高功率微波整流及其在有源fss无线控制中的应用

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1、中图分类号：TN014论文编号：102870416-SZ032学科分类号:080904硕士学位论文高功率微波整流及其在有源FSS无线控制中的应用研究生姓名程心怡专业类别工程硕士专业领域电子与通信工程指导教师王薪副教授南京航空航天大学研究生院电子信息工程学院二О一六年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofElectronicandInformationEngineeringResearchonHighPowerMicrowaveR

2、ectificationanditsApplicationtoWirelessControlofAFSSAThesisinElectronicsandCommunicationEngineeringbyChengXinyiAdvisedbyProf.WangXinSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2016承诺书本人声明所呈交的博/硕士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。除了文中特

3、别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将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、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学全日制专业学位硕士学位论文摘要微波整流技术将微波频段的能量转换为直流供电电压，是微波无线能量传输与获取的关键技术。本文对高功率输入条件下的微波整流技术做了深入的研究，针对不同应用场合和需求，设计

4、、仿真并实验验证了三款不同结构的高功率整流电路，实现了较高的整流效率。在此基础上，本文将微波整流技术应用于有源频率选择表面（ActiveFrequencySelectiveSurface,AFSS），创新设计了一款无线控制有源FSS，实现了有源FSS传输特性的无线控制。本文的主要研究内容和创新点如下：（1）研究并设计实现了三种不同结构的高功率整流电路：多级倍压整流电路、二极管阵列整流电路和F类谐波抑制整流电路。多级倍压整流电路通过倍压结构能够抬高直流输出电压，较为适用于对电压有要求的应用；二极管阵列整流电路采用微带结构，体积小、结构简

5、单，并使用四个二极管构成阵列的方式来提高输入功率，较为适用于对功率和体积有要求的应用；F类谐波抑制整流电路通过F类谐波抑制网络，抑制二极管上的谐波分量，减少二极管损耗，提高整流效率，较为适用于对效率有要求的应用。实测结果与仿真结果较为吻合，最高整流效率在2.1GHz工作频率、30dBm输入功率下获得，分别为58.7%、64.5%和65.2%，验证了所设计高功率整流电路的可行性。（2）创新设计并实验验证了一款无线控制有源FSS。通过接收微波能量并进行整流，输出直流电给PIN二极管提供直流偏置，控制PIN二极管的开关状态，从而实现有源FS

6、S传输特性的无线控制。实验结果表明，所设计的无线控制有源FSS能够在开状态传输2.1GHz的信号，而在关状态屏蔽该信号，实现了较好的开关特性，验证了无线控制有源FSS的可行性与正确性。关键词：高功率整流电路，F类谐波抑制，无线控制，有源频率选择表面，PIN二极管i高功率微波整流及其在有源FSS控制电路中的应用ABSTRACTMicrowaverectificationtechnologyconvertsthemicrowavepowerintoDCpower,whichisthekeytechnologyofmicrowavepowe

7、rtransmissionandacquisition.Basedonthestudyofhighpowermicrowaverectification,threehighpowerrectifierswithdifferentstructurearedesignedandexperimentallyverifiedinthisthesis.Throughreasonablecircuitdesignandtheuseofappropriaterectifierdiode,highRF-DCconversionefficiencyis

8、achieved.Basedonthemicrowaverectificationtechnology,anoveltechniqueisproposedinthisthesistorealizethewirelessc