微波輸能,是將電轉(zhuǎn)換成微波以輻射方式進(jìn)行傳輸?shù)囊环N輸能方式。和其它無線輸能方式（電磁耦合、電磁共振以及激光）相比,微波輸能適合從低功率到高功率、從近距離到遠(yuǎn)距離的能量傳輸,因此具有更大的靈活性和發(fā)展前景。為了提高微波輸能系統(tǒng)的性能,本論文從兩方面著手進(jìn)行研究。一方面,通過研究非衍射波束或聚焦波束的產(chǎn)生,使電磁波通過空間傳播到達(dá)目標(biāo)處能實(shí)現(xiàn)能量不擴(kuò)散,從而提高電磁波空間傳輸效率;另一方面,通過提高整流天線的性能,輸出更多的直流能量來提高微波輸能系統(tǒng)的性能。本論文的主要工作如下:在提高電磁波空間能量傳輸性能方面,為避免收發(fā)天線周圍的電介質(zhì)體與電場(chǎng)的相互耦合作用影響電磁能量的空間傳輸效率,首先研究了橫電波模式的磁場(chǎng)貝塞爾天線。采用對(duì)偶原理,基于橫磁波模式的電場(chǎng)貝塞爾天線,率先提出了一種微波頻段的磁場(chǎng)貝塞爾天線結(jié)構(gòu)。然后,通過推導(dǎo)出阻抗表面結(jié)構(gòu)的阻抗值,并建立色散方程,提出了一種柵格型感性阻抗表面結(jié)構(gòu)用于該天線,使其能產(chǎn)生特定波數(shù)的貝塞爾波。設(shè)計(jì)了兩種中心饋電結(jié)構(gòu),分別是模擬扁平卷繞線圈的螺旋線圈和模擬理想環(huán)線圈的半環(huán)饋電+電磁超材料結(jié)構(gòu),使天線能輻射出低旁瓣、均勻分布的磁場(chǎng)貝塞爾波束。這些工... 

【文章頁數(shù)】：130 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 電磁波空間能量聚焦的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 高性能整流天線的研究現(xiàn)狀
    1.3 研究工作的創(chuàng)新點(diǎn)和主要貢獻(xiàn)
    1.4 本論文的主要內(nèi)容以及結(jié)構(gòu)安排
第二章 TE模式非衍射貝塞爾天線研究
    2.1 貝塞爾場(chǎng)分布
    2.2 TE模式貝塞爾漏波天線研究
        2.2.1 阻抗表面
        2.2.2 TE模式貝塞爾天線
        2.2.3 天線加工和測(cè)試
    2.3 中心饋電結(jié)構(gòu)
        2.3.1 螺旋饋電結(jié)構(gòu)
        2.3.2 環(huán)饋電結(jié)構(gòu)
            2.3.2.1 半環(huán)饋電結(jié)構(gòu)
            2.3.2.2 兩個(gè)半環(huán)饋電結(jié)構(gòu)
        2.3.3 半環(huán)+蘑菇型饋電結(jié)構(gòu)
        2.3.4 測(cè)試和加工
    2.4 本章小結(jié)
第三章 內(nèi)向傳播的零階漢克爾漏波天線研究
    3.1 IZHLW場(chǎng)分布
    3.2 IZHLW聚焦特性
    3.3 IZHLW截?cái)鄥^(qū)域分析
    3.4 IZHLW天線研究
    3.5 IZHLW天線的波束聚焦特性
        3.5.1 無吸收裝置的IZHLW天線的聚焦場(chǎng)特性
        3.5.2 損耗材料的吸收裝置
    3.6 電磁帶隙高阻抗結(jié)構(gòu)
        3.6.1 理想磁導(dǎo)體PMC芯
        3.6.2 電磁帶隙高阻抗表面結(jié)構(gòu)
            3.6.2.1 蘑菇結(jié)構(gòu)的電磁帶隙結(jié)構(gòu)
            3.6.2.2 平面高阻抗表面
    3.7 IZHLW天線特性
        3.7.1 IZHLW天線結(jié)構(gòu)
        3.7.2 IZHLW天線性能
        3.7.3 天線加工和測(cè)試
    3.8 本章小結(jié)
第四章 高性能整流天線研究
    4.1 雙頻率整流天線的研究
        4.1.1 雙頻率PIFA接收天線
        4.1.2 雙頻率整流電路
        4.1.3 雙頻率整流天線仿真和實(shí)測(cè)
    4.2 可重構(gòu)整流天線的研究
        4.2.1 頻率可重構(gòu)整流天線
            4.2.1.1 頻率可重構(gòu)接收天線
            4.2.1.2 頻率可重構(gòu)整流電路
            4.2.1.3 頻率可重構(gòu)整流天線
        4.2.2 極化可重構(gòu)整流天線
            4.2.2.1 極化可重構(gòu)接收天線
            4.2.2.2 寬帶整流電路
            4.2.2.3 整流天線的整流轉(zhuǎn)換效率
    4.3 多功能雙通道通信可重構(gòu)整流天線研究
        4.3.1 雙通道通信整流天線
            4.3.1.1 雙端口可重構(gòu)偶極子
            4.3.1.2 低功率整流電路
        4.3.2 雙通道通信整流天線性能
            4.3.2.1 兩端口的功率分配
            4.3.2.2 有源直流輸出功率方向圖
    4.4 本章小結(jié)
第五章 近場(chǎng)微波輸能系統(tǒng)分析
    5.1 近場(chǎng)微波輸能等效電路
    5.2 非衍射天線近場(chǎng)能量傳輸
        5.2.1 兩個(gè)TE模式貝塞爾天線能量傳輸分析
        5.2.2 TE模式貝塞爾天線作為發(fā)射天線的能量傳輸分析
    5.3 本章小結(jié)
第六章 全文總結(jié)與展望
    6.1 本論文的主要貢獻(xiàn)
    6.2 下一步工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻博期間取得的研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]頻率方向圖復(fù)合可重構(gòu)寄生單極子天線陣列[J]. 孫佳文,陳文華,馮正和,趙凱南.  電波科學(xué)學(xué)報(bào). 2011(01)
[2]心臟起搏器用無線充電系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 鄭曉晨,汪木蘭,Hung T.Nguyen.  機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新. 2009(05)
[3]微波輸能技術(shù)概述與整流天線研究新進(jìn)展[J]. 楊雪霞.  電波科學(xué)學(xué)報(bào). 2009(04)
[4]一種用于微波能量傳輸?shù)膱A極化接收整流天線[J]. 胡浩,孔力.  微波學(xué)報(bào). 2008(03)
[5]管道探測(cè)微機(jī)器人微波輸能系統(tǒng)激勵(lì)裝置[J]. 徐長(zhǎng)龍,徐君書,徐得名.  上海大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2000(05)
[6]微波輸電，現(xiàn)代化建設(shè)的生力軍[J]. 林為干，趙愉深，文舸一，鄧揚(yáng)建.  科技導(dǎo)報(bào). 1994(03)



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