微波无线电力传输的微带阵列天线设计

杜晓风,马　黎,万　洪,雍明阳

(西华大学 电气与电子信息学院,四川 成都 610039)



微波无线电力传输的微带阵列天线设计

杜晓风,马黎,万洪,雍明阳

(西华大学 电气与电子信息学院,四川 成都 610039)

为改善传统微带天线的方向性和增益系数,设计了一种基于微带天线的阵列天线模型,并通过电磁仿真软件HFSS 对其进行仿真,获取了天线的回波损耗以及二维和三维增益方向图。分析得知,虽然天线阵的回波损耗比单个微带天线的回波损耗要差,但是提高了其辐射增益以及方向性,有益于提升微波无线电力的传输效率和传输距离。

微带阵列天线;微波无线电力传输;增益系数;方向性系数

最近,日本太空发展局提出创建太空太阳能站计划[1],即在外太空建设一个大型的太阳能,利用外太空大量的太阳能持续向地球内部供电。目前这个计划的核心问题是如何把外太空的电能传输到地球内部。由此,无线电力传输技术被众多科学家看好[2],并致力研究。一般无线电力传输技术常用的有:电磁感应方式、耦合方式、微波方式、激光方式[3]。而微波式无线电力传输(MWPT, microwave wireless power transmission)由于传输距离远,被科学家认为是可以实现远距离传输且能够解决太空输电问题的最佳传输方式[4]。因此本文设计一种基于微带天线的天线阵列,具有高增益和高方向性,且能够大大提高微波无线电力传输的传输效率和发射距离。

1　微带天线设计及其仿真

微带天线的概念是由Deschamps于1953年提出,Munson和Howell在20世纪70年代制造出了实际的微带天线[5]。……