论文部分内容阅读
目前有线供电是广泛应用的供电方式,随着科技进步有线供电已经无法全面满足应用需求,因微波无线充电摆脱了有线供电中导线拖拉缠绕限制,大大提高了充电的灵活性。随着物联网技术的发展,煤矿井下无线传感器的使用日益增多,为提高无线传感器的生命周期,同时免去为动则为上千个无线传感器更换电池的不便,可采用微波无线充电的方式为传感器补充电能。本文在分析微波无线充电的发展状况之后详细研究了微波无线充电中接收端的分析、设计和测试方法。首先,本文介绍了微波无线充电的发展概况及相关的基础知识,阐述了其接收端的组成构成,鉴于微带结构紧凑的优点接收端整体采用微带结构。其次详细介绍了微带天线的设计方法与仿真手段,为克服天线仿真结果和实际制作时的偏差,提出了一种有效的频偏校正方法,成功设计了工作在5.8GHz的微带天线,并通过实测验证了频偏校正方法的可行性。接着介绍了微带滤波器和二倍压整流电路的分析设计方法,提出了准确测量大功率条件下整流电路输入阻抗的模型并分析了误差来源,给出了能够进行准确测量的条件,同时提出了一种低成本的去嵌入阻抗测量方法。随后根据阻抗测量结果设计了阻抗匹配环节,阻抗测量的准确度是阻抗匹配基础,阻抗匹配电路的成功设计也印证了整流电路输入阻抗模型和去嵌入阻抗测量方法的准确性。最终将各部分集成,制作实际的微波无线充电接收端,实测结果表明该接收端适合为低功耗功耗设备提供无线充电。