小论文范例（ X页）.doc

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1、上海大学2013〜2014学年秋季学期本科生通识课程考试小论文课程名称：改变世界的电子科学与技术课程编号:0700L302题目：微波输能技术研究姓名：江*学号：0312****编号：**日期：2013.11.8评语：成绩：任课教师：杨雪霞评阅日期：微波输能系统传输效率研究0312****,江*摘要：木文介绍了微波输能系统的框架结构和能量在各部分传输所引发对效率的影响。重点介绍了能量在白由空间的传输，包括对频段的选择，对天线的选择，以及对口径电平分布的选择。介绍了传输效率的计算原理，并用MATLAB实现对传

2、输效率的计算。1引言微波输能作为一种新型的能量传输方式，FI前已被国际重视，世界上很多科技工作者止展开许多的相关研究。对于微波输能最早的实验在20世纪80年代，Brown用微波输能对特制的直升机提供能量。而进过了几十年的发展，H前该技术同时可以运用在国防和国民方而［1］。微波能量在自由空间的传输不仅受到大气的影响，比如降雨，雾气湿度等因索；还要与发射接收天线的尺寸与形状、口径波形分布等传输硬件的影响。文献［2］研究了不同的传输天线对自由空间屮的传输效率的影响，得到了在特定方案下的最佳尺寸和传输波形。本文对

3、微波输能系统的传输效率进行研究。2微波输能系统微波输能系统框图如图1所示，工作原理分为三个部分，用微波功率发生器将直流功率转换成微波功率，再用发射天线将微波能量输送，接收端用天线将微波能量捕获，通过整流电路将微波能量重新转换成直流功率。图1微波输能系统框图自由空间传输效率2与大气环境有很大关系，尤其在潮湿的气候下，对电磁波的损耗有很大影响，但使用较低的2.45GHz的波段进行传输可降低雨衰的影响。另外，波束的选择也对传输效率有着一定的影响，使用10dB高斯分布的能量波束可以使空间波束耦合效率达到90%的理

4、论最大值。3自由空间能量传输微波在自由空间屮的传输我们希望能量传输效率能够越大越好，但由于自由空间小存在链路损耗，比如大气屮的雨衰现象导致能量传输不可能以100%达到接收端，因此现阶段的研究如何使到接收端的能量最大化。3.1波形口径分布对于发射天线来说，单根天线的功率容量是一定的，若要加大功率，必须采用天线阵列的方式。随着将引出一个新问题，如何使天线阵列的能量波形分布才能达到最佳的传输效率。如图3所示，当使用等幅口径分布吋，天线的阵列的方向性是四种分布屮最好的，即主波束的宽度较窄，这对能量传输将带来积极的

5、影响；但其旁瓣电平较高，对于能量传输起到了负面的作用。因此，其他三种分布的出现的H的在于，在波束的宽度和旁瓣电平屮寻找一个折屮的方案。TaperIniformTriangularCosineCosine2Dr••DrDraDrDirectivitA2(D")0.75[2(Dt/2)]0.81[2(D^)]0.661[2(D")]SLL-13.2・26.4・23.2-31.5图3四种波形口径分布的比较3.2计算结果分析用MATLAB计算任意挑选一种波形SSFL(SquaredSinuswithFiniteL

6、evel),波形如图4所示，通过改变波形的参数a,再根®commandwindow里面所显示的计算结果就可以比较出相同波形之间的特点，例如SSFL波形如表1所示，参数值a的增大对collectionefficiency的影响递减的，血对口径效率的影响是递增的，对旁瓣电平的影响不大。42••oO(>①pmc6ewO'1**-10500.51Radius(m)图4SSFL波形分布示意图通过大量的模拟计算，可以得出这样一些结论：(1)某一特定波形分布越接近归一化电平的最大值，口径效率越大；(2)某一特定波形分布

7、的边缘过度越平滑，旁瓣电平越小；(3)口径•口径效率的影响不仅来源于波形幅度分布，而且来源于传输口径的形状和大小；表1SSFL波形参数对传输效率的影响参数值（a）CollectionEfficiencyApertureEfficiencySLLdB0.50.82980.8889-16.997520.82040.9804-17.651950.79960.9959-17.6791100.78880.9989・17.64554总结本文介绍了微波输能系统的框架结构和能量在各部分传输所引发对效率的影响。重点介绍了能

8、量在自由空间的传输，包括对频段的选择，对天线的选择，以及对口径电平分布的选择的原因。介绍了传输效率的计算原理，并用MATLAB实现对传输效率的计算，同时就SSFL波形分析了对效率的影响因素。参考文献[lJMcClearyJ.C.,YooT・，ChangK・,'"Optimizingtherectifyingantennapertdrmaneeofwirelesspowertransmissionsystems/5Antenna