基于电磁超材料结构的微波能量收集天线的设计

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1、分类号：密级：UDC：学号：416114414061南昌大学专业学位研究生学位论文基于电磁超材料结构的微波能量收集天线的设计TheDesignofMicrowaveEnergyHarvestingAntennaBasedonElectromagneticMetamaterialStructure李志成培养单位（院、系）：信息工程学院电子信息工程系指导教师姓名、职称：吴毅强教授指导教师姓名、职称：孔德意高级工程师专业学位种类：工程硕士专业领域名称：电子与通信工程论文答辩日期：2016年5月21日答辩委员会主席：评阅人：2016年月日学位论文独创性声明一、学位论文独创性声明本

2、人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加示注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南昌大学或其他教育机一构的学位或证书而使用娃的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名（手写）：签字日期：心１（）年专月日二、学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解南昌大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校有权保留并向国家有关部口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。本人授权南昌大学可１＾将学

3、位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可［＾采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。同时授权北京万方数据股份有限公司和中国学术期刊（光盘版）电子杂志社将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》和《中国优秀博硕±学位论文全文数据库》中全文发表，，并通过网络向社会公众提供信息服务同意按＂＂章程规定享受相关权益。（：学位论文作者签名（手写）；导师签名手写）ｋ’ｔｙ月ＩＬ｛＞日签字日期：Ｌ年日签字日期：ｔ＞｜年Ｔ月王文题目Ｉ寒３斬挺衫水ｍ佑巧故做巧祸ｉ似皆》占该冲一姓名４斗＜斗如，论文级别博±＾硕±■Ｉ学与年Ｉ川Ｉ｜院／

4、系／所传島ａ碱嗦；＾专业巧３名远信了４妾Ｅｍａｉｌ—备注：囚公开□保密（向校学位办申请获批准为＂儒密＂，年＿＿月后公开）摘要摘要电磁超材料是一种具有特殊性能的人工结构材料，它具有天然材料不具备的超常电磁性质。人们可以通过设计特定的单元结构，灵活地调节其周期性结构的传播性能。近年来电磁超材料越来越受到国际物理与电磁学界的关注与研究，也是材料学和信息科学研究的热点问题。频率选择表面（FSS）是一种具有独特电磁特性的平面周期性结构，它是由多个贴片单元或孔径单元组成的阵列。因为具有选频和吸波的特性，所以应用范围十分广泛，尤其是在军事方面。本文基于电磁超材料结构和频

5、率选择表面的基本原理和分析方法，利用电磁超材料结构的吸波特性，选择在频率选择表面基本结构的基础上，叠加电磁超材料构建了微波能量收集天线，通过数值仿真后制作实物。经测试表明：在工作频率为2.45GHz，功率为15dBm下，该系统与未添加电磁超材料的系统相比，收集效率提高了39.14%，尺寸缩小了52.7%，并且在中心频率2.45GHz附近0.1GHz带宽范围内的衰减低于-10dB。基于该微波能量收集天线，结合EVM-674芯片等器件，构建了微能量供电系统，并应用于一些微功耗电子元器件（例如RFID电子标签）供电，实验表明该微能量供电系统有一定的实用价值。关键词：电磁超材料，频率选择表面

6、，射频能量收集天线，微能量供电系统IABSTRACTABSTRACTMetamaterialsisanartificialstructurematerialwithspecialproperties,whichhasextraordinaryelectromagneticpropertieswhatnaturalmaterialsdonothave.Itcanbedesignedbyaspecificunitstructuretoflexiblyadjustitspropagativepropertiesoftheperiodicstructure.Inrecentyears,ele

7、ctromagneticmetamaterialshasattractedmoreandmoreattentionandstudiesbyInternationalPhysicselectromagneticacademia,aswellashottopicsofmaterialsscienceandinformationscience.Frequencyselectivesurface(FSS)isaplanarperiodicstructurewith