【摘 要】
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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
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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在5.8GHz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中,实现了天线的最优化性能。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建立了求系统最大输入功率和整流二极管输入阻抗的仿真模型。然后在低通滤波器设计的过程中,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。最后,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-17.986dB。当电路终端的负载阻抗R=300Ohm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率η的大小为72.18%,验证了该仿真模型的可行性。
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