微波能量传输系统设计及试验

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1、中国空间科学技术Jun畅252017Vol畅37No畅319‐27ChineseSpaceScienceandTechnologyISSN1000‐758XCN11‐1859／Vhttp：∥zgkj畅cast畅cnDOI：10畅16708／j畅cnki畅1000‐758X畅2017畅0028微波能量传输系统设计及试验１，２，倡１１，２２２２３王颖，韦高，董亚洲，董士伟，付文丽，李小军，冉立新１畅西北工业大学电子信息学院，西安７１００７２２畅中国空间技术研究院西安分院，西安７１００００３畅浙江大学信息与电子工程学系杭州３１００２７摘要：面向空间太阳能电站应用，进行了固态体制微波能量传

2、输技术研究。针对能量传输波束扩散导致收集效率低的问题，研究了基于人工媒质理论设计的完美匹配层的能量接收整流表面，通过调节人工媒质单元的结构参数实现天线输出阻抗与整流电路输入阻抗的共轭匹配，同时抑制整流电路高次谐波，省去原有匹配及低通滤波器，简化电路结构、实现高效微波能量吸收与转换。以空间太阳能电站规定的波束中心传输微波功率密度限制作为能量接收整流表面设计的约束条件，设计能量接收整流表面，结合固态体制微波能量发射端，搭建５畅８GHz小规模微波能量传输系统开展了地面试验验证，实测结果显示整流表面能量转换效率最高为５７畅７％。此次试验验证了先进的固态能量传输试验系统，为空间太阳能地面缩比

3、试验及未来空间太阳能电站的建设提供了技术支撑。关键词：空间太阳能电站；微波能量传输；天线；完美匹配层；整流；波束中心；功率密度＋中图分类号：TN８２７畅２文献标识码：ADesignandtestofmicrowavepowertransmissionsystem1，2，倡11，22223WANGYing，WEIGao，DONGYazhou，DONGShiwei，FUWenli，LIXiaojun，RANlixin1CollegeofElectronicInformation，Northwes畅ternPolytechnicalUniversity，Xian710072，China2

4、ChinaAcademyofSpaceTechnology（Xian）畅，Xian710000，China′′3ZhejiangUniversity，Hangzhou310027，China畅Abstract：MicrowavepowertransmissionservedasthecoretechnologyoftheSpaceSolarPowerSatellite（SSPS）wasstudied．Therectifyingsurfacewasresearchedbasedontheconceptofperfectlymatchedlayertosolvetheproblemth

5、atbeamcollectionefficiencywoulddeclinewithdistanceawayfromtransmittingantennabecauseofthespreadofbeam，bychangingperfectlymatchedlayerstructureconjugatematchbetweenantennaoutputimpedanceandrectifiercircuitinputimpedance．Therectifyingsurfaceexhibitsastrongrestraintohigh‐orderharmonics，withoutthe

6、needofRFfilterwhichisanimportantelementforthetraditionalrectenna，sothecircuitstructureissimpleandhighconversionefficiencyenergycanbe收稿日期：２０１６‐１１‐２２；修回日期：２０１７‐０１‐２０；录用日期：２０１７‐０５‐１８；网络出版时间：２０１７‐０５‐３１０９：４０：１６网络出版地址：http：∥kns畅cnki畅net／kcms／detail／１１畅１８５９畅V畅２０１７０５３１畅０９４０畅００２畅html倡通讯作者：王颖（１９８１－），女，博

7、士研究生，wangying＿c５０４＠１６３畅com，研究方向为微波整流与空间无线能量传输技术：，韦高，董亚洲，等．微波能量传输系统设计及试验［J］．引用格式王，颖2017，37（3）：：1927．WANGY，WEIG，DONGYZ，etal．Designandtestofmicrowavepowertransmissionsysytem［J］．ChineseSpaceScienceandTechnology，2017，37（3）：：1927（inChinese）．‐