高性能微波源和整流天线

原因：整流电路输入阻抗随输入功率而改变，导致输入功率不在工作工作功率范围内时阻抗失配，部分能量被反射到输入端进而降低效率。

高性能微波源和整流天线

• 绪论
  • 无线能量传输技术
  • 国内外研究现状
• 微波源
  • 自谐振天线阵列集成微波源
    • 输出高峰均比的脉冲信号，能够有效克服二极管阈值屏障，减小开启损耗并输出电流增大
    • 同时充当储能系统、脉冲发生器和辐射体，具有更加紧凑和简单的结构
• 整流电路
  • 整流电路设计
    • 肖特基二极管
      • 特性分析
      • 影响效率的关键参数：开启电压、击穿电压、结电容、串联电阻
    • 谐波抑制网络
      • 源牵引仿真：找到最大效率所对应的负载值以及输入功率值
    • 阻抗匹配网络
  • 反射功率回收网络
    • 原因：整流电路输入阻抗随输入功率而改变，导致输入功率不在工作工作功率范围内时阻抗失配，部分能量被反射到输入端进而降低效率
    • 传统方法：有源控制电路或器件在不同功率下切换电路状态，缺点是产生额外电路损耗、设计复杂
    • 思路：提出反射功率回收网络，用于回收由于输入功率变化导致阻抗失配而反射回输入端的能量
    • 网络Ⅰ
      • 验证其可以减小反射功率损耗，提高效率
      • 为了拓宽工作频带，提出二阶网络Ⅰ
    • 网络Ⅱ
      • 改进：更简洁，且工作在更高输入功率下
      • 仿真结果：在不降低最大效率的情况下，显著提高电路在地输入功率时的蒸馏效率
  • 复阻抗压缩网络
    • 提出原因
      • 实阻值压缩网络只针对电阻负载，故对于复阻抗需要添加辅助电路，复杂
      • 实阻值网络旨在单频点实现
    • 概念：减小输入电阻随功率变化的变化范围，减小失配
    • 设计基于复阻抗压缩网络的整流电路
      • 仿真
      • 实测
      • 结果：宽的工作功率范围
      • 双频整流电路设计
• 整流天线
  • 存在问题
    • 多单频段整流天线并联
      • 效率低
    • 高峰均比信号被证实可提高效率
      • 需要宽频带天线
    • 现有技术由于输入阻抗问题，多频带和宽频带电路的效率难以保持
  • 宽频圆极化天线结构
    • 90°相位差的宽频馈电网络
    • 缝隙天线
  • 宽频整流电路
    • 匹配网络
      • 宽频电阻压缩网络
        • 保持阻抗共轭，以实现压缩
      • 阻抗调制网络
        • 实阻抗
    • 结果：同时在宽频带和输入功率下保持良好匹配性能
  • 宽频宽功率天线
    • 结合宽频圆极化天线结构和整流电路设计