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为了提高微波无线输能系统接收装置中整流电路的RF-DC转换效率,本文提出了一种新的基于升压原理的整流电路设计方法。首先,通过对整流电路的工作原理进行分析,得到整流电路的等效电路模型。然后,通过推导整流电路转换效率的公式,分析了影响整流效率的关键因素。在分析了影响整流二极管能量损耗因素的基础上,提出了用提高整流电路中整流二极管输入端的电压幅值来提升整流效率的方法。在相同的输入功率下,通过升高二极管的输入电压幅值,可以降低流过整流二极管的电流,从而减小整流二极管的能量损耗。仿真结果表明,在整流电路与功率源匹配良好的情况下,通过提高二极管的输入电压幅值明显提升了整流电路的效率,在输入功率为20 dBm时得到了最高81.25%的整流效率。该设计方法能为快速提升整流电路的效率提供指导。 相似文献
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文章针对单一极化能量接收装置的微波吸收能力有限,无法适应多极化的需求提出了一种新型的微波能量接收方法,能够吸收任意方向极化入射电磁波,并转化为直流能量,方案由双线极化谐振单元组成周期阵列平面,并在背后引入射频功率合成网络,分别对接收下来的垂直与水平极化分量进行功率合成,创新性地引入了3dB定向耦合器,将等相位不等幅度的垂直与水平极化微波分量重新分配为不等相位等幅度的能量,分别输入到两独立的整流电路中,转换为直流。整流电路根据输入功率而优化的,该方案使得任意线极化入射条件下,两个整流电路的射频功率相等,可工作在恒定转换效率上;射频功率合成电路的使用增大了进入整流管的微波功率,提升了能量转换效率。实验结果表明,工作频率为2.325 GHz时在0.15 mW/cm2的入射功率密度下,整流天线实物针对各角度线极化微波的RF to DC能量转换效率在57.23%到58.13%的范围内小幅波动变化,验证了设计方案的有效性。 相似文献
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X波段圆极化大功率整流天线研究 总被引:1,自引:1,他引:0
随着新时代能源互联网演进发展,传感器作为物联网中的最基础核心器件,对持续电源供给的需求与日俱增。采用无线能量传输可以实时便捷的为此传感器进行能量供给。现有成熟的整流天线设计多集中在5.8GHz以下,更高频段且大功率的整流设计鲜有涉及。本文重点研究一款工作在X波段的圆极化大功率整流天线,主要包括天线和整流电路优化设计2部分。天线采用圆极化设计,工作在9.6GHz频段,在0到45。的宽角度范围内都具有良好的圆极化轴比,可以灵敏的接收能量信号。整流电路基于双管并联结构和短路匹配支节进行设计,实测在1W的输入功率下可获得50%的整流效率。最后进行天线和电路的整合,并进行实测,300mW的发射功率下,在负载为40欧姆的情况下可获得1.25V的输出电压。实验结果表明,该结构可以有效的实现远距离能量传输。 相似文献
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微波无线能量传输摆脱了传统能量传输的电缆限制,可以满足多个领域的应用需求,整流天线是完成微波-直流能量转换的重要装置。目前常规整流天线中存在的滤波器、阻抗匹配网络等损耗及常规微带天线的窄带特性,使得其效率及带宽等特性存在可提升的空间。文章在回顾滤波天线及整流天线的发展现状的基础上,提出将滤波天线的概念与整流电路相结合,开展滤波整流天线技术研究。将天线单元作为滤波器电路理论中的谐振单元开展滤波整流天线建模和分析理论研究,设计具有辐射、滤波、复数阻抗匹配等功能的天线及阵列结构,有望突破整流天线高效集成的技术难点,为微波无线能量传输效率提升提供技术基础。 相似文献
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为了满足微波输能系统的大功率整流要求,本文基于多支路共用匹配阻抗的方法设计了一种微带线结构的大功率微波整流电路。首先采用微带线结构的功分器将输入的大功率微波能量分为较小功率的微波能量,然后在功分器的每一条支路上利用肖特基二极管阵列将微波能量转换为直流能量,且所有的支路共用阻抗匹配电路。最后将所有支路的直流能量合并输出,实现大功率微波整流。实验结果表明,当输入功率大于34 dBm时,实测直流输出功率大于1w;在输入功率为39.28 dBm时,整流电路的最高实测效率为44.27%;在输入功率为41.42 dBm时,整流电路的最高实测直流输出功率达到了5.84w。该微波整流电路工作于2.45GHz,尺寸为40mm×80mm,具有尺寸小、整流后直流输出功率大,易于集成的特点,可为易于集成的大功率微波整流电路提供设计指导。 相似文献
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由于无线通信的高速发展,自由空间环境中存在丰富的电磁能量,可作为低功耗器件的有效能源补充。但环境中分布的电磁能量存在位置未知、频率未知以及功率不均等特点,而现有的采用定向接收天线的电磁能量回收系统在此环境下通常存在回收效率低下、尺寸大的缺点。针对上述局限性,本文分析其关键因素,从能量接收和能量转换两个关键环节提出新的策略,通过提升天线对分布在不同方向上的电磁能量的回收能力以及增强整流电路对不同输入功率电磁能量的转换能力来有效提升能量回收效率,实现了三种解决方案。实验结果表明,基于准各向同性天线的回收系统能够对全方位空间上的电磁能量进行有效的回收利用;基于全向天线的回收系统可更集中地回收水平方位所有角度上的电磁能量;基于宽输入功率整流电路的回收系统能够对天线收集到的不同功率的电磁能量进行高效转换。因此,本文提出的环境电磁能量回收的方案可以为能量回收提供新的思路,有助于推动电磁技术在能量回收领域的发展和实践绿色环保的可持续发展理念。 相似文献
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月球探测器软着陆机构着陆腿模型与仿真分析 总被引:8,自引:3,他引:5
给出了着陆动力学分析的数学模型,并在分析铝蜂窝材料缓冲特性的基础上,建立了 铝蜂窝缓冲器模型,将其应用于软着陆机构单条着陆腿冲击仿真。仿真结果表明,该模型在 缓冲行程、能量吸收及缓冲后加速度响应峰值等方面与试验结果基本一致。为软着陆机构着 陆冲击动力学分析时铝蜂窝建模提供参考。 相似文献
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非匀速转动目标各距离单元内的回波信号为多分量的多项式相位信号,采用傅里叶变换进行横向压缩得到的目标ISAR像会发生散焦,从而影响干涉ISAR三维成像质量。针对非匀速转动目标,提出了一种基于匹配傅里叶变换的InISAR三维成像方法。该方法对各天线接收回波的每个距离单元采用匹配傅里叶变换得到聚焦的目标ISAR像,进而得到散射点不同接收天线间的干涉相位,最后从干涉相位求解散射点三维位置重构目标的三维图像。由于非匀速转动目标多项式相位信号的相位系数之间的比值只与目标转动参数有关,因此该方法只需估计某一个散射点对应回波的多项式相位系数就可构造所有匹配傅里叶变换的积分路径,而且适用于任意阶的非匀速转动目标。仿真表明了该方法的有效性。 相似文献
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基于蒙特卡洛法的卫星天线板展开精度分析 总被引:1,自引:0,他引:1
卫星天线板的展开精度对卫星在轨工作精度有影响显著,展开精度受多种因素影响,其中加工装配误差难以避免且具有不确定性,需利用统计和概率方法进行研究。文章分析了卫星天线板支撑机构锁定铰链锁定位置偏差对天线板展开精度的影响;建立了卫星天线板动力学模型,提取动力学分析结果作用于展开状态的天线板有限元模型进行静力分析,得到结构节点变形;定义了衡量天线板变形程度的精度指标,包括平面度偏差和指向角度偏差;基于给定的铰链锁定误差分布,采用蒙特卡洛法得到了天线板展开状态下精度指标的概率分布,拟合并验证了其满足正态分布,为天线板的可靠性设计和展开精度改进提供了依据。 相似文献
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微波无线能量传输是实现远距离无线传能的主要方式之一,也是空间太阳能电站系统的核心技术之一。微波整流电路是实现微波到直流转换的关键环节,为实现大功率、远距离微波无线能量传输,文章设计了一种频率为2.45GHz的二极管阵列整流电路,能在大功率下完成高效整流,且对负载变化的敏感度低。测试表明:在27dBm输入功率、150Ω负载下,MW DC转换效率最大达71.83%;输入功率为23~32dBm时的转换率高于65%;即使输入功率低至17dBm的转换率仍高于50%。因此,论文所提整流电路的输入功率动态范围大,最高可达32dbm,且转换效率高,可用于微波无线能量传输中。 相似文献
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三维成像激光雷达技术为空间地理信息获取、目标立体探测提供了新的技术途径。以多波束并行收发、单光子阵列探测为特征的新一代三维成像激光雷达可提升雷达探测灵敏度、激光成像帧频与成像效率,从而实现远距离快速激光三维成像。三维成像激光雷达的激光发散角与接收视场需角秒量级的匹配精度。随着系统波束数量的增加,几十甚至上百波束的高精度收发波束匹配是系统设计装调的难点。聚焦多波束单光子阵列三维成像激光雷达的收发匹配难题,设计了基于衍射分束激光发射与光纤阵列接收的收发光学系统,提出了一种多波束激光雷达收发波束匹配方法,并对该方法的收发匹配误差源以及温度对其影响进行了详细分析仿真。实验验证结果表明,可实现64波束优于10 μrad的匹配误差,在工作温度范围内总的收发失配优于20.78 μrad,满足本系统设计时25.5 μrad的收发匹配裕量,系统对环境温度有较好的适应性,具有良好的工程应用前景。 相似文献
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Galileo卫星导航系统中的BOC调制与接收技术 总被引:2,自引:0,他引:2
介绍了二进制偏移副载波(BOC)调制的原理、性能及其扩频信号相关特性。在分析E5波段Galileo导航信号的接收和捕获技术的基础上,提出了改进的数字化基带处理模型和信号捕获方法。用结构仿真对基带信号处理模型和信号捕获算法进行仿真验证。仿真系统实现了标准E5波段Galileo导航信号的发生、数字化中频接收和基带信号处理,以及信号捕获。结果表明该信号处理方法能消除BOC调制扩频信号自相关函数多峰特性导致的捕获性能下降,可显著提高伪码顺序搜索速度,并大幅缩减跟踪环路的硬件规模。 相似文献
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微波无线传能系统存在整流电路输出直流功率随直流负载变化而急剧下降,以及多路不同功率直流合成效率低的问题。为解决上述问题,本文探索在整流电路和直流负载之间设计直流阻抗匹配器。通过场效应管控制阻抗匹配器的开断实现输入电压与平均输入电流之比不变,从而保证匹配器的等效输入阻抗恒定不变,达到与整流电路匹配的目的。设计和制作了一款输入阻抗为400欧姆的直流阻抗匹配器。测试表明,即使直流负载从400~6000欧姆大动态变化,该直流阻抗匹配器能够稳定地实现约60%整流效率。对两路直流功率合成,与直接合成相比,该直流阻抗匹配器将合成效率提升了5.75%~19.18%。 相似文献
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《航天返回与遥感》2017,(3)
对于面阵相机推帧成像与数字TDI后处理相结合的对地高分辨率遥感新方式,在图像后处理过程中的帧间匹配步骤占据了大量运算资源与时间。文章首先简要介绍了推帧成像与数字TDI的应用模式,通过分析推帧成像模式下原始图像序列的空域互相关特性与图像匹配机理,提出了此快速帧间匹配技术,并进行了仿真试验。结果表明应用非线性自回归神经网络运动估计的快速帧间匹配技术可显著提高数字TDI后处理的实时性,使计算效率提升达70%以上,同时提高匹配精度,减少误匹配。该技术泛化力强,通用度高,不同地面分辨率、不同轨道高度的空间相机数据均可应用该技术进行快速且精确的机内或地面帧间匹配。 相似文献