研究目的
设计一种基于平面非对称偶极子元件的多层多极化能量收集表面,以实现高效的电磁能量吸收和无线功率传输。
研究成果
采用非对称偶极子元件的多层电磁能量收集设计,在两种不同极化方式的正入射条件下实现了70%的辐射至直流功率转换效率。该设计展示了其在高效能量收集和无线能量传输应用中的潜力。
研究不足
仿真与测量结果之间的差异归因于整流二极管的非线性特性,该特性影响了最优吸收频率之外的效率。该设计的效率还取决于二极管阻抗与阵列元件阻抗之间的匹配程度。
1:实验设计与方法选择:
该设计采用多层印刷非对称金属偶极子单元结构进行能量收集,研究方法包括对收集器效率的仿真与实验验证。
2:样本选择与数据来源:
制作了3×3阵列非对称偶极子元件进行实验验证,数据通过仿真及无回声室测量获取。
3:实验设备与材料清单:
介质覆层采用Rogers TMM-10i材料,接地基板使用RT/duroid 5870,肖特基二极管为HSMS-2860,照射源为宽带喇叭天线。
4:实验流程与操作步骤:
先通过ANSYS HFSS仿真无限阵列特性,再制备实物进行实验测量,测试装置包含用于平面波照射的喇叭天线及直流吸收效率测量系统。
5:数据分析方法:
基于入射至收集器表面的功率与负载获取功率,计算辐射至交/直流转换效率。
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获取完整内容-
Rogers TMM-10i
Rogers Corporation
Dielectric superstrate material for the harvester layers.
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RT/duroid 5870
Rogers Corporation
Grounded substrate material for the harvester.
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HSMS-2860 Schottky diode
HSMS-2860
Avago Technologies
Rectifying diode for converting RF to DC power.
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Broadband horn antenna
For plane wave illumination in the experimental setup.
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ANSYS HFSS
Version 16.0.0
Ansys Inc.
Simulation software for electromagnetic analysis.
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