中文摘要：

首次提出基于压电材料的声表面波储能式电磁自供电原理，该原理采用了独特的吸收、积累和储存电磁能的声表面波单向谐振腔结构，最大限度地将天线接收的电磁能以声表面波的形式在谐振腔中积累和存储，并将储能高效转化为电能。系统的能量损耗极低。谐振腔同时可构造出测量声表面波压力、温度、生化量的多传感器融合系统。传感器采用微加工的技术方法，在石英材料上一体化加工出微型单片结构，减小结构内部的热应力和蠕变，提高传感器的测量精度。在压电材料中加工多组微型的机械振子，吸收机械振动能，将机械能高效率地转换成电能，实现机械自供电。设计高效微机械天线。将微功耗处理电路集成在传感器结构中，建立智能化自供电的无线分布式阵列传感器系统。该系统具有自诊断、自处理和编码的功能，极大提高信噪比。每个传感器单元都带有收发和处理电路，因此，每个单元可进行信号的处理和中继，大大提高传感的距离和应用范围，是一理想的智能化自供电无线传感器。

结论摘要：

研究了声表面波器件、复合结构电磁自供电和机械振动自供电，首次将能量汇聚和放大原理应用于各种电磁自供电和机械自供能结构中，取得更高的输出能量、电压幅度和能量转化效率。首次提出基于超声聚能器的压电和超磁致伸缩复合材料的磁电换能器，实现对于微弱电磁信号的高效采集、积累、汇聚、放大，取得原理上突破进展，其磁电电压效率已经达到2V/Oe以上，磁电功率效率达到20uW/Oe以上。在声表面波器件中首次提出一种单向谐振腔储存从天线收集的能量结构，建立一种能量汇聚楔形结构，实现从天线转化的声表面波的汇聚和放大，将目前无源无线传感器收发距离在电小天线时扩展到8米以上，从而与复合结构一起实现从低频到高频宽频带的电磁自供能。提出并实现储能、汇聚和放大振动的机械能的结构。研究磁电耦合效应和磁－机－电的转换过程、MEMS加工技术、天线和微弱电能采集和管理电路，提出收集、储存、汇聚和放大外界电磁波和机械振动波的自供电的理论，建立电磁/机械能自供电实验装置和无线收发测试系统，分析自供电对于无线传感器性能改善。发现能量汇聚和提高品质因素能提高自供能输出，发现串联/并联连接阵列/多片PZT既能提高磁电灵敏度还能展宽频带。