微波能量無線傳輸中整流天線技術(shù)的研究.pdf

1、鑒于微波頻率高、信息容量大、能穿透電離層及適合遠(yuǎn)距離無線傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，微波能量無線輸電技術(shù)已成為當(dāng)今世界研究的熱點(diǎn)課題，其應(yīng)用前景十分廣闊。
　　本文在前人對接收整流天線工作原理研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)和仿真了一種工作在5.8GHz附近的接收整流天線系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由矩形微帶貼片天線、階躍型阻抗低通濾波器、并聯(lián)單個(gè)整流二極管、1/4波長傳輸線和電容器組成。
　　本文首先選擇了微帶貼片天線作為接收微波能量的天線，利用傳輸模近似的方法計(jì)

2、算出工作頻率為5.8GHz的天線的長度和寬度，對該尺寸的天線版圖進(jìn)行初步仿真。并對該天線和饋線進(jìn)行了阻抗匹配的設(shè)計(jì)，將匹配后的傳輸線結(jié)合到初始設(shè)計(jì)的天線中，實(shí)現(xiàn)了天線的最優(yōu)化性能。其次選取了惠普公司型號為HSMS-286B的二極管作為整流電路部分，利用電磁仿真軟件ADS2006建立了求系統(tǒng)最大輸入功率和整流二極管輸入阻抗的仿真模型。然后在低通濾波器設(shè)計(jì)的過程中，給出了本文所設(shè)計(jì)的微帶低通濾波器的具體指標(biāo)，根據(jù)此指標(biāo)設(shè)計(jì)了濾波器的低通原型

3、，用高低阻抗微帶線形式實(shí)現(xiàn)了低通濾波器的設(shè)計(jì)，并對其進(jìn)行了優(yōu)化，使該濾波器實(shí)現(xiàn)了阻礙二次及高次諧波分量通過的功能。最后，建立了接收整流天線一體化仿真模型，實(shí)現(xiàn)了工作在5.8GHz附近的接收整流天線系統(tǒng)，在系統(tǒng)輸入功率RFpower為22dBm時(shí)，系統(tǒng)的反射系數(shù)為-17.986dB。當(dāng)電路終端的負(fù)載阻抗R=300Ohm時(shí)，其兩端的直流電壓達(dá)到了5.886V。此時(shí)，整流天線微波到直流的轉(zhuǎn)換效率η的大小為72.18％，驗(yàn)證了該仿真模型的可行性