论文部分内容阅读
微波输能技术兴起于解决地球能源问题的手段之一--太阳能卫星，目前己应用于许多领域，在为一些微系统供能方面显示了独特的优势，例如射频识别(RFID)、管道机器人、无线传感器等。整流天线是微波输能的关键技术。本文在对整流天线技术的研究现状进行分析、总结的基础上，对整流天线技术进行了深入和系统的研究，主要做了四方面的工作。
第一，对整流天线中二极管进行了详细分析。用解析法推导出整流二极管整流效率和输入阻抗的闭合公式，然后用Ansoft Designer软件分析整流二极管的等效电路，并用一组实测值验证了闭合公式和软件分析的有效性。
第二，在设计整流电路中的输入低通滤波器时，为了减小滤波器的体积，提出了一种新颖的微带缺陷结构(DMS)低通滤波器，设计制作了可工作于2.45GHz的DMS低通滤波器；然后进一步分析了DMS结构与缺陷地结构(DGS)的组合结构，设计制作了一个3dB截止频率为5.2GHz的低通滤波器。
第三，为了提高接收天线的增益，同时降低接收天线与整流电路的互耦影响，采用口径耦合圆极化微带天线阵作为整流天线的接收天线，使用AnsoftEnsemble软件分析了单元间距对天线阵列各性能的影响，并设计、制作了两个2×2元口径耦合圆极化微带天线阵，其工作频率分别为9.75GHz和10GHz，分别测得其中心频率上的轴比为1.024dB和0.925，两阵列S<,11>小于-15dB的带宽都达到1GHz以上。
第四，对整流天线进行整体分析研究，提出了整流天线一体化分析模型。实际设计制作了一个10GHz的整流天线，并在微波暗室中完成了实验测量。实测结果与仿真结果较吻合，测得最大输出电压为2.45V，最高转换效率为58％。最后总结了影响整流天线效率的因素，提出了进一步提高整流天线效率的途径。