【摘 要】
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随着地球上化石能源的日益短缺,能源问题逐渐得到人们的重视。能量传输的关键技术是能源问题的关键环节之一。微波无线传能在能量传输领域具有很广阔的实用价值。本论文研究了微波无线传能系统的发射天线。根据微带阵列天线理论和聚焦原理,设计了幅度激励天线和基于幅度激励天线设计了带相位补偿的幅度激励天线,还研究了平顶波束微带阵列天线。论文主要研究内容如下:1.切比雪夫幅度聚焦微带阵列天线研究设计。通过微带馈电网络
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随着地球上化石能源的日益短缺,能源问题逐渐得到人们的重视。能量传输的关键技术是能源问题的关键环节之一。微波无线传能在能量传输领域具有很广阔的实用价值。本论文研究了微波无线传能系统的发射天线。根据微带阵列天线理论和聚焦原理,设计了幅度激励天线和基于幅度激励天线设计了带相位补偿的幅度激励天线,还研究了平顶波束微带阵列天线。论文主要研究内容如下:1.切比雪夫幅度聚焦微带阵列天线研究设计。通过微带馈电网络控制阵元激励幅度为切比雪夫函数,得出天线阵列的远场方向图。通过仿真分析和计算,验证了天线阵列在1m处近场的聚焦能量分布效果,天线半功率波束聚焦在25.2cm×25.2cm区域范围内,占计算面积（42cm×42cm平面）的36%,实现了较好的能量聚焦效果。根据近场相位聚焦原理设计了带相位补偿的切比雪夫幅度聚焦微带阵列天线,仿真分析结果显示,焦距为1m的近场处,天线半功率波束聚焦在8.4cm×8.4cm区域范围内,占计算面积（42cm×42cm平面）的4%。带相位补偿阵列天线在小范围内聚焦效果更好。对这两款天线进行了近场能量分布测试,仿真和实测结果吻合较好。2.泰勒幅度聚焦微带阵列天线研究设计。通过微带馈电网络控制阵元实现激励幅度泰勒函数形式,得出天线阵列的远场方向图。通过仿真分析和计算,验证了天线阵列在1m处近场的聚焦能量分布效果,天线波束半功率聚焦在21cm×21cm区域范围内,占计算面积（42cm×42cm平面）的25%。根据相位聚焦原理设计了带相位补偿的泰勒幅度加相位补偿聚焦微带阵列天线,仿真分析结果显示,天线半功率波束聚焦在7.56cm×7.56cm区域范围内,占计算面积（42cm×42m平面）的3.24%。并对这两款天线进行了加工测试,仿真和测试结果吻合较好。3.设计了平顶波束微带阵列天线。研究了阵元数目对平顶波束赋形效果的影响。计算了阵列天线在1m处平面场能量密度分布和传输效率,阵列天线在1m处能量效率为68.5%（1.8m×1.8m平面）,实现了平顶范围内小于1dB波动的均匀能量分布。
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