基于微波—磁耦合的两级式无线能量传输系统设计与研究

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1、分类号学号M201272102学校代码10487密级硕士学位论文基于微波-磁耦合的两级式无线能量传输系统设计与研究学位申请人张：明学科专业：软件工程指导教师：杨晓非教授答辩日期：2015.2.10AThesisSubmittedinPartialofFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringDesignandResearchonWirelessPowerTransmissinSystemBasedonMicrowaveandMagneticResonancesCandidate:ZhangMingMajor:

2、SoftwareEngineeringSupervisor:Prof.YangXiaofeiHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaFebruary,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解

3、学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要无线能量传输技术在工程上获得了广泛的利用，它具有安全、方便、使用灵活等优点，已成为医学、生物学和电子工程等领域的研究热点。目前基于微波辐射和磁耦合谐振原理的无线能量传输技术，国内外

4、已经展开了广泛的研究，这两种方式都有着各自的优点，但同时也有各自的局限性。如果将两种方式结合起来，可以进一步拓宽无限能量传输技术的应用领域。本文在基于微波-磁耦合原理的基础上研究和设计了一种新型的两级式无线能量传输系统。本文对无线能量传输系统的可行性进行了理论分析，并结合国内外现有的研究成果提出了两级式的无线供能解决方案。前级能量传输模块利用电微波辐射方式，将能量从信号源传递至接收端；次级能量传输模块利用磁耦合谐振的方式，将接受到的能量传递至电子设备。前级模块包括微波信号发生模块、射频功率放大器、发射天线、微带接收天线；后级模块包括谐振线圈部分、集成整流电路和集成逆变电路组成的变频部分，

5、作用是将920MHz电磁波信号转化为低频电磁波。本文对系统中的主要模块进行了设计、仿真和实物搭建，主要包括：以ADF4360-7为核心的920MHz射频信号源发生器，以HMC478和MW6S004NT1构成的功率放大器，微带贴片天线，集成整流芯片，由XKT-408、MAX1776和谐振线圈组成的磁耦合谐振模块。本文在现有实验条件下，对各个模块和整体系统进行了测试，实验数据验证了本文设计的两级无线传输系统的合理性和可行性，同时也表明了整个系统具有较好的应用价值和发展前景。关键词：磁耦合谐振无线能量传输射频功率放大器微波I华中科技大学硕士学位论文AbstractWirelessenergyt

6、ransmissiontechnologyhasbeenwidelyusedinengineering,withtheadvantagesofsafe,convenientandflexible.Theresearchofwirelesspowertransmissionisbasedonthetheoryofmicrowaveradiationormagneticresonancesrespectively,butanyoneofthetwotechnologieshasitsowndefectthathaslargelylimitstheapplicationrangeofwirel

7、esspowertransmission.Thispaperwillproposeanewkindofdual-stagewirelesspowertransmissionsystembasedonmicrowaveandmagneticresonancesatthesametime.Thispaperfirstanalysedthetheoryandtechnicalfeasibilityofwirelessenergytrans