微波輸能系統(tǒng)中的整流天線設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著微波技術(shù)和航天技術(shù)近年來快速發(fā)展，人類迫不及待的要求全面合理的開發(fā)利用太陽能，將外太空中巨大的太陽能資源利用太陽能衛(wèi)星(SPS:SolarPowerSatellite)接收，并通過微波送回地球供人類使用。這就是著名的微波無限能輸(MPT:MicrowavePowerTransmission)方案，微波無線能輸技術(shù)中包含很多技術(shù)，這其中有微波功率合成器技術(shù)、功率集成技術(shù)、波束控制技術(shù)、整流天線技術(shù)（包括接收天線和微波整流電路）、整流天

2、線組陣技術(shù)等多個方面，目前對其關(guān)鍵技術(shù)一整流天線技術(shù)的研究一直是國內(nèi)外研究的最熱門。
　　 整流天線系統(tǒng)包含接收天線和微波整流電路兩個大的模塊，其中接收天線即用來接收微波能量，微波整流電路即用來處理接收到的微波能量。微波整流電路又可以分為:微波低通濾波器，匹配網(wǎng)絡(luò)，直通濾波器，微波整流二極管，負載。如果要想獲得很高的接收微波RF能量一直流DC轉(zhuǎn)換效率，那么必須從接收天線系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)，所用材料，饋電，極化方式，整流二極管以及匹配

3、問題等多個方面入手，另外還需考慮成本。本論文的工作即從上面這些因素來研究如何提高接收整流天線系統(tǒng)的效率，從而使得整個微波能量傳輸系統(tǒng)的總的效率得到提高。
　　 設(shè)計了一種新穎的圓形微帶貼片整流天線，介電常數(shù)比較高的陶瓷材料被該天線系統(tǒng)采用來作為基片。采用AgilentHSMS286B，SOT-23封裝肖特基勢壘二極管作為整流管，整個整流天線都是采用雙面覆銅微帶線制作，最后通過ADS整體仿真，得到其整體效率能夠達到70％，間接說明

4、了利用ADS2008仿真優(yōu)化該微帶整流天線的可行性。
　　 設(shè)計了一種類似于Koch分形的帶有方形鋸齒結(jié)構(gòu)的微帶貼片天線，通過在微帶貼片天線兩側(cè)加方形鋸齒來研究天線的輻射特點，利用HFSS軟件仿真發(fā)現(xiàn)隨著方形鋸齒結(jié)構(gòu)數(shù)量的不斷增多，微帶貼片天線的輻射特性也在以一種規(guī)律不斷變化，當(dāng)分形階數(shù)為1,2階時，天線具有很好的倍頻作用，隨著分形階數(shù)的增加，當(dāng)分形階數(shù)達到10階以上時，天線抑制高次諧波的能力變得越來越強，當(dāng)分形階數(shù)大于30后，

5、天線已經(jīng)明顯失去這種抑制高次諧波的優(yōu)勢。最后，在實驗室實際制作一個10階分形天線，通過實際測試得到的數(shù)據(jù)與仿真結(jié)果基本一致。當(dāng)將這種具有類Koch分形的天線用于整流天線時將會提高整流天線系統(tǒng)的效率。
　　 設(shè)計了一種帶V形鋸齒結(jié)構(gòu)的新穎的圓形微帶天線，利用HFSS軟件仿真得知，該天線在基頻處性能良好，同時具有良好的抑制二次和三次諧波的能力。將結(jié)構(gòu)天線用在整流天線當(dāng)中.一方面，可以省掉采用結(jié)構(gòu)復(fù)雜的濾波器，另一方面，整流天線的尺寸