井下小功率微波输能整流天线的研究与设计

发布时间：2019-06-02 17:21

【摘要】：首先研究分析了整流天线技术的国内外现状，在此基础上借助计算机仿真软件ADS和HFSS，对整流天线技术进行系统的研究和设计。设计了一款工作于5.8GHz，质量轻、体积小、整流效率较高的微带贴片整流天线，并运用矢量网络分析仪、天线转台对整流天线进行测量和优化。主要做了四方面的工作。 第一，对整流电路中二极管进行分析。包括对二极管等效电路模型的理论公式推导、计算与二极管电路的ADS仿真结果进行对比，分析影响二极管整流效率的主要因素，帮助二极管选型和后续提高整流效率而进行的优化。 第二，滤波器的设计。输入滤波器使用简单的微带阶跃阻抗滤波器，通过多次优化处理，减小微带线连接处能量的反射，设计了体积小、滤波效果好的输入滤波器。对输出滤波器滤波前后输出电压的频谱图进行对比，基波、高次谐波明显减少，有效减小谐波外泄造成的浪费。 第三，整流电路输入阻抗的测量和整流电路效率的测试。由于整流电路中二极管的非线性特性，输入阻抗随输入功率变化而变化，设计一种大信号下输入阻抗测试方案。与小信号直接测量输入阻抗进行对比，验证了测试方案的正确性。阻抗匹配网络的设计中，利用Smith圆图设计了一个双枝节匹配网络，在5.8GHz时的S11参数能够达到-30dB以下，匹配良好。对匹配后的整流电路进行一体化的仿真优化后，在输入功率为16.65dBm时，仿真结果最能够达到79%。实际测量在输入功率为23.05dBm时，能够输出6.11V的电压。 第四，设计微带贴片天线，并利用矢量网络分析仪和天线转台进行测试，天线增益可达到6.9dB,测试系统整体效率和接收电压。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TN820

【参考文献】

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本文编号：2491293