无线输能系统中整流天线的研究

发布时间：2017-05-14 16:16

  本文关键词：无线输能系统中整流天线的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：WPT(Wireless Power Transmission)技术作为能量传输的一种方式,受到越来越多研究人员的关注。MPT技术是WPT技术的一种,是以微波的形式传输能量。通过研究人员的不断努力,MPT技术已经广泛应用于各个领域,例如射频识别(RFID),管道机器人等。在MPT系统中,整流天线处于整个系统的接收端,其作用是实现RF-DC的转换。本文所做的工作如下。第一,详细分析了整流天线系统中整流二极管的特性,给出了整流二极管输入阻抗和整流效率的闭合公式的推导方法。用ADS软件对整流二极管的等效电路进行了研究。第二,为了抑制高次谐波,用双U形DGS结构和嵌套环形DGS结构设计了两种低通滤波器。利用HFSS双U形DGS低通滤波器3dB截止频率为3.26GHz通带内最大波纹0.4dB。插入损耗大于20dB的阻带宽度为5.2GHz;嵌套环形DGS结构低通滤波器3dB截止频率为8.0GHz通带内最大波纹0.3dB。插入损耗大于20dB的阻带宽度为12.4GHz。第三,由于微带缝隙天线具有重量轻、增益高等优点,本文对微带缝隙天线进行了分析设计。通过Ansoft HFSS仿真软件,在对传统T形微带馈电缝隙天线分析的基础上提出了一种结构紧凑的T形微带馈电缝隙天线。测试结果表明,天线的工作频率为5.8GHz,S11小于-10dB的频带宽带达到700MHz。最后,对整流天线系统作整体分析。用ADS软件建立5.8GHz系统模型,并且优化出匹配电路的结构参数。由于实验室条件的限制,实际制作了低通滤波器-整流电路部分,但是没有对系统做完整测试。根据整流天线的模型,天线用功率源进行替代,对低通滤波器-整流电路进行测试,测得RF-DC的转换效率最高可达54%。
【关键词】：太阳卫星计划 微波能量传输 整流天线 缺陷地结构 缝隙天线
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN820;TM724
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 研究的背景与意义9
• 1.2 WPT技术概述9-11
• 1.3 MPT技术概述11-12
• 1.4 整流天线国内外研究现状12-13
• 1.5 本文的主要工作及内容安排13-15
• 第2章 整流技术和整流二极管基本理论15-29
• 2.1 整流电路及整流原理分析15-18
• 2.2 肖特基二极管理论分析18-25
• 2.3 肖特基二极管的仿真25-27
• 2.4 小结27-29
• 第3章 缺陷地结构(DGS)低通滤波器29-41
• 3.1 DGS结构简介29-30
• 3.2 缺陷地结构(DGS)低通滤波器30-36
• 3.2.1 三维高频仿真软件HFSS介绍30
• 3.2.2 DGS结构的等效电路模型介绍及其具体参数的提取30-31
• 3.2.3 双U形DGS结构频响特性分析31-34
• 3.2.4 嵌套环形DGS结构频响特性分析34-36
• 3.3 缺陷地结构(DGS)低通滤波器设计36-39
• 3.3.1 双U形DGS低通滤波器的设计36-38
• 3.3.2 嵌套环形DGS结构低通滤波器的设计38-39
• 3.4 本章小结39-41
• 第4章 微带缝隙天线41-53
• 4.1 微带天线基本参数41-43
• 4.2 微带天线的分析方法介绍43-44
• 4.3 T形馈电微带缝隙天线44-51
• 4.3.1 T型微带线馈电缝隙天线特性分析44-48
• 4.3.2 小形化T型微带线馈电缝隙天线设计48-51
• 4.4 本章小节51-53
• 第5章 5.8GHz整流天线系统整体分析53-60
• 5.1 DGS低通滤波器与接收天线一体化测试53-55
• 5.2 5.8GHz整流天线一体化模型分析55-57
• 5.3 5.8GHz整流天线系统的模拟测试57-58
• 5.3.1 测试方法介绍57-58
• 5.3.2 系统模拟测试58
• 5.4 本章小结58-60
• 第6章 总结和展望60-61
• 致谢61-62
• 参考 文献62-65
• 附录65

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1 谢处方;;2000年天线展望[A];IEEE北京分会第一届学术年会论文集[C];1987年

2 王致远;倪文俊;蒋凡杰;;螺旋加载倒F天线的设计[A];2009年全国天线年会论文集（下）[C];2009年

3 李晓燕;李江波;;中波小天线介绍与应用[A];2007第二届全国广播电视技术论文集2（上）[C];2007年

4 李宗谦;;天线口面的平均亮温度[A];1995年全国微波会议论文集（下册）[C];1995年

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8 覃正;陈绍汀;;国外SAR天线的发展[A];第五届全国结构工程学术会议论文集（第二卷）[C];1996年

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1 大连移动通信公司工程师 李军;天线美化渐成趋势[N];经济日报;2006年

2 ;无线语录增益天线[N];电脑报;2005年

3 ;C网优化中的天线仿真研究[N];通信产业报;2003年

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