本文關(guān)鍵詞：微波無線能量傳輸?shù)孛嫜菔鞠到y(tǒng)研究

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【摘要】：隨著傳統(tǒng)能源的匱乏,開發(fā)利用太陽能被人們越來越重視,因而提出了以微波無線輸能作為關(guān)鍵技術(shù)的空間太陽能衛(wèi)星電站。微波無線輸能是以微波的形式進行能量傳輸,隨著它在許多其他領(lǐng)域的應(yīng)用,對它的研究也越來越有實際意義。微波無線輸能技術(shù)包括：微波發(fā)射機、波束控制、微波發(fā)射接收天線、微波整流電路和組陣技術(shù)。本文對微波無線輸能的系統(tǒng)架構(gòu)、傳輸效率分析研究,重點設(shè)計了收發(fā)天線和整流電路,最終對整個系統(tǒng)進行測試。具體內(nèi)容如下：首先以因能源問題提出空間太陽能衛(wèi)星的構(gòu)想為背景,引出無線能量傳輸技術(shù),概述無線能量傳輸技術(shù)的定義和分類,通過列舉多個無線能量傳輸?shù)膽?yīng)用來說明研究該技術(shù)的意義；緊接著敘述微波無線能量傳輸技術(shù)的發(fā)展歷程和一些重要的技術(shù)突破,并說明該技術(shù)在國內(nèi)的發(fā)展,進而分析討論微波無線輸能系統(tǒng)架構(gòu),各部分器件的選擇,重點分析系統(tǒng)設(shè)計時要考慮的問題：工作頻率的選擇、傳輸效率與收發(fā)天線之間口徑場分布的關(guān)系、微波無線輸能系統(tǒng)效率分析。根據(jù)分析得出系統(tǒng)效率指標(biāo)分配。然后重點設(shè)計收發(fā)天線、整流電路。根據(jù)對系統(tǒng)的分析,確定發(fā)射天線采用反射面天線并估算其口徑面尺寸,饋源的設(shè)計選用帶反射器的半波振子,加工出實物測量其電場強度隨距離變化的曲線與在接收天線處的場強分布圖。接收天線采用微帶天線陣,根據(jù)微帶天線設(shè)計原理,使用仿真軟件HFSS分別設(shè)計微帶單元、三種陣列單元,并加工實物進行測試,然后分析研究陣列單元的排布。對于整流電路,重點分析二極管大信號模型,二極管的輸入阻抗、直流輸出電壓隨輸入功率和負載的變化情況,并得出在二極管擊穿前,整流效率會隨輸入功率增加而增加的結(jié)論。之后采用HSMS-282C二極管進行整流電路的ADS仿真設(shè)計,加工實物測試得其轉(zhuǎn)換效率達50%,滿足指標(biāo)分配要求。然后分析直流功率合成的原理,設(shè)計加工四路并聯(lián)的整流電路模塊。最后對微波功率源的輸出頻率、發(fā)射天線的幅度相位分布、接收天線接收功率、整流電路的輸出電壓測量,統(tǒng)計數(shù)據(jù)并計算出微波功率源將直流轉(zhuǎn)換為微波的效率,從發(fā)射天線到接收天線之間的傳輸效率,接收整流端將微波能量轉(zhuǎn)換為直流能量的效率,最終得出系統(tǒng)總體傳輸效率為16.5%,從而驗證微波無線輸能系統(tǒng)設(shè)計的可行性。
【學(xué)位授予單位】：西安郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM724.1

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 楊雪霞;;微波輸能技術(shù)概述與整流天線研究新進展[J];電波科學(xué)學(xué)報;2009年04期

2 商鋒;王保平;;GPS圓極化微帶天線的研究[J];彈箭與制導(dǎo)學(xué)報;2009年03期

3 鄧紅雷;孔力;;高效率微波輸電微帶貼片接收整流天線的研究與設(shè)計[J];太陽能學(xué)報;2006年02期

4 王業(yè)清;楊雪霞;江超;;整流天線組陣等效模型分析與實驗[J];上海大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2013年03期

5 商鋒;;用于衛(wèi)星定位系統(tǒng)的矩形圓極化微帶天線的研究[J];西安郵電學(xué)院學(xué)報;2008年03期

6 羅俊;何其娟;劉長軍;;一種2.45GHz微波二極管整流電路[J];信息與電子工程;2008年01期

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本文編號：1161189