用于运动式微波无线充电整流天线地研究

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1、中图分类号TN8学校代码10290UDC密级公开中国矿业大学硕士学位论文用于运动式微波无线充电的整流天线研究ResearchontheRectennaforMobileMicrowaveWirelessPowerTransmission作者邱玮炜导师刘晓文教授申请学位工学硕士培养单位信息与电气工程学院学科专业通信与信息系统研究方向无线充电答辩委员会主席评阅人二○一四年四月万方数据学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文《用于运动式微波无线充电的整流天线研究》，是本人在导师指导下，在中国矿业大学攻读学位期间进行的研究工作所取得的成果。据我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文

2、不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：年月日63万方数据学位论文使用授权声明本人完全了解中国矿业大学有关保留、使用学位论文的规定，同意本人所撰写的学位论文的使用授权按照学校的管理规定处理：作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者须授权所在学校拥有学位论文的部分使用权，即：①学校档案馆和图书馆有权保留学位论文的纸质版和电子版，可以使用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文；②为教学和科研目的，学校档案馆和图书馆可以将公开的学位论文作为资料在档案

3、馆、图书馆等场所或在校园网上供校内师生阅读、浏览。另外，根据有关法规，同意中国国家图书馆保存研究生学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）。作者签名：导师签名：年月日年月日万方数据论文审阅认定书研究生在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文,经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字：年月日万方数据致谢本论文是在刘晓文教授和丁恩杰教授的悉心指导下完成的，没有二位老师的指导、鼓励及大力支持，论文是不可能得以顺利完成的。在我攻读

4、硕士研究生期间的三年里，无论是在生活还是学习上，刘老师都给予了我无微不至的关怀。她的博学多识、严谨学风、对问题高屋建瓴的驾驭能力都使我深感钦佩并受益匪浅。感谢物联网研究中心丁恩杰教授在论文选题和论文写作过程中的宝贵建议和有益指导，以及在我学习、生活中给我多方面的关怀和帮助。在理论研究、项目开发中，丁老师给了我许多具体而详尽的指导，在精神上给了我莫大鼓励，使我得以完成学业。他的培育之恩，我将铭记在心。感谢信电学院王艳芬教授在微波技术基础方面给予的悉心指导，王老师用她严谨的科研和教学风格告诉我们踏踏实实做研究，在理论学习上面给予我莫大的帮助，使我的研究能顺利进行。同时感谢在各个企业中对我

5、有所帮助的工程师们，在实物制作方面给予我的指导和建议。感谢中国矿业大学物联网研究中心和中国矿业大学信电学院的各位领导给我提供了平台，让我能够在研究生阶段学到很多东西，同时感谢中国矿业大学信电学院的各位老师给了我很多具有启发性的建议和帮助，让我受益良多。特别感谢我的家人和我的好朋友，没有他们的关心、支持就没有我今天在学业上的成绩。他们的支持永远是我前进的动力，我每一个前进的脚印都凝聚着他们无私的爱。感谢各位专家、学者在百忙之中审阅我的论文，期待你们的批评与指正。最后，祝实验室的明天更美好！万方数据摘要目前有线供电是广泛应用的供电方式，随着科技进步有线供电已经无法全面满足应用需求，因微波

6、无线充电摆脱了有线供电中导线拖拉缠绕限制，大大提高了充电的灵活性。随着物联网技术的发展，煤矿井下无线传感器的使用日益增多，为提高无线传感器的生命周期，同时免去为动则为上千个无线传感器更换电池的不便，可采用微波无线充电的方式为传感器补充电能。本文在分析微波无线充电的发展状况之后详细研究了微波无线充电中接收端的分析、设计和测试方法。首先，本文介绍了微波无线充电的发展概况及相关的基础知识，阐述了其接收端的组成构成，鉴于微带结构紧凑的优点接收端整体采用微带结构。其次详细介绍了微带天线的设计方法与仿真手段，为克服天线仿真结果和实际制作时的偏差，提出了一种有效的频偏校正方法，成功设计了工作在5.

7、8GHz的微带天线，并通过实测验证了频偏校正方法的可行性。接着介绍了微带滤波器和二倍压整流电路的分析设计方法，提出了准确测量大功率条件下整流电路输入阻抗的模型并分析了误差来源，给出了能够进行准确测量的条件，同时提出了一种低成本的去嵌入阻抗测量方法。随后根据阻抗测量结果设计了阻抗匹配环节，阻抗测量的准确度是阻抗匹配基础，阻抗匹配电路的成功设计也印证了整流电路输入阻抗模型和去嵌入阻抗测量方法的准确性。最终将各部分集成，制作实际的微波无线充电接收端，实测结果表明