基于外差式体系结构的回复式反射微波无线能量传输系统

发布时间：2023-01-12 18:52

　　采用大口径阵列天线的窄波束形成能够实现针对固定目标的高效率微波无线能量传输。实际应用中,传能目标位置发生改变时,要求功率波束具有相应的自适应调整能力。基于相控天线阵回复式反射的波束控制技术普遍被认为是对移动设备进行跟踪供电的有效方法。该方法基于相位共轭原理,通过分析能量接收设备发射的导引信号,获得相控阵列形成聚焦于接收设备所在位置波束所需的馈电相位,从而实现功率波束的自适应调整。为此,回复式反射波束控制需要解决两个关键技术问题,包括（1）如何高效可靠地获取导引信号的共轭相位信息,并据此对天线阵的馈电相位作实时准确的控制;（2）如何实现导引信号和功率波束良好隔离,避免功率波束对微弱导引信号接收的干扰。本文围绕上述两个关键问题,研究了基于回复式反射微波无线能量传输系统设计,以及外差式导引信号接收和共轭相位生成电路系统及其组件的实现。具体工作内容如下:（1）基于频分复用方法和外差式硬件混频方式获取共轭相位信息的回复式反射系统设计方案。选取功率载波为导引信号的2倍频,采用高性能滤波器实现2.9GHz的导引信号与5.8GHz功率载波的良好隔离,并基于该频分复用架构设计导引信号的外差式接收和相位共... 

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究历史和现状
    1.3 论文内容及安排
第二章 无线能量传输技术原理
    2.1 无线能量传输的方法
        2.1.1 非电磁波传输方式
        2.1.2 电磁波(微波)传输方式
    2.2 基于相位共轭的波束方向控制
        2.2.1 相控阵天线技术
        2.2.2 方向回溯技术
    2.3 近场条件下基于相位共轭的回复式反射聚焦
    2.4 系统的收发信号双工实现
    2.5 本章小结
第三章 基于回复式反射的微波能量传输系统方案实现
    3.1 基于硬件混频模块实现相位共轭的方案
    3.2 微波无线能量传输实验系统总体方案设计和实现
        3.2.1 微波无线能量传输实验系统框架总述
        3.2.2 微波无线能量发射子系统设计与实现
        3.2.3 微波无线能量接收子系统设计与实现
        3.2.4 能量传输系统中的混频器
    3.3 本章小结
第四章 基于回复式反射聚焦技术的无线能量传输系统验证
    4.1 导引信号与功率波束的相位共轭关系验证
        4.1.1 实验系统的空间搭建
        4.1.2 验证收发信号相位共轭的实验方案
        4.1.3 收发信号相位共轭验证实验测试数据分析
    4.2 移动设备跟踪聚焦验证实验设计
    4.3 跟踪聚焦实验测试结果与分析
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果即发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]一种可用于RFID系统中的方向回溯阵列设计[J]. 陈蕾,史小卫,余剑峰,陈阳.  西安电子科技大学学报. 2014(06)
[2]一种高效的2.45GHz二极管阵列微波整流电路[J]. 张彪,刘长军.  强激光与粒子束. 2011(09)
[3]无线电能传输技术综述及应用前景[J]. 戴卫力,费峻涛,肖建康,范新南.  电气技术. 2010(07)
[4]微波输能技术概述与整流天线研究新进展[J]. 杨雪霞.  电波科学学报. 2009(04)
[5]高效率微波输电微带贴片接收整流天线的研究与设计[J]. 邓红雷,孔力.  太阳能学报. 2006(02)
[6]微波输电，现代化建设的生力军[J]. 林为干，赵愉深，文舸一，邓扬建.  科技导报. 1994(03)

硕士论文
[1]用于无线能量传输的方向回溯天线研究[D]. 杨永穆.电子科技大学 2018
[2]2.45GHz方向回溯天线系统的振荡器与广义相位共轭电路[D]. 蒋泽民.江苏大学 2016



本文编号：3730301