一种2.45GHz的微波整流电路开题报告
2021-12-23 21:35:47
全文总字数:3617字
1. 研究目的与意义及国内外研究现状
无线能量传输技术有着十分广阔的发展前景,现在已经开始提出一些实际性的应用,包括空间太阳能发电站(ssps)、微波能量驱动飞行器机、微型管道机器人微波供电及传感器能量续航等。其中著名的太阳能卫星计划尤为引人注目,符合现在开发新能源的趋势。太阳能作为人类目前迫切需要加大利用的能源,微波能量传输技术在其中的应用已经并且将会更加地受到人们的关注。
微波传输同样有着较高的科学性价值和实用价值,它在工业、国防军事以及生物医药等许多领域发展前景看好。微波无线能量传输系统是利用直流电源转换为微波能量通过发射器定向发射到接收机,接收机将接收微波信号整流成直流电力进行传输,是一个电力转换为电磁能再转换为电力的过程。微波无线传输距离长、能量高、可以转换传输方向、在空间介质中传播衰减小且抗外界环境干扰等优势使得其应用愈加广泛。
国内外研究现状
1899年,nikola tesla首次进行无线电传输测试。后来他有个大胆的设想就是将整个地球作为内部导体,将地球的电离层作为外部导体,使用地表周围的电磁波传递能量,但最后他的大胆想法未能实现。
2. 研究的基本内容
本文的内容是微波能量传输技术接收电路中的微波整流电路。微波无线能量传输系统中接收电路的作用是把空间中接收到的的微波能量转化成直流电力输出至负载端。这里我们使用微带线来完成整个电路的设计。本文还有一个需要完成的工作是设计阻抗匹配电路。设计了微带线低通滤波器,并根据整流二极管的型号优化了输出滤波器和阻抗匹配电路,各种模块的最终组合完成了整个微波整流电路的仿真和优化。
3. 实施方案、进度安排及预期效果
实施方案:我们采用单管并联的方式接入二极管。对各个部分进行具体的仿真分析。我们重点分析所选整流二极管大信号模型,根据ads的谐波平衡与大信号频域仿真方法,对二极管的输入阻抗、直流输出电压随输入功率和负载的变化情况分析。可以发现在二极管未截止时,整流效率与输入功率近似呈指数上升。然后我们进行了整流电路的仿真设计分析,通过不断优化输入输出滤波器,最终使得整流效率达标。对实物加工并测试,得到整流效率随输入功率和负载变化的情况,验证了整流电路效率的高效性化及这种设计思想的正确性。
进度:4月完成毕业设计,5月完成论文。
预期效果:该电路具有不错的整流能力,当输入功率的区间为9.5dbm-11.5dbm时可以达到70%的整流效率,最高在11dbm的效率为74.2%。
4. 参考文献
[1]张彪. 一种高效的2.45ghz二极管阵列微波整流电路[j]. 强激光与粒子束,2011,23(9):2443-2446.
[2]叶力群. 基于gaas晶体管2.45ghz大功率微波整流电路[j]. 太赫兹科学与电子信息学报,2013,11(4):591-596.
[3]刘长军. 一种小型化的2.45ghz高效微波整流电路设计与实现[j]. 强激光与粒子束,2011,23(9):1693-1696.