用于微波能量传输的差分整流天线的研究
发布时间：2022-10-21 20:25
微波能量传输（Microwave Power Transfer,MPT）技术是一种新的能量传输方式,它是将能量通过微波的形式,定向地在点与点之间进行能量的无线传输,其脱离了电缆的束缚。微波能量传输的概念是在1891年由尼古拉.特斯拉提出的,随着微波技术和电子元器件的发展,尤其是整流二极管性能的提高,使得微波输能技术越来越成为可能。目前,微波能量传输技术已经可以应用在很多领域中,如射频识别（Radio Frequency Identification,RFID）,无线传感器和太阳能卫星等方面。基于上述研究背景,本文开展新型整流天线的研究,其可以将微波能量转换为直流能量,是微波能量传输系统的关键部件。为了提高整流天线与环境电磁波功率密度的敏感度,本文提出基于差分结构的整流天线。首先基于偶极子天线和平衡巴伦设计出了半波整流天线。偶极子天线具有结构简单,全向性的优点,其在工程设计中的应用比较广泛,通过平衡式巴伦结构,将偶极子天线的双臂感应到的差分信号转换为非平衡信号,进而输送至半波整流电路中进行直流转换,实现整流电路对差模信号输入的高效接收,以便整流电路对微波能量进行整流。此外,由于二极管的非...
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 微波能量传输的发展与整流天线的介绍
1.2.1 微波能量传输技术
1.2.2 整流天线的介绍
1.3 论文主要研究内容和结构
第二章 整流天线的原理分析
2.1 接收天线的基本理论
2.2 整流方式的组成与分析
2.2.1 肖特基二极管工作原理
2.2.2 肖特基二极管特性分析
2.2.3 整流方式的组成与分析
2.3 测试系统的组成
2.3.1 弗里斯传输方程
2.3.2 测试系统
2.4 本章小结
第三章 半波整流天线的设计
3.1 平衡巴伦的设计与分析
3.1.1 平衡巴伦的原理
3.1.2 平衡巴伦的设计
3.1.3 平衡巴伦的结果分析
3.2 直通滤波器的设计与分析
3.2.1 直通滤波器的设计
3.2.2 直通滤波器的结果分析
3.3 半波整流天线的结果分析
3.3.1 半波整流天线的整体结构分析
3.3.2 半波整流天线的RF-DC转换效率
3.4 本章小结
第四章 全波整流天线的设计与分析
4.1 平衡式带通滤波器的设计
4.1.1 平衡式带通滤波器的混合S参数
4.1.2 平衡式带通滤波器的结构与分析
4.2 桥式整流电路的分析
4.2.1 桥式整流电路的分析
4.2.2 桥式整流电路的RF-DC转换效率
4.3 阵列天线与倍压整流电路的设计与分析
4.3.1 1ⅹ2 阵列天线结构
4.3.2 1ⅹ2 阵列天线结果分析
4.4 倍压整流电路的RF-DC转换效率
4.5 不同整流电路的结果对比
4.6 本章小结
第五章 总结与展望
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文
附录2 攻读硕士学位期间申请的专利
附录3 攻读硕士学位期间参加的科研项目
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]微波整流天线研究进展[J]. 付文丽,董士伟,董亚洲,王颖. 空间电子技术. 2016(02)
[2]一种基于肖特基二极管的大功率微波整流电路[J]. 张彪,刘长军,江婉,郁成阳. 电子学报. 2013(09)
[3]一种微带准八木天线的改进设计[J]. 倪国旗,张涛,倪围,李树彬. 微波学报. 2013(01)
[4]平面巴伦的理论分析[J]. 汤利霞,于洪喜. 空间电子技术. 2009(01)
[5]宽带小型化偶极子天线及其阵列技术研究进展[J]. 曹卫平,王秉中. 电信科学. 2008(12)
[6]X波段圆极化整流天线的设计与实验[J]. 杨雪霞,薛玉杰. 上海大学学报(自然科学版). 2007(04)
[7]超宽带平面天线技术[J]. 钟顺时,梁仙灵,延晓荣. 电波科学学报. 2007(02)
[8]微带巴伦设计[J]. 林强,张祖荫,张兵. 现代雷达. 2004(10)
[9]宽频带微带传输线巴伦的研究[J]. 尹应增，夏静改，龚书喜，刘其中. 电波科学学报. 1999(02)
[10]Ka波段整流天线的谐波平衡法分析[J]. 李中云,文舸一. 电子科技大学学报. 1998(06)
硕士论文
[1]无线能量传输系统中整流技术研究[D]. 李奥博.上海交通大学 2012
本文编号：3696322
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 微波能量传输的发展与整流天线的介绍
1.2.1 微波能量传输技术
1.2.2 整流天线的介绍
1.3 论文主要研究内容和结构
第二章 整流天线的原理分析
2.1 接收天线的基本理论
2.2 整流方式的组成与分析
2.2.1 肖特基二极管工作原理
2.2.2 肖特基二极管特性分析
2.2.3 整流方式的组成与分析
2.3 测试系统的组成
2.3.1 弗里斯传输方程
2.3.2 测试系统
2.4 本章小结
第三章 半波整流天线的设计
3.1 平衡巴伦的设计与分析
3.1.1 平衡巴伦的原理
3.1.2 平衡巴伦的设计
3.1.3 平衡巴伦的结果分析
3.2 直通滤波器的设计与分析
3.2.1 直通滤波器的设计
3.2.2 直通滤波器的结果分析
3.3 半波整流天线的结果分析
3.3.1 半波整流天线的整体结构分析
3.3.2 半波整流天线的RF-DC转换效率
3.4 本章小结
第四章 全波整流天线的设计与分析
4.1 平衡式带通滤波器的设计
4.1.1 平衡式带通滤波器的混合S参数
4.1.2 平衡式带通滤波器的结构与分析
4.2 桥式整流电路的分析
4.2.1 桥式整流电路的分析
4.2.2 桥式整流电路的RF-DC转换效率
4.3 阵列天线与倍压整流电路的设计与分析
4.3.1 1ⅹ2 阵列天线结构
4.3.2 1ⅹ2 阵列天线结果分析
4.4 倍压整流电路的RF-DC转换效率
4.5 不同整流电路的结果对比
4.6 本章小结
第五章 总结与展望
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文
附录2 攻读硕士学位期间申请的专利
附录3 攻读硕士学位期间参加的科研项目
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]微波整流天线研究进展[J]. 付文丽,董士伟,董亚洲,王颖. 空间电子技术. 2016(02)
[2]一种基于肖特基二极管的大功率微波整流电路[J]. 张彪,刘长军,江婉,郁成阳. 电子学报. 2013(09)
[3]一种微带准八木天线的改进设计[J]. 倪国旗,张涛,倪围,李树彬. 微波学报. 2013(01)
[4]平面巴伦的理论分析[J]. 汤利霞,于洪喜. 空间电子技术. 2009(01)
[5]宽带小型化偶极子天线及其阵列技术研究进展[J]. 曹卫平,王秉中. 电信科学. 2008(12)
[6]X波段圆极化整流天线的设计与实验[J]. 杨雪霞,薛玉杰. 上海大学学报(自然科学版). 2007(04)
[7]超宽带平面天线技术[J]. 钟顺时,梁仙灵,延晓荣. 电波科学学报. 2007(02)
[8]微带巴伦设计[J]. 林强,张祖荫,张兵. 现代雷达. 2004(10)
[9]宽频带微带传输线巴伦的研究[J]. 尹应增，夏静改，龚书喜，刘其中. 电波科学学报. 1999(02)
[10]Ka波段整流天线的谐波平衡法分析[J]. 李中云,文舸一. 电子科技大学学报. 1998(06)
硕士论文
[1]无线能量传输系统中整流技术研究[D]. 李奥博.上海交通大学 2012
本文编号：3696322
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