用于無線傳感器網(wǎng)絡的磁共振式無線能量傳輸系統(tǒng).pdf

1、21世紀是信息、通信技術(shù)飛速發(fā)展的時代。無線傳感器網(wǎng)絡（ireless Sensor Networks, WSNs）為一種新興的信息獲取技術(shù)，以其大規(guī)模、免布線、組網(wǎng)靈活等特點，在國防科技、環(huán)境監(jiān)測等領域具有廣闊的應用前景和潛力，已經(jīng)成為目前IT領域中的研究熱點之一。在眾多影響無線傳感器網(wǎng)絡壽命的因素中，傳感器節(jié)點能量供應是制約該技術(shù)發(fā)展的瓶頸問題。實現(xiàn)傳感器節(jié)點能量的無線傳輸，是延長無線傳感器網(wǎng)絡壽命的根本辦法之一。
　　為解決

2、上述問題，本文采用磁共振式無線能量傳輸技術(shù)，以傳輸效率最大化和接收端尺寸最小化為原則，研究并設計了一個能量傳輸系統(tǒng)，實現(xiàn)為多個傳感器節(jié)點同時供電。
　　本文首先分析了磁共振式無線能量傳輸機理，從電路理論角度出發(fā)，建立了其等效電路模型，分析了影響能量傳輸效率的關(guān)鍵因素，提出了傳統(tǒng)的兩諧振體系統(tǒng)的不足。為了解決兩諧振體系統(tǒng)的缺陷，本文提出了四諧振體系統(tǒng)及其改進的電路結(jié)構(gòu)，得出了傳輸效率表達式，并在此基礎上，根據(jù)能量傳輸性能指標，優(yōu)化設

3、計了用于能量傳輸?shù)乃膫€線圈，在保證能量傳輸距離和功率的基礎上，大大地減小了接收端的尺寸，面積僅為30.25cm2。
　　采用上述優(yōu)化的四個線圈，完成了磁共振無線能量傳輸系統(tǒng)實驗平臺的搭建，研究了該系統(tǒng)的頻率響應特性、負載變化特性、方位傳輸特性（包括軸向距離、徑向偏移及角度傳輸特性），并研究了多個接收端同時工作時的系統(tǒng)，得出了接收端之間互不干擾的基本條件。實驗證明，多接收端系統(tǒng)比單個接收端系統(tǒng)能量傳輸功率更大，效率更高，更具有實用性