微波無線能量傳輸系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著傳統(tǒng)能源的日益匱乏，太陽能作為一種新型能源受到越來越多的關(guān)注?？臻g太陽能取之不盡、用之不竭，具有能流密度大、持續(xù)穩(wěn)定、照射時間久、不受季節(jié)和天氣影響的優(yōu)點，是理想的能源選擇，因此建立空間太陽能衛(wèi)星發(fā)電站是解決世界能源危機的有效途徑?？臻g太陽能衛(wèi)星發(fā)電站利用太陽能電池板對太陽能進行收集并轉(zhuǎn)化為電能，再采用微波無線輸能技術(shù)將電能輸送至地球供人類使用。微波無線能量傳輸作為太陽能發(fā)電站的關(guān)鍵，在空間、軍事、民用、醫(yī)學等眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)

2、用和發(fā)展。
　　本文以設(shè)計高傳輸效率的微波無線能量傳輸系統(tǒng)為目標，根據(jù)微波無線輸能系統(tǒng)的技術(shù)指標要求，對微波無線輸能技術(shù)的傳輸機理、系統(tǒng)組成、傳輸效率、關(guān)鍵技術(shù)等進行了分析研究。本文的主要工作包括：
　　1．對微波無線能量傳輸系統(tǒng)的微波發(fā)射機、發(fā)射天線和接收整流天線進行了介紹，并計算了微波無線輸能系統(tǒng)發(fā)射和接收組件的能量轉(zhuǎn)化效率。根據(jù)微波無線輸能系統(tǒng)的技術(shù)指標要求，對系統(tǒng)的發(fā)射機效率、收發(fā)天線鏈路效率、整流電路效率及直流合成

3、效率進行了效率指標分配，并對微波發(fā)射天線的形式和口徑大小、接收天線的口徑大小以及整流電路的形式進行了設(shè)計方案的分析。
　　2．通過對平面印刷偶極子天線、振子天線和微帶天線進行比較，選擇了接收天線的形式。為提高接收天線單元增益，本文采用空氣微帶天線進行了接收天線單元設(shè)計。根據(jù)整流二極管的輸入功率特性要求，結(jié)合陣列排布分組方式的選擇，設(shè)計了三種高增益的1?4、2?4、4?4接收陣列單元及接收陣列天線，為整流電路提供了合適的微波功率。<

4、br>　　3．根據(jù)整流二極管的等效電路模型，采用閉合電路法分析了二極管輸入阻抗、整流效率與二極管特性參數(shù)間的計算關(guān)系；根據(jù)ADS電磁仿真軟件對整流二極管的輸入阻抗、整流效率、直流輸出電壓隨輸入功率和負載的變化進行了仿真。另外，本文選擇HSMS-286B二極管進行整流電路設(shè)計，省去了匹配電路，實現(xiàn)了整流電路的小型化。通過對輸出濾波器電路的改進，提高了整流電路的效率。
　　4.在微波暗室內(nèi)對微波無線輸能系統(tǒng)中發(fā)射天線的幅度相位、接收功