射频能量收集：一种新式的“老”想法

基于RF的能量收集不是一个新想法，完全不是。我不是指尼古拉·特斯拉(Nicolai Tesla)以无线方式为照明、电机和其它更高功率的应用从高塔传输功率的令人沮丧的尝试。无线电在20世纪初刚出现时，接收器完全是由射频供电的。这种接收器被称为矿石收音机，它电路简单，所用器件不多，只需要一条长导线天线、一个由绕线纸筒构成的调谐器线圈、一块矿石、一只电容器、一个头式听筒，仅此而已。把这些元件组装在一块面包板上——是一块真正用于切面包的木板。不需要电池，所有工作功率由所接收到的射频信号提供。

现在，仍然可以制作这样的收音机。你可以使用封装的二极管，而不必像无线电先驱者那样被迫使用一大块晶体(通常是方铅矿)；对于有抱负的工程师，这是一个很好的入门项目，而且，它甚至略涉“神奇”。(在网络上搜索“矿石收音机”可得到数千条链接；你可以从中选择一个制作方案。或者，你可以找一本40年代或更早出版的电气电子启蒙读物，里面有一些制作方案，这些书在许多美国图书馆仍可找到。)今天制作这样的收音机所面临的挑战是不容易找到高阻抗(1000到2000Ω)的听筒，因为时下大多数头式听筒的阻抗为8-32Ω。(如果你不知道为什么头式听筒需要高阻抗，请复习一下模拟电路的基础知识。)

由此可见，射频能量收集不是一个新概念，但矿石收音机所实现的收集与今天系统中的收集存在重大差别。这并不是指今天的电路更复杂，也不是指我们使用电池或超级电容来存储一部分所收集的能量。真正的差别是矿石收音机把所收集的能量用于接收，而大多数今天的能量收集系统用所收集的能量来传输(通常为但不限于传感器数据，而且常常在联网的系统中)。这表明，在所收集能量的使用方面出现了根本性转变，而且，我们也可以存储这些能量以便在以后偶尔需要爆发式传输时使用，这与矿石收音机所需要的连续工作方式不同。

值得一提的是，在制作了几个矿石收音机并仔细琢磨之后，我理解了“封包检测”的概念和电路中使用二极管和电容实现AM解调的原理。但直到数年以后，当我能够更好地理解电路之后，我才最终弄明白，另一种理解封包检测功能的方式是把它看成峰值检测电路，其上升/下降时间常数的合理设定使之可捕获信号峰值(即载波“封包”)而对频率非常高的载波没有反应。我终于彻底弄懂了。