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空间近场无线能量传输系统电磁屏蔽建模与仿真分析
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作者 朱立颖 马亮 +1 位作者 张晓峰 刘治钢 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2018年第6期48-55,共8页
建立空间近场无线能量传输系统电磁屏蔽仿真模型,开展传输功率、工作电压、传输距离、工作频率对电磁屏蔽影响的仿真分析,研究电磁屏蔽条件下这些参数对线圈及系统效率、功率变化情况及屏蔽效能的影响关系。仿真结果表明:在电磁屏蔽条件... 建立空间近场无线能量传输系统电磁屏蔽仿真模型,开展传输功率、工作电压、传输距离、工作频率对电磁屏蔽影响的仿真分析,研究电磁屏蔽条件下这些参数对线圈及系统效率、功率变化情况及屏蔽效能的影响关系。仿真结果表明:在电磁屏蔽条件下,随着传输距离的增大,屏蔽体的影响逐渐加大;输入电压对屏蔽效能无太大影响;在电磁屏蔽条件下,负载电阻对系统效率的影响较小,但随着阻值的增大,输出功率会有所减小;系统效率和屏蔽效能会随着工作频率的增加而有微幅的减小。仿真模型能解决交变电磁场环境下空间近场无线能量传输系统参数与屏蔽影响准确分析问题;仿真结果可为空间近场无线能量传输系统增加电磁屏蔽后系统参数的设计提供依据。 展开更多
关键词 空间近场无线能量传输系统 电磁屏蔽 屏蔽效能 系统效率
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一种用于无线能量传输的近场聚焦人工超表面结构
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作者 于兵 程海波 +2 位作者 柳鑫 蔡希玮 谢玮强 《微波学报》 北大核心 2025年第2期20-26,共7页
文中提出了一种应用于无线能量传输的近场聚焦“内嵌星形”反射人工超表面结构,该结构由28×28个反射单元组成,尺寸为364 mm×364 mm,工作频率为5.8 GHz。文中所提结构具备更为紧凑的尺寸,实现了更为精细的相位补偿,从而进一步... 文中提出了一种应用于无线能量传输的近场聚焦“内嵌星形”反射人工超表面结构,该结构由28×28个反射单元组成,尺寸为364 mm×364 mm,工作频率为5.8 GHz。文中所提结构具备更为紧凑的尺寸,实现了更为精细的相位补偿,从而进一步提升了电磁近场聚焦性能,提高了中长距无线能量传输的效率。此外,文中所设计的人工超表面单元结构呈中心对称,具有极化不敏感性。仿真分析与实验测试结果表明所设计的人工超表面在5.8 GHz~12.0 GHz频段的补偿相位范围均达到360°;在5.8 GHz处,相位补偿曲线的平坦度为0.972 4;水平极化和垂直极化入射下,人工超表面到焦点观测面的能量传输效率分别为72.6%和73.3%,仿真与实验结果吻合良好。 展开更多
关键词 无线能量传输 人工超表面 近场聚焦 极化不敏感
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流体天线系统下的无线信息与能量同步传输
3
作者 张飞龙 戴建新 杨照辉 《移动通信》 2025年第4期42-48,61,1,共9页
流体天线是一种很有前途的无线通信技术,它通过改变发射端和接收端在给定的区域内的天线位置来实现更有利的信道条件。提出了一种在流体天线系统下新的能量采集多输入单输出能量与通信共存模型。在此模型中,通过基站发射相同的信号到信... 流体天线是一种很有前途的无线通信技术,它通过改变发射端和接收端在给定的区域内的天线位置来实现更有利的信道条件。提出了一种在流体天线系统下新的能量采集多输入单输出能量与通信共存模型。在此模型中,通过基站发射相同的信号到信息接收器和能量收集接收器,实现了无线信息与能量同步传输的思想。研究的目标是在给定的最小能量收集阈值条件下,通过优化发射和接收流体天线的位置以及发射信号的协方差矩阵来最大限度地提高信息接收器的通信速率。仿真结果表明,与传统的固定位置天线相比,流体天线系统能有效提高信息通信速率。 展开更多
关键词 流体天线 MISO系统 能量收集 无线信息与能量同步传输
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国外空间磁场耦合式近场无线能量传输技术发展分析
4
作者 张龙龙 宋鼎 +1 位作者 赵晓静 张勤荣 《空间电子技术》 2024年第3期11-17,F0002,共8页
磁场耦合式近场无线能量传输具有高效率、非接触、无金属触点裸露等优点,对于解决空间非接触供电具有重要应用前景。为了推进空间磁场耦合式近场无线能量传输相关技术的研发和成果转化,文章重点梳理了国外在空间磁场耦合式近场无线能量... 磁场耦合式近场无线能量传输具有高效率、非接触、无金属触点裸露等优点,对于解决空间非接触供电具有重要应用前景。为了推进空间磁场耦合式近场无线能量传输相关技术的研发和成果转化,文章重点梳理了国外在空间磁场耦合式近场无线能量传输技术的发展路线图,调研近十五年来已经开展的演示验证或技术示范项目,分析国外关键技术方案及指标,提出航天器内设备间厘米级范围内优先采用感应耦合式无线能量传输、航天器间几十厘米到米级范围优先采用谐振耦合式无线能量传输、传输功率需提升至千瓦级以上、传输效率优于85%的发展建议,为未来发展空间磁场耦合式近场无线能量传输技术提供指导。 展开更多
关键词 航天器 磁场耦合 近场无线能量传输 发展分析
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分块式空间望远镜无线大功率高效能量传输技术研究
5
作者 王钰峣 黄巧林 姜伟 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2024年第3期33-39,共7页
针对分块式空间望远镜主镜的电能供应需求,解决传统有线传输方式难以接线、接口复杂等多种问题,依据主镜指标要求以及主镜装配流程,提出了一种用于可组装空间望远镜主镜系统的近场无线能量传输总体方案,建立无线能量传输系统模型,分析... 针对分块式空间望远镜主镜的电能供应需求,解决传统有线传输方式难以接线、接口复杂等多种问题,依据主镜指标要求以及主镜装配流程,提出了一种用于可组装空间望远镜主镜系统的近场无线能量传输总体方案,建立无线能量传输系统模型,分析了影响系统传输效率的重要参数,并对关键参数对传输功率及效率的影响进行了仿真分析,所设计的磁耦合机构可满足可组装分块式空间望远镜主镜无线能量传输对功率、效率及传输距离的需求,最后通过仿真与实验装置验证,结果表明所提出的近场无线能量传输方案与线圈设计具有传输功率大、效率高的特点,解决了空间望远镜分块式主镜系统的能量供应问题。 展开更多
关键词 空间望远镜 无线能量传输技术 分块镜
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基于感应耦合式无线能量传输的微纳聚合体航天器电源系统设计与验证
6
作者 张龙龙 杨志 +2 位作者 张严 赵晓静 张勤荣 《空间电子技术》 2024年第3期79-85,共7页
微纳聚合体航天器是一种以机械或电磁锁紧机构实现各模块化基本单元航天器连接的新型航天器架构,可以灵活实现在轨组装与自重构以满足不同任务需求。但是,基于传统电连接器的电气互联方式无法适应模块化航天器间灵活交汇对接与快速分离... 微纳聚合体航天器是一种以机械或电磁锁紧机构实现各模块化基本单元航天器连接的新型航天器架构,可以灵活实现在轨组装与自重构以满足不同任务需求。但是,基于传统电连接器的电气互联方式无法适应模块化航天器间灵活交汇对接与快速分离需求。针对上述问题,文章建立了基于感应耦合式双向无线能量传输的微纳聚合体航天器电源系统架构,根据地面演示验证需求分别设计了能源核航天器和载荷任务航天器电源系统参数,然后根据各模块化航天器间非接触供电需求,设计了双向无线能量传输单元参数,最后通过地面演示试验验证了基于双向无线能量传输的微纳聚合体航天器电源系统架构可行性,单级无线能量传输功率在20W~30W时传输效率稳定在75.8%以上,通过效率优化提升至95%以上,将可实现四个基本单元航天器的多级功率传输。 展开更多
关键词 微纳聚合体航天器 电源系统 近场无线能量传输 设计验证
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激光远距离无线传能系统效率的分析与提高方法
7
作者 李密 齐予 +3 位作者 易亨瑜 尚建力 黄吉金 匡艳 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第1期59-66,共8页
激光具有亮度极高、方向性好的特殊优势,因此有可能被用于远距离无线传能、发挥特殊的作用。为了延长高空无人机的飞行时间,使用激光对高空无人机进行无线传能是一种理论上可行的方法。通过对激光无线传能技术的现状进行调研,发现目前... 激光具有亮度极高、方向性好的特殊优势,因此有可能被用于远距离无线传能、发挥特殊的作用。为了延长高空无人机的飞行时间,使用激光对高空无人机进行无线传能是一种理论上可行的方法。通过对激光无线传能技术的现状进行调研,发现目前激光无线传能的距离不够远、传输功率和传输效率均不高。为解决这些问题,首次提出了以掺Yb光纤激光器为光源、InGaAs光伏电池为光电转换模块,同时使用激光中继技术以实现激光远距离无线传能的技术路线。根据激光无线传能的工作流程,调研了激光产生、传输、接收和光电转换等流程的效率,在忽略天气状况、跟踪瞄准误差和激光强度不均匀等因素的前提下推算出使用激光对相距60 km的高空无人机进行无线传能的系统效率(电-激光-电的转换效率)可达11%~14%。目前,尚未发现有对激光远距离无线传能的系统效率进行定量计算的公开文献。同时,对提高激光远距离无线传能系统效率的技术途径进行了初步的探讨,为未来开展高功率激光远距离无线传能技术研究和设计激光无线传能系统提供了参考。 展开更多
关键词 激光器 无线能量传输 光伏电池 光电转换效率 激光中继技术 系统效率
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基于生物安全性的无线能量传输系统接收线圈优化设计 被引量:6
8
作者 贾智伟 颜国正 +1 位作者 石煜 朱柄全 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1127-1131,共5页
分析了电磁生物安全性和人体内接收线圈温升安全性对无线能量传输系统的接收线圈设计带来的约束,建立了以能量传输效率为目标函数、以安全性和能量需求为约束条件的最优化模型,以实现接收线圈的优化设计.应用最优化模型对胶囊内窥镜的... 分析了电磁生物安全性和人体内接收线圈温升安全性对无线能量传输系统的接收线圈设计带来的约束,建立了以能量传输效率为目标函数、以安全性和能量需求为约束条件的最优化模型,以实现接收线圈的优化设计.应用最优化模型对胶囊内窥镜的接收线圈进行优化设计,实验证明了该方法的可行性. 展开更多
关键词 无线能量传输系统 电磁生物安全性 体内温升安全性 最优化模型
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基于生物安全性的无线能量传输系统发射线圈优化设计 被引量:5
9
作者 贾智伟 颜国正 +1 位作者 石煜 朱柄全 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2012年第8期857-862,共6页
针对为胶囊内窥镜供能的无线能量传输技术在应用过程中对人体组织可能造成伤害的问题,进行了无线能量传输系统发射线圈优化设计研究。分析了人体组织安全性与无线能量传输系统发射线圈之间的关系,提出用磁场均匀度、频率稳定度等指标... 针对为胶囊内窥镜供能的无线能量传输技术在应用过程中对人体组织可能造成伤害的问题,进行了无线能量传输系统发射线圈优化设计研究。分析了人体组织安全性与无线能量传输系统发射线圈之间的关系,提出用磁场均匀度、频率稳定度等指标来评价发射线圈性能,并建立了以能量传输效率为目标函数、以人体安全性和能量需求为约束条件的最优化模型。该模型可用来全面评价发射线圈性能,从而为发射线圈的设计提供依据。采用上述方法对4种类型的发射线圈进行了评价,评价结果证明了该方法的可行性。 展开更多
关键词 无线能量传输系统 人体组织安全性 磁场均匀度 频率稳定度
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利用等离子体通道实现空间太阳能无线能量传输 被引量:3
10
作者 李维 刘勋 +2 位作者 阮宁娟 苏云 杨秉新 《航天返回与遥感》 2014年第2期87-93,共7页
空间太阳能电站是高效利用太阳能的有效途径,受到了国际的广泛关注。空间无线能量传输技术是空间太阳能电站的关键技术之一。文章首先分析了微波与激光无线能量传输技术的问题,根据空间太阳能传输的具体需求进一步提出基于等离子体通道... 空间太阳能电站是高效利用太阳能的有效途径,受到了国际的广泛关注。空间无线能量传输技术是空间太阳能电站的关键技术之一。文章首先分析了微波与激光无线能量传输技术的问题,根据空间太阳能传输的具体需求进一步提出基于等离子体通道的无线能量传输技术,并对基于此项技术的空间太阳能传输系统进行了论证,完善并发展了空间太阳能传输模型。基于等离子体通道的无线能量传输技术为多个领域的能量补给提供了新颖的技术途径,是具有广阔应用前景的战略选择。 展开更多
关键词 空间太阳能电站 无线能量传输 飞秒脉冲激光 等离子体
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微波无线能量传输的空间匹配理论 被引量:6
11
作者 黄卡玛 卢萍 《微波学报》 CSCD 北大核心 2020年第1期25-31,共7页
微波无线能量传输,即采用微波为载体形式,将能量无线传输到负载端。微波无线能量传输中效率和功率是衡量传输系统的重要指标。目前,仍然缺乏微波无线能量传输系统整体效率的设计方法。文章提出了微波无线能量传输系统的空间匹配理论,即... 微波无线能量传输,即采用微波为载体形式,将能量无线传输到负载端。微波无线能量传输中效率和功率是衡量传输系统的重要指标。目前,仍然缺乏微波无线能量传输系统整体效率的设计方法。文章提出了微波无线能量传输系统的空间匹配理论,即场匹配、功率匹配和阻抗匹配。根据这一理论设计的传输系统,其传输-转换效率得到显著提高。 展开更多
关键词 微波无线能量传输 空间匹配理论 传输-转换效率
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电磁耦合式无线能量传输技术在空间大功率导电旋转关节的应用 被引量:4
12
作者 贾海鹏 侯欣宾 +2 位作者 王立 张兴华 成正爱 《空间电子技术》 2016年第1期38-43,共6页
空间大功率导电旋转关节是平台式空间太阳能电站中的关键部件,用于实现电池阵对天线阵的电力传输以及对日跟踪功能。传统的接触式导电旋转关节采用电刷滑环的方式进行功率传输,存在机械磨损以及容易导致空间放电等问题;磁耦合式无线能... 空间大功率导电旋转关节是平台式空间太阳能电站中的关键部件,用于实现电池阵对天线阵的电力传输以及对日跟踪功能。传统的接触式导电旋转关节采用电刷滑环的方式进行功率传输,存在机械磨损以及容易导致空间放电等问题;磁耦合式无线能量传输技术是一个代替传统滑环式输电方式的很好选择。文章在现有空间导电关节技术分析的基础上,提出了一种基于电磁耦合式空间大功率导电关节的方案并进行了初步的设计,该方案可以满足空间太阳能电站的长寿命和高可靠性的需求,可作为未来空间大功率电力传输技术的新方向。 展开更多
关键词 空间太阳能电站 无线能量传输技术 磁耦合 导电旋转关节
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空间高压发电输电及无线能量传输试验验证方案 被引量:2
13
作者 侯欣宾 王立 +3 位作者 张兴华 刘自立 董士伟 董亚洲 《空间电子技术》 2018年第2期27-31,59,共6页
面向未来的MW级及GW级空间太阳能电站发展,针对空间高压大功率发电输电技术和大功率无线能量传输技术空间验证需求,初步设计了百千瓦级高压发电输电及无线能量传输试验在轨验证方案,提出试验验证的必要性、验证目标、系统组成、技术指... 面向未来的MW级及GW级空间太阳能电站发展,针对空间高压大功率发电输电技术和大功率无线能量传输技术空间验证需求,初步设计了百千瓦级高压发电输电及无线能量传输试验在轨验证方案,提出试验验证的必要性、验证目标、系统组成、技术指标及试验过程,并且对试验验证的关键技术进行分析,为后续开展深入研究提供参考。 展开更多
关键词 空间太阳能电站 空间高压输电 无线能量传输 在轨验证
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空间网络无线能量传输技术研究进展 被引量:3
14
作者 马海虹 杨亚宁 +2 位作者 张睿奇 赵宝军 戚楠 《空间电子技术》 2018年第2期88-93,共6页
基于分布式可重构系统对能量传输的灵活性需求,开展空间网络无线能量传输技术研究。介绍了无线能量传输技术分类及特点,分析了微波无线能量传输技术和激光无线能量传输技术两种不同的传输方式及其应用条件,对比了目前国内外所完成的微... 基于分布式可重构系统对能量传输的灵活性需求,开展空间网络无线能量传输技术研究。介绍了无线能量传输技术分类及特点,分析了微波无线能量传输技术和激光无线能量传输技术两种不同的传输方式及其应用条件,对比了目前国内外所完成的微波无线能量传输系统的性能指标,讨论了影响无线能量传输效率的主要因素,探讨了空间网络无线能量传输系统组成及其关键技术,为后续深入开展空间网络无线能量传输系统研究提供理论支持。 展开更多
关键词 空间传能网络 无线能量传输 传输效率 天线波束控制
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空间太阳能电站及其对微波无线能量传输技术的需求 被引量:19
15
作者 侯欣宾 《空间电子技术》 2013年第3期1-5,共5页
1968年由Peter Glaser博士提出的空间太阳能电站(SPS)概念作为未来最有前景的能源方式之一,正在获得更多的关注。世界上已经提出许多的发展计划,并且已经研究了几十个典型的空间太阳能电站概念。无线能量传输是空间太阳能电站概念的基础... 1968年由Peter Glaser博士提出的空间太阳能电站(SPS)概念作为未来最有前景的能源方式之一,正在获得更多的关注。世界上已经提出许多的发展计划,并且已经研究了几十个典型的空间太阳能电站概念。无线能量传输是空间太阳能电站概念的基础,是决定空间太阳能电站效率、尺寸、重量的重要影响因素之一。同时,空间太阳能电站也是无线能量传输技术的最重要的应用方向。文章在空间太阳能电站的发展背景和典型概念方案介绍的基础上,分析了空间太阳能电站对于微波无线能量传输技术的需求,提出未来的发展建议。 展开更多
关键词 空间太阳能电站 无线能量传输技术 微波无线能量传输技术
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基于微波无线能量传输的临近空间飞行器电力供给 被引量:2
16
作者 侯欣宾 贾海鹏 《空间电子技术》 2016年第2期12-16,共5页
微波无线能量传输具有较高的效率,大气穿透性好,是远距离无线输电研究的重点。国际上以空间太阳能电站为远期应用目标、以航空器平台远距离无线供电为近中期目标,对于微波无线能量传输技术开展了几十年的研究。文章在国外发展现状基础上... 微波无线能量传输具有较高的效率,大气穿透性好,是远距离无线输电研究的重点。国际上以空间太阳能电站为远期应用目标、以航空器平台远距离无线供电为近中期目标,对于微波无线能量传输技术开展了几十年的研究。文章在国外发展现状基础上,初步分析了微波无线能量传输系统组成及核心技术,提出临近空间飞行器电力供给用微波无线能量传输技术的发展路线图,并给出临近空间飞行器电力供给微波无线能量传输系统的分阶段发展技术指标建议。 展开更多
关键词 微波无线能量传输 临近空间飞行器 电力供给
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日本空间微波无线能量传输技术概述 被引量:4
17
作者 周宇昌 《空间电子技术》 2017年第5期52-58,共7页
未来建立空间太阳能电站而大规模开发利用太阳能,将有希望解决人类的能源危机。而空间微波无线能量传输技术是空间太阳能电站实现的关键技术。介绍了在空间微波无线能量传输技术领域处于国际领先地位的日本技术研究情况,主要是日本宇宙... 未来建立空间太阳能电站而大规模开发利用太阳能,将有希望解决人类的能源危机。而空间微波无线能量传输技术是空间太阳能电站实现的关键技术。介绍了在空间微波无线能量传输技术领域处于国际领先地位的日本技术研究情况,主要是日本宇宙航空研究开发机构(JAEA)、日本不载人空间实验系统研究开发机构(USEF)和三菱电机公司的空间微波无线能量传输技术研究现状,并探讨了其对国内未来发展空间无线能量传输技术的启示和建议。 展开更多
关键词 空间无线能量传输 微波无线能量传输 技术研究
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基于生物电容的视觉假体无线能量传输系统建模及效率优化 被引量:2
18
作者 李学平 杨媛 +1 位作者 高勇 乔世杰 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期104-110,共7页
为了解决视觉假体无线能量传输系统设计过程中参数选取的问题,本文进行了基于生物电容的视觉假体无线能量传输系统精确建模,并在该模型的基础上对次级线圈回路进行了优化,使能量传输效率较传统谐振耦合方法有明显提高.文中采用大、小两... 为了解决视觉假体无线能量传输系统设计过程中参数选取的问题,本文进行了基于生物电容的视觉假体无线能量传输系统精确建模,并在该模型的基础上对次级线圈回路进行了优化,使能量传输效率较传统谐振耦合方法有明显提高.文中采用大、小两组线圈进行比较分析和验证,所得实验数据和建模仿真数据吻合度高,验证了所建模型的准确性及优化方案的可行性,为视觉假体临床应用线圈的选取和无线能量传输系统的设计提供了理论参考. 展开更多
关键词 视觉假体 无线能量传输 生物电容 系统建模 效率优化
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用于激光无线能量传输的MPPT集成仿真系统 被引量:3
19
作者 杨擎东 杨火木 +3 位作者 王俊 苟于单 汪莎 周寿桓 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第5期211-219,共9页
在激光无线能量传输(LWPT)中,传能激光波长、光功率和光电池温度对光电池的输出特性有显著影响,最大功率跟踪(MPPT)技术可解决上述等因素造成的功率失配问题,提升系统的DCDC效率。构建了针对LWPT的MPPT集成仿真系统,耦合了波长、光功率... 在激光无线能量传输(LWPT)中,传能激光波长、光功率和光电池温度对光电池的输出特性有显著影响,最大功率跟踪(MPPT)技术可解决上述等因素造成的功率失配问题,提升系统的DCDC效率。构建了针对LWPT的MPPT集成仿真系统,耦合了波长、光功率和温度对GaAs光电池输出特性的综合影响,可以同时分析光电池在功率匹配、功率失配和MPPT调制等多种条件下的输出特性。基于该仿真系统,研究了光电池在不同波长、光功率和温度条件下的物理规律。波长增大时,在850 nm左右转换效率η_(max)达到最大值为50%,波长继续增大,光子能量小于GaAs禁带宽度导致η_(max)迅速下降。功率增大时,η_(max)基本不变,最大功率匹配电阻RL_(max)减小。温度升高时,η_(max)和RL_(max)均持续下降。此外,研究了光电池在功率失配时的输出特性,此时光电池的转换效率对比功率匹配时均有不同程度的下降。根据光电池的输出特性在仿真系统设计了MPPT电路,利用时间扰动算法进行最大功率跟踪。光电池在MPPT系统调制后均可工作在功率匹配时的最大功率点,且光电池能源利用率达到99.93%。研究结果对用于激光输能有重要指导意义。 展开更多
关键词 激光无线能量传输 最大功率跟踪系统 GaAs光电池 光电池特性 功率匹配 集成仿真系统
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应用于微波无线能量传输系统的发射波束技术 被引量:1
20
作者 卢萍 黄卡玛 +2 位作者 范银玲 刘志伟 侯静 《太赫兹科学与电子信息学报》 2023年第4期498-506,共9页
概述了微波无线能量传输系统的研究现状及其基本原理,从可提高波束能量的一些特殊口径场以及先进的天线技术角度,分别按Whisper波束、超增益天线、平顶波束、聚焦天线技术、非衍射天线进行介绍。最后对微波能量传输系统中发射技术的未... 概述了微波无线能量传输系统的研究现状及其基本原理,从可提高波束能量的一些特殊口径场以及先进的天线技术角度,分别按Whisper波束、超增益天线、平顶波束、聚焦天线技术、非衍射天线进行介绍。最后对微波能量传输系统中发射技术的未来发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 微波无线能量传输系统 Whisper波束 超增益天线 平顶波束 聚焦天线技术 非衍射天线
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