基于回復(fù)式反射和近場聚焦的無線能量傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、近年來，隨著各種便攜式、植入式電子設(shè)備的不斷涌現(xiàn)以及新興的物聯(lián)網(wǎng)、人體局域網(wǎng)等技術(shù)領(lǐng)域的快速發(fā)展，移動電子設(shè)備無線供電的需求不斷增長。微波無線能量傳輸是解決中遠(yuǎn)距離無線供電的一種可行方案。然而，由于電磁波傳播過程中存在空間輻射損耗，微波無線供能存在傳輸效率低和安全性差的問題。
　　針對上述兩個問題，本文提出并研究基于回復(fù)式反射和近場聚焦的微波無線能量傳輸技術(shù)方案。該方案采用回復(fù)式反射天線陣列技術(shù)，形成能夠跟蹤和聚焦于目標(biāo)設(shè)備的功率

2、窄波束，以提供對移動電子設(shè)備的高效率跟蹤供電；引入分布式天線近場聚焦的概念和方法，在提高能量傳輸效率的同時，減小遠(yuǎn)場輻射增益，以避免對人體安全的危害和對周邊其它電子系統(tǒng)的干擾。論文工作的具體內(nèi)容包括：
　　(1)綜合研究了回復(fù)式反射結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上采用共軛相位反向波束控制技術(shù)，設(shè)計(jì)了基于回復(fù)式反射的微波無線能量傳輸系統(tǒng)架構(gòu)。在該系統(tǒng)架構(gòu)中，能量發(fā)射端接收到移動電子設(shè)備發(fā)送的導(dǎo)航信號后，經(jīng)下變頻、模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)字信號處理分

3、析，獲取發(fā)射天線陣列各單元所需的共軛相位信息，然后采用數(shù)字控制電路控制發(fā)射天線單元的饋電相位，實(shí)現(xiàn)微波波束對移動電子設(shè)備的跟蹤供電。
　　(2)在上述系統(tǒng)架構(gòu)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了發(fā)射端天線陣列、導(dǎo)航信號分析模塊、反向波束控制軟件以及接收端整流天線，搭建了一套回復(fù)式反射無線能量傳輸實(shí)驗(yàn)演示系統(tǒng)，成功的實(shí)現(xiàn)了對1.5m距離外的移動目標(biāo)進(jìn)行跟蹤供電。
　　(3)研究并設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于分布式天線陣列的近場聚焦實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證系統(tǒng)，該系統(tǒng)的能量