井下小功率微波輸能整流天線的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、首先研究分析了整流天線技術(shù)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀,在此基礎(chǔ)上借助計(jì)算機(jī)仿真軟件ADS和HFSS,對(duì)整流天線技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)的研究和設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)了一款工作于5.8GHz,質(zhì)量輕、體積小、整流效率較高的微帶貼片整流天線,并運(yùn)用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、天線轉(zhuǎn)臺(tái)對(duì)整流天線進(jìn)行測(cè)量和優(yōu)化。主要做了四方面的工作。
　　第一,對(duì)整流電路中二極管進(jìn)行分析。包括對(duì)二極管等效電路模型的理論公式推導(dǎo)、計(jì)算與二極管電路的ADS仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,分析影響二極管整流效率的主要因素,

2、幫助二極管選型和后續(xù)提高整流效率而進(jìn)行的優(yōu)化。
　　第二,濾波器的設(shè)計(jì)。輸入濾波器使用簡(jiǎn)單的微帶階躍阻抗濾波器,通過(guò)多次優(yōu)化處理,減小微帶線連接處能量的反射,設(shè)計(jì)了體積小、濾波效果好的輸入濾波器。對(duì)輸出濾波器濾波前后輸出電壓的頻譜圖進(jìn)行對(duì)比,基波、高次諧波明顯減少,有效減小諧波外泄造成的浪費(fèi)。
　　第三,整流電路輸入阻抗的測(cè)量和整流電路效率的測(cè)試。由于整流電路中二極管的非線性特性,輸入阻抗隨輸入功率變化而變化,設(shè)計(jì)一種大信號(hào)

3、下輸入阻抗測(cè)試方案。與小信號(hào)直接測(cè)量輸入阻抗進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了測(cè)試方案的正確性。阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)中,利用Smith圓圖設(shè)計(jì)了一個(gè)雙枝節(jié)匹配網(wǎng)絡(luò),在5.8GHz時(shí)的S11參數(shù)能夠達(dá)到-30dB以下,匹配良好。對(duì)匹配后的整流電路進(jìn)行一體化的仿真優(yōu)化后,在輸入功率為16.65dBm時(shí),仿真結(jié)果最能夠達(dá)到79％。實(shí)際測(cè)量在輸入功率為23.05dBm時(shí),能夠輸出6.11V的電壓。
　　第四,設(shè)計(jì)微帶貼片天線,并利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀和天線轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)