本文關(guān)鍵詞：微波輸能系統(tǒng)中整流天線(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 微波輸能 整流天線(xiàn) 基片集成波導(dǎo) 大動(dòng)態(tài) 多級(jí)整流

【摘要】：空間無(wú)線(xiàn)能量傳輸方法主要有激光輸能和微波輸能,微波輸能因具有空間損耗較小、轉(zhuǎn)換效率較高等優(yōu)勢(shì)受到越來(lái)越多研究者的重視,目前廣泛應(yīng)用于無(wú)人機(jī)無(wú)線(xiàn)輸能、飛艇能量傳輸和機(jī)器人無(wú)線(xiàn)輸能等較遠(yuǎn)距離的能量傳輸。整流天線(xiàn)作為微波輸能系統(tǒng)中的接收前端,影響著整個(gè)系統(tǒng)的傳輸、轉(zhuǎn)換效率。對(duì)微波輸能應(yīng)用中,機(jī)動(dòng)平臺(tái)接收到的微波能量變化范圍大,如何在大動(dòng)態(tài)輸入條件下確保整流天線(xiàn)的整流效率是目前的一大技術(shù)難題。本文在現(xiàn)有整流天線(xiàn)的研究基礎(chǔ)上,針對(duì)大動(dòng)態(tài)輸入條件下整流天線(xiàn)的應(yīng)用需求,對(duì)接收天線(xiàn)和整流電路進(jìn)行了如下研究:①深入分析了微波輸能系統(tǒng)理論。由于接收天線(xiàn)和整流電路是微波輸能系統(tǒng)中整流天線(xiàn)的主要組成部分,首先對(duì)整流天線(xiàn)的輻射機(jī)理與效率等理論進(jìn)行分析,然后對(duì)整流二極管理論進(jìn)行了詳細(xì)的介紹,利用解析方法分別給出了理想情況下整流二極管的整流效率隨輸入功率及輸出阻抗變化的閉合公式。②設(shè)計(jì)了一個(gè)雙頻雙極化天線(xiàn)。鑒于基片集成波導(dǎo)(Substrate integrated waveguide-SIW)具有良好的互耦抑制、阻抗匹配及寬角掃描的性能,SIW天線(xiàn)在陣列天線(xiàn)中的應(yīng)用引起了廣泛關(guān)注。本文基于SIW腔體天線(xiàn),結(jié)合超材料及分形技術(shù),設(shè)計(jì)了一個(gè)小型化雙頻雙極化天線(xiàn),該天線(xiàn)具有兩個(gè)饋電端口,利用兩個(gè)互補(bǔ)諧振環(huán)(Complementary Split Ring Resonator-CSRR)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了輻射體與傳輸線(xiàn)之間的耦合,這種耦合方式減小了兩個(gè)頻段間的干擾。天線(xiàn)的仿真和實(shí)測(cè)結(jié)果表明,該天線(xiàn)適用于微波輸能系統(tǒng)中整流天線(xiàn)陣列的應(yīng)用。③提出了一種大動(dòng)態(tài)微波能量轉(zhuǎn)換為直流的電路方案。傳統(tǒng)的整流電路需針對(duì)某特定輸入功率設(shè)計(jì)匹配電路,而阻抗失配產(chǎn)生回波損耗大大降低整個(gè)微波輸能系統(tǒng)的效率,本文針對(duì)機(jī)動(dòng)平臺(tái)微波輸能中大動(dòng)態(tài)輸入背景提出了一種大動(dòng)態(tài)微波能量轉(zhuǎn)換為直流的電路方案。該電路通過(guò)對(duì)失配反射波進(jìn)行多級(jí)整流,提高整流效率,并能有效阻止反射波傳輸回接收端,避免反射波通過(guò)接收天線(xiàn)輻射出去而產(chǎn)生的二次輻射問(wèn)題。為了驗(yàn)證方案正確性,本文制作了實(shí)驗(yàn)電路,通過(guò)與傳統(tǒng)型電路的實(shí)測(cè)對(duì)比,結(jié)果表明,該方案可有效的工作于大動(dòng)態(tài)微波能量的轉(zhuǎn)換。
【關(guān)鍵詞】：微波輸能 整流天線(xiàn) 基片集成波導(dǎo) 大動(dòng)態(tài) 多級(jí)整流
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TN820
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-11
• 1.1 研究背景和意義8
• 1.2 研究概況8-10
• 1.2.1 國(guó)外研究概況8-9
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究概況9-10
• 1.3 本文研究目的及結(jié)構(gòu)10-11
• 2 微波輸能系統(tǒng)中整流天線(xiàn)的基本理論11-23
• 2.1 微波輸能系統(tǒng)的基本概念11-12
• 2.2 微波輸能系統(tǒng)中各單元的基本理論12-21
• 2.2.1 整流天線(xiàn)的基本理論12-13
• 2.2.2 天線(xiàn)及微帶天線(xiàn)的基本理論13-16
• 2.2.3 整流電路的基本理論16-17
• 2.2.4 整流二極管的原理17-21
• 2.3 本章小結(jié)21-23
• 3 接收天線(xiàn)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)23-46
• 3.1 基片集成波導(dǎo)的應(yīng)用研究23-31
• 3.1.1 基片集成波導(dǎo)特性及應(yīng)用研究23-29
• 3.1.2 基片集成波導(dǎo)腔體的諧振特性29-31
• 3.2 分形結(jié)構(gòu)在天線(xiàn)中的應(yīng)用31-35
• 3.3 縫隙耦合技術(shù)在微帶天線(xiàn)中的應(yīng)用35-39
• 3.3.1 縫隙饋電結(jié)構(gòu)及特性35-38
• 3.3.2 常見(jiàn)的耦合縫隙結(jié)構(gòu)38-39
• 3.4 基于集成波導(dǎo)技術(shù)的雙頻縫隙耦合天線(xiàn)的研究39-45
• 3.4.1 天線(xiàn)的結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)39-40
• 3.4.2 分形結(jié)構(gòu)對(duì)天線(xiàn)的影響40-41
• 3.4.3 縫隙耦合對(duì)天線(xiàn)的影響41-43
• 3.4.4 雙頻集成波導(dǎo)天線(xiàn)的測(cè)試結(jié)果43-45
• 3.5 本章小結(jié)45-46
• 4 整流電路的設(shè)計(jì)46-54
• 4.1 整流電路的設(shè)計(jì)構(gòu)架46-49
• 4.2 肖特基二極管的分析49-50
• 4.3 大動(dòng)態(tài)微波能量轉(zhuǎn)換直流電路的設(shè)計(jì)50-53
• 4.4 本章小結(jié)53-54
• 5 總結(jié)與展望54-56
• 5.1 本文的工作總結(jié)54
• 5.2 未來(lái)展望54-56
• 致謝56-57
• 參考文獻(xiàn)57-60
• 附錄60
• A.作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文及專(zhuān)利目錄60
• B.作者在攻讀學(xué)位期間參加的科研工作60

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本文編號(hào)：919528