微波无线能量传输原理与技术

目录
序
前言
第1章 传输原理及发展历史 1
1.1 无线能量传输简介 1
1.2 微波无线能量传输简介 2
1.2.1 微波无线能量传输原理 2
1.2.2 微波无线能量传输的特点和优势 3
参考文献 7
第2章 基础理论 9
2.1 系统构成和效率分析 9
2.2 空间匹配理论 11
2.2.1 天线口径场匹配 11
2.2.2 功率匹配 12
2.2.3 阻抗匹配 15
2.3 *大空间传输效率 17
2.3.1 有线传输系统的*大输出功率 17
2.3.2 传输效率计算公式 19
2.3.3 收发天线互在远场区的*大空间传输效率 19
2.3.4 接收天线处于发射天线近场区的*大空间传输效率 24
2.4 *大空间传输-转换效率 31
2.4.1 确定发射场分布 32
2.4.2 确定接收天线口径场分布 33
2.4.3 接收天线口径非均匀划分 33
2.4.4 根据二极管整流电路的阻抗特性曲线设计接收天线单元 35
参考文献 36
第3章 微波功率源及空间功率合成 39
3.1 连续波大功率微波功率源简介 39
3.1.1 连续波大功率微波功率源的特点及应用 39
3.1.2 连续波大功率微波管的类型 39
3.1.3 磁控管工作的基本原理 41
3.1.4 磁控管的类型 44
3.1.5 磁控管的特性 46
3.2 注入锁频磁控管 51
3.2.1 注入锁频基本原理 51
3.2.2 磁控管注入锁频系统 54
3.2.3 注入锁频磁控管相干功率合成概述 58
3.3 大功率固态微波功率源 64
3.3.1 A 类功率放大电路 64
3.3.2 B 类和C类功率放大电路 67
3.3.3 功率合成放大电路 68
参考文献 70
第4章 大功率发射天线 72
4.1 微波无线能量传输天线性能要求 72
4.2 发射天线常用类型 74
4.2.1 抛物面天线 74
4.2.2 波导缝隙阵列天线 74
4.2.3 微带阵列天线 75
4.2.4 微带反射阵列天线 76
4.2.5 F-P谐振腔天线 77
4.3 天线自动设计技术 78
4.3.1 天线自动设计技术原理 78
4.3.2 天线自动设计流程 80
4.3.3 天线自动设计软件 83
4.3.4 设计举例 85
4.4 超材料天线 89
4.4.1 电磁超材料原理 89
4.4.2 非均匀、多层F-P 谐振腔天线 90
4.5 近场聚焦天线 96
4.5.1 发射天线的近场传输现象 96
4.5.2 近场区的发射波束方向图分析 97
4.5.3 近场聚焦设计原理 100
4.5.4 近场聚焦天线实现方法 103
4.6 超方向性天线 105
4.7 高温超导微带天线 106
4.8 非衍射天线 110
4.8.1 非衍射特性 111
4.8.2 非衍射天线设计 112
参考文献 115
第5章 微波整流电路及微波整流技术 122
5.1 微波整流技术 122
5.1.1 原理 122
5.1.2 谐波回收 125
5.1.3 整流电路设计 128
5.2 微波整流电路阵列 133
5.2.1 二极管阵列概念 133
5.2.2 2×2 肖特基二极管阵列整流电路设计 133
5.2.3 改进型的肖特基二极管整流阵列 135
5.2.4 大功率微波整流电路设计 138
5.3 微波芯片整流技术 142
5.3.1 微波整流芯片设计 142
5.3.2 微波整流芯片仿真与测试 143
5.4 微波整流直流输出管理 145
5.4.1 整流电路输出端的串联阵列 146
5.4.2 整流电路输出端的并联阵列 148
5.4.3 整流电路输出端并联阵列与串联阵列的比较 150
参考文献 151
第6章 轻薄整流阵列天线 154
6.1 微波整流天线的发展进程 154
6.2 微波整流电路研究的挑战 158
6.3 宽缝圆极化天线设计 159
6.4 宽缝圆极化整流天线设计 159
6.4.1 圆极化实现 159
6.4.2 谐波抑制实现 160
6.5 天线测试及结果分析 162
6.6 整流电路设计 165
6.6.1 整流电路设计步骤 166
6.6.2 整流电路的测量及结果分析 171
6.7 宽缝整流天线的联合仿真及测量 173
6.7.1 接收天线与整流电路的联合仿真 173
6.7.2 测试系统及测试方法 175
6.8 宽缝整流阵列天线整流效率的测量 179
6.8.1 整流阵列天线组成原理 179
6.8.2 串并联混合连接整流效率测量 181
参考文献 184
第7章 微波无线能量传输试验系统 186
7.1 大功率连续波微波功率源 186
7.2 发射和整流阵列天线 189
7.3 四川大学其他微波无线能量传输试验 192
第8章 未来展望 193