【摘 要】
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目前,应用于能量无线传输的主流技术有三种:强磁耦合谐振方法、微波辐射和感应耦合。这三种实现方式的原理各不相同,其传输距离、工作频率、效率和功率容量也不尽相同。强磁
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目前,应用于能量无线传输的主流技术有三种:强磁耦合谐振方法、微波辐射和感应耦合。这三种实现方式的原理各不相同,其传输距离、工作频率、效率和功率容量也不尽相同。强磁耦合谐振以及感应耦合都是通过交变磁场将电能从一个线圈耦合到另一个线圈,所以适用于中短距离,功率较小的能量传输。而通过微波辐射传输能量,因其特有的可实现高聚焦特性,主要应用于超长距离的大功率输能系统。基于微波无线输能,本课题主要致力于S波段高效率功率振荡器的研究,结合谐波调谐技术以及复合左右手材料的特性,最终设计完成一台工作在S波段,结构紧凑的高效率功率振荡器。仿真测得该振荡器在工作频率为2.45GHz时,晶体管直流转换效率为83.5%,输出功率达到8.7 W,其结果展示了在微波无线输能领域的应用前景。本论文的主要工作为:1.通过研究微波功率放大器的工作原理以及各类谐波控制技术设计一款高效率的功率振荡器;2.基于广义替代定理确定振荡器反馈网络各元件的具体参数,为高效率微波功率振荡器的设计打下基础;3.基于复合左右手材料的独特性能,通过对复合左右手传输线理论的分析推导,设计出一款具有尺寸小,品质因数高等优势的谐振器;4.研制出一台2.45 GHz高效率微波功率振荡器样机,并给出完整的全波仿真和测试结果。
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