基于太阳能电池板的无线光通信与传能复合系统实验研究

发布时间：2021-03-24 21:51

　　为明确光载波无线传输系统中,复合传输相比单独传输的优越性,实验对比了单独传能、单独通信、复合传输三种结构在传输距离为0.1m、接收的光功率估值为3.5mW、光通信速率为1kbps时的输出特性.结果表明,单独传能系统在与电感串联的负载为4kΩ时,电池板输出最大功率为1.82mW,复合传输系统在与电感串联的负载为5kΩ时,电池板输出最大功率为2.1 mW,比单独传能系统高出15%;与电容串联的负载较低时复合传输系统输出信号波形发生畸变,优化负载后波形得以改善,相同条件下幅值比单独通信系统高出1.52V. 

【文章来源】：光子学报. 2020,49(05)北大核心EICSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

无线光能量与数据复合传输系统结构示意图

式中，n=-ln2/ln(cosφ1/2）用于描述辐射特性形状，φ1/2为发射半功率角，L为LED与电池板的间距，α为LED的出射角，β为电池板法线与入射光的夹角，φemit为LED发射光功率．为保证电池板接收光照一致，消除多余变量，按照图2所示将电池板与LED同轴放置．图2中αT与βT分别为子午方向的发射角与接收角，αS与βS分别为弧失方向的发射角与接收角，此时αT=βT，αS=βS，式（1）可简化为

电池板内部结构等效模型与接收电路结构如图3所示，其中左半部分为太阳能电池板内部等效模型，右半侧为分离信号与直流量的接收电路．在太阳能电池等效模型中，C0表示电池内部的电容，L0表示电池板内部电感，r为小信号等效电阻，太阳能电池板中漏电流可等效并联接入电阻RSH,RS表示感光元互连产生的损耗电阻．接收电路结构为两支路并联，一条支路将电感L与负载RL串接，另一条支路将电容C与负载RC串接．其中，电容C=100μF，电感L=4mH,RL与RC在实验测试中分别取变量，用于分析负载对信息传输性能和能量传输性能影响规律．

【参考文献】：
期刊论文
[1]能量受限全双工双向中继系统的波束成形设计[J]. 王伟,安立源,章国安,张士兵.  通信学报. 2018(02)



本文编号：3098457