微波能量无线传输中整流天线技术研究

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1、微波能量无线传输中整流天线技术研究分类号：TP277密级:UDC:编号：学位论文微波能量无线传输中整流天线技术的研究徐艳艳指导教师姓名：赵全明教授河北工业大学申请学位级别:硕士学科、专业名称：电磁场与微波技术论文提交H期：2011年11月论文答辩日期:2011年12月学位授予单位：河北工业大学答辩委员会主席：评阅人：2011年11月DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofElectromagneticFieldandMicrowa

2、veTechnologyTHERESEARCHOFRECTENNATECHNOLOGYINMICROWAVEENERGYBYWIRELESSTRANSMISSIONByXuYemyemSupervisor:Prof・ZhaoQuanmingNovember2011河北工业大学硕士学位论文微波能量无线传输中整流天线技术的研究摘耍鉴于微波频率高、信息容量大、能穿透电离层及适合远距离无线传输等优点,微波能量无线输电技术已成为当今世界研究的热点课题，其应用前景十分广阔。本文在前人对接收整流天线工作原理研究的基础上，设计和仿真了一种工作5

3、.8GI1Z附近的接收整流天线系统。该系统主要由矩形微带贴片天线、阶跃型阻抗低通滤波器、并联单个整流二极管、1/4波长传输线和电容器组成。本文首先选择了微带贴片天线作为接收微波能量的天线，利用传输模近似的方法计算出工作频率为5.8GHz的天线的长度和宽度，对该尺寸的天线版图进行初步仿真。并对该天线和馈线进行了阻抗匹配的设计，将匹配后的传输线结合到初始设计的天线屮，实现了天线的旳优化性能。其次选取了惠普公司型号为HSMS-286B的二极管作为整流电路部分，利用电磁仿真软件ADS2006建立了求系统旳大输入功率和整流二极管输入阻抗的

4、仿真模型。然后在低通滤波器设计的过程屮，给出了本文所设计的微带低通滤波器的具体指标，根据此指标设计了滤波器的低通原型，用高低阻抗微带线形式实现了低通滤波器的设计，并对其进行了优化，使该滤波器实现了阻碍二次及高次谐波分量通过的功能。旳后，建立了接收整流天线一体化仿真模型，实现了工作在5.8GHz附近的接收整流天线系统，在系统输入功率RFpower为22dBm时，系统的反射系数为-17.986dB0当电路终端的负载阻抗R3000hm时，其两端的直流电压达到了5.886V。此时,整流天线微波到直流的转换效L率H的大小为72.18%,验

5、证了该仿真模型的可行性。关键字:微波无线输能;ADS;天线;低通滤波器;整流二极管;直通滤波器i微波能量无线传输中整流天线技术的研究THERESEARCHOFRECTENNATECHNOLOGYINMICROWAVEENERGYBYWIRELESSTRANSMISSIONABSTRACTGiventheadvantagesofthehighfrequency,largeinformationcontent,strongpenetrabilityandlongdistance,thetechnologyofmicrowaveene

6、rgybywirelesstransmissionhasbecomeahotresearchtopicintoday"sworld,andhaswinderprospectsOnthebasisofthepreviousstudyoftherectenna,therectennawasdesignedandSimulatedinthispaper,whichworksnear5.8GHz.Thesystemisconsistedofarectangularmicrostrippatchantenna,step-impedance

7、low-passfilter,asinglerectifierdiodeinparallel,1/4wavelengthtransmissionlineandcapacitorFirstly,themicrostrippatchantennaischoseasanantermatoreceivemicrowave.Thelengthandwidthoftheantennaarecalculatedbythemethodofthetransmissionmode.Theantermaworksaround5.8Gllz.Thela

8、youtoftheantenneiissimulatedinitially,andimpedance-matchisdesignedbetweentheantennaandfeeder.Thematchingtransmissionlineisaddedtoth