基于微波-磁耦合的两级式无线能量传输系统设计与研究-软件工程专业论文.docx
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华
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文
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摘 要
无线能量传输技术在工程上获得了广泛的利用,它具有安全、方便、使用灵活 等优点,已成为医学、生物学和电子工程等领域的研究热点。目前基于微波辐射和 磁耦合谐振原理的无线能量传输技术,国内外已经展开了广泛的研究,这两种方式 都有着各自的优点,但同时也有各自的局限性。如果将两种方式结合起来,可以进 一步拓宽无限能量传输技术的应用领域。本文在基于微波-磁耦合原理的基础上研究 和设计了一种新型的两级式无线能量传输系统。
本文对无线能量传输系统的可行性进行了理论分析,并结合国内外现有的研究 成果提出了两级式的无线供能解决方案。前级能量传输模块利用电微波辐射方式, 将能量从信号源传递至接收端;次级能量传输模块利用磁耦合谐振的方式,将接受 到的能量传递至电子设备。前级模块包括微波信号发生模块、射频功率放大器、发 射天线、微带接收天线;后级模块包括谐振线圈部分、集成整流电路和集成逆变电 路组成的变频部分,作用是将 920MHz 电磁波信号转化为低频电磁波。
本文对 系 统 中 的主 要 模 块 进 行了 设 计 、 仿真 和 实 物 搭建 , 主 要 包括 : 以
ADF4360-7 为核心的 920MHz 射频信号源发生器,以 HMC478 和 MW6S004NT1 构 成的功率放大器,微带贴片天线,集成整流芯片,由 XKT-408、MAX1776 和谐振线 圈组成的磁耦合谐振模块。
本文在现有实验条件下,对各个模块和整体系统进行了测试,实验数据验证了 本文设计的两级无线传输系统的合理性和可行性,同时也表明了整个系统具有较好 的应用价值和发展前景。
关键词:磁耦合谐振 无线能量传输 射频功率放大器 微波
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Abstract
Wireless energy transmission technology has been widely used in engineering,with the advantages of safe,convenient and flexible.The research of wireless power transmission is based on the theory of microwave radiation or magnetic resonances respectively,but any one of the two technologies has its own defect that has largely limits the application range of wireless power transmission.This paper will propose a new kind of dual-stage wireless power transmission system based on microwave and magnetic resonances at the same time.
This paper first analysed the theory and technical feasibility of wireless energy transmission system.Combined with the domestic and foreign research, this article proposed a dual-stage wireless power transmission system.The preceding stage system transfer the energy from the source to
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