磁耦合谐振式无线电能传输系统功效同步研究

针对磁耦合谐振式无线电能传输系统中传输效率最大值与功率最大值难以同步的问题,利用等效电路理论对无线电能传输系统进行建模分析,给出系统传输效率最佳频率和传输功率最佳频率的计算方法,提出最佳谐振频率和功效同步因数的概念,得出系统传输效率与功率最大值同步出现的条件。借助仿真软件分析系统传输效率和功率与负载的变化规律,搭建实验平台,通过对比实验数据和仿真结果,证明了理论分析的正确性,也为进一步优化系统功效同步性能,同时提高传输效率和功率提供了有益的参考。     

轻质磁性炭气凝胶的制备及电磁吸波性能研究

目的 提高炭气凝胶材料电磁吸波性能。方法 以氢氧化钠或氨水为共沉淀剂制备不同尺寸的Fe3O4颗粒,并加入间苯二酚-甲醛溶液的预聚物中,充分搅拌后快速凝胶,经老化、超临界干燥、碳化等工艺制备Fe3O4/炭气凝胶复合材料。利用SEM、TEM、激光粒度分析仪、比表面及微孔分析仪、振动样品磁强计对Fe3O4及复合材料的微观结构和静磁性能进行表征,并对复合材料的吸波性能进行分析。结果 Fe3O4/炭气凝胶复合材料具有丰富的三维网络结构,Fe3O4颗粒在炭气凝胶中呈离散性分布。Fe3O4颗粒粒径越小,Fe3O4/CA的饱和磁化强度越大,75 nm-Fe3O4/CA的饱和磁化强度最大,达到29.26 emu.g^–1;当Fe3O4粒径为75 nm时,复合材料在厚度为2.1 mm时的最小反射损耗值可达–52.43 dB;当Fe3O4粒径为120 nm时,复合材料在厚度为2.5 mm时的有效吸收带宽高达6.98 GHz。结论 Fe3O4纳米颗粒粒径对复合材料介电损耗能力和阻抗匹配有显著影响,进而影响复合材料的吸波性能。大粒径的Fe3O4颗粒会破坏炭气凝胶的三维导电网络结构,从而降低复合材料的介电损耗能力。小粒径的Fe3O4颗粒可有效改善复合材料的阻抗匹配性能。     

基于阻抗匹配原则多层吸波材料研究进展

基于隐身技术在武器系统中的运用,针对阻抗匹配原理提出并设计了多层吸波材料,分别计算了单层、双层及多层结构吸波材料其自由空间与介质材料界面上的反射率,阐述了吸波材料的匹配特性及其对复合吸波材料吸波性能的影响,并介绍了多层吸波材料的研究进展。     

磁耦合谐振式无线电能传输系统的阻抗匹配方法研究

针对磁耦合谐振式无线电能传输系统中传输距离或负载的改变会导致输入阻抗与射频内阻不匹配,引起输出功率下降的问题,以L型匹配网络为例,提出了一种基于Smith圆图理论的阻抗匹配方法。该方法根据等效电路理论和Smith圆图理论推导出了关于匹配电感和匹配电容的参数表达式,在阻抗失配的情况下通过调节归一化电阻变量即可控制匹配网络参数,从而实现系统的阻抗匹配。仿真和实验结果表明,该匹配方法网络结构简单,避免了复杂的计算过程;相同条件下,匹配后的系统输出功率相较匹配前得到了明显提高,且可有效抑制系统的频率分裂。     

柱面弯曲对矿用可穿戴半模衬底集成空腔天线性能的影响

对矿用可穿戴半模衬底集成空腔天线在柱面弯曲情况下的频率特性、阻抗匹配及辐射特性进行了仿真分析,结果表明:天线柱面弯曲导致谐振频率升高,但-10dB相对带宽基本不变;当辐射开口发生弯曲时,天线阻抗匹配随着弯曲程度增大而逐渐变差;天线柱面弯曲造成正向辐射增益降低、背向辐射增益升高。因此,针对天线在柱面弯曲情况下的应用,应适当增大天线空腔尺寸和导电底面的长度或宽度,并在选择天线放置方向时应保持辐射开口不弯曲。     

一种新型的多边形超宽带印刷天线

在矩形贴片天线的基础上进行改进设计出一种新型的超宽带印刷天线,该天线由八边形的贴片和一个具有凹形槽的金属接地板组成,使天线得到了良好的超宽带阻抗匹配特性。通过数值仿真和实验测量,该结构的印刷天线在3 GHz-11 GHz频段内驻波比小于2,覆盖了超宽带天线所要求的工作频段,在H面具有良好的全向性辐射,为室内短程超宽带通信系统提供了良好的前端部件。     

高隔离度Ka波段平面魔T的设计

提出了一种适合于毫米波微波集成电路(M IC)的高隔离度平面魔T结构,该结构属于一种新型的180°平面型混合网络。基于传统的微带混合环原理,引入了微带-槽线过渡的结构,两个端口之间的180°相移通过微带-槽线转换结构实现,从而实现了输出端口的隔离。该结构采用多节阻抗匹配网络,增加了工作带宽,使微带-槽线过渡结的寄生耦合最小化。通过设计可实现得到最小尺寸的槽线终端,降低了微带-槽线过渡结的辐射损耗。引入的等效电路模型有效地提高了平面魔T的设计。借助CST软件,仿真优化了λg/4变换器以及微带-槽线转换结构的阻抗匹配,提高了隔离度。实验结果表明:在工作带宽(34～36 GHz)内,该结构输出端口2和3的隔离度达20 dB,输入端口回波损耗低于18 dB,插入损耗1 dB。     

射频电路的ADS设计仿真与分析

使用ADS软件,对射频电路设计方案进行仿真和优化。通过计算,得到5阶切比雪夫滤波器的LC参数值。将发射机和接收机的阻抗特性导入ADS软件进行阻抗匹配计算,分析得到阻抗匹配电路,提高了发射机的信噪比和接收机的灵敏度。