摘要：为了跟踪技术前沿,让学生更好地掌握相控阵天线原理和微波无线能量传输技术,提出了在微波技术与天线课程中增加相控阵天线和微波输能方面的综合创新性实验教学方案,研制了基于相控阵技术的微波输能实验教学系统。该系统工作于ISM开放频段2.45GHz,由发射端的十六元天线阵和波束控制网络,以及接收端的四元天线阵和微波整流电路组成,采用模块化设计思路,具有实验原理清晰和实验现象直观的特点。实验方案的设计具有创新性环节,以各单元模块的设计、仿真、制作、测试为基础过渡到系统集成,利于培养学生的综合能力和创新精神。

摘要：目的为远距离设备供电以及低功率电子设备的能量补给等诸多领域设计一种工作于2.45GHz的小型化高效微波整流天线。方法将整流天线设计的基本原理和三维电磁仿真软件结合,重点仿真设计加入缺陷地结构的微带贴片天线和椭圆函数型输入低通滤波器,从而提高整流天线的整体性能。结果完成了该设计,并达到了既定的设计要求。结论由于采用了性能更优良的椭圆函数型低通滤波器,新设计的整流天线系统有效提高了微波能量转换效率,与此同时降低了整流天线的整体尺寸。

摘要：本文通过对微波输能技术的发展介绍,分析了作为关键技术的整流天线的工作原理,提出了一种用于微波输能的2.45GHZ整流天线的设计方案。接收天线采用矩形微带贴片天线,新颖之处在于根据光子晶体结构,对接地板进行了PBG周期性改造,实现了高了增益。整流电路采用HSMS-286B单肖特基二极管进行了设计。通过HFSS13,ADS2009实验仿真表明,整流电路在输入功率为16d Bm整流效率达到了62.9%的高效率整流,从而验证了设计的可行性。

摘要：无线携能通信旨在实现信息与能量的并行传输。作为无线携能通信系统的重要组成部分,整流电路是影响系统能量转换效率的重要的因素之一。给出了整流电路能量转换效率以及输入功率的表达式,利用该简化模型可初步估计整流电路的性能,为整流二极管的选型、电路优化提供一定的指导。利用ADS软件对所设计的一款微带整流电路进行了仿真。理论计算及仿真结果均表明,超窄带调制信号具有与正弦信号几乎一致的优异携能特性。采用超窄带调制作为无线携能通信系统中的信息调制方案,为无线携能通信系统的设计提供了一条可行思路。

摘要：微波输能技术是一种不受自然条件限制且性能优良的新型能源传输技术。微波功率放大器被置于微波输能系统的发射端,主要用于放大射频信号。本文研究的固态微波功率源可以发出微波,且它发出的功率可以进行调节。此功率源由Buck电路、ClassΦ_2DC-AC逆变器及控制电路组成。本文首先介绍了微波输能系统的结构和相关技术,接着介绍了几种高频变换器的研究现状,并对他们的优缺点进行了比较,最后选择出ClassΦ_2逆变器作为设计功率源的重要组成部分。随后,给出了所设计的固态微波功率源的电路拓扑。另外,还给出了微波功率源的控制方式。最后,文章给出了Buck电路和ClassΦ_2逆变器的参数设计过程和结果,并对仿真结果进行总结与展示。

摘要：为了将2.45GHz微波能量转换为直流能量,采用二极管结合微带线结构设计出一个微波整流电路。用微波电路仿真软件ADS 2011对电路进行仿真及优化,其微波-直流转换效率仿真结果可以达到80%以上。对实物加工和测试,其实际转换效率可以达到65%以上。由于该整流电路具有小型化、高转换效率特点,可用于微波输能(MPT:Microwave Power Transmission)系统。

摘要：提出了一种适用于工业、科学、医学(ISM)频段的六边形缝隙天线的设计方法,采用基于全波分析矩量法的电磁场仿真软件进行分析,结果表明,与传统的正方形缝隙天线相比,天线的阻抗带宽由30%增加到了48.5%(|S11|<-10 d B)。进行了天线S参数测量,对天线通带起始频率5.24 GHz、谐振频率5.8 GHz和截止频率8.59 GHz三处频点的方向图进行了测量,测量结果和仿真结果一致,为拓展微带贴片天线带宽提供了一种新颖的方法。

摘要：为了满足微波输能系统的大功率整流要求,本文基于多支路共用匹配阻抗的方法设计了一种微带线结构的大功率微波整流电路。首先采用微带线结构的功分器将输入的大功率微波能量分为较小功率的微波能量,然后在功分器的每一条支路上利用肖特基二极管阵列将微波能量转换为直流能量,且所有的支路共用阻抗匹配电路。最后将所有支路的直流能量合并输出,实现大功率微波整流。实验结果表明,当输入功率大于34 dBm时,实测直流输出功率大于1w;在输入功率为39.28 dBm时,整流电路的最高实测效率为44.27%;在输入功率为41.42 dBm时,整流电路的最高实测直流输出功率达到了5.84w。该微波整流电路工作于2.45GHz,尺寸为40mm×80mm,具有尺寸小、整流后直流输出功率大,易于集成的特点,可为易于集成的大功率微波整流电路提供设计指导。

摘要：针对基于GaAs晶体管的大功率微波整流电路,设计了一种应用于大功率微波无线输能系统的整流电路。该大功率微波整流电路基于微带结构,工作频率为2.45 GHz,具有质量轻,整流输出功率大的特点。在不同微波输入功率和负载下进行测量,发现当输入微波功率为30 dBm,负载为38Ω时,整流电路获得了测量过程中最大整流效率的41%;当输入微波功率为34 dBm,负载为23Ω时整流电路得到测量过程中获得的最高直流功率输出28.7 dBm。通过完善和改进电路,可以进一步提高整流的效率,并应用于高功质比的微波整流天线。

摘要：针对当前临近空间飞行器使用的能源解决方法所存在的不足,提出了在现有技术条件下利用无线输能技术作为临近空间飞行器的能源解决方法。重点分析了微波输能技术所涉及的关键技术及其成熟度,并设计了微波输能技术在临近空间飞行器技术中的应用方案。