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无线能量传输(Wireless Power Transmission,简称WPT)利用无线的方式传输能量,免去了电源线的约束,在不适合有线传输的情况下,可以给电子设备提供稳定有效的电源,是将来输电技术的一个重要发展方向。对于WPT系统,在提高系统转换效率的同时,多频化和小型化也是研究的热点。本文针对工作在ISM(Industrial Scientific Medical,简称ISM)公用频段的双频无线传能电路开展研究,对于实现WPT系统的高效率、多频和小型化,具有积极的推动意义。本文研究的WPT系统工作在2.45GHz和5.8GHz,属于不需要申请就可以使用的ISM频段,系统主要由两部分组成,一是接收射频能量的天线,二是将交流转化为直流的整流电路。论文的主要研究内容和创新如下:1.设计了一种共面波导(Coplanar Waveguide,简称CPW)馈电的双频圆极化能量接收天线。通过改变辐射单元结构,使天线同时工作在2.45GHz和5.8GHz,相比于使用两根天线实现双频,大大减小了体积;通过在等效地上添加对角结构,使天线在两个频点都实现圆极化,并分析了添加缝隙对轴比的影响。通过加工测试,天线在2.45GHz的增益为3.46dBi,在5.8GHz的增益为5.65dBi,满足了设计要求。2.设计了一种新型的双频带整流电路。肖特基二极管的非线性特性增加了整流电路设计的难度,也直接影响整流效率,本文采用闭路公式法和ADS电磁仿真法对肖特基二极管的非线性特性进行了分析,在理论上增加了设计的准确性。不同的输入功率会导致二极管特性的改变,当二极管在大信号下工作时,会产生高次谐波,本文设计了一种新型的扇形枝节滤波器,用以滤除基频和二极管产生的高次谐波。扇形枝节不仅用于小型化,而且与传统射频电容相比,还可降低成本。为了解决二极管前后端电路的失配问题造成能量损耗,本文利用微带线结构设计了一种双频双枝节匹配电路,得到了较好的双频匹配。本文提出的整流器电路可以同时工作在ISM频带的两个不相关的频率上(2.45GHz和5.8GHz),并且可以实现较高的转换效率。通过加工测试,电路得到了实验验证。3.推导了双频传能系统的RF-DC转换效率,并提出了设计方案。通过搭建实验平台,验证了此双频无线传能系统的可行性。