的能量转换成电能的技术,具有清洁环保的优点。本文主要研究了液滴型振动式能量收集器的输出特性和相关影响因素。本文首先制作了基于单颗液滴的振动式能量收集器,然后对其输出电压和输出功率进行了测量。实... 能量收集是一种将环境中微小的能量转换成电能的技术,具有清洁环保的优点。本文主要研究了液滴型振动式能量收集器的输出特性和相关影响因素。本文首先制作了基于单颗液滴的振动式能量收集器,然后对其输出电压和输出功率进行了测量。实验结果表明,由于液体与固体的有效接触面积更大,液滴型振动式能量收集器的输出性能比无液滴的振动式能量收集器的性能更优。为了提高输出功率,本文进而制作了基于并联液滴的振动式能量收集器。实验发现,增加并联液滴的数量可以显著提升能量收集器的输出功率。随后,本文还对能量收集器的输出功率、液滴数量和负载电阻的相互影响进行了实验研究。最后,本文对实验测量数据进行了误差分析,证明了测量结果的可靠性。 展开更多
关键词 能量收集 液滴 输出功率
基于压电效应的能量收集与存储器件 预览
19
作者 高硕 黄泽彦 +3 位作者 汤继秋 任梦宇 陈兆奎 李伟 《山东工业技术》 2019年第22期110-111,共2页
压电效应可以实现机械能与电能的相互转换,针对这一原理,我们设计了一款能将机械能转化为电能的器件。该器件不仅可以将压电效应产生的交流电转化为直流电,还能控制输出电压的大小,供不同规格的用电器正常用电。根据不同的应用环境,采... 压电效应可以实现机械能与电能的相互转换,针对这一原理,我们设计了一款能将机械能转化为电能的器件。该器件不仅可以将压电效应产生的交流电转化为直流电,还能控制输出电压的大小,供不同规格的用电器正常用电。根据不同的应用环境,采用不同类型的压电陶瓷,产生最大的能量输出。器件不仅能够满足供电的需求,而且使用寿命长、无污染、免维护,拥有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 压电陶瓷 压电效应 器件 能量收集
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摆动式电磁能量收集装置的设计与仿真 预览
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作者 张端 陈挺任 王满州 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2019年第3期28-33,共6页
为了实现无线传感网络节点的自供电,提出一种摆动式电磁振动能量收集装置。经Ansoft Maxwell静态仿真,分析装置气隙宽度、导磁材料相对磁导率和摆动磁轭磁齿的厚度对铁芯中磁感应强度的影响,得出参数的优化值。动态仿真显示装置在1Hz摆... 为了实现无线传感网络节点的自供电,提出一种摆动式电磁振动能量收集装置。经Ansoft Maxwell静态仿真,分析装置气隙宽度、导磁材料相对磁导率和摆动磁轭磁齿的厚度对铁芯中磁感应强度的影响,得出参数的优化值。动态仿真显示装置在1Hz摆动下,可产生感应电动势为2.24V,最大有效功率为103.2mW。该装置很适合为无线网络节点供电。 展开更多
关键词 能量收集 低频 闭合磁路 数值仿真
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