基于微波—磁耦合的两级式无线能量传输系统设计与研究

发布时间：2017-10-02 02:03

  本文关键词：基于微波—磁耦合的两级式无线能量传输系统设计与研究

  更多相关文章： 磁耦合谐振 无线能量传输 射频功率放大器 微波

【摘要】：无线能量传输技术在工程上获得了广泛的利用,它具有安全、方便、使用灵活等优点,已成为医学、生物学和电子工程等领域的研究热点。目前基于微波辐射和磁耦合谐振原理的无线能量传输技术,国内外已经展开了广泛的研究,这两种方式都有着各自的优点,但同时也有各自的局限性。如果将两种方式结合起来,可以进一步拓宽无限能量传输技术的应用领域。本文在基于微波-磁耦合原理的基础上研究和设计了一种新型的两级式无线能量传输系统。本文对无线能量传输系统的可行性进行了理论分析,并结合国内外现有的研究成果提出了两级式的无线供能解决方案。前级能量传输模块利用电微波辐射方式,将能量从信号源传递至接收端;次级能量传输模块利用磁耦合谐振的方式,将接受到的能量传递至电子设备。前级模块包括微波信号发生模块、射频功率放大器、发射天线、微带接收天线;后级模块包括谐振线圈部分、集成整流电路和集成逆变电路组成的变频部分,作用是将920MHz电磁波信号转化为低频电磁波。本文对系统中的主要模块进行了设计、仿真和实物搭建,主要包括:以ADF4360-7为核心的920MHz射频信号源发生器,以HMC478和MW6S004NT1构成的功率放大器,微带贴片天线,集成整流芯片,由XKT-408、MAX1776和谐振线圈组成的磁耦合谐振模块。本文在现有实验条件下,对各个模块和整体系统进行了测试,实验数据验证了本文设计的两级无线传输系统的合理性和可行性,同时也表明了整个系统具有较好的应用价值和发展前景。
【关键词】：磁耦合谐振 无线能量传输 射频功率放大器 微波
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM724
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-15
• 1.1 选题背景及意义8
• 1.2 无线能量传输系统的供能方式8-9
• 1.3 国内外研究现状9-12
• 1.4 植入式医疗电子模块的两级式供能实现12-14
• 1.5 研究目标与内容14-15
• 2 两级式无线能量传输系统的理论分析15-24
• 2.1 微波信号源的原理与电路设计15-18
• 2.2 微带天线18-19
• 2.3 倍压整流电路19-22
• 2.4 磁共振式无线能量传输的基本原理22-24
• 3 两级式无线能量传输系统的整体设计方案24-27
• 3.1 无线能量传输系统的设计要求24
• 3.2 无线能量传输系统的总体设计方案24-27
• 4 前级微波能量传输模块的设计与实现27-52
• 4.1 宽带锁相环微波信号电路的设计27-32
• 4.2 射频功率放大器的设计32-42
• 4.3 微带接收天线42-45
• 4.4 集成超高频倍压整流电路设计45-49
• 4.5 微波能量传输系统接受端的系统测试49-52
• 5 后级磁耦合谐振体内传输模块的设计与实现52-71
• 5.1 磁耦合谐振传输模块的特性研究52-56
• 5.2 磁耦合谐振无线能量传输模块的设计方法56-64
• 5.3 磁耦合谐振式无线能量传输模块的测试64-66
• 5.4 无线能量传输系统的整体测试66-70
• 5.5 实验结果70-71
• 6 总结与展望71-73
• 6.1 主要研究工作总结71-72
• 6.2 研究方向展望72-73
• 致谢73-74
• 参考文献74-78

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本文编号：956898