收藏本站
《重庆大学》 2018年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

人工电磁媒质器件在微波输能中的应用研究

尚帅  
【摘要】:微波输能是以微波为功率传输载体,在空间范围内完成能量的无线输送。微波功率传输技术主要涉及三个环节,即发送端将直流能量转换为微波能量、收发两端之间的微波能量无线传送和接收端将微波能量捕获并转换为直流输出。该项技术被广泛应用于空间太阳能电站、临近空间飞行器等领域,业已成为国内外研究的重点。论文密切结合装备预研项目“微波输电MPT及其应用”关键技术之一“微波能量捕获”需求,以实现复杂环境下的高效微波能量捕获为出发点,对人工电磁媒质相关技术展开研究。本文主要研究内容和创新性成果可以概括如下:首先,为了研究人工电磁媒质对微波能量的捕获吸收机理,设计了两种能量吸收器结构。从三频带吸收器结构入手,对其表面电流及电磁场分布进行分析,揭示了多频带能量吸收的形成机制,即存在有多个谐振模式。特别地,利用该设计结构实现了高阶偶极子强谐振。在多频带吸收的基础上,通过在多谐振结构中加载集总电阻的方式,不仅使吸收带宽得到扩展,而且吸收性能也得到提升。对宽频带吸收器性能进行分析得出,集总电阻自身所引发的能量耗散在整个能量吸收过程中起不到关键性的作用。该研究为微波能量收集器的设计奠定了基础。其次,为了研究人工电磁媒质对微波能量的捕获收集机理,设计了两种能量收集器结构。以旋转对称拓扑结构为出发点,对其表面电流分布进行分析,再辅以单元结构内部的能量耗散分布状况,充分表明集总电阻在整个能量收集过程起到了至关重要的作用。该收集器结构可以实现对任意极化态入射波能量的高性能收集。相对线极化而言,圆极化更适用于运动物体间的微波能量传输。研究了针对圆极化波的选择性微波能量收集机理,实现了对右旋圆极化入射波的高效能量收集。该研究对于微波能量收集系统的小型化和集成化具有指导性意义。最后,传统天线被用于捕获微波能量,但其自身存在一定性能缺陷,为此选用人工电磁媒质对传统天线性能进行优化设计。研究了基于圆极化波的同极化反射和交叉极化传输机理,依据旋转相位梯度原理和广义斯涅耳定律,构建出相位梯度超表面,即可实现对反射波/透射波波束方向的灵活调控。将聚焦超表面与传统天线进行组装,天线系统的整体性能得到明显提升。该研究为改善传统微波器件的性能提供了新的思路。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:O441;TN015

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 博士生,余素胜,黄碧琳;试论电器电磁问题的分析方法[J];电气开关;1996年06期
2 曹伟,程勇;电磁问题分析中的一种新型数值方法[J];南京邮电学院学报;2002年03期
3 曹伟,夏一维;电磁问题的改进型矩量法[J];电子学报;1993年12期
4 马昌凤;;多媒质中低频电磁问题A-φ交替法的有限元误差估计[J];高等学校计算数学学报;2005年04期
5 甘艳;阮江军;张宇;康正海;;运动电磁问题的研究现状分析[J];电气应用;2009年09期
6 管余;;区别易混概念 速解电磁问题[J];中学生数理化(八年级物理)(人教版);2008年Z2期
7 洪伟;崔铁军;章文勋;;2003年电磁研究新进展年会[J];国际学术动态;2004年03期
8 尹忆寒;孙国栋;易江;;基于时域有限差分法的二维电磁波数值模拟[J];能源技术与管理;2017年01期
9 黄涛;阮江军;张宇娇;甘艳;孙梦云;刘海龙;;瞬态运动电磁问题的时步有限元方法研究[J];中国电机工程学报;2013年06期
10 王秀珍;;浅析电磁问题中的一个谬误[J];物理通报;1994年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 朱剑;平学伟;陈如山;;撕裂-对接法结合有限元法分析复杂电磁问题[A];2007年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2007年
2 梁昌洪;;值得研究的几个电磁问题[A];1997年全国微波会议论文集(上册)[C];1997年
3 梁昌洪;郑家骏;张新军;李龙;杨娟;;电磁问题中统一的电路模型及路与场的相互作用[A];2001年全国微波毫米波会议论文集[C];2001年
4 翟会清;王莉娜;梁昌洪;;金属与介质混合电磁问题研究[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2011年
5 甘艳;;组合网格法及其在电磁问题中的应用[A];中南七省(区)电力系统专业委员会第二十二届联合学术年会论文集[C];2007年
6 曹礼群;罗剑兰;;复相介质与界面电磁问题的多物理模型与计算[A];第二届全国背散射电子衍射(EBSD)技术及其应用学术会议暨第六届全国材料科学与图像科技学术会议论文集[C];2007年
7 范小平;梁昌洪;郑兆翁;;电磁问题中的数值保角变换[A];1987年全国微波会议论文集(上)[C];1987年
8 梁青云;孙成祥;何小祥;;ICCG方法在时域有限元法分析二维电磁问题中的应用[A];2009年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2009年
9 李颖;;基于C#的电磁仿真系统设计[A];2015年全国微波毫米波会议论文集[C];2015年
10 肖运辉;;FEKO在汽车电磁问题仿真中的应用[A];2010重庆汽车工程学会年会论文专辑[C];2010年
中国博士188bet全文数据库 前9条
1 尚帅;人工电磁媒质器件在微波输能中的应用研究[D];重庆大学;2018年
2 周晓明;移动电话与人体系统建模及其数值模拟研究[D];华南理工大学;2004年
3 丁大志;复杂电磁问题的快速分析和软件实现[D];南京理工大学;2006年
4 彭达;间断伽略金方法在瞬态电磁问题中的研究与应用[D];国防科学技术大学;2013年
5 田瑾;电磁问题分析中的有限元方程组的快速求解技术[D];西安电子科技大学;2012年
6 赵博;介质目标散射和载体天线辐射的电磁问题研究[D];西安电子科技大学;2016年
7 杨光源;运动导体涡流电磁问题的径向基点配置型无单元算法研究[D];华中科技大学;2011年
8 朱汉清;区域分解法在电磁问题分析中的应用研究[D];电子科技大学;2002年
9 芮锡;旋转结构体电磁问题的高效分析与应用[D];电子科技大学;2010年
中国硕士188bet全文数据库 前10条
1 章阳;复合场人体电磁暴露模拟及算法研究[D];华东师范大学;2018年
2 白剑;FDTD在若干电磁问题中应用的研究[D];西安电子科技大学;2007年
3 关瑜;DGTD算法在电磁问题中的应用与分析[D];电子科技大学;2015年
4 孙成祥;TDFEM中吸收边界条件技术及其在二维电磁问题分析中的应用[D];南京航空航天大学;2009年
5 范振锋;电磁问题MMoL及应用研究[D];电子科技大学;2007年
6 代超超;MOM结合UTD算法计算城市环境电磁分布[D];西安电子科技大学;2017年
7 刘露;时域不连续伽略金方法在电磁问题中的研究与应用[D];电子科技大学;2016年
8 常欣莉;井间电磁数值模拟与成像方法研究[D];中国石油大学(华东);2015年
9 孙焕金;H~2矩阵方法解电大尺寸电磁问题的关键技术研究[D];南京邮电大学;2016年
10 杜奕宏;各向异性介质的时域有限积分算法研究[D];东南大学;2016年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026