植入式医疗设备无线电能传输电路的设计

本文利用磁耦合谐振式无线电能传输技术设计了一个无线电能传输系统,该系统克服了传统电能传输的诸多不足。文中详细地介绍了该无线电能传输系统的设计方案,给出了各部分的硬件电路图和软件设计方案等。实验证明,该无线电能传输系统能够实现一定距离的电能传输,对体内植入式医疗设备供电具有较高的使用价值。     

无线电能传输系统的阻抗匹配研究

近年来,磁耦合谐振式无线电能传输系统在各个领域得到了广泛应用.针对无线电能传输系统工作过程中,传输距离改变导致电能传输效率显著下降的问题,提出一种在无线电能传输系统接收端通过阻抗转换,得到负载端的等效阻抗,进行阻抗匹配的方法,使系统在传输距离改变和负载变化时,电能传输效率上下波动减小,达到高频信号从发射端到接收端的高效传输、减少信号反射的目的.通过ADS软件仿真验证,这种方法能使系统在传输距离发生微小变化的情况下,传输效率得到提高.     

谐振式电能传输两种线圈结构传输特性比较研究

针对谐振式无线电能传输,从电路理论对比分析了两线圈结构与四线圈结构的传输特性,得到了四线圈结构提高了发射电路及接收电路的品质因数,因而在较远传输距离时其传输效率具有明显优势这一关键性结论.基于实用化角度搭建了基于印制电路线圈的实验系统,对两种线圈结构的电能传输效率进行了实际验证,结果证明了结论的有效性.该研究揭示了两种线圈结构的电能传输特点,为谐振式无线电能传输系统的设计和应用提供参考和借鉴.     

无线电能传输系统的设计与研究

无线电能传输的实现能够减少电能在传输过程中电路的设计、减少电路故障以及提高电路的安全性能。系统设计一种无线电能传输装置,通过将直流电源转换为高频交流电源,以时刻交替变换的电场产生磁场发射出去,变化的磁场穿过接受线圈以后,同样感应出电能,以此实现电能的传输。     

Hessian矩阵的无线电能传输阻抗匹配算法

无线电能传输技术极大优化了电力线传输的可靠性与便利性.为进一步提高能源传输效率,提出了基于Hessian矩阵的无线电能传输阻抗匹配算法.首先分析电能传输系统结构与发射电路的设置情况,从而建立等效电路模型,并计算系统输入与输出功率;然后结合系统功率平衡需求构建Hessian矩阵,将其当作能量函数,并获取该函数的每阶偏导,从而确定系统平衡点,保证系统输出电压的稳定,获取最大能量传输值;最后,结合接收线圈效率表达式得到系统阻碍电流值,构建阻抗匹配模型,从而建立阻抗匹配关系式.仿真结果表明,上述方法能够在提高电能传输效率的同时,有效保证电能传输系统的稳定性.     

可植入式磁耦合谐振无线电能传输系统研究

本文主要针对小功率的可植入式无线电能传输系统进行研究。基于磁耦合谐振方式下的无线电能传输系统主要有两个部分组成,分别是电能发射部分和电能接收部分。系统是通过高频振荡模块产生高频振荡信号,经由IRF640N和并联谐振回路构成的驱动电路放大后,利用无线电能传输的方式,从发射线圈传输电磁能量,再由接收线圈进行磁能到电能的转化过程,接收端运用整流电路、滤波电路对电能变换处理,最终输出至负载,从而完成电能在整个系统的传输过程。无线传输系统体积小、效率较高、成本低。     

双全桥无线电能双向传输和信息反向传输系统

针对无线电能和信息同时传输问题，提出采用双全桥结构实现电能双向和信息反向传输。首先，建立数学模型，推导电能传输方向和移相角之间的关系。其次，为实现电能反向传输信息，在电能传输主结构上增加新的磁接口传输信息。最后，通过仿真验证了结构的可行性，实现电能双向传输和信息反向传输。     

无线电能传输系统多路逆变器功率合成机理

针对无线电能传输系统中单个逆变器输出功率难以满足大功率应用需求的问题,研究了无线电能传输系统多路逆变器功率合成机理,通过建立基于2路逆变器功率合成拓扑结构的无线电能传输系统等效电路模型,得出了基于多路逆变器功率合成的无线电能传输系统的输出功率、传输效率规律。研究结果表明,基于多路逆变器功率合成的无线电能传输系统的输出功率、传输效率均由各支路逆变器共同承担,且因各支路功率驱动能力不同而在各支路互补转移分配;多逆变器功率合成后的系统特性与单逆变器工作时一致。     

浅析无线电能传输技术发展及研究方向

无线电能传输技术属于近年来被广泛关注及应用的新型电能传输技术,其具备极强的环境适应能力,能够充分的避免以往传统电能传输方法的各种缺陷与不变。本文分析了无线电能传输技术中磁耦合谐振式及借助燃材料等无线电能传输方式,并对其今后的发展方向进行了探讨与展望。     

一种无触点能量及信号传输的滑环设计

针对传统的带有电刷的导电滑环,电刷和滑环容易有异常磨损、电刷振动以及产生火花等弊病,设计了一款基于磁耦合谐振式无线电能传输的无触点电能及信号传输滑环。此滑环利用磁耦合谐振式无线电能传输的原理,基于无线通讯电路、STM32f103rct6单片机和全封闭式包装结构组合而成。利用无线电能传输和载波通讯的技术有效实现了旋转结构间的能量及信号传输。这种滑环能够应用于环境较为恶劣的场所,使用年限延长,具有较高的经济价值和环保价值。     

最小化具有无线携能通信的全双工中继系统发射功率和

考虑在无线网络中采用信息与能量同步传输来提高无线中继系统的性能,提出了基于无线射频网络中采用无线携能通信（SWIPT）技术的具有自能量回收的双向传输全双工中继系统。SWIPT应用在双向全双工中继系统中是一个新的尝试,其中能量受限的目的节点使用从中继和环路信道捕获的能量来发送反馈信息,并给出了全双工中继系统工作的逻辑结构和能量受限的目的节点的物理结构。然后,以最小化系统发射功率和作为优化目标来描述系统的性能,采用功率分配方案进行信息解码和能量捕获,应用半定规划、秩松弛和拉格朗日方法将原始非凸优化方程转化为可解凸优化问题并求解,且联合优化了中继发射功率、发射波束成形向量和功率分配比率。最后,实验仿真对比了所提的新系统与传统双向传输中继系统,结果验证了利用自能量回收不仅可以消除自干扰,而且可以显著优化系统发射功率和,且由于SWIPT技术与全双工中继系统的结合,使得所提出的系统比传统的双向传输系统具有更高的性能增益。     

认知无线电技术在煤矿井下的应用研究

针对现有煤矿井下无线通信系统载频和调制方式等参数固定、无法适应巷道信道模型变化而导致通信可靠性低的问题,提出了在煤矿井下无线通信系统中应用认知无线电技术的方案,即利用认知无线电技术感知通信系统所处巷道的频谱和信道模型,实时、自适应地调整载频、调制方式等传输参数的特点,从而优化煤矿井下无线通信网络的传输性能;综合分析了认知无线电在煤矿井下应用的可行性;最后给出了认知无线电在煤矿井下应用的实现模式。     

无线随机动态操作点阵式大屏幕系统的设计

无线随机动态操作点阵式大屏幕系统的设计是对当前点阵式大屏幕提出的一个创新。章详细论述了系统结构及具体实现方法，建立了较完善的无线操作与随机动态系统。系统分为手写板控制及发射子系统，编码无线传输子系统，大屏幕及控制显示子系统。同时提供了系统结构图，发射器、接收器、接收控制电路图。     

基于STM32和nRF905的无线水泵监控系统设计

针对传统水泵控制系统存在布线复杂、成本高和动力设备分散等问题,设计了一种基于STM32控制器和nRF905无线收发模块的无线水泵监控系统。该系统由从站采集水泵供水系统的水压、液位等参数,通过nRF905组建的一对多无线通信网络进行数据传输,由STM32实现数据处理及主站与上位机间的通信。测试结果表明,该系统采样精度高、数据传输可靠、通信稳定。     

无线输电技术及其在矿井安全监控系统中的应用

介绍了无线输电技术的概念和发展史,依据现有三大无线电能传输标准,重点阐述了电磁感应式、无线电波式、电磁谐振式3种无线电能传输方式,并认为磁耦合谐振式无线电能传输方式最具研究前景;针对煤矿井下工作环境特点和防爆要求,分析了无线输电技术在矿井中的应用前景,指出矿井安全监控系统是无线输电技术的优先发展领域,并依据《煤矿安全规程》及相关行业标准,通过实例分析了矿井安全监控系统应用无线输电技术的需求和意义;指出了矿井无线输电技术需要解决的关键问题。     

认知网络中基于博弈论的联合功率控制与速率分配算法

针对认知无线网络上行链路中的资源分配问题,提出了一种适应于多小区认知无线网络的基于功率控制与速率分配的博弈算法。为了更加合理地控制用户的功率和速率,减小各次用户间的干扰,首先,在效用函数中分别给功率和速率设置了不同的代价因子,使其能够更加合理地控制用户,避免用户过度增加发射功率。其次,从理论上证明了该算法纳什均衡的存在性、唯一性以及算法的收敛性。最后,为了解决发射功率和传输速率的最优化问题,给出了联合功率控制和速率分配的迭代更新算法流程图。理论分析及仿真结果表明,与同类博弈算法相比,在保证通信质量的前提下,所提算法可以使得用户以较小的发射功率获得较大的传输速率和较高的信干噪比（SINR）,并且减小了用户间的干扰,提高了次用户系统容量。     

大表远传实时监测系统在水司管理和计量中的应用

大表远传监测系统是根据水表计量和营收管理的详细设计需求,为水司量身定做的实时监测系统,无线远传大表采用成熟的短距离无线传输技术、GSM／GPRS网络传输技术、计量传感技术和智能模块的微功耗控制等,取得良好的经济和社会效益,具备行业推广价值。     

Addressing the control channel design problem: OFDM-based transform domain communication system in cognitive radio

In cognitive radio, the design of an effective control channel must be based on a transmission scheme that satisfies two challenging requirements: long transmission range and low emission power. This paper proposes a novel transmission scheme that effectively satisfies these two requirements by combining an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) scheme with transform domain communication system (TDCS) technology. We formulate, for the first time, a mathematical model of a transform domain communication system (TDCS). Based on this model, we then design a new transmission scheme, named the OFDM-based TDCS for control message transmissions. Our analytical and numerical analyses show that OFDM-based TDCS successfully satisfies both the transmission range and the emission power requirements of a control message transmission scheme for cognitive radio networks. Further, we propose one implementation option, named interleaved OFDM-based TDCS, for the OFDM-based TDCS scheme. This optional scheme has low implementation complexity and is suitable for situations where spectrum is continuously available.     

无线电台接收激励器自动测试系统硬件平台设计

本文以航空无线电台的一个部件接收激励器为例说明了自动测试系统硬件平台的设计方法。首先对无线电台自动测试系统硬件平台的结构进行了介绍。并通过对被测设备的原理分析、测试资源分配、某些性能指标测试的设计过程,以及对测试结果的分析说明了自动测试的方法和系统硬件平台的详细设计过程。     

小动物监测的植入式低功耗无线系统研究

动物模型是药物开发、药效评价、病理研究中常用的方法。植入式无线系统是动物生理参数监测的常用工具。针对小动物监测系统关键问题,植入模块采用模拟电路实现PPM调制,且多路信号分时复用发射模块,减小了植入部分的体积和功耗。体外接收模块采用了ZN414Z无线电接收芯片和C8051F040微处理器,将接收到的信号解调、处理,并通过串口发送到PC端显示。测量得到包含一路心电和一路温度的植入模块功耗仅60μA,在两节RENATA395钮扣电池供电下连续工作时间达78 d。通过模拟心电信号和SD大鼠体外实验表明:该系统可得到稳定的心电信号。小体积使得系统在小动物监测中具有很大优势。