目的针对电力开关柜内温湿度、压力测量传感器供电问题,需要一种能让无线传感节点实现自供电的技术。基于射频能量收集(Radio frequency energy harvesting,RFEH)的无线自供能系统已被证明是更有效的解决方案。方法本文设计一种宽输入...目的针对电力开关柜内温湿度、压力测量传感器供电问题,需要一种能让无线传感节点实现自供电的技术。基于射频能量收集(Radio frequency energy harvesting,RFEH)的无线自供能系统已被证明是更有效的解决方案。方法本文设计一种宽输入功率范围高效率的整流器,可应用于低功率的无线传感系统。采用谐波抑制网络对二次三次谐波进行了一定控制,以及设计了π型匹配网络,提升了整体的效率。基于此整流器设计了适用于无源无线传感系统的RFEH系统。结果通过仿真与测试对整流电路的性能进行验证,结果表明设计出的整流器在−7.5~15 dBm输入功率范围内能量收集效率均大于50%,9 dBm时达到最高的转换效率71.6%,在−14 dBm时仍有30%的转换效率可用于低功率的物联网应用。最后,基于此RFEH系统搭建了温湿度及压力无源传感系统,实验结果显示该系统可在2 m处实时监测温湿度及压力。结论本文所设计的系统对低功率的物联网应用如无线传感系统具有重要意义。展开更多
随着航空航天技术的快速发展,封闭腔体内的无线能量传输(Wireless Power Transmission,WPT)技术开始受到广泛关注.基于频率控制的WPT技术,可实现对电大封闭腔体(103×λ3)内的多方位传感器进行可控和高效的无线充电.电大腔体内的电...随着航空航天技术的快速发展,封闭腔体内的无线能量传输(Wireless Power Transmission,WPT)技术开始受到广泛关注.基于频率控制的WPT技术,可实现对电大封闭腔体(103×λ3)内的多方位传感器进行可控和高效的无线充电.电大腔体内的电场分布对频率的变化敏感,利用频率变化实现对封闭腔体场分布控制.实验结果表明,在S波段的1 m3腔体最高WPT传输效率为96.6%.设计的宽带整流电路实测整流效率最高为80%,整流效率高于50%的带宽为1.65 GHz.在2.401~2.495 GHz频段实现控制双接收机的不同工作状态,展现其在航空航天器等封闭空间中为传感器无线供电的应用前景.展开更多
在激光无线能量传输中,由于瞄准系统误差和物体遮挡的影响,光电池阵列接收到的激光辐照分布不均匀,导致光电池阵列组串内的电池间出现电流失配,输出功率下降。针对该问题,采用分布式最大功率点追踪(Distributed Maximum Power Point Tra...在激光无线能量传输中,由于瞄准系统误差和物体遮挡的影响,光电池阵列接收到的激光辐照分布不均匀,导致光电池阵列组串内的电池间出现电流失配,输出功率下降。针对该问题,采用分布式最大功率点追踪(Distributed Maximum Power Point Tracking,DMPPT)技术,减少光电池阵列组串内的电池间电流失配,并用并联型Boost(PT-Boost)电路替代传统Boost电路,降低DC/DC转换器的输入电流纹波,使DMPPT系统获得高追踪效率。实验结果表明,相较于传统Boost电路,PT-Boost电路的追踪效率提高3.6%,达到93.5%。在上述研究的基础上,设置了遮光率分别为0%、25%和50%的激光无线能量传输场景,DMPPT系统整体效率分别达到了93%、92.6%和90.3%。该研究结果对激光辐照不均匀场景下激光无线能量传输的最大功率点追踪指导意义。展开更多
微波无线输能(microwave wireless power transmission,MPT)技术应用于不易获取直流电能的场合,是研制太阳能卫星、近空间飞行器的关键技术,也可应用于无线传感器网络节点供能及环境低微微波能量的回收.比较了微带线型和共面带状线型2...微波无线输能(microwave wireless power transmission,MPT)技术应用于不易获取直流电能的场合,是研制太阳能卫星、近空间飞行器的关键技术,也可应用于无线传感器网络节点供能及环境低微微波能量的回收.比较了微带线型和共面带状线型2种典型整流天线的单元和阵列性能,提出了对接收天线和整流电路的要求;以获得最大微波波束捕获效率为目标,分析了发射天线拓扑结构及高斯削尖口径电平分布.在研究以上关键技术的基础上设计了一套C波段微波输能系统,该系统从发射端到接收端的直流-直流效率为35%.最后指出了微波无线输能技术存在的问题和未来发展方向.展开更多
文摘目的针对电力开关柜内温湿度、压力测量传感器供电问题,需要一种能让无线传感节点实现自供电的技术。基于射频能量收集(Radio frequency energy harvesting,RFEH)的无线自供能系统已被证明是更有效的解决方案。方法本文设计一种宽输入功率范围高效率的整流器,可应用于低功率的无线传感系统。采用谐波抑制网络对二次三次谐波进行了一定控制,以及设计了π型匹配网络,提升了整体的效率。基于此整流器设计了适用于无源无线传感系统的RFEH系统。结果通过仿真与测试对整流电路的性能进行验证,结果表明设计出的整流器在−7.5~15 dBm输入功率范围内能量收集效率均大于50%,9 dBm时达到最高的转换效率71.6%,在−14 dBm时仍有30%的转换效率可用于低功率的物联网应用。最后,基于此RFEH系统搭建了温湿度及压力无源传感系统,实验结果显示该系统可在2 m处实时监测温湿度及压力。结论本文所设计的系统对低功率的物联网应用如无线传感系统具有重要意义。
文摘在激光无线能量传输中,由于瞄准系统误差和物体遮挡的影响,光电池阵列接收到的激光辐照分布不均匀,导致光电池阵列组串内的电池间出现电流失配,输出功率下降。针对该问题,采用分布式最大功率点追踪(Distributed Maximum Power Point Tracking,DMPPT)技术,减少光电池阵列组串内的电池间电流失配,并用并联型Boost(PT-Boost)电路替代传统Boost电路,降低DC/DC转换器的输入电流纹波,使DMPPT系统获得高追踪效率。实验结果表明,相较于传统Boost电路,PT-Boost电路的追踪效率提高3.6%,达到93.5%。在上述研究的基础上,设置了遮光率分别为0%、25%和50%的激光无线能量传输场景,DMPPT系统整体效率分别达到了93%、92.6%和90.3%。该研究结果对激光辐照不均匀场景下激光无线能量传输的最大功率点追踪指导意义。
文摘微波无线输能(microwave wireless power transmission,MPT)技术应用于不易获取直流电能的场合,是研制太阳能卫星、近空间飞行器的关键技术,也可应用于无线传感器网络节点供能及环境低微微波能量的回收.比较了微带线型和共面带状线型2种典型整流天线的单元和阵列性能,提出了对接收天线和整流电路的要求;以获得最大微波波束捕获效率为目标,分析了发射天线拓扑结构及高斯削尖口径电平分布.在研究以上关键技术的基础上设计了一套C波段微波输能系统,该系统从发射端到接收端的直流-直流效率为35%.最后指出了微波无线输能技术存在的问题和未来发展方向.
