微波输能技术
作者：杨雪霞，黄文华著
出版时间：2018年版
内容简介
微波输能技术在国际上兴起于20世纪60年代，由于高功率微波源、波束控制、平面接收天线和高效整流电路等关键技术的突破，在21世纪被广泛关注并期待应用。《微波输能技术》首先介绍了几类无线输能技术工作原理和微波输能技术研究进展；接着分析了微波输能技术的理论基础；重点论述了平面印刷整流电路工作原理及设计方法，以及整流天线与阵列理论和设计；最后分专题介绍了微波输能技术新进展，包括毫米波输能、定向输能、能量收集超表面和能量信息并行传输。《微波输能技术》在整流电路、整流天线和阵列及各项专题方面，提供了大量有代表性的设计实例。
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目录
目录
第1章 绪论 1
1.1 能量无线传输技术历史简况 1
1.2 几种无线能量传输方式 3
1.2.1 电磁感应式 3
1.2.2 磁共振式 5
1.2.3 电场耦合方式 6
1.2.4 激光输能 6
1.2.5 微波输能 8
1.3 微波输能技术研究进展 9
1.3.1 微波输能技术起源 9
1.3.2 近代微波输能技术 10
1.3.3 地对空微波输能实验 12
1.3.4 整流天线及阵列研究现状 16
1.3.5 微波功率源 18
1.3.6 发射天线 21
1.3.7 我国情况 22
1.4 微波输能的工作频率 22
1.5 本章小结 23
参考文献 23
第2章 微波输能基本理论 26
2.1 理论基础 26
2.1.1 麦克斯韦方程组 26
2.1.2 电磁能量 27
2.1.3 微波输能系统组成及效率 28
2.1.4 远场条件及场区定义 30
2.2 波束捕获效率 32
2.2.1 传输因子 32
2.2.2 波束捕获效率 33
2.2.3 口径电平分布与系统效率 36
2.2.4 口径电平分布波形的优化 38
2.2.5 Fun 5和高斯波形分布的系统性能比较 40
2.2.6 Fun 4和 Fun 3波形分布的系统性能比较 41
2.3 定向微波输能理论 42
2.3.1 相控阵天线微波输能 42
2.3.2 方向回溯微波输能 44
2.4 波束接收 48
2.4.1 腔模理论 49
2.4.2 微带天线圆极化技术 52
2.4.3 双极化微带天线 57
2.5 近场能量耦合效率 64
2.6 本章小结 65
参考文献 65
第3章 微波整流电路 68
3.1 二极管整流原理 68
3.1.1 低频整流原理 68
3.1.2 微波整流机理分析 71
3.1.3 高效微波整流理论 72
3.1.4 二极管微波整流理论分析举例 77
3.1.5 二极管微波整流的时域解释 81
3.2 平面传输线理论 83
3.2.1 微带线 83
3.2.2 共面波导 94
3.2.3 共面带线 96
3.3 微波整流电路设计理论 97
3.3.1 微波整流电路结构和设计 97
3.3.2 整流电路基本拓扑结构 98
3.3.3 多频整流电路拓扑结构 100
3.3.4 宽输入功率整流电路拓扑结构 101
3.4 微波整流电路设计实例 103
3.4.1 微带线型高效整流电路 103
3.4.2 共面波导型整流电路 107
3.4.3 共面带线型整流电路 111
3.4.4 功率自适应整流电路 113
3.4.5 多频整流电路 120
3.5 本章小结 124
参考文献 125
第4章 整流天线与阵列 127
4.1 整流天线理论 127
4.1.1 整流天线拓扑结构 127
4.1.2 多/宽频整流天线拓扑结构 127
4.1.3 整流天线效率 129
4.1.4 整流天线效率测试系统 130
4.2 整流天线阵列理论 131
4.2.1 整流天线组阵形式 131
4.2.2 整流天线阵列等效电路理论 132
4.3 整流天线和阵列设计 135
4.3.1 微带线型整流天线与阵列 135
4.3.2 共面波导型整流天线 141
4.3.3 共面带线型整流天线 145
4.4 本章小结 150
参考文献 150
第5章 毫米波整流天线及阵列 153
5.1 毫米波整流电路 153
5.1.1 二极管输入阻抗的测试 154
5.1.2 整流电路设计 156
5.2 圆极化毫米波整流天线 158
5.2.1 高增益圆极化毫米波天线 158
5.2.2 圆极化毫米波整流天线 160
5.3 二极管串联整流电路 161
5.3.1 串联型整流电路结构 162
5.3.2 串联型整流电路实验 163
5.4 基片集成波导毫米波整流天线和阵列 165
5.4.1 基片集成波导缝隙耦合微带贴片天线及阵列 165
5.4.2 SIW贴片整流天线及阵列 171
5.5 宽波束 Vivaldi整流天线及阵列 175
5.5.1 宽带 Vivaldi天线 175
5.5.2 零介电常数超材料单元设计 177
5.5.3 超材料加载的高增益宽带 Vivaldi天线 181
5.5.4 Vivaldi整流天线单元 184
5.5.5 Vivaldi整流天线阵列 186
5.6 本章小结 187
参考文献 188
第6章 方向回溯整流天线技术 190
6.1 Van Atta天线阵列原理 190
6.2 双极化缝隙耦合微带天线设计 193
6.3 差分整流电路设计 195
6.4 2×2元方向回溯整流天线阵列设计与实验 200
6.5 本章小结 203
参考文献 203
第7章 电磁能量收集超表面 205
7.1 超材料吸波基本概念 205
7.2 三频极化不敏感宽入射角超表面 207
7.2.1 三频超表面单元设计和仿真 207
7.2.2 三频超表面实验 210
7.3 宽带极化不敏感宽入射角超表面 211
7.3.1 宽带超表面单元结构和仿真 211
7.3.2 宽带超表面实验 215
7.4 超宽带极化不敏感宽入射角超表面 216
7.4.1 超宽带超表面单元设计和仿真 216
7.4.2 超表面实验 218
7.5 本章小结 219
参考文献 219
第8章 能量信息并行传输 221
8.1 引言 221
8.2 整流电路及调制波整流 221
8.2.1 S波段整流电路设计 221
8.2.2 连续波与调制波整流实验 223
8.3 高隔离度双极化天线单元 225
8.3.1 接收天线单元设计与仿真 225
8.3.2 接收天线单元实验 227
8.4 双极化接收天线阵列 227
8.5 携能通信实验 230
8.5.1 整流天线阵列对不同波形的转换效率测试 230
8.5.2 能量信息并行传输实验 232
8.6 本章小结 233
参考文献 233
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